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 FORSCHUNG
Immersive Virtuelle Umgebung

LOW-COST VIRTUAL ENVIRONMENTS

Virtual Environments for Anyone

From the Editors' Note to [Go08]:

Different demands to computing power, graphics processing capabilities, and modalities of user interaction have traditionally kept VR, computer graphics, and games separate research domains. But recently, powerful programmable GPUs and VR-style input devices like the Wii controller have become common. Expensive, custom-built hardware setups are no longer needed to build exciting VR appliances.

In this issue's column, Heinrich Godbersen from TFH Berlin argues that this change will bring the worlds of VR, computer graphics, and games together. He discusses how technological advances enable him to move between those worlds and create game-like VR appliances such as Flight Vienna with inexpensive commodity hardware and development tools.

—William I. Grosky and Utz Westermann, IEEE Multimedia vol. 15, no. 3




Echtzeit-3D in einer Virtuellen Umgebung

Begehbare Virtual-Reality-Systeme vermitteln einer Person das „Eintauchen“ (Immersion) in eine virtuelle Umgebung. Die Kosten für solche eine Installation waren bisher sehr hoch. Neuere Hard- und Softwareentwicklungen ermöglichen jetzt aber einen interessanten neuen Zugang.

Ziel des Projektes war es, an der Beuth Hochschule Berlin ein sehr viel günstigeres und weniger aufwändiges Visualisierungssystem zu entwickeln. Das gilt sowohl für den technischen als auch den organisatorischen Aufwand (einschließlich des Imports von Assets). Zum Einsatz kommen deswegen Standardkomponenten (PC, DirextX-Grafikkarten, Beamer) und Autorensysteme.

Die »Minimalinstallation« besteht aus drei Leinwänden, drei Videoprojektoren und einem PC. Durch das Vernetzen mehrerer PCs kann die Render-Performance gesteigert werden. Der Winkel zwischen den Leinwänden reicht von 90 bis 270 Grad, von einem rechtwinkligen dreiseitigen Raum über eine ebene, ultrabreite Projektionswand, bis hin zu einem von außen bebilderten Raum. Die daraus resultierenden Änderungen der Perspektiven werden softwareseitig automatisch umgerechnet. Durch diese Variabilität lassen sich multimediale Präsentationen verschiedenster Art auf die räumlichen Gegebenheiten anpassen. Mit den installierten Beamern wird eine Gesamtauflösung von maximal 4,6 M Pixel erreicht, die Projektionsfläche ist ca. 16 qm groß. Die Anlage ist derzeit in einem kleinen Saal mit 70 Sitzplätzen fest installiert.

Mit dem hauptsächlich zum Einsatz kommenden Autorensystem Quest3D wird auch die Trennung von Panorama- und 3D-Darstellung überwunden. Der Aufbau wurde bisher für eine Vielzahl von Projekt- und Diplomarbeiten genutzt. Dabei kommen auch weitere Autorensysteme zum Einsatz, z.B. vvvv, Wiring/Processing und Max/MSP. Für Panorama-Videos und CPU-hungrige Echtzeitapplikationen steht eine zentrale Steuerung des Rechnerverbundes bereit. Weiterhin wurden neue Ansätze zur Interaktion zwischen Mensch und Computer untersucht.




Publikationen

[Go08] Virtual Environments for Anyone. IEEE MultiMedia, vol. 15, no. 3, pp. 90-95, Jul-Sept, 2008
[Go07] Eine Low-Cost Lösung für interaktive, immersive 3D-Echtzeitanwendungen.
[Th07] Sturzflug für jedermann. Der Spiegel 27/2007, p. 151
[Go04] Erschwingliche Visualisierung. TFH Presse 1/2004



Vorträge

Eine Low-Cost Lösung für interaktive, immersive 3D-Echtzeitanwendungen. Tagung 3D-Nordost, Berlin. 7 Dezember 2007.
Virtual Environments for Anyone. Universidade de São Paulo. Escola de Comunicações e Artes, Brazil, 26 March 2009. Bericht
A Low-Cost Virtual Environment. Forschungskolloquium FB VI, Beuth Hochschule Berlin, 26 Januar 2010.



Öffentliche Präsentationen

29.1.2004 Showtime
14.6.2004 Lange Nacht der Wissenschaften,
Plakat, Einzelpräsentationen, Parma Domplatz (Panorama und 3D-Animation)
11.6.2005 Lange Nacht der Wissenschaften: Rennspiel Duo 3000, Spiel oder Realität
13.5.2006 Lange Nacht der Wissenschaften: u.a. Rennspiel Duo 3000,
6.6.2007 Eröffnungspressekonferenz LNDW, Bahnhof Friedrichstraße, Berlin
9.6.2007 Lange Nacht der Wissenschaften: Ikarus is back in Town
6.11.2008 bis 2.8.2009 Deutsches Technikmuseum Berlin, Ausstellung Mathema: Der mathematische Flug
21.11.2008 Bericht in der 3sat Fernsehsendung nano



Material

VE-Showcase (1 MB). Stand 2005,
weitere öffentliche Präsentationen
Schaufenster Web Beispiele,
Fernsehsendung 3sat nano vom 21.11.2008,
Mathema Bericht TFH Presse 1, 2009, S. 25
Bericht Immersive Creativity in Digital 3D



Virtueller Stadtrundflug

"Flight Vienna" Immersiver virtueller Stadtrundflug mit angeschnallten Flügeln. Jetzt im DTMB als "Der mathematische Flug" zu sehen.




Virtual Reality - lebensgroß

Duo 3000 Rennspiel Michael Becker, Jan-Frederic Lehmann, Oliver Ringel, Steffen Schwarz (mit Quest3D, 2005)




Spiel oder Realität?

Panarama Video "Die 7 Todsünden" Nadine Dannert, Maria Kabs, Susanne Meutzner, Stefanie Wodrich (2004)




Verbund von Panorama & 3D

Animierter 3D-Character in einem Panorama. drei XGA-Projektionsflächen, Quelle Panoramamaterial: www.vrway.com




 

Forschungsassistent: Jens Pieper (2003-2004). Einige der Multimediaprojekte entstanden in Zusammenarbeit mit Frau Prof. Kothe




 

Volles Haus am 11 Juni 2005

Virtueller Stadtrundflug