Virtual Reality

Das Virtual-Reality-Labor wird vorwiegend für die praktische Ausbildung in entsprechenden Lehrveranstaltungen genutzt. Es steht unseren Studierenden aber auch für ihre Studienarbeiten in allen Bereichen der Computergrafik und der Interaktiven Systeme zur Verfügung. Dazu zählen insbesondere Projekte, die im Zusammenhang mit einer Kooperation mit der eyefactive GmbH initiiert werden. Das Unternehmen wurde 2008 als Spin-Off der FH Wedel gegründet. Seine Produkte resultierten größtenteils aus Abschlussarbeiten unserer Hochschule.

Das Labor liegt im Erdgeschoss des Mediengebäudes.

Ausstattung

Es folgt eine vollständige Auflistung der einzelnen Komponenten.

CAVEStereo-Projektionssystem

4-seitiger Projektionskubus: DAVEProjektionssystem von Digital Image mit Schwingboden, Kantenlänge ca. 2,5 m, Front-, Rechts-, Links- und Bodenprojektion mit Rückprojektionstechnik, Umlenkspiegel. In diesem Projektionskubus ist der Benutzer von 3D-Projektionsflächen umgeben und kann sich so innerhalb einer virtuellen, vom Rechner erzeugten Szene bewegen, die real erscheint.

Projektoren: 4 DLP-Projektoren Digital Image CUBE 3D, Auflösung je 1050x1050 Pixel, aktive Stereo-Technik (120 Hz). Sie dienen der Erzeugung des Bildes für jeweils eine Projektionsfläche.

3D Brillen: 5 Shutter-Brillen (Stereographics Crystal Eyes 3). Dies sind Brillen für aktives Stereo-Sehen bzw. wechselweises Blindschalten (60 Hz) des rechten bzw. linken Auges, so dass ein Benutzer zwei verschiedene Bilder die zeitlich hintereinander angezeigt werden (120 Hz), wahrnehmen kann.

Visualisierungs-Server

CAVE-PC:4 High-End Grafik-Workstations mit Intel Core i7-920, 8GB RAM, NVIDIA Ge-Force GTX 1070 Grafik-Hardware zur Ansteuerung des Stereo-Projektionssystems und des Audiosystems.

Infrarot Tracking-System

Tracking Device: Optisches ART Tracking-System ARTrack 1. Es dient der Erkennung der Benutzerposition und -orientierung durch Infrarot-Video-Kameras.

Marker: Verschiedene Marker zu Erkennung von Position und Orientierung. Es handelt sich dabei Reflektoren für Infrarotlicht zur Registrierung durch o.g. Infrarotkameras.

Tracking-Server: Standard-PC mit ART DTrack-Software zur Ansteuerung der Tracking-Hardware bzw. Auslesen der Markerpositionen und -orientierungen, Kalibrierung des Tracking-Systems.

Audio-System

5.1-Audiosystem: 5.1-Receiver Yamaha RX V661, 5 Lautsprecher und Subwoofer für die Ausgabe räumlich wahrnehmbarer Geräusche für CAVE-Projektionssystem.

Schwingboden-Audiosystem: 2 Audioverstärker (je 1kW Leistung) Buttkicker BKA 1000- 4A, 4 membranlose Tieftonlautsprecher Buttkicker LFE an die Unterseite der Bodenfläche der CAVEmontiert. Sie sind für die Erzeugung von Vibrationen des Bodens im CAVE zur Emulation von Beschleunigungskräften verantwortlich.

Multi-Touch Device

Projektions-System: Tischartiges Projektions- System (“CoBench”) entwickelt an der FH Wedel, Maße: 2x1m, zwei Projektionen mit je 1024x768 Pixel Auflösung, optisches Tracking. Sie dienen der Lehre und Forschung an derartigen Devices, die sich in den vergangenen fünf Jahren in vielen Anwendungen etabliert haben.

Tracking-System: Eigenentwickelte Hard- und Software für optisches Tracking an einem tischartigen Device, diverse technische Möglichkeiten des Trackings (von vor oder hinter der Projektionsfläche), Tracking von Berührungen oder Gesten, Gestenerkennung. Sie können nahezu beliebige auf die zugrundeliegende Anwendung angepasste Interaktionen, auch von mehreren Benutzern gleichzeitig, tracken.

Server: Eine Grafik-Workstation, Intel Core 2 Duo E6600, RAM 2GB, NVIDIA GeForce 8800 GTS Grafik-Hardware zur Visualisierung für zwei Projektoren, optisches Tracking, Gestenerkennung, Audio Erzeugung.

Interfaces

Balance-Board:Selbstentwickeltes, mobiles Stahl-Board (ähnlich Skateboard), das 2-achsig gelagert ist, wodurch die Trittfläche in nahezu beliebigem Winkel angestellt werden kann, Rückstellfedern, Potentiometer zur Winkelregistrierung, USB-Schnittstelle. Es handelt sich hierbei um ein universelles Interface für Steuerung über Haltung/Verlagerung des Körpers, allgemeine Schnittstelle zur Verwendung in darauf aufbauenden Studienarbeiten.

Kart-Box: Selbstentwickeltes, mobiles Device für einen Kart-Simulator bestehend aus Schalensitz und optisch getrackter Lenkung und Pedalsteuerung. Sie wird für allgemeine Fahrsimulationen, universelle Schnittstelle für darauf aufbauende Studienarbeiten verwendet.

Arbeitsplätze

4 PC-Workstations: High-End-Grafikworkstation, Intel Core i5-750, 4GB RAM, NVIDIA GeForce GTX 450 – das sind die Hauptarbeitsplätze zur Entwicklung von Programmen für das CAVE-Projektionssystem und den Multitouch-Tisch.

Das Labor wurde 2005 vollständig durch eine neues, größeres Projektionssystem und ein neues Rechencluster ersetzt. Gleichzeitig fand der Sprung von den klassischen SGI-basierten Systemen auf neue PC-Hardware statt. Diese Hardware wurde letztmalig im Jahre 2009 ersetzt und erweitert.

Einsatz in Lehre und Forschung

Aufgrund der bereits weiten Verbreitung von Virtual-Reality-Techniken in Forschung, Entwicklung und industrieller Anwendung stellt das Labor eine wichtige Schnittstelle zwischen Ausbildung und Berufsleben dar. Die technische Ausstattung des Labors in Bezug auf Interaktionsschnittstellen ist geeignet für das Erlernen der wesentlichen Techniken und entspricht dem aktuellen Stand vergleichbarer Labore in Forschung und Industrie.

Besonderheiten

Betreuung

Portrait von Prof. Dr. Christian-Arved Bohn