Problematik: „Forced Movement“ in VR

Problematik: „Forced Movement“ in VR

In der Virtual Reality lässt sich alles darstellen, was man sich nur erdenken kann. Ob Ausbildungsumgebung, 360°-Tour, Spiel oder ganz andere Szenarios, alle haben eins gemein. Wenn der Nutzer sich selbständig in der jeweiligen Anwendung bewegt, ist bei optimalem Design gegeben, dass der Nutzer keine koordinatorischen Probleme erleidet. Sobald dem Nutzer jedoch von der Anwendung eine Bewegung simuliert wird, die er in der physischen Welt nicht nachvollziehen kann, hat sein Gehirn trotz guten Design Schwierigkeiten damit umzugehen. Dem Nutzer kann dann schwindelig oder übel werden. Dies ist nicht bei jedem Nutzer der Fall und kann sich bessern, in dem man das Gehirn an diese Umstände gewöhnt. Stellen wir uns vor, wir befinden uns mit unseren VR-Brillen (Head Mounted Displays) in einem realen Raum und starten eine Anwendung. In dieser Anwendung erleben wir plötzlich eine Schiffsfahrt auf Hochsee mit starkem Wellengang und Gischt. Da wir jedoch im realen Raum stillstehen und keine Gischt abbekommen Dem wird heutzutage bereits auf verschiedene Weisen entgegengewirkt, indem bspw. Bewegliche Stühle, fest montierte Flugapparate oder GERÄT-3 eingesetzt werden. Solche Geräte simulieren auch in der realen Welt die Bewegung zu einem gewissen Grad und unterstützen das Gehirn bei der Verarbeitung solcher intensiven Erlebnisse. Weiterhin unterstützen lässt sich das Erlebnis durch tiefgreifende Immersion, etwa mit Ventilatoren, um Wind zu erzeugen und das Gehirn bspw. bei einem virtuellen Helikopterflug von der forcierten Bewegung abzulenken. Auf diesem Gebiet bedarf es jedoch weiterer Forschungen und Überlegungen, wie sich das Gehirn möglichst platzsparend und effizient austricksen lässt.
Photogrammetrie – was ist das? Kurzübersicht, wie nutzen wir das?

Photogrammetrie – was ist das? Kurzübersicht, wie nutzen wir das?

Auch ohne 3D Scanner lassen sich reale Objekte anhand von Aufnahmen in ein virtuelles dreidimensionales Modell überführen. Hierzu werden nur eine Kamera und kostenlose Software benötigt. Der Prozess eignet sich besonders dafür kleinere Objekte in kurzer Zeit und ohne teure Hardware zu „scannen“. Es muss lediglich für die richtigen Lichtverhältnisse gesorgt werden, damit die Kamera keine Spiegelungen o.Ä. verarbeiten muss. Man muss allerdings beachten, dass sich bestimmte Materialien bzw. Lackierungen nicht optimal fotografieren lassen, weil diese zu viel Licht absorbieren. Hat man für die richtigen Lichtverhältnisse gesorgt und das Objekt möglichst frei positioniert, kann man damit beginnen die Aufnahmen zu machen. Je mehr Aufnahmen aus möglichst nah beieinander liegenden Positionen gemacht werden, desto besser und detaillierter wird das Ergebnis. Die Lichtverhältnisse sollten dabei möglichst gleichbleiben. Hat man mindestens 30 – 50 Aufnahmen rund um das Objekt gemacht, importiert man diese in einem der kostenlosen Tools, welche die Aufnahmen automatisch ausrichten, um so eine Punktwolke zu generieren. Diese lässt sich dann in mehreren Schritten zuerst verdichten und dann zu einem 3D Objekt umwandeln, mit dem man dann weiterarbeiten kann. In den meisten Fällen wird zusätzlich aus den Pixelfarben der Punktwolke eine Textur generiert, welche ebenfalls beim Aufbau des 3D Objekts verwendet werden kann.
Nutzerführung in VR

Nutzerführung in VR

„Virtual Reality“ (kurz: „VR“) ist in aller Munde und die VR-Brillen, die sogenannten „Head Mounted Displays“ (kurz: „HMD“) erleben einen neuen Frühling. Egal ob die HTC Vive, die Oculus Quest oder die VRgineers 5k Hero; unabhängig vom HMD ist die Nutzung einer VR-Anwendung ein völlig anderes Erlebnis, als die Bedienung eines Computers oder einer Spielekonsole. Sie, als Nutzer, interagieren nämlich abgeschottet von Ihrer realen Umwelt mit einem virtuellen Raum und dessen Objekten – somit in einer virtuellen Realität („Virtual Reality“). (Siehe AUGMENTED VS. VIRTUAL REALITY – WAS SIND DIE UNTERSCHIEDE?) Dies bedarf einer neuartigen Nutzerführung, die es ermöglicht, sich in diesem virtuellen Raum zurecht zu finden. Grundlegend gilt es, dem Nutzer die erste Hürde zu nehmen, ein HMD zu benutzen und dieses zu verstehen. Neben dem Gerät, das auf dem Kopf sitzt, hat der Nutzer meist ein oder mehrere Controller in der Hand, die es zu erlernen gilt. Dies lässt sich über persönliche Anweisungen oder TUTORIALS INNERHALB DER ANWENDUNG lösen. Zudem ist wichtig, wie der Nutzer durch die VR-Anwendung navigiert und auf welche Weise dieser Hilfestellungen erhält. Audioanweisungen und Texteinblendungen sind hierbei ein hilfreiches Mittel. Ein besonderes Augenmerk liegt bei unterschiedlichen HMDs darauf, das diese entweder kabelgeführt oder kabellos daher kommen. Somit eignen sich manche mehr als andere für eine freie Bewegung im virtuellen Raum – zumeist werden vom Entwickler Bewegungsflächen von 5-10 m² unterstützt. Da man hingegen der AUGMENTED REALITY seine reale Umgebung nicht sehen kann, sind zudem gerade in Mehrnutzer-Szenarios (bspw. für eine virtuelle Teamarbeit mit mehreren HMDs) auf dieser Fläche zusätzliche Überlegungen zu treffen, wie man die Nutzer führt, sodass sie nicht gegeneinanderstoßen. Ganz speziell auf die tatsächliche Anwendung zugeschnitten, gibt es letztendlich noch bestimmte Anforderungen an die Nutzerführungen, die denen von gewohnteren Ausgabegeräten ähneln können. Insbesondere 3D-Programme und -Videospiele bieten hierbei, wie auch für die NUTZERFÜHRING IN AUGMENTED REALITY, eine fundiertes Sammelwerk für Bedien- und Informationskonzepte im dreidimensionalen Raum. (Siehe UX DESIGN IN 3D-VIDEOSPIELEN UND -ANWENDUNGEN)
Beyond Conventions 2019

Beyond Conventions 2019

Wie auch im vergangenen Jahr so stellten auch in diesem Jahr namhafte Firmen, darunter natürlich auch wieder thyssenkrupp, zahlreiche spannende challenges zusammengetragen. Auch in diesem Jahr haben wir wieder für die eine oder andere Challenge unseren Hut in den Ring geworfen und durften letzten Endes gleich in 4 Challenges gegen andere tolle Teams und ziemlich starke Konkurrenz im Live-Pitch antreten. Wieder hieß es 7 Minuten Pitch und das gleich viermal in einem engen Zeitplan. Am Ende konnten wir uns mit einem Pitch gegen die Konkurrenz durchsetzen. Wir konnten die “Ready-to-Manufacture Stairlift Design during Sales Visit“- Challenge für uns entscheiden. Direkt im Anschluss gab es ein erstes Gespräch mit dem Team von thyssenkrupp. Gemeinsam werden wir die notwendigen Schritte angehen, um die bestehenden Abläufe weiter zu optimieren, um Betroffenen noch schneller eine individuell angefertigte Lösung bieten zu können.
3D Aufarbeitung ohne Scan/Vermessung, nur anhand von Bildern

3D Aufarbeitung ohne Scan/Vermessung, nur anhand von Bildern

Viele große Unternehmen, vor allem all diejenigen mit Produktionsanlagen aller Art, arbeiten bereits intern mit einer großen Datenmenge an CAD Bibliotheken mit gescannten 3D Modellen. Trotz vielfältiger Scan Methoden im Bereich der 3D Visualisierung und einer Vielzahl anderer Aufnahmemethoden von Objekten kann es vorkommen, dass es im Rahmen eines Projekts oder der Entwicklung eines Prototyps keine CAD Daten als Basis für die Visualisierung gibt. In dem Fall ist es vor allem bei genauen mechanischen Bauteilen oder Maschinen wichtig möglichst viel Referenzmaterial, sowohl in Form von Fotos der Rundumansichten und Detailaufnahmen, als auch bzw. vor allem viele, kleinteilige Maße zusammenzustellen, anhand derer sich dann das Objekt modellieren lässt. Handelt es sich dabei nicht nur um ein statisches 3D Modell, muss man sogar auf Videoaufnahmen der beweglichen Teile zurückgreifen. CAD Daten aus 3D Scans sind in der Regel aufgrund der Datenmenge und der Topologie nicht für die manuelle Bearbeitung in einem 3D Programm geeignet. Baut man das Objekt hingegen ohne CAD Basis nur anhand von Referenzmaterial auf, hat man den kompletten Einfluss auf die Topologie und den Detailgrad des Objekts und kann es so konstruieren, dass es problemlos auch für Animationen o.Ä. weiterverarbeitet werden kann. Fehlt die Datenbasis, ergibt sich natürlich zusätzlich ein großer Mehraufwand durch die Suche nach Referenzen und das nachträgliche Texturieren der modellierten Objekte. Die 3D Aufarbeiten ohne Scandaten hat entsprechend sowohl Vor-, als auch Nachteile.
Was ist AR ?

Was ist AR ?

Im Gegensatz zu VR taucht man bei AR nicht komplett in eine andere Welt ein, sondern überlagert die existierende Welt lediglich mit zusätzlichen Informationen. Daher auch die Bezeichnung “Augmented Reality”, also die erweiterte bzw. ergänzte Realität. Viele AR-Anwendungen lassen sich alleine schon mit dem eigenen Smartphone benutzen und erleben. Das Kamerabild des Handys wird dabei mit zusätzlichen Informationen bzw. Elementen, wie z.B. Bildern, Texten oder 3D Objekten überlagert und somit erweitert. AR Anwendungen lassen sich nicht nur mit dem Smartphone, sondern auch mit AR Brillen erleben. Diese Brillen haben den Vorteil, dass sie der Nutzer nicht festhalten muss und somit die Hände frei hat, um mit dem virtuellen Objekt zu interagieren. Auch für AR Anwendungen gibt es eine Vielzahl an Nutzungsmöglichkeiten, auf die wir in anderen Posts eingehen werden.