Virtual Reality
Vorlesung und Übung
Definitionen in der 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.
Termine: Abgabe der Belegarbeiten VR am 16.12.2011!
LV:
Seminargruppe:
Semester:
Überblick über die Inhalte der Bachelor-LV (Master siehe hier)
Einführung in die Thematik und die VR Geschichte
Typische Anwendungsgebiete:
- Mathematik
- Medizin
- Technik
- Neuronale Netze
Taktiles Feedback, Force Feedback
Telemanipulation - Telepräsenz
VR Interaction - Haptic Devices, Force ball
Formen der VR - Immersion
Tracking System
Datenhandschuh, Bildschirmbrille
VR und Gesellschaft
Entwicklung in VRML bzw. X3D
Vorlesungs-Material, Ablauf der Bachelor-LV
Eingabe-Geräte:
- Datenhandschuh
- Kugeln, Eier und Bälle
- Andere Geräte "zum Anfassen" (Haptic Devices) Teil 1 und Teil 2
- Drei-Finger-Geräte: Folie, Video Gerät, Video VR
Die Darstellung und Konstruktion von VR-Welten: VRML-Betrachter, CAD
Programme, Renderer usw. - was gibt es, Eigenschaften, Demos.
Renderer - CAD - Viewer und Tools
Von den Studenten sind in Gruppen folgende Recherchen durchzuführen; die Recherche-Ergebnisse sind in Form von Referaten zu präsentieren:
-
3D Displays und Brillen, 3D Darstellungs-Werkzeuge für das WWW hier
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Feedback Devices hier
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Datenhandschuh und virtuelle Tastatur hier
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Telepräsenz Systeme und Anwendungen hier
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Flug- und Fahr-Simulatoren hier
- Online Communities als Virtuelle 3D Welten hier
Achtung: Für die Referate stehen sowohl die Vorlesung als auch die Übung zur Verfügung. Sie sind in der o.a. Reihenfolge zu halten. Spätestens 2 Werktage vorher ist eine Inhaltsangabe einzureichen. In der Woche nach dem Referat ist die Ausarbeitung in Form einer Webseite abzuliefern. Die Webseite wird hier rechts veröffentlicht.
Einsteig in X3D/VRML, Bearbeitung kleiner VR-Welten als Vorübung zur Belegarbeit.
VRML-Details, dazu Beispiel 1 und Beispiel 2
Dank an Albelt&Schmidt (T/02): Hier dreht die Lok
Dank an Fochler, Löschner & Sperrhacke (T/02): Der TFH-Campus 2004 (hier auch die detaillierte Version zum Download und zur weiteren Verwendung)
Dank an Kuchel, Lenuweit, Rösch & Schilling (T/02): Der Bahnhof Zeuthen
Hier noch ein aktueller Literatur-Hinweis: Vizualizing Information Using SVG an X3D von Geroimenko & Chen, erschienen beim Springer-Verlag London, bringt so ziemlich auf den Punkt, wofür X3D gedacht ist und was man davon erwarten und damit tun kann. Mein Rating: *****
Ablauf der Bachelor-LV
Die Veranstaltung soll in erster Linie für die praktische Anwendung genutzt werden. Daher werden nur die wichtigsten Grundlagen zu Virtual Reality und VRML/X3D in der Vorlesung besprochen. Zur Vertiefung werden Referate durch die Studenten ausgearbeitet.
Insbesondere zu VRML/X3D müssen Sie aber bitte auch selbstständig die Tutorials und Dokumentationen im WWW besuchen und durcharbeiten! Hierfür ist ein guter Ausgangspunkt www.web3d.org.
Die Prüfungsleistung wird als Belegarbeit und Klausur erbracht. Auch die Referate werden bewertet. Gewichtung der Ergebnisse:
-
Referat 10%
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Beleg 50%
-
Klausur 40%
Aufgabenstellung für den Beleg ist die selbstständige Erarbeitung einer VRML- bzw. X3D-Welt, die einen Ausschitt der "Real World" abbildet und mit Multimedia-Elementen, Animationen und Interaktionen ausgestattet ist. Beispiele aus früheren LV finden Sie oben. Neue Ideen sind herzlich willkommen.
Aktueller Präsentations-Termin: 23.11.2011
Aktueller Abgabetermin: 16.12.2011
Linksammlung
Der Link für den CosmoPlayer 2.1 for Windows 95,
98 and NT
ist:
ftp://ftp.cai.com/pub/marketing/cosmosoftware/cosmo_win95nt_du.exe
und der Link für Blaxxun Contact 5.1 (Freeware)
ist:
http://www.blaxxun.com/services/support/download/contact5/blaxxunContact51.exe
Ausführliche beschreibung zur geschichte, aufbau,
spezifikation und anwendung von vrml:
http://i31www.ira.uka.de/docs/mm+ep/03_VRML/main_html.html
Entstehung eines vr-films mit hilfe von quicktime vr:
http://www.hu-berlin.de/cms/rzmit/rzm17/11.html
Augmented Reality:
http://www.tinmith.net/
Panoramabilder von innsbruck:
http://www.panorama-innsbruck.at/d/bild/bildmov.htm
vr-seite der fh friedberg:
http://www.fh-friedberg.de/users/mlutz/Vrml/start.htm
vr-systeme im bereich der medizin:
http://www.tfh-berlin.de/~stevie/vr/
Einführung:
http://www.debacher.de/vrml/vrml.htm
Virtual Reality:
http://i31www.ira.uka.de/docs/mm+ep/03_VRML/main_html.html
Modeling Language (VRML): Interaktive 3D-Dokumente Das Einsteigerseminar
VRML
http://fabdq.fh-potsdam.de/bhv/cover.html
Landschaftvisualisierung
http://www.vrml.at.tf/
Player VRML/ X3D und MPEG4 Freeware
http://www.octaga.com
Konsortium
www.web3D.org
www.softtoys.com/d/so_vrml.htm
Animation Rennstrecke/ Auto
http://tlaloc.sfsu.edu/~yoon/csc890/VRMLfiles/examples/chap04/Car.wrl
- viele Beispiele(Rechner ist viel zu langsam....)
http://www.blaxxun.de/static/ausgewahlte-beispiele-ausgewahlte-beispiele-100089-100097.html
3d landschaftsgestalltung
http://www.singularch.de/VRML.htm
einfaches auto
http://tlaloc.sfsu.edu/~yoon/csc890/VRMLfiles/examples/chap04/Car.wrl
Hier gibt es noch ein paar vrml welten:
http://www.avatara.com/vrml/
Zur LV "VR-Softwareengineering" (TM)
Zielsetzung der Veranstaltung: Die Studierenden sollen die nötigen Fähigkeiten und praktischen Erfahrungen aufbauen, um mit der "Real World" interagierende "Virtual Worlds" programmieren zu können.
Mit "Interaktion" ist hier nicht nur die Interaktion mit einem Anwender gemeint, sondern auch z.B. die Einbindung von externen Datenquellen in die Animation der VR-Welt in Echtzeit.
Nach einem kurzen Einstieg in die Thematik der Virtual Reality und der Software-Enwicklung für virtuelle Welten werden zu den nachstehend genannten Themen Referate durch die Studenten gehalten (Gruppenarbeit erwünscht).
Dabei wird erwartet, dass in ausreichender Tiefe auf die konkrete Benutzung der jeweiligen Technologien für die Implementierung virtueller Welten eingegangen wird, sodass die Referate als Vorbereitung für das nachfolgende Miniprojekt geeignet sind.
Einführende Folien hier - Konzeptionelle Überlegungen zu VR mit RW Einfluss hier
Grundlagen-Material VRML/X3D: VRML1 - VRML2 - VRML3 - X3D
Gundlagen-Material Viewer / Tools
Ergänzendes Material über Rendering u.a.
Tutorials siehe oben rechts!
Referats-Themen:
(Hinweis: Bei allen Referaten den eingangs genannten Interaktions-/Echtzeit-Gedanken berücksichtigen: Wie kann man jeweils externe Datenquellen auf die VR-Darstellung wirken lassen?)
- X3D – ein Überblick über den Standard und Abgrenzung zu VRML, Schwerpunkte: SAI, Xj3D
- Java3D – ein Überblick über den Standard, Konzeptvergleich zu X3D, jdbc für Datenbank-Zugriffe.
- Game-Programmierung - Überblick über Markt und Möglichkeiten, Multiplayer-Schnittstellen. Beispiel: Die Torque-Engine von garagegames.com. Alternativen?
Termin für alle 3 Referate: 21./22.04.2010
Vorbesprechung in den vorausgehenden Übungen obligatorisch!
Im weiteren Verlauf werden methodische Vorgehensweise, Modularisierungs-Konzepte, ergonomische Aspekte und performance-optimale Implementierung diskutiert. Der Schwerpunkt liegt auf der Interaktion des Benutzers und der "Real World" mit der VR und besonders auf der Berücksichtigung von externen Datenbeständen in der VR zwecks zeitnaher Darstellung von wirtschaftlichen und technischen Abläufen.
Beleg-Projekt
Das Beleg-Projekt kann wahlweise mit X3D, Java3D oder der Torque-Engine (ggf. andere Game-Engine) umgesetzt werden. Nach der Themenauswahl ist der erste Schritt eine systematische (!) Auwahl des richtigen Tools!
Zur Aufgabenstellung "Lagerwelt" befindet sich hier eine Dokumentation eines Datenmodells eines real existierenden WMS.
Zur Aufgabenstellung "3D GUI für Datenbank-Navigation" bitte dasselbe Datenmodell benutzen oder in der LV nachfragen.
Weitere Aufgaben-Ideen:
Verkehrs-Simulation: Das Berliner Olympia-Stadion und seine Umgebung bei Großereignissen (z.B. WM 2006)
Hierzu die SUMO Präsentation von Herrn Krajzewicz, DLR.
Netzwerkmonitor als VR: Darstellung eines Firmen-LAN/WAN als virtuelle Welt, Abbildung der Netzwerk-Aktivitäten in Echtzeit.
Halle 10: Die Uni-Bibliothek mit interaktiver Buch-Lokalisierung. (Die Mensa gibt es schon als X3D-Welt!) - ein Beispiel befindet sich hier.
Weitere Aufgabenstellungen werden gerne angenommen...
Termine für die Belegarbeit (Master, nur Sommersemester):
Präsentation/Diskussion der Konzepte: ...
Präsentation der Ergebnisse: ...
Abgabe der funktionsfähigen Lösung: ...
Mehr Informationen ...
Virtuelles
Lager (erfordert Client)
Quellcode (Muster) dazu hier
Belegarbeits-Aufgabe TM/11
Beispiel: Scripting (zum Download)
VRML Clients gibt es hier
... und hier und hier auch bei mir
VRML Beispiel mit Video
Beispiel: legends
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Telematik
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TH Wildau [FH]Startseite
Prof. Dr. Stefan Brunthaler,
TH Wildau [FH], Studiengang Telematik
Fachgebiet Verkehrstelematik/ Telekommunikation
Stefan.Brunthaler <at> tfh-wildau.de