Kommunikation in Virtueller Welt Prof. Dr. Dr.-Ing. Jivka Ovtcharova LIFECYCLE ENGINEERING SOLUTIONS CENTER (LESC) Verleihung der Ehrendoktorwürde durch die Technische Universität Sofia, 21. Januar 2011 KIT Universität des Landes Baden-Württemberg und nationales Forschungszentrum in der Helmholtz-Gemeinschaft www.kit.edu
Menschliche Wahrnehmung in der Zeit Virtuelle visuelle Darstellung!!! ca. 16.000 v. Chr. ca. 200 v. Chr. 15. Jahrhundert 19. Jahrhundert 21. Jahrhundert Steinzeit Antike Renaissance Industrierevolution IKT-Revolution 2011 2 21.01.2011
Skala der Wahrnehmung Elektronenmikroskop Lichtmikroskop Menschliche Wahrnehmung Teleskop Atome einer Siliziumoberfläche Magnetische Markierung von Zellpopulationen Andromeda-Galaxie nano mikro mini makro 3 21.01.2011
IT- Voraussetzungen für die Wahrnehmung Leistung ~1000 Tflops Ideale Bedingungen für Echtzeitinteraktion Supercomputer ~10-100 Tflops Cloud ~1-10 Tflops Cluster, Grid ~1 Gflops (CPU) ~1 Tflop (Graphic cards) μs ms PC s Zugriffszeit für die Interaktion 4 21.01.2011
Menschliche Sinneskanäle Wissen 7. Sinn Gehirn als Datenspeicher und Verarbeitungseinheit 6. Sinn außersinnliche, unbewusste Wahrnehmung Schmecken gustatorische Wahrnehmung mit der Zunge Riechen Hören olfaktorische auditive Wahrnehmung Wahrnehmung mit der mit den Ohren Nase Tasten taktile Wahrnehmung mit der Haut Sehen visuelle Wahrnehmung mit den Augen Aufnahmekapazität pro Sekunde, Shannon 1.000 100.000 1.000.000 10.000.000 5 21.01.2011
Wahrnehmung im Renaissance ABBILDUNG WISSEN Genie UMSETZUNG Vollständige Wahrnehmung und Rückkopplung!!! 6 21.01.2011
Wahrnehmung im 21. Jahrhundert ABBILDUNG WISSEN Team UMSETZUNG Vollständige Wahrnehmung und Rückkopplung??? 7 21.01.2011
Virtuelle Realität Mensch-Maschinen-Umgebung, die zur realistischen immersiven Darstellung einer realexistierenden oder künstlichen Welt Echtzeit- Simulation und multimodale Interaktion einsetzt. Stationär Mobil 8 21.01.2011
Merkmale der Virtuellen Realität IMMERSION Grad des Eintauchens in virtuellen Welten INTELLIGENZ Integration von Semantik INTERAKTION Beeinflussbarkeit der virtuellen Welt in Echtzeit FLEXIBILITÄT Anpassbarkeit an Randbedingungen SKALIERBARKEIT Verkleinerungen / Vergrößerungen 9 21.01.2011
Typische Anwendungen der Virtuellen Realität Realitätsnahe Darstellung und Validierung von Objekten Möglichkeit zur Manipulation der dargestellten Objekte Interaktion von Kunden mit virtuellen Repliken der neu zu entwickelnden Produkte in frühen Phasen der Produktentwicklung 10 21.01.2011
Neue Anwendungen der Virtuellen Realität Erkennung von Abhängigkeiten zwischen Parametern Realitätsnahe Darstellung und Validierung von Objekten Möglichkeit zur Manipulation der dargestellten Objekte Interaktion von Kunden mit virtuellen Repliken der neu zu entwickelnden Produkte in frühen Phasen der Produktentwicklung 11 21.01.2011
Von Virtueller Realität zu Virtuellen Welten EMOTION Rückkopplung aus der Virtuellen Welt durch Emotion! INTERAKTION IMMERSION 12 21.01.2011
Lifecycle Engineering Solutions Center @ KIT 13 21.01.2011
Lifecycle Engineering Solutions Center @ KIT ABBILDUNG LESC LEARNING WISSEN Team UMSETZUNG LESC SOLUTIONS LESC COMMUNICATIONS 14 21.01.2011
KA-Raceing Evaluierung des Benutzerverhaltens Testumgebung Testprobanden www.ka-raceing.de Stationäres VR-System 3-Seiten VR-Projektion 5 m Breite, 2 m Tiefe, 2,6 m Höhe 7 Stereo-Kanäle (ca. 12 Mio. Pixel) Zirkularpolarisationstechnik Optisches Trackingsystem Aufgabe Konstruktionsprozess begleitende Nutzung der VR-Projektion für Rennwagen KIT2010 Präsentation der Entwicklungsschritte im Team und vor Sponsoren eingesetzte Software Pro/ENGINEER Wildfire 4 TechViz XL 15 21.01.2011
KA-Raceing Evaluierung des Benutzerverhaltens Datenumfang insg. 16,5 h Aufzeichnungszeit (netto) 671 Sessions (Benutzer bezogen) 112.099 korrelierende Messpunkte (1 MP/s) Beispiel: Gesamtheit aller Messpunkte des Kopf-Targets Frontansicht Seitenansicht Draufsicht 16 21.01.2011
Evaluierung des Benutzerverhaltens in einer Küche Exemplarischer Variantenbaum für einen Küchenkonfigurator Durch den Benutzer beeinflussbare Parameter Ausführungsvarianten Texturen Positionen Beispiel: Einschalten einer Kochplatte des Herdes Allmählich zunehmende Rauchbildung in der Pfanne auf der Kochplatte Automatisches Einschalten der Dunstabzugshaube Nachempfinden von Geräuschen 17 21.01.2011
Emotionserfassung in virtuellen Welten Psychobiologische Erfassung der Kundenzufriedenheit in virtuelle Umgebungen Emotionserkennung durch immersives Feedback Emotionsmessung durch implizite Erfassung 18 21.01.2011
Echtzeit-Kabelsimulation Film 19 21.01.2011
Internationale Kooperationen Karlsruhe Weitere Internationale Zentren Balkanzentrum für virtuelles Engineering!!! Sofia 20 21.01.2011
Realität & Virtualität Avatar Movie Trailer [HD]3.avi Die Zukunft hat begonnen! Videosequenz Avatar