Virtual Reality und Simulation

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1 Virtual Reality und Simulation Vorlesung und Übung für den Studiengang Telematik (Bachelor) an der TH Wildau [FH] Prof. Dr.-Ing. Stefan Brunthaler Virtual Reality und Simulation, Vorlesung und Übung für Telematiker, TH Wildau Prof. Dr. Stefan Brunthaler, 2011ff

2 Überblick über das Semester 2 SWS Vorlesung 2 SWS Übung Kleinere Übungsaufgaben ohne Bewertung Referate ab 4. Termin (VL+Übung) (10%) Belegarbeit (50%) Klausur (40%) Virtual Reality und Simulation, Vorlesung und Übung für Telematiker, TH Wildau Prof. Dr. Stefan Brunthaler, 2011ff

3 Klaus Mainzer Computernetze und virtuelle Realität Leben in der Wissensgesellschaft 1999, Springer Verlag, ISBN Claude Cadoz Die virtuelle Realität Ausführungen zum besseren Verständnis 1998, BLT, ISBN Grigore C. Burdea, Philippe Coiffet Don Brutzman, Leonhard Daly Virtual Reality Technology (2nd Edition) X3D: Extensible 3D Graphics for WEB Authors 2003, Wiley Interscience, ISBN , Elsevier Verlag, ISBN Peter Mörtenböck Die virtuelle Dimension Architektur, Subjektivität und Cyberspace 2001, Böhlau Verlag, ISBN Geroimenko, Vladimir, und Chen, Chaomei Visualizing Information Using SVG an X3D: XML-based Technologies for the XML-based Web. Springer Verlag London Limited ISBN:

4 Themenkomplexe Was ist VR? Was ist Simulation? Grundlegende Begriffe Anwendungsbeispiele Technologien: Hardware Ihre Referate! Software X3D, VRML, Tools und Viewer Selber anwenden: Welten mit X3D Virtual Reality und Simulation, Vorlesung und Übung für Telematiker, TH Wildau Prof. Dr. Stefan Brunthaler, 2011ff

5 Was ist VR? Aus WikiPedia: Als Virtuelle Realität (VR) wird die Darstellung der Wirklichkeit und ihrer physikalischen Eigenschaften in einer in Echtzeit computergenerierten Umgebung bezeichnet. Als virtuell gilt die Eigenschaft einer Sache, die zwar nicht real ist, aber doch in der Möglichkeit existiert; Virtualität spezifiziert also ein konkretes Objekt über Eigenschaften die nicht physisch, aber doch in ihrer Funktionalität vorhanden sind. Virtual Reality und Simulation, Vorlesung und Übung für Telematiker, TH Wildau Prof. Dr. Stefan Brunthaler, 2011ff

6 Typen virtueller Realität Offene VR: Hat Wechselwirkungen mit der Real World im Gegensatz zu: Geschlossene VR Simulationen bilden mögliche Realitäten ab Animationen sind Phantasiewelten Nutzen: Abstraktes wird durch Modellierung vorstellbar, die Modelle sind preiswert! Virtual Reality und Simulation, Vorlesung und Übung für Telematiker, TH Wildau Prof. Dr. Stefan Brunthaler, 2011ff

7 Beispiele zu VR-Typen Geschlossene VR Begehbare Simulation (VR ist getreues Architekturmodelle Abbild der Wirklichkeit) Medizinische Körpersimulationen Offene VR Militärische VR-gestützte Leitsysteme (z.b. Drohnen) VR- gestützte JoystickChirurgie Telepräsenzsysteme Animation (VR ist eine Kunstwelt) VR Spiele (EVE, Counterstrike, WoW,...) Virtuelle Shopping-Arkaden Virtual Reality und Simulation, Vorlesung und Übung für Telematiker, TH Wildau Prof. Dr. Stefan Brunthaler, 2011ff

8 Virtuelle Verkehrsplanung Umgehungsstrasse Wohngebiet, Flugplatz (Zu- und Abfahrt), Flugplatz-Gelände (Cargo, Passengers, Luggage), Verkehrsfluss zwischen Sportstätten, z.b. für Olympia-Bewerbung. Virtual Reality und Simulation, Vorlesung und Übung für Telematiker, TH Wildau Prof. Dr. Stefan Brunthaler, 2011ff

9 virtual mathematics C60 on Si {100} fractals C60 polyethylene crystal

10 Weitere Anwendungsgebiete Virtuelle Physik Virtuelle Chemie und Werkstofftechnik Virtuelle Evolutions- und Lebens-Modelle Virtuelle Medizin, Telemedizin Virtuelle Technik / Produktentwicklung Virtuelle Gesellschaft ( Second Life ) Virtual Reality und Simulation, Vorlesung und Übung für Telematiker, TH Wildau Prof. Dr. Stefan Brunthaler, 2011ff

11 Simulation und Entertainment

12 Gallenblasenentfernung Virtuelle Medizin

13 Virtuelle Medizin Bildquelle: Wikipedia

14 Virtuelle Medizin: Laparoskopie oder Bauchspiegelung

15 Impulse Engine...hauptsächlicher Einsatz für die Simulation chirurgischer Eingriffe im Bauchraum...da bei dieser Art Eingriff ein Loch in der Bauchdecke ausreicht, um Instrumente einzuführen, ist der Bewegungsraum dieser Instrumente sehr eingeschränkt....dadurch gestaltet sich die Mechanik des Simulators um vieles einfacher, als bei anderen Simulatoren in diesem Einsatzbereich. Stab mit stereoskopischer Kamera Virtuelle Medizin...unter dem Loch in der Deckplatte befinden sich für die Rotation und für die vertikale Translation Sensoren und Motoren, die für die Messung und für die Erzeugung der Kräfte verantwortlich sind....das Griffstück ist einer Schere bzw. Zange nachgebildet und kann geöffnet werden.

16 Geschichte der VR