Historisch-Kulturwissenschaftliche Informationsverarbeitung Hauptseminar: Medien zwischen Technologie und Gesellschaft Dozent: Prof. Dr. Manfred Thaller WS 2012/2013 Robert Lee Phillips 17.01.2013 Developing Virtual Reality Applications
Gliederung 1. Was ist Virtual Reality (VR)? 2. Anfänge von VR 3. VR-Systeme 4. User-Interaktion 5. Anwendung von VR 6. Beispiele für Anwendungsgebiete von VR
1. Was ist VR? Computersimulation, die eine virtuelle Welt erschafft Simulation muss auf den User reagieren Feedback meist visuell und auditiv
Typische VR-Hardware Head-Mounted-Display (HMD)
Typische VR-Hardware Stationäres Großbildschirm-Display
User kann mit der virtuellen Welt und anderen Usern (bzw. deren Avataren) interagieren
2. Anfänge von VR Flugsimulatoren (Anfang 70er)
Morton Heilig Sensorama (1956)
Ivan Sutherlands Vision einer computerbasierten VR (1968)
Myron Kruegers Videoplace
CAVE (1992)
3. VR-Systeme Hardware Software zum Verknüpfen von Display HW und Input-HW Inhalt der VR User Interface zur Interaktion
Computer-Engine: visuell, auditiv, eventuell haptisch Grafik-Engine: Physik, HMD-Bildschirme synchronisieren
Stationäre Displays 3 VR-Paradigmen
Stationäre Displays Vorteile Füllen Großteil des Sichtfeldes (FOV) Weniger HW am Körper Reale Welt noch sichtbar Nachteile Unvollständige Betrachtung der virtuellen Welt (FOR) Kosten variieren
Head-based Displays
Head-based Displays BOOM (Binocular Omni-Orientation Monitor)
Head-based Displays Vorteile 100% FOR Günstig mobil Nachteile Latenz kann zu Übelkeit und Kopfschmerzen führen Isolation Headworn-Displays haben niedrige Auflösung
Hand-based Displays
Hand-based Displays Vorteile Sowohl AR-Display, als auch AR-VR-Display Handlich mobil Nachteile Begrenztes FOV FOR eigentlich 100%, aber User muss es im Kreis bewegen, um alles zu sehen
Haptische Displays taktil Durch Hautkontakt Z.B. Oberflächen abtasten oder Temperatur spüren propriozeptisch Durch Muskeln oder Skelett Z.B. Gewicht eines virtuellen Steins oder Position des eigenen Arms
Tracking Positionssensor überwacht User-/ und oder Kopfposition Elektromagnetisch Mechanisch Optisch Gyroskopisch Neural Ultraschall
Props Dienen aktivem Input des Users Physische Objekte Plattformen, Laufbänder
4. User-Interaktion 4 Hauptkategorien der Interaktionstechniken
1. Direkte Interaktion User agiert mit virtuellen Objekten Z.B.: hebt Objekt auf
2. Physische Interaktion User benutzt ein physisches Eingabegerät
3. Virtuelle Interaktion User interagiert über virtuelle Hilfsobjekte, die durch virtuellen Kontakt ausgelöst werden Jedoch auch entweder direkte oder physische Interaktion notwendig
4. Agent Interaktion Interaktion mit Computer Agent Z.B. durch Nennung der gewünschten Aktion
3 Typen der Interaktion Auswahl treffen Manipulation Navigation
5. Anwendung von VR Form und 4 Hauptgenres
1. Virtueller Prototyp Ergonomie, Umsetzbarkeit, Ästhetik Visuell Sub-Genre: Besichtigung von Architektur
2. Visualisierung 2D-Daten werden in 3D visualisiert Übersichtlicher Intuitiver
3. Training Eines der ältesten VR-Genres (Flugsimulator) Ungewöhnliche, preisintensive, gefährliche Szenarien simulieren Szenario an Fähigkeiten anpassen
4. Entertainment Bisher kein profitables VR-Entertainment Neue technische Möglichkeiten bieten Ausblick auf Zukunft des VR-Entertainment
6. Beispiel für Anwendungsgebiete Bildung
Virtual Reality Gorilla Exhibit Portraitiert Verhalten von Gorillas User wird Mitglied der Gorilla-Familie Geometrisches Habitat und KI-Gorilla-Agents
VR-System HMD Handheld-Interaktion In Blickrichtung bewegen per physischer Interaktion User steht auf Plattform
Ablauf Training, dann als jugendliche Gorillas ins Habitat Gorilla-Agents nur einfache Verhaltensmuster Wizard of Oz Technik für komplexere Verhaltensmuster Bestrafung durch Time-Out
Feedback der Schüler Spaß und hoher Lernfaktor Verhalten wie in der Realität Enttäuschung über mangelnde Interaktion Abschlusstest
Nachfolge-Version KI verbessert, mehr Interaktion untereinander, Verhaltensketten 3 Typen von Annotation: Farbige Symbolindikatoren Audiokommentare Verhalten Audiokommentare Steuerung
Habitat Design Grundlage für Architektur-Programm Habitat kann designt werden Physische Interaktion per Handheld oder per Stylus und Tablet User kann sich freier bewegen Audiokommentare und Hinweisschilder
Weitere Anwendungsgebiete Militär oder Sicherheit Entertainment Medizin Business Wissenschaft Kunst
Vielen Dank für eure Aufmerksamkeit!