AUTOMOTIVE Virtuelle und reale Welt wachsen zusammen
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3/2011 MAGAZIN www.virtual-reality-magazin.de | Euro 6,50 | Eine Publikation der WIN-Verlag GmbH & Co. KG | ISSN 1869-4993 V I S UA L I S I E R U N G | S I M U L AT I O N | I N T E R A K T I O N | A N I MAT I O N ANZEIGE Contentbild: PI-VR AUTOMOTIVE Virtuelle und reale Welt wachsen zusammen TRAINING Simulation von Entschärfungsrobotern MARKETING Augmented Reality hilft beim Verkauf Das Praxismagazin für Technologien der virtuellen Realität Möglichkeiten erkennen und begreifen mit einem persönlichen Abonnement www.virtual-reality-magazin.de/abo www.virtual-reality-magazin.de EDITORIAL PASSEN SIE AUF, WAS SIE SAGEN. Zumindest wenn Sie in der CAVE des California Institute for Telecommunications and Information Technology stehen, dort einen Architekturentwurf betrachten und Ihre Gehirnströme gleichzeitig aufgezeichnet werden. Die Elektro-Enzephalogramm-Kurven könnten Ihre verbale Begeisterung als nicht ganz echt entlarven. Doch hier geht es nicht um eine Art VR-Lügendetektor, sondern darum, über EEG und Tracking der Augenbewegungen festzustellen, welche Details eines Architekturentwurfs für den Betrachter wirklich interessant sind. Die Navigation und Kommunikation in komplexen Raumverhältnissen wie etwa in Krankenhäusern oder Schulen lässt sich auf diese Weise auch für Menschen verbessern, die sich nicht mehr mit Worten verständlich machen können. Während sich der VR-Einsatz in der Architektur eher noch in der Anfangsphase befindet, ist er in der Autoindustrie, der Konsumgüterindustrie oder der Luft- und Raumfahrtbranche schon selbstverständlich. Auch mittelständische Unternehmen setzen in verschiedenen Stadien der Produktentwicklung und im Marketing zunehmend VR-Systeme ein. Erschwingliche Hard- und Software soll es möglich machen. Aber bislang sind die Anwendungen im Mittelstand noch dünn gesät, was natürlich auch die Frage aufwirft, ob wirklich jedes Fertigungsunternehmen VR braucht, auch wenn die entsprechenden Systeme immer weniger kosten. Unter anderem dieser Frage wird sich auch der Virtual Efficiency Congress des VDC am 29. und 30. September in Fellbach widmen und damit ökonomische und technische Gesichtspunkte der virtuellen Realität gleichermaßen ausleuchten. Zudem werden Vertreter namhafter Unternehmen wie Daimler über VR im Alltag berichten. Und die haben auch in unserem Heft das Wort. Andreas Müller, Leitender Redakteur MAGAZIN 3/2011 3 INHALT AKTUELL VIRTUAL EFFICIENCY CONGRESS: Wie schon im vergangenen Jahr, so findet auch 2011 der Virtual Efficiency Congress wieder in der Schwabenlandhalle in Fellbach statt. In Fachvorträgen, Workshops und der Ausstellung können sich Besucher über Einsatzmöglichkeiten von VR-Lösungen in den Bereichen Engineering, Prozesse und Management sowie Kommunikation und Marketing informieren. TRAINING & SERVICE Die Simulation von Manipulatorfahrzeugen im Entschärferbereich stellt eine große ingenieurstechnische Herausforderung dar. Das Ziel derartiger Simulationen ist es, sowohl das Fahr- und Steuerungsverhalten des Fahrzeugs als auch die komplexen Interaktionen mit der Umwelt plausibel abzubilden, um die operationellen Einsatzkräfte bestmöglich auf den realen Einsatz vorbereiten zu können. Bild: Cassidian AKTUELL 6 Zuhören, betrachten, ausprobieren: Virtual Efficiency Congress in Fellbach 7 Menschen und Märkte: Neues aus der VR-Welt BRANCHE 10 Bestandteil der Prozesse: Andreas Petersen und Wolfgang Kaiser, ci-base, über VR in der Luft- und Raumfahrtbranche 14 Zwei Welten wachsen zusammen: VR-Einsatz in der Automobilindustrie HARDWARE 12 Klein und dennoch riesig: VR-Walls von Schneider Digital DESIGN & ENGINEERING LUFT- UND RAUMFAHRT Die Luft- und Raumfahrtindustrie gilt als am weitesten fortgeschritten, was den Einsatz von Virtual-Reality-Lösungen betrifft. Mit Andreas Petersen, Geschäftsführer, und Wolfgang Kaiser, Senior Sales Manager bei der ci-base Software GmbH, sprachen wir über den aktuellen Stand der Technologie und Trends in der Branche. Bild: ci-base Software GmbH 17 Handgreiflich: Audi A6 in der interaktiven Visualisierung TRAINING & SERVICE 18 Safety First: Realitätsnahe Trainingssimulation von Entschärfungsrobotern PRODUKTION & PROZESSE 22 Die Muskeln spielen lassen: Humanoide Roboter mit Antrieben von maxon AUTOMOBILINDUSTRIE Die Autoindustrie schlägt sich derzeit gut auf den internationalen Märkten. Dazu können nicht nur die klassischen CADWerkzeuge für die Prozessplanung und die Produktentwicklung einen Beitrag leisten, sondern auch Virtual-Reality-Systeme, indem sie zum Beispiel frühzeitige Designentscheidungen fördern oder eine realistische Schulung der Mitarbeiter am virtuellen Modell ermöglichen. Bild: Daimler AG MARKETING & VERTRIEB 24 Erkennen, nicht vermuten: Oliver Schiffers, SapientNitro, über Augmented Reality in der Werbung PRAXIS 28 Für eine bessere Architektur: CAVE-CAD verbindet VR und neurologische Erkenntnisse TITELBILD: SCHNEIDER DIGITAL Schneider Digital produziert und vertreibt professionelle 3D-Hardware. Die Kunden stammen aus den Bereichen GIS, CAx, Architektur, Forschung, Medizin, Animation, Film/TV und Digital Imaging. Eine neuartige Lösung für präzise Visualisierung bietet Schneider Digital in der mini VR-Wall an. Ob Powerpoint-Präsentation oder komplexe VR-Darstellung, nahezu alle Daten lassen sich auf dem 5,46 x 2,25 Meter großen Screen anschaulich wiedergeben. Die Einsatzmöglichkeiten reichen dabei vom digitalen Prototyping in der Fabrikplanung über Design, Einbauuntersuchungen, Strömungsvisualisierungen und Ergonomie-Checks bis hin zur Nutzung als Konfigurator am POS oder auf Veranstaltungen. Ein günstiger Anschaffungspreis, niedrige Folgekosten und die hohe Qualität der Darstellung machen die mini VR-Wall für den Mittelstand attraktiv. Ausführliche Informationen: Schneider Digital Josef J. Schneider e. K., Maxlrainer Straße 10, 83714 Miesbach Telefon: 0 80 25 / 99 30-0, Fax: 0 80 25 / 99 30-29 E-Mail: [email protected], Internet: www.schneider-digital.com 4 MAGAZIN 3/2011 VIRTUAL EFFICIENCY CONGRESS AKTUELL ZUHÖREN, BETRACHTEN, AUSPROBIEREN Wie schon im vergangenen Jahr, so findet auch 2011 der Virtual Efficiency Congress wieder in der Schwabenlandhalle in Fellbach statt. In Fachvorträgen, Workshops und der Ausstellung können sich Besucher über Einsatzmöglichkeiten von VR-Lösungen in den Bereichen Engineering, Prozesse und Management sowie Kommunikation und Marketing informieren. M it sinkenden Preisen sollte sich die Investition in eine VRLösung zunehmend auch für kleine und mittelständische Unternehmen rechnen. Wegbereiter dafür sind auch die 3D-begeisterten Endanwender, die sich auf dem Fernseher zu Hause oder im Kino Filme in Stereo 3D anschauen und damit für die Skaleneffekte der Massenproduktion in der Industrie sorgen. Doch da stimmt etwas nicht: Die Verbreitung von 3D-Fernsehern hat längst nicht die Erwartungen der Hersteller erfüllt, und nur wenige Stereo3D-Filme haben sich im Kino wirklich als Blockbuster erwiesen. Wo sind außerdem all die mittelständischen Unternehmen, die so eifrig VR-Technik einsetzen? Auf Kongressen und Konferenzen sieht man sie jedenfalls meist nur im Auditorium. Auf der Bühne sitzen, wenn es um die spektakulären Fallstudien geht, dann aber die Vertreter der großen Autohersteller, Anlagenbauer und Konsumgüterspezialisten. Auf dem Virtual Efficiency Congress wird es ausreichend Gelegenheit geben, diesen Widerspruch zwischen den vorhandenen Möglichkeiten und der Realität aufzuklären. Einen Ansatz dazu könnte Henning Linn von der Firma Feynsinn liefern, der unter dem Titel „Braucht die Welt VR? Eine Bestandsaufnahme“ am ersten Veranstaltungstag referiert. Und Dr. Christoph Runde, Geschäftsführer MAGAZIN 3/2011 des VDC Fellbach, wird den Kongress mit einer Wirtschaftlichkeitsbetrachtung von VR-Lösungen einleiten und damit vielleicht auch einige Skeptiker mit handfesten Argumenten überzeugen. Direkt betrachten und ausprobieren Aber andererseits: Dass das Interesse an VR-Lösungen im Mittelstand durchaus besteht, das haben die erfolgreichen Veranstaltungen des Fellbacher Virtual Dimension Center (VDC) in den vergangenen Jahren ja bereits bewiesen, auch wenn es vielleicht in der Praxis noch nicht danach aussieht. So verwundert es nicht, dass das Fellbacher Virtual Dimension Center (VDC) im Rahmen des Virtual Efficiency Congress zum nunmehr dritten Mal die bewährte Mischung aus Fachvorträgen, Workshops und einer Ausstellung in der Schwabenlandhalle organisiert. Unterstützt wird der Kongress in diesem Jahr durch die Industrie- und INFO: VIRTUAL EFFICIENCY CONGRESS Wann: 29.und 30. September 2011 Wo: Schwabenlandhalle, Fellbach, 70734 Fellbach Beginn der Ausstellung: Donnerstag, 29. September 2011, 8.00 Uhr Ende der Ausstellung: Freitag, 30. September 2011, 14.00 Uhr Eintritt: Ein Tag: 45 Euro, beide Tage: 70 Euro Internet: www.virtual-efficiency.de 5 AKTUELL VIRTUAL EFFICIENCY CONGRESS Handelskammer Bezirkskammer Rems-Murr, die Wirtschaftsförderung Region Stuttgart, die Industrievereinigung Fellbach, die Filmcommission Region Stuttgart und die Firma Projectiondesign. „3D-Technologien lassen sich in vielen Unternehmensbereichen gewinnbringend einsetzen“, erklärt Dr. Christoph Runde, Geschäftsführer des VDC Fellbach. „Die Technologie kann beispielsweise für 3D-Filme im Marketing, für virtuelle Prototypen in der Entwicklung oder für die Simulation von Arbeitsabläufen zur Prozessoptimierung genutzt werden. Diese zahlreichen Nutzungsmöglichkeiten wollen wir mit dem Kongress genauer beleuchten.“ Der Virtual Efficiency Congress setzt sich aus Workshops, Fachvorträgen sowie einer Ausstellung von Hard- und Softwareherstellern zusammen. Der Fokus liegt in diesem Jahr auf den Bereichen Engineering, Prozesse und Management sowie Kommunikation und Marketing. An beiden Tagen des Kongresses präsentieren Fachleute aus verschiedenen Branchen, wie Virtual Reality von Unternehmen gewinnbringend eingesetzt werden kann. Die Vorträge widmen sich beispielsweise dem Thema „3D-Simulation im Ausbildungsbereich“ bei Festo Didactic oder auch dem Thema “ 3DStorytelling”, das von Ludger Pfanz von der staatlichen Hochschule für Gestaltung Karlsruhe genauer erläutert wird. Zu den Ausstellern gehören unter anderem die Spezialisten für Medientechnik Davit aus Stuttgart sowie die Karlsruher Fachleute für interaktive 3D-Visualisierung Lumo Graphics. „Bei der Ausstellung können die in den Vorträgen vorgestellten Technologien von der Hardware bis zu Softwarelösungen direkt betrachtet und ausprobiert werden“, so Runde. Ausstellungen, Vorträge, Workshops Der Virtual Efficiency Congress hat in den vergangenen Jahren stets mehrere hundert Besucher aus allen Wirtschaftsbereichen sowie internationale Gäste angezogen. „Der Kongress 6 dreht sich nicht nur um Anwendungsund Fachwissen, sondern natürlich auch um das Networking zwischen Anbietern, Nutzern, Entwicklern und Interessenten an Virtual- Reality-Technologien. Dank der Kombination aus der Ausstellung sowie den Vorträgen und Workshops können Unternehmen leicht in Kontakt kommen und verschiedene Lösungen direkt vor Ort betrachten. Ich denke, dies ist der Schlüssel zum Erfolg unserer Veranstaltung“, so Runde abschließend. Ausgerichtet wird der VEC vom Virtual Dimension Center Fellbach. Es zählt derzeit rund 70 internationale und nationale Mitglieder sowie Partner. Darunter sind Anbieter, Nutzer oder Entwickler von Virtual-Reality-Technologien aus der Wirtschaft, aber auch Forschungseinrichtungen und Hochschulen. Ziel des VDC ist es, das Wissen führender Forscher, Entwickler, Anbieter und Anwender rund um das Thema Virtual Engineering zu bündeln und zugänglich zu machen. AUSSTELLER AUF DEM VIRTUAL EFFICIENCY CONGRESS Anbieter Produkte und Lösungen 3D Cyberdream OHG 3D und Stereo-3D-Soft- und Hardware. Autorisierter Gold Partner von Autodesk. Lösungen von Anbietern wie BOXX Technologies, Hyundai, Autodesk, Adobe, Chaos Group, Hewlett Packard, Luxology, Right Hemisphere und Supermicro. Barco GmbH Hochleistungsprojektoren und Mediensysteme für Anwendungsgebiete wie Virtual Engineering, medizinische Bildgebung, Unterhaltung, Infrastruktur, Verkehr, Verteidigung, Ausbildung und Training. Davit GmbH Konferenzraumtechnik, Videokonferenzen, interaktive 3D-Visualisierungen, Virtual Reality, Mediensteuerung, intelligente Gebäudeautomatisierung und Multimedia Home-Entertainment sowie maßgeschneiderte Konzepte für komplexe Computersysteme in der Büro- und Unternehmenskommunikation EST – Engineering Systems Technologies GmbH & Co. KG Anbieter von Hard- und Software für Virtual Reality (VR), Augmented Reality und visuelle Simulation. Hannover Messe – Bereich Leitmesse Digital Factory Softwarelösungen für die Produktion und Produktentwicklung und deren Einbindung in die Unternehmensprozesse. Lumo Graphics interaktive 3D-Visualisierung im Verkauf, 3D-Produktkonfiguration Projectiondesign Hochleistungsprojektoren für professionelle und private Einsatzmöglichkeiten. Zu den Kernanwendungsgebieten zählen hochauflösende technische Visualisierungen und Simulationen, medizinische Bildgebung, E-Cinema und öffentliche Anzeigen. Projekt PRoSeSC EU-Förderprojekt mit acht Partnern. Ziel ist die nachhaltige Weiterentwicklung des europäischen Straßenverkehrs. Tridelity AG Autostereoskopische 3D-Displays mit Hard- und Softwarelösungen für den Single-Viewer wie auch den Multi-ViewBereich. Visenso GmbH Anbieter für interaktive virtuelle Realität. Engineering-Lösungen in allen Anwendungsfeldern innovativer Virtual-Reality-Technologien, Analyse von Berechnungsergebnissen. VisioEmotion Augmented Reality- (AR-) Projekte online, offline und mobil; 3D-Animationen und 3D-Modellierung; fotorealistische Renderings und Webapplikationen. MAGAZIN 3/2011 NEUES AUS DER VR-WELT AKTUELL STARTSCHUSS FÜR 3D-INNOVATIONSZENTRUM Auf der diesjährigen IFA gab das HeinrichHertz-Institut HHI das Startsignal zu einer außergewöhnlichen Allianz für die internationale Wettbewerbsfähigkeit des deutschen 3D-Standorts. Die technologische Entwicklung für 3D vorantreiben, bereits existierende Prototypen praxistauglich machen, gute 3D-Inhalte entwickeln und neue Branchen wie Medizin oder Automo- tive einbinden – das sind Ziele einer Kooperation, zu der sich unter Federführung des HHI die großen und wichtigen Akteure im 3D-Umfeld zusammengeschlossen haben. Die Bauarbeiten zum 3D-Innovationszentrum sind bereits im Gang: auf rund 600 Quadratmetern entsteht am Salzufer in Berlin-Charlottenburg eine attraktive Umgebung mit Studio, Testlabor sowie Showund Kommunikationsbereich, in der die Partner aus der gesamten Produktionskette 3D ihr Knowhow zusammenführen. Inzwischen haben sich rund 30 Partner aus den unterschiedlichsten Branchen zusammengetan. HHI auf der IFA: die technologische Entwicklung für 3D vorantreiben. Bild: Ansgar Pudenz/alphadog AUTODESK ERWIRBT TECHNOLOGIE VON NUMENUS Die Numenus GmbH in Koblenz soll die Visualisierungsmöglichkeiten von Autodesk mit einer interaktiven, hochpräzisen Rendering-Technik erweitern. Das Unternehmen offeriert Software für das fotorealistische Visualieren und Rendern mit der Direct-NURBS-Technik, die vor allem Designer, Konstrukteure und Marketingspezialisten bei der visuellen Kommunikation unterstützen soll. Dafür lassen sich die originalen Konstruktionsdaten verwenden. Die Kombination aus fortschrittlichen Ray-Tracing-Verfahren und leistungsfähigen Werkzeugen für die virtuelle Kommunikation verändere die Art und Weise wie Konstrukteure, Ingenieure und Marketing-Teams visuelle Designs aufnähmen, prüften und teilten, so Andrew Anagnost, Vice President Suites, Web Services und Subscription bei Autodesk. Die Akquisition solle besonders Autodesks Fähigkeit stärken, realitätsnahe Visualisierungen von Oberflächen und Design Reviews in Workflows der Automobilindustrie zu unterstützen. MAGAZIN 01/2009 RTT STEIGERT WIEDER UMSATZ Die Realtime Technology AG (RTT) bestätigt mit der Veröffentlichung des Berichts zum ersten Halbjahr 2011 ihre erfolgreiche Geschäftsentwicklung. Der Gesamtumsatz erhöhte sich gegenüber 2010 um elf Prozent auf 25,9 Millionen Euro. Das EBITDA für das erste Halbjahr liegt bei 2,8 Millionen Euro. RTT bestätigt damit seine sukzessiv vorangetriebene Unternehmensentwicklung. Ludwig A. Fuchs, Vorstand von RTT, erklärt hierzu: „Nach einem turbulenten Jahresauftakt, der durch Unsicherheiten und Schwächen in Asien geprägt war, blicken wir auf ein dennoch erfolgreiches, erstes Halbjahr. Hinsichtlich der Umsatzentwicklung für die zweite Jahreshälfte sind wir trotz der aktuellen Eintrübungen zuversichtlich.“ FAHRSIMULATOR FÜR REHABILITATION Forscher an der Clemson University haben mit dem auf Simulationen spezialisierten Unternehmen DriveSafety zusammen gearbeitet, um einen neuen Fahrsimulator für die Rehabilitation zu entwickeln. Dieser wird bereits an elf Einrichtungen der U.S.-Streitkräfte eingesetzt. Das Programm wurde kürzlich auch in Europa bekannt, wo nun ein Fahrsimulator am Krankenhaus Charité in Berlin zum Einsatz kommt. Die Fahrsimulatoren ermöglichen eine Behandlung, bei der Patienten in einer sicheren Umgebung auf realistische Weise Fahrkenntnisse erwerben. Die Therapeuten können die Patienten in Bereichen wie der Kognition, der Wahrnehmung oder körperlichen Leistung behandeln. Die Forscher am Psychology Department forschen seit zehn Jahren über den Gebrauch von Fahrsimulatoren, etwa, um das Fahren in der Nacht zu untersuchen, oder was passiert, wenn der Fahrer müde oder abgelenkt ist. Eine Studie über die Fähigkeiten und Grenzen älterer Fahrer hat zu dieser klinischen Anwendung geführt. Der Simulator für die Rehabilitation und damit verbundene Tools wurden am Yubin Xi, Student, probiert den Fahrsimulator am CUICAR mit Paul Venhovens aus. Bild: Craig Mahaffey. Psychology Department und am Clemson University International Center for Automotive Research (CU-ICAR) entwickelt und getestet. Die Zusammenarbeit mit CU-ICAR eröffnet die Möglichkeit, neue Engineering-Anwendungen zu prüfen, etwa den Einsatz von Steuergeräten für Fahrer, die ihre Füße nicht verwenden können. Die Forschung wird von Paul Venhovens geleitet, BMW-Stiftungsprofessur für Automotive Systems Integration. 7 AKTUELL NEUES AUS DER VR-WELT KUNSTPREIS FÜR PROTEIN-VISUALISIERUNG Mit den Computerprogrammen „BALLView“ und „RTfact“ können Pharmazeuten komplexe Molekülketten bearbeiten und visualisieren, um so neue Medikamente in kürzerer Zeit zu entwickeln. Eine von Saarbrücker Informatikern berechnete Visualisierung eines Protein-Rezeptors wurde auf der internationalen Doppel-Konferenz „Intelligent Systems for Molecular Biology und Computational Biology“ ISMB/ECCB in Wien mit dem Art & Science Award ausgezeichnet. In erster Linie will man Pharmazeuten helfen, Krankheiten schneller zu bekämpfen. Experten des Deutschen Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz haben dafür zusammen mit Informatikern des Zentrums für Bioinformatik die eigene Programmbibliothek „RTfact“ mit der Software „BALLView“ kombiniert. Die Visualisierung eines ProteinRezeptors wurde mit dem Art & Science Award ausgezeichnet. Bild: Universität des Saarlands ICIDO GEHÖRT JETZT ESI Die ESI Group, Pionier und einer der wichtigsten Anbieter auf dem Gebiet der Virtual Prototyping-Lösungen, hat die ICIDO GmbH übernommen, europäischer Anbieter von immersiven VR-Lösungen. Als Unternehmen mit Hauptquartier in Deutschland und Geschäftstätigkeit in Europa und den Vereinigten Staaten, spezialisiert sich ICIDO auf die Entwicklung von Lösungen, die dem kooperative Entscheiden in der anspruchsvollen Fertigung an verschiedenen Standorten dienen. Seine VR-Technologien versetzen Kunden in die Lage, Produktinformationen verständlich zu präsentieren, in Echtzeit zu bearbeiten und virtuell auszutauschen sowie Aufgaben in der Fertigung und Probleme der Wartbarkeit in einer immersiven und verteilten Umgebung zu meistern. ICIDO, im Jahr 2000 vom Fraunhofer Institut aus gegründet, war 2003 Start-up des Jahres bei McKinsey. Das Unternehmen beschäftigt angesehene Virtual-Reality-Experten und konnte bislang einen respektablen Kundenstamm in der Auto-, der Luftund Raumfahrtindustrie und dem Maschinenbau aufbauen. Zu den Kunden und strategischen Partnern gehören Audi, Airbus, BMW, Boeing, Bombardier, Caterpillar und John Deere. ICIDO konnte im vergangenen Jahr bei zweistelligem EBIT und Wachstum rund 4.600.000 Euro erlösen. IN DER ROLLE EINES ENTWICKLERS Die technischen Eigenschaften und innovativen Funktionen komplexer Produkte wie beispielsweise eines Hochgeschwindigkeitszugs, lassen sich auf Messen oder im Vertriebsprozess nur mit großem Aufwand oder in Teilen real präsentieren. Mit der von Visenso entwickelten virtuellen „Zefiro“-Präsentation im Internet lassen sich die aerodynamischen Vorteile der Bombardier-Zugtechnologie quasi zu jeder Zeit und an jedem Ort leicht verständlich und spannend auf spielerische Art und Weise demonstrieren. So können Interessenten über die Anwendung auf der Bombardier-Website selbst in die Rolle eines Entwicklers schlüpfen und aus verschiedenen Komponenten und deren Varianten einen Zug zusammenzubauen. Zu den für die Aerodynamik wesentlichen Elementen eines Zuges zählen die Nase, der Stromabnehmer, der Wagenübergang und das Fahrwerk. Die Varianten der Komponenten entsprechen dem Stand der Zugtechnik in den 80er- und 90er-Jahren sowie der des hochmodernen „Zefiro“. Die Auswahl der jeweiligen Komponenten und Varianten erfolgt im Internet via Mausklick auf die entsprechenden „Buttons“. Dabei verändert sich auf dem Bildschirm die jewei- 8 lige Zugansicht in fließenden Übergängen. Stromlinien und fliegende Partikel verdeutlichen die Aerodynamik der gewählten Komponente und Variante. Nach Definition der Komponenten und Varianten lässt sich via Mausklick ein Rennen zwischen dem„Zefiro“ und dem selbst konfigurierten Zug starten. Eine Auswertung des Energieverbrauchs und der aerodynamischen Effizienz macht die Vorteile der „Zefiro“-Hochgeschwindigkeitstechnologie im Vergleich zur eigenen Konstruktion deutlich. Sämtliche Darstellungen und Berechnungen basieren auf den tatsächlichen Konstruktions- und Strömungsdaten von Bombardier Transportation. Der Visualisierung der Stromlinien liegt in der Internetversion eine zeitabhängige Rechnung zugrunde, die eine korrekte Darstellung des Auslaufens der Stromlinien in einzelne Partikel und damit der aerodynamischen Eigenschaften der jeweiligen Komponente garantiert. Visenso zeigt sich unter anderem für die Umsetzung der gerenderten Filme der jeweiligen Komponenten und Züge, die Morphing-Animationen, die Stromliniendarstellung sowie die Flash-Programmierung verantwortlich. Die Internet-Anwendung wurde auf eine kleinere Bildschirm-Auflö- Virtuelle „Zefiro“-Präsentation im Internet: aerodynamische Vorteile der Bombardier-Zugtechnologie demonstrieren. Bild: Visenso sung ausgerichtet. Ist beim Konfigurieren des Zuges jetzt nur noch die jeweilige Komponente zu sehen, werden die Unterschiede der gewählten Variante durch die Veränderung des Zugumrisses direkt deutlich gemacht. Für das Hintergrunddesign des abschließenden Rennens wurde zusätzlich eine Landschaft modelliert. Die Einblendung von Videofenstern mit den jeweiligen Zugkomponenten ermöglicht während des Rennens einen direkten Vergleich der Strömung an den vier Komponenten. Kurze Erklärungstexte ersetzen den auf der Messe eingesetzten menschlichen „Explainer“. Weitere Informationen: www.visenso.de und www.zefiro.bombardier.com/desktop/ en/efficiency/aerodynamic.html MAGAZIN 01/2009 NEUES AUS DER VR-WELT AKTUELL SCHAUERLICH MIT SURROUND HAPTICS Eine neue Technologie für den Tastsinn „Surround Haptics“ ermöglicht es, in Videospielen oder Filmen ein breites Spektrum taktiler Wahrnehmungen zu erfahren: von der sanften Berührung eines Fingers, der über die Haut fährt bis zum heftigen Stoß durch eine Kollision. Das Verfahren basiert auf psychophysischen Experimenten und neuen Modellen der taktilen Wahrnehmung. Disney zeigte Surround Haptics erstmals auf der SIGGRAPH 2011 in Vancouver. In der Vorführung diente die Technologie dazu, ein Fahrsimulator-Spiel auf ein neues Niveau zu heben. Die Spieler saßen dabei auf Stühlen und bedienten preisgünstige, vibrierende Aktuatoren. Durch Surround Haptics spürten sie Unebenheiten auf der Straße, auf das Fahrzeug fallende Subjekte und sie bemerkten, wenn das Fahrzeug schleuderte, bremste, beschleunigte oder kollidierte. Das Verfahren lasse sich aber auch ganz einfach in Kleidung, Handschuhe, Sportausrüstungen und mobile Geräte einbetten, wie von den Erfindern zu erfahren ist. Es könne dazu beitragen, die Wahrnehmung des Fliegens, des Fallens, des Schrumpfens und Wachsens oder wie es sich anfühlte, wenn Wanzen über den Körper liefen, noch realistischer zu machen. Diese Herausforderungen haben die DRP-Forscher gemeistert, indem sie einen Algorithmus entwickelt haben, um eine Reihe vibrationsfähiger Aktuatoren so zu steuern, dass virtuelle Aktuatoren in dieser Reihe auftauchen. Diese können zwischen zwei beliebigen physisch vorhandenen Aktuatoren platziert werden, um dem Anwender die Illusion zu vermitteln, nur den virtuellen zu fühlen. Daraus resultierend spüren die Anwender nicht das allgemeine Summen und Pulsieren, wie es typisch für die meisten haptischen Geräte ist, sondern diskrete, durchgehende Bewegungen, so wie ein Finger, der ein Muster auf der Haut zeichnet. Durch Aktuatoren vermittelte Phantom-Wahrnehmungen sind seit mehr als 50 Jahren bekannt, aber ihre Anwendung blieb beschränkt, weil die Steuerungsme- FÜR BESSERE ENTWÜRFE Neue Soft- und Hardware, die an der University of California in San Diego entwickelt wurde, erlaubt es Menschen, ihre Eindrücke von einem Architekturentwurf durch physiologische Rückmeldungen zu kommunizieren. Das ist wichtig für Personen, die sich verbal nur schwer verständlich machen können, weil sie zum Beispiel an der Alzheimer-Krankheit leiden. Forscher an der USCD-Abteilung des California Institute for Telecommunications und Information Technology (Calit2) haben eine CAD-Software namens CAVE-CAD entwickelt, die durch die Verbindung mit Geräten, die neurologische und physiologische Reaktionen der Betrachter überwachen, Architektur-Design effizienter macht. CAVE-CAD bietet außerdem eine wichtige Funktion, die konventionellen CAD-Systemen fehlt: Die Möglichkeit, die Folgen eines modifizierten Designs sofort zu erfahren. Das Team hat CAVE-CAD für den Einsatz in der StarCAVE von Calit2 entwickelt, einer immersiven 360-Grad-VR-Umgebung mit 16 Panels. So können die Forscher mit virtuellen Architektur-Renderings in drei Dimensionen, in Echtzeit und in den natürlichen Maßstäben interagieren. CAVE-CAD für den Einsatz in der StarCAVE von Calit2, 360-Grad-VR-Umgebung mit 16 Panels. Bild: Calit2 MAGAZIN 01/2009 Die Anordnung vibrierender Aktuatoren im Sitz bewirkt die Illusion eines fortlaufenden Stoßes auf den Rücken (rot markiert). Bild: Disney Research Pittsburgh chanismen nicht verstanden wurden. Die DRP-Forscher konnten ihren Steuerungsalgorithmus entwickeln, indem sie die Fähigkeit der Anwender maßen, physische im Gegensatz zu virtuellen Aktuatoren bei verschiedenen Stimulationsgraden zu spüren. Dann entwickelten sie ein Steuerungsmodell, dass durch weitere psychophysische Experimente validiert wurde. Über die Anwendung in interaktiven Spielen, Filmen und Musikdarbietungen verspricht Surround Haptics auch interessante Einsatzmöglichkeiten in der verbesserten taktilen Kommunikation für Blinde, Einsatzkräfte bei Notfällen, Fahrzeugführern und Sportlern. Virtual Efficiency Congress 2011 29./30. September 2011 Schwabenlandhalle Fellbach www.schwabenlandhalle.de y Ausstellung und Programm Donnerstag, 29.09. 8 –17 Uhr Freitag, 30.09. 8 –14 Uhr y Eintrittspreise Einzelner Tag € 45,00 Kombiticket (2 Tage) € 70,00 Eintritt zur Ausstellung kostenfrei y Anmeldung und Informationen sowie Konditionen für Aussteller unter www.virtual-efficiency.de Veranstalter: Virtual Dimension Center Auberlenstr. 13, 70734 Fellbach [email protected] Tel: +49 (0)711- 585309-0 Mit freundlicher Unterstützung von: BRANCHE VR IN DER LUFT- UND RAUMFAHRT: ANDREAS PETERSEN UND WOLFGANG KAISER, CI-BASE SOFTWARE GMBH, IM GESPRÄCH BESTANDTEIL DER PROZESSE Die Luft- und Raumfahrtindustrie gilt als am weitesten fortgeschritten, was den Einsatz von VirtualReality-Lösungen betrifft. Mit Andreas Petersen, Geschäftsführer, und Wolfgang Kaiser, Senior Sales Manager bei der ci-base Software GmbH, sprachen wir über den aktuellen Stand der VR-Technologie und Trends am Beispiel dieser Branche. VR Magazin: Wenn man sich einmal die gesamte Produktentwicklung von der Idee bis zum Betrieb anschaut: In welchen Bereichen halten Sie den Einsatz von VR-Lösungen für besonders sinnvoll? Andreas Petersen: Sinnvoll einzusetzen ist VR unternehmensübergreifend in Entwicklung, Produktion, im Vertrieb, im Marketing, im Service und als Trainingsmedium. Wir verstehen VR auch als ein Kommunikationsmittel zwischen den Unternehmensbereichen, zum Beispiel auch an unterschiedlichen Standorten. VR ist sicherlich ein Mittel, um im Rahmen von Engineering Reviews Fehler aufzudecken, die im CADSystem nicht erkennbar waren. Es ist aber ebenso ein Medium, um den Kunden sehr früh in die Produktentwicklung mit einzubeziehen. Nicht jeder technische Einkäufer ist in der Lage, eine 2D-Zeichnung zu lesen. Bei der Präsentation mittels VR erlebt er sein Produkt in realistischer 1:1-Darstellung. Für den Vertrieb ist VR ein innovatives Mittel, Produkte darzustellen, die es noch gar nicht gibt oder die nicht einfach transportierbar sind. Auch im Schulungs- und Trainingsbereich hat VR seinen Platz: Die Schulung der Techniker in den Bereichen Service und Wartung kann am virtuellen Produkt schon sehr früh erfolgen. VR Magazin: Der Anspruch der Anbieter von VR-Lösungen ist ja auch, den Produktentwicklungszyklus zu straffen. Wie stellt sich das in der Praxis dar? Wolfgang Kaiser: VR sollte ein permanenter, integrierter Prozess mit dem Ziel sein, frühzeitig Erkenntnisse zu gewinnen, die den Produktionsprozess beschleunigen. Wir straffen den Entwicklungsprozess zum Beispiel, indem wir auf den Bau von Prototypen verzichten oder ihn zumindest auf ein Minimum reduzieren. Früher hat man erst verschiedene Prototypen gebaut, um dann festzustellen, was nicht optimal ist. Dieser Aufwand war kostspielig und lässt sich heute mittels VR vermeiden. Die mögliche, frühe Einbindung des Kunden haben wir ja bereits angesprochen. Andreas Petersen: Variationen oder Änderungswünsche von Kunden kann ich deutlich schneller verwirklichen, auch wenn die Produktentwicklung bereits weiter fortgeschritten ist. Andreas Petersen, Geschäftsführer der ci-base Software GmbH: „VR SOLLTE EIN PERMANENTER, INTEGRIERTER PROZESS MIT DEM ZIEL SEIN, FRÜHZEITIG ERKENNTNISSE ZU GEWINNEN, DIE DEN PRODUKTIONSPROZESS BESCHLEUNIGEN.“ 10 VR Magazin: In der Autoindustrie werden VR-Lösungen nicht nur in der Produktentwicklung und Kommunikation, sondern vielfach auch in der Fabrik- und Prozessplanung eingesetzt. Sehen Sie in der Luftund Raumfahrtbranche parallele Entwicklungen? Andreas Petersen: Grundsätzlich ist das denkbar. Aber wir sehen VR in erster Linie nicht als Medium zur Fabrik- und Prozessplanung, sondern als integrierten Bestandteil der Unternehmensprozesse. VR Magazin: Die Flugzeugentwicklung wird heute oft auf verschiedene Standorte in mehreren Ländern verteilt. Worauf gilt es bei der Integration der Visualisierungsdaten in die PDM- oder PLM-Systeme zu achten und wie wird die Konsistenz der Daten gewährleistet? Andreas Petersen: Diese Frage ist pauschal schwer zu beantworten. PDM/ PLM-Systeme in Großunternehmen sind in der Regel äußerst individuell und komplex. Die PLM-Lösung steuert das gesamte Freigabesystem, die Versionierung und die Revisionierung. Daraus ziehen wir für das VR-System die CAD-Daten heraus. Das PDM-System muss also an dieser Stelle steuern, dass immer der aktuelle Datenstand vorhanden ist. Das liegt nicht im Einflussbereich von VR. Wir bekommen für das VR-System immer den letzten, aktuellen Stand zur Verfügung gestellt. Wir ändern nichts, sondern visualisieren. Wenn gewünscht, setzen wir auch Mark-ups, kommentieren, dokumentieren und geben die Ergebnisse zurück an die Fachbereiche. MAGAZIN 3/2011 VR IN DER LUFT- UND RAUMFAHRT: ANDREAS PETERSEN UND WOLFGANG KAISER, CI-BASE SOFTWARE GMBH, IM GESPRÄCH VR Magazin: Wo setzen Sie bei cibase die Schwerpunkte im Portfolio? Andreas Petersen: Wir verstehen uns im Geschäftsfeld VR einmal als Dienstleistungsunternehmen für Firmen, die vielleicht noch nicht in ein komplettes VR-System investieren möchten. Hier stellen wir für konkrete Projekte unsere Anlage gegen eine Nutzungsgebühr zur Verfügung. Wir stellen auf Wunsch Personal für das Projekt und bereiten die Daten für den Kunden auf. Ferner bieten wir auch die Möglichkeit an, von uns ein komplettes VR-System, also die Software, die Hardware und die entsprechenden Dienstleistungen zu beziehen. Ci-base agiert hier als Generalunternehmer: Der Kunde erhält die Lösung aus einer Hand. Was die Software betrifft, sind das die Lösungen von IC.IDO. Imsys-vr zeichnet für die Hardware verantwortlich. Für beide Unternehmen sind wir Vertriebspartner. VR Magazin: Für einige mittelständische Unternehmen dürfte der VR-Einsatz zwar sinnvoll, aber zu aufwendig und zu teuer sein. Inwiefern bestehen für diese Unternehmen dennoch Möglichkeiten, auf entsprechende Ressourcen zurückzugreifen? Andreas Petersen: Wir adressieren ja vorrangig den Mittelstand, weil die beiden großen Flugzeughersteller ohnehin direkt von den Herstellern bedient werden. Wir arbeiten für klassische mittelständische Unternehmen in der Luft- und Raumfahrt, im Schiffbau, Maschinenbau, Anlagenbau, der Verpackungsindustrie oder der Petrochemie. Für den Endanwender aus dem Norden ist es durchaus von Nutzen, seinen Ansprechpartner unmittelbar vor Ort zu haben. Auch mit der bereits dargestellten Möglichkeit, VR bei ci-base als Dienstleistung zu nutzen, sind wir für den Mittelstand attraktiv. Wolfgang Kaiser: Ich möchte das Thema Kosten/Nutzen gerne noch einmal aufgreifen: Wir adressieren hier wirklich den klassischen Mittelstand. Auch für den sind VR-Lösungen absolut erschwinglich geworden. Die technische Entwicklung im 3D beziehungs- MAGAZIN 3/2011 BRANCHE Wolfgang Kaiser, Sales Manager bei der ci-base Software GmbH: „WER EIN ERP-SYSTEM EINSETZT, MUSS DEUTLICH TIEFER IN DIE TASCHE GREIFEN ALS BEI DER ANSCHAFFUNG EINES VR-SYSTEMS.“ weise im kommerziellen Markt der Visualisierungsprodukte kommt uns hier einfach zugute. Ich vergleiche das einmal mit einem ERP-System, das auch im mittelständischen Bereich heute jeder Unternehmer einsetzt. Wer ein ERPSystem einsetzt, muss deutlich tiefer in die Tasche greifen als bei der Anschaffung eines VR-Systems. ERP-Systeme haben Einführungszeiten, die sich teilweise über Monate hinziehen und deshalb allein durch Customizing sehr kostenintensiv sind. Beim VR-System kauft der Kunde die Hardund Software, macht je nach Art und Umfang eine Schulung von 3-5 Tagen und hat ein fertiges System, mit dem sofort gearbeitet werden kann. Mittelständische Unternehmen erkennen durch konkrete VR-Projekte sehr schnell ihren speziellen wirtschaftlichen Nutzen im Produktionsoder Vertriebsprozess. Andreas Petersen: Es ist für uns immer wieder eine große Herausforderung, den wahren Nutzen theoretisch oder nur mit Prospekten zu verdeutlichen. Das funktioniert in der Regel nicht. Man muss VR live gesehen, bzw. erlebt haben. Bei allen bisher durchgeführten Präsentationen, oft bereits mit ihren eigenen Daten, haben die Kunden sehr schnell die Möglichkeiten und den Nutzen von Virtual Reality erkannt. VR Magazin: Stellen Sie sich doch bitte den Arbeitsplatz eines VR-Anwenders in zehn Jahren vor. Andreas Petersen: Die Technologieentwicklung ist in allen Bereichen immer noch rasant. Was daher in zehn Jahren auf uns zukommen wird, wissen wir nicht. So ist es auch beim Thema Virtual Reality. Wir sind aber sicher, dass dieses Thema stetig weitere Verbreitung finden wird. Effizientere Technologien und Möglichkeiten für den einzelnen Anwender werden die Folge sein. Die Integration von VR in die Unternehmensprozesse wird sich in Zukunft mit Sicherheit erhöhen. VR Magazin: Herr Petersen, Herr Kaiser, vielen Dank für das Gespräch. Intuitives Interagieren mit den 3D-Modellen. VR-Lösungen können Fehler sichtbar machen, die nicht ohne Weiteres im CAD-System erkennbar sind. 11 HARDWARE TITELSTORY: VR-WALLS VON SCHNEIDER DIGITAL PROMOTION Bild 1: mini VR-Wall von Schneider Digital im CinemascopeFormat. Der transportable Plug-and-Play-3D-VR-Screen mit 5,9 x 2,5 Metern Bildfläche, 6 Megapixel Auflösung, 6 x 2.500 Ansi-Lumen Helligkeit und einer Bautiefe von nur 55 Zentimetern. Bilder: Schneider Digital KONZEPTIONELLER MEILENSTEIN FÜR GROSSFORMATIGE VISUALISIERUNGSLÖSUNGEN Mit seinen neuen VR-Wall-Systemen definiert Schneider-Digital die künftigen Maßstäbe für den professionellen und wirtschaftlichen Betrieb für Visualisierungslösungen. Massiv niedrige Kosten und vor allem eine sehr vereinfachte Bedienung überraschen hier. M it der großen Erfahrung aus über 15 Jahren professioneller 3D-High-End-Lösungen ist das erste eigene Produkt ein Meilenstein für großformatige Visualisierungslösungen. Bisher haben Hochleistungsprojektionssysteme in mehrfacher Hinsicht hohe Anforderungen an die Umgebung und die Anwender gestellt. Diese Komplexität in ein Plug & Play-„Easy-to-Use“-System umzusetzen, stellte das Entwicklungsziel von Schneider-Digital dar. Die Entscheidung für eine VR-Wall war bisher 12 meist langwierig. Das lag nicht nur am hohen Preis, sondern vor allem an der Komplexität der Installationen. Der große Raumbedarf bedingte häufig Umbauten am Gebäude, Klimaanlagenkonzeptionen und das Warten auf Baugenehmigungen. Auch im Betrieb ging es nicht ohne In-HouseSpezialisten und hohe Folgekosten bei Wartung und Service. Von einem langen Lifecycle und einem damit einhergehenden Investitionsschutz ganz zu schweigen. Die Schneider-Lösung sticht hier in allen Bereichen mit erheblichen Vorteilen hervor: INFO: PREISE Die MiniVr-Wall kann mit einem günstigen Preis punkten. Die 16:9- und die 16:10-Variante gibt es bereits ab 59.000 Euro zuzüglich der gesetzlichen Mehrwertsteuer. Hier werden vier Projektoren eingesetzt. Die große Variante im Cinemascope-Format ist ab 79.000 Euro zuzüglich der gesetzlichen Mehrwertsteuer zu haben. Hier werden sechs Projektoren eingesetzt. MAGAZIN 3/2011 VR-WALLS VON SCHNEIDER DIGITAL HARDWARE PROMOTION INFO: SO FUNKTIONIERT ES Die visuelle Technologie der mini VR-Wall basiert auf einer Entwicklung des Technologiepartners 3D-Insight GmbH. Das auf der mini VR-Wall sichtbare Bild besteht aus einzelnen Segmenten, die von vier oder sechs Lightengines als leicht überlappende Teilbilder auf den Screen projiziert werden. Die integrierte Pixelprocessing-Technologie macht diese Segmentierung für den Betrachter unsichtbar. Außerdem sorgt sie dafür, dass sie die Handhabung der mini VR-Wall so einfach gestaltet wie die eines großen Monitors. Der Anwender kann nach dem Anschließen und dem Starten des Rechners gleich mit der Arbeit loslegen und die vorhandene Software wie gewohnt nutzen. • Geringe Bautiefe -> VR-Wall lässt sich in bestehenden Räumen nutzen • Einfache Nutzung -> kein eigener Betreuer im Haus notwendig • Integrierte Mediensteuerung -> Verschiedene Zuspielquellen per Touchscreen wähl- und kombinierbar • Vorteile der Front-Pro mit Rück-Pro vereint - Front-Pro ist heller und kaum winkelabhängig, das ist wichtig, wenn man nahe an der VR-Wall steht. - Front Pro ist heller - Schneider Front Pro erlaubt eine Bautiefe von nur 63 Zentimetern - Keine Schatten_-> Lärmschutz und Schattenvermeidung sind die häufigsten Gründe, Rück-Pro einzusetzen. Die Schneider-Lösung ist leise und vermeidet Schatten trotz Front-Pro-Lösung • Upgrade-fähig -> Mehr Auflösung und mehr Helligkeit sind durch neue Projektoren möglich. Bisher war es wirtschaftlicher, das System komplett zu ersetzen. • Zuverlässigkeit -> Prosumer-Projektoren haben sehr geringe Ausfallsraten. Die sonst teuere 365-Garantie kann der Kunde durch den Swap von Reserveprojektoren preiswert selbst leisten. Swapdauer etwa 30 Minuten. MAGAZIN 3/2011 Die geringe Bautiefe von nur 63 Zentimetern erreicht das Schneider-DigitalSystem durch eine fast senkrechte Projektion und erlaubt daher die Installation und den Betrieb in allen gängigen Büroräumen. Besondere bauliche Voraussetzungen sind also nicht mehr nötig. Alle Systeme sind dazu mobil und können innerhalb eines Tages auf- und wieder abgebaut werden. Die modulare Bauweise ist in jeder Hinsicht technologisch Upgrade-fähig und bietet dem Kunden hohe Sicherheit in seiner Investition. Durch die Modularität kann jederzeit ein bestehendes System zu einer Cave erweitert oder eine Cave zu drei einzelnen Wänden zurückgebaut werden. Zur Wahl stehen die Formate 16:9, 16:10 und 23,5:10. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit des speziellen Customizing. Die starke Auflösung mit bis zu 6 Megapixel und das gleichmäßig ausgeleuchtete Bild runden den positiven Eindruck ab. Dank „easy to use“ sind die Systeme ohne Datenkonvertierung und ohne Clustering für alle Anwender leicht zu bedienen. Nach dem Einschalten kann von jeder beliebigen Quelle per VGA, DVI, Dual-Link DVI, Display Port und HDMI inklusive aller üblichen Stereo-Formate sofort gearbeitet werden. Eine CAD-Session oder eine Powerpoint-Sitzung sind möglich, da das System nach wenigen Minuten einsatzfähig ist und von jedem Mitarbeiter bedient werden kann. Optional lassen sich die Systeme mit IR-Tracking-Kameras ausstatten. Die geringe Latenzzeit von einem Frame macht die Systeme sogar für die Flugsimulatoren tauglich. Mit dem Wireless Touch Tablet hat der Anwen- Bild 2: Mit nur 55 Zentimetern Bautiefe lässt sich die mini VR-Wall ohne Umbauarbeiten in fast jedes Büro integrieren. Es können auch drei Screens im U zu einer Virtual-Reality- (VR-) Cave kombiniert werden – und das, ohne die bei Powerwalls und VR-Caves sonst nötigen Umbaumaßnahmen. der komfortabel die volle Kontrolle über alle Eingänge und Funktionen wie zum Beispiel Bild in Bild und Split Screen. Dabei können zwei Projektteams gleichzeitig an stereoskopischen Daten arbeiten – jedes Team spielt dabei seine 3D-Daten von einer eigenen Workstation ein. Über einen weiteren Rechner ist es zudem möglich, zusätzlich 2D-Daten anzuzeigen. Die Schneider-Digital VR-Walls sind flexibel im Einsatz in Verbindung mit einer hellen Darstellung und TopAuflösung. Bei einer Pixelgröße von nur 1,5 Millimetern kann bereits ab einem Betrachtungsabstand von nur 50 Zentimetern ohne Mühe gearbeitet werden. Konzeption, Qualität und Preisstellung sind gelungen. Mit Schneider-Digital können von nun an selbst kleinere Unternehmen den Sprung in die virtuelle Welt problemlos wagen. | ANM Bild 3: Der SplitScreen erlaubt die Mehrfachnutzung des Screens. So können auch zwei Teams gleichzeitig den Bildschirm nutzen. Jeder speist dabei seine 3D-Signale von einem eigenen PC ein. Contentbild: © Lumiscaphe 13 BRANCHE PROF. DR. ALFRED KATZENBACH, DAIMLER AG, IM GESPRÄCH ZWEI WELTEN WACHSEN ZUSAMMEN Die Autoindustrie schlägt sich derzeit gut auf den internationalen Märkten. Dazu können nicht nur die klassischen CAD-Werkzeuge für die Prozessplanung und die Produktentwicklung einen Beitrag leisten, sondern auch Virtual-Reality-Systeme, indem sie zum Beispiel frühzeitige Designentscheidungen fördern oder eine realistische Schulung der Mitarbeiter am virtuellen Modell ermöglichen. Prof. Alfred Katzenbach, Leiter Engineering IT bei der Daimler AG, erklärt, wie diese Lösungen bereits heute erfolgreich eingesetzt werden können und welche Trends sich abzeichnen. VR Magazin: Herr Prof. Katzenbach, wo würden sie die Autobranche im Vergleich zum Maschinenbau einordnen, was den Einsatz von Virtual Reality-Lösungen betrifft? Prof. Alfred Katzenbach: Virtual Reality im Automobilbereich zeichnet sich durch die Breite der Anwendung aus. Sie reicht von Designstudien, die miteinander verglichen werden, über Ein- und Ausbauuntersuchungen, Ergonomieuntersuchungen, Simulationsuntersuchungen am digitalen Prototypen, die digitale Fabrik bis hin zur Untersuchung der Wartbarkeit, also inwieweit ein Mitarbeiter im Service Teile auswechseln kann. Wir haben auch schon Studien darüber gemacht, wie man in einer Niederlassung oder in einem Verkaufscenter die Fahrzeuge optimal entsprechend der Gebäudesituation anordnen kann. Durch die Möglichkeit, Massendaten zu verarbeiten, sind wir auch in der Lage, gan- Prof. Alfred Katzenbach, Leiter Engineering IT bei der Daimler AG: „WIR SETZEN VR DURCHGÄNGIG IM KOMPLETTEN PROZESS EIN UND ZUNEHMEND NICHT NUR IN DEN VRZENTREN, SONDERN AUCH VOR ORT BEI DEN KONSTRUKTEUREN UND IN DEN WERKSTÄTTEN IN FORM VON MIXED-REALITY-ANWENDUNGEN.“ 14 MAGAZIN 3/2011 PROF. DR. ALFRED KATZENBACH, DAIMLER AG, IM GESPRÄCH BRANCHE VR Magazin: …und zur Luft- und Raumfahrt? Prof. Alfred Katzenbach: Die Raumfahrt ist ja quasi die Mutter der Virtual Reality. Die ersten VR-Aktivitäten kamen dadurch zustande, dass man Roboterarme an Satelliten im Weltraum bewegen wollte. Bei den langen Signallaufzeiten dauert das über eine Minute, bis die Reaktion auf der anderen Seite im Weltraum stattfindet. VR Magazin: An welchen Stellen der Prozesskette setzt Daimler VR-Lösungen ein? Prof. Alfred Katzenbach: Alles, was ich bereits genannt habe. Wir setzen VR durchgängig im kompletten Prozess ein und zunehmend nicht nur in den VR-Zentren, sondern auch vor Ort bei den Konstrukteuren und in den Werkstätten in Form von Mixed-Reality-Anwendungen. Wir überlagern hier die virtuelle mit der realen Welt. Das wird in der Zukunft eine sehr große Bedeutung gewinnen. VR Magazin: Können Sie uns ein Beispiel für eine solche Mixed-RealityAnwendung nennen? Prof. Alfred Katzenbach: Sie haben den realen Motorraum eines Fahrzeugs ohne den Motor selbst. Sie können sich jetzt mit einem Messarm, an dem Sie eine Kamera befestigt haben, in das entsprechende Koordinatensystem einmessen und auf einem Bildschirm oder auf einer Großleinwand den virtuellen Motor in einem realen Motorraum sehen. So können Sie darstellen, ob der Motor in den Motorraum hineinpasst und ob Sie noch etwas verändern müssen. Das spart viel Zeit. Und nicht nur das. Mit einem leichten Messarm den Motor zu bewegen, ist ergonomisch und belastet die Mitarbeiter deutlich weniger, als wenn sie einen mehrere hundert Kilo schweren Motor bewegen müssten. Noch einmal zusammengefasst: Wir verwenden also VR-Lösungen in der gesamten Prozesskette vom Design über die Konstruktion, die Simulation und die Darstellung der Be- Mixed-Reality-Systeme werden bei Untersuchungen der Baubarkeit bereits eingesetzt. Hier der Aufbau eines solchen Systems bei der Daimler AG. Quelle: Präsentation von Oliver Geißel, Dr. Lina Longhitano, Prof. Alfred Katzenbach, Operativer Einsatz von Mixed Reality-Technologie im Baubarkeitsprozess der Fahrzeugentwicklung, 7. Paderborner Workshop Augmented Reality in der Produktentstehung. rechnungsergebnisse, die Ergonomie, die Produktion bis hin zu Sales und Marketing. VR Magazin: Wie sind diese Lösungen an CAD und PLM angebunden? Prof. Alfred Katzenbach: Die Anbindung ist natürlich ganz wichtig, was Effizienz und Wirtschaftlichkeit betrifft. Wir speichern alle CAD-Daten in unserem PLM-System Smaragd ab, eine andere Möglichkeit steht dem Konstrukteur nicht zur Verfügung. In diesem System wird zum nativen CAD-Format der Da- www.animago.com ze Fabriken zu simulieren und in der Fabrik vom Gebäude bis zur einzelnen Arbeitsstation einzutauchen. Der Maschinenbau liegt beim Thema VR gegenüber der Automobil- und Luftfahrtindustrie ein bisschen zurück, wobei sicherlich auch die hohen Anfangsinvestitionen abschrecken dürften. Auch das in der Vergangenheit erforderliche Spezial-Know-how hat sicher die eine oder andere Anwendung verhindert. Mittlerweile gibt es aber auch da schon relativ preisgünstige Lösungen. Ich war ganz erstaunt, als ich in einem unserer Unternehmensbereiche eine CAVE gesehen habe, die rund 100.000 Euro gekostet hat und relativ platzsparend aufgebaut ist. Das Fachmagazin für die VFX- und 3D-Szene Images are from animago AWARD 2010 participants Jetzt gratis testen! i Industriedesign i Produktvisualisierung i Film & VFX i 3D/Animation i Digital Art i Interactive i Science & Education www.digitalproduction.com/gratisheft Like our Page BRANCHE PROF. DR. ALFRED KATZENBACH, DAIMLER AG, IM GESPRÄCH tensatz automatisch als JT-Datensatz gespeichert. JT ist ja gerade auf dem Weg, zur ISO-Norm zu werden. Es ist davon auszugehen, dass die JT-Version 9.5 bis zum Jahresende offizieller ISO-Standard wird, was auch wiederum diesen Prozess verbessert. JT-Daten sind in VirtualReality-Anwendungen sehr leicht lesbar, dadurch entfällt ein großer Datenaufbereitungsaufwand. Selbstverständlich muss man nachbearbeiten, wenn man fotorealistische Darstellungen benötigt, indem man entsprechende Texturen aufbringt. Wir versuchen, wann immer es geht, den direkten Prozess zu nutzen, so dass die JT-Daten aus dem PLM-System Smaragd direkt in die VR-Umgebung hineingeladen werden. VR Magazin: Wie wirkt sich der angekündigte Umstieg von CATIA auf Siemens NX aus? ternativen in der virtuellen Welt miteinander vergleichen können. Wir sind da inzwischen so weit, dass wir selbst manche Vorstandsentscheidung in virtuellen Umgebungen treffen. Detailuntersuchungen oder -vergleiche sind schon seit längerem üblich. Der Vorstand geht dann in das VR-Center, schaut sich die verschiedenen Alternativen an und wählt die aus, mit der dann weitergearbeitet wird. VR ist eine Unterstützungstechnologie, aber keine Technologie, die von sich aus Innovationen generiert. Gesicht bekommen. Das betrifft jeden einzelnen Arbeitsgang, den ein Werker erlernen muss, um von der Stunde 1 an seine Aufgaben in hoher Qualität zu erfüllen. Schon das erste Auto vom Band muss perfekt sein, und dafür brauchen wir Mitarbeiter, die intensiv geschult sind. Der nächste Schritt wird sein, auch unsere Mitarbeiter im Service zu trainieren. Die Fahrzeuge werden immer komplexer und wenn wir hier Unterstützung leisten können, dient das dem Ziel, beim Customer Service die Nummer eins zu bleiben. VR Magazin: Wenn neue Produkte gefertigt werden sollen, erfordert das ja oft auch die Planung neuer Werkshallen oder die Umgestaltung bestehender Produktionsprozesse. Was können Virtual-Reality-Anwendungen in dieser Hinsicht leisten? VR Magazin: Welche Entwicklungen zeichnen sich ab, was die VR-Anwendung in der Automobilindustrie betrifft? Prof. Alfred Katzenbach: Der Trend geht ganz klar in Richtung Mixed Reality. Dort sehe ich noch ein sehr großes Potenzial. Hierzu haben wir auch bereits Beiträge veröffentlicht und setzen entsprechende Lösungen wie den schon erwähnten Messarm mit der Kamera erfolgreich ein. Damit kann man dann vor Ort gehen und beispielsweise untersuchen, ob die Teile, speziell, wenn es um Prototypenteile geht, exakt der Konstruktionszeichnung entsprechen, ob sich beispielsweise alle Schweißpunkte exakt an der richtigen Stelle befinden. Man kann über solche Vergleiche wunderbar die Fehlerursachen erkennen. Auch andere Anwendungen sind denkbar. Bei Airbus kann der Werker zum Beispiel ein 3D-Modell der Leitungen sehen, die gerade zu verlegen sind. Die sieht er durch seine halbdurchsichtige Datenbrille und greift aus einem großen Regal aus den vielen unterschiedlichen Leitungen immer die richtige heraus. Wir haben hier etwas Vergleichbares: Der Sicherungskasten im Auto umfasst Sicherungen, die je nach Ampere-Wert mit unterschiedlichen Farben gekennzeichnet sind. Hier gibt es die Möglichkeit, reale und virtuelle Welt zu überlagern, so dass der Mitarbeiter sofort sieht, ob alle Sicherungen richtig platziert sind. Solche Dinge sind mit Mixed Reality sehr leicht machbar. „DIE FAHRZEUGE WERDEN IMMER KOMPLEXER UND WENN WIR HIER UNTERSTÜTZUNG LEISTEN KÖNNEN, DIENT DAS DEM ZIEL, BEIM CUSTOMER SERVICE DIE NUMMER EINS ZU BLEIBEN.“ Prof. Alfred Katzenbach: Der Wechsel auf Siemens NX hat keine Auswirkungen. JT als ein Tesselierungsformat können beide CAD-Systeme erzeugen. Ich möchte es sogar so sagen, dass die JT-Standardisierung bei einer Migration von A nach B helfen wird. Aber für die VR-Umgebung hat das keinerlei Auswirkungen. VR Magazin: Welche technischen Innovationen würden Sie auf den VREinsatz zurückführen? Prof. Alfred Katzenbach: Soweit möchte ich nicht gehen, dass ich technische Innovationen am Produkt auf VR-Lösungen zurückführen würde. VR hilft uns sicherlich bei den Innovationen insofern, als wir Alternativen viel schneller und besser intuitiv begreifbar darstellen können, indem wir Untersuchungen machen oder Al- 16 Prof. Alfred Katzenbach: VR spielt in der Prozess- und Fabrikplanung eine große Rolle. Wir haben hier eine Software namens VEO Factory im Einsatz, die wir selbst entwickelt haben. Sie eignet sich speziell für Massendaten, etwa die Darstellung kompletter Werkshallen. Nehmen wir einmal unsere neue Fabrik in Kecskemét, die wir gerade aufbauen. Man kann hier virtuell mit dem Hubschrauber über das Werksgelände fliegen und dann an Station 13 an Band 4 anschauen, was der Werker genau herstellt. Von der Gebäudeplanung, der Ausrüstungsplanung bis zu den Arbeitsanweisungen adressieren wir die ganze Bandbreite der digitalen Fabrik. Und mit VEO-Training gehen wir noch einen Schritt weiter: Mit dieser Lösung können wir die Werker schon auf neue Fahrzeuge vorbereiten und trainieren, bevor sie diese real zu VR Magazin: Herr Prof. Katzenbach, vielen Dank für das Gespräch. MAGAZIN 3/2011 VIRTUELLE PRÄSENTATION DES AUDI A6 DESIGN & ENGINEERING ERFAHREN, OHNE ZU FAHREN Die technischen Innovationen neuer Automodelle gegenüber den Vorgängermodellen und subjektive Faktoren wie ein anderes Fahrgefühl oder die Raumanmutung sind mit einfachen Visualisierungen nur noch schwer zu vermitteln. Audi hat sich deshalb für die Einführung des A6 auf dem asiatischen, australischen und südafrikanischen Markt eine ganz besondere Präsentation ausgedacht. F ür die Einführung des neuen A6-Modells auf dem asiatischen, australischen und südafrikanischen Markt veranstaltete der deutsche Autohersteller Audi ein ungewöhnliches Kennlernerlebnis. Als Örtlichkeit für dieses Event, das vom 30. Mai bis 15. Juni stattfand, wählte Audi die berühmte Formel-1-Rennstrecke Yas Marina Circuit in Abu Dhabi. Die Agentur three monkeys creative consulting fz llc, eine von deutschen 3D- und Postproduktionsspezialisten gegründete Firma mit Sitz in Dubai, kreierte und implementierte diverse interaktive Multimediainstallationen für die so genannte „Brand World“, wo die Besucher alles über das Auto erfahren konnten, ohne sich hinter das Steuer zu setzen. Die erste Station bestand aus dem Monkeybook, einem von three monkeys mit Unterstützung der Münchner Firma MediaScreen entwickelten interaktiven Buch. Hier konnten die Besucher durch eine digitale Produktbroschüre des A6 blättern, die durch Animationen und Filme besonders informativ gestaltet war. Zusätzlich boten vier Touch-Tische alles Wissenswerte über den neuen Quattro-Allrad-Antrieb, die Leistung des Fahrzeugs, die zugrundeliegenden Technologien sowie regionale Spezifikationen. Zwei Touchscreens, die an sich drehenden Manniquins montiert waren, zeigten Details zu Luxus- und Sicherheitsausstattung, Informationen zum Event und After Sales Services. Der Höhepunkt der „Brand World“ bestand aus einer Modellrennstrecke, die zwei Besucher gegeneinander antreten ließ. Montiert war die Bahn auf einem Holztisch, der allerdings keinerlei Dekoration der Strecke bot. Diese wurde durch eine technologische Innovation ersetzt. Augmented Reality Über einen am Tisch montierten Touchscreen konnten die Fahrer, nach- dem sie ihren Namen eingegeben hatten, eine von zwei möglichen Landschaften wählen, in denen sie gerne fahren würden. Zur Wahl standen die A6 Event Brand World (ein Großstadtpanorama) oder die A6 Quattro World (eine Felsenlandschaft). Auf zwei Monitoren, die über der Slotcar-Bahn befestigt waren, wurde das aktuelle Rennen quasi live übertragen, inklusive der jeweils gewählten Landschaft, die per Augmented Reality in das Fernsehbild eingefügt wurde. Nicht nur die Fahrer selbst hatten somit ein besonderes Erlebnis, sondern auch für die Zuschauer wurden die Rennen dadurch doppelt interessant. Natürlich wurden alle Rennzeiten per Laserschranken festgehalten, über eine Datenbank zu Ranglisten verarbeitet und auf den beiden Bildschirmen dargestellt. Alle Installationen der „Brand World“ wurden mit der Echtzeit-Software Ventuz hergestellt. | ANM INFO: VENTUZ In der interaktiven Multimediainstallation für die so genannte „Brand World“ konnten die Besucher alles über das Auto erfahren, ohne sich hinter das Steuer zu setzen. MAGAZIN 3/2011 Die Ventuz Technology GmbH mit Sitz in Hamburg ist Hersteller von 3D-Echzeit-Technologien für Präsentationen, Events und TV-Grafik. Ziel der Firma ist es, Lösungen zu schaffen, die die neuesten technischen Entwicklungen mit erstklassigem Design verbinden und so Präsentationen und Shows auf die nächste Stufe heben. Ein besonderer Fokus liegt dabei auf interaktiven Anwendungen. Diverse Agenturen haben Ventuz bereits in ihr Dienstleistungsangebot aufgenommen. Zu den Kunden dieser Agenturen zählen unter anderem Microsoft, Porsche, Rodenstock, Raiffeisen und Adidas. Im TV-Bereich wird Ventuz von diversen Sendern eingesetzt, unter anderem Fox Sport. 17 TRAINING & SERVICE REALITÄTSNAHE TRAININGSSIMULATION VON ENTSCHÄRFUNGSROBOTERN SAFETY FIRST Die Simulation von Manipulatorfahrzeugen im Entschärferbereich stellt eine große ingenieurstechnische Herausforderung dar. Das Ziel derartiger Simulationen ist es, sowohl das Fahr- und Steuerungsverhalten des Fahrzeugs als auch die komplexen Interaktionen mit der Umwelt plausibel abzubilden, um die operationellen Einsatzkräfte bestmöglich auf den realen Einsatz vorbereiten zu können. In diesem Kurzbeitrag werden die Trainingssimulationen der Firma Cassidian für die Entschärfungsroboter tEODor und telemax (Hersteller Telerob) vorgestellt und die besonderen Herausforderungen an derartige Trainingssimulationen diskutiert. VON WOLFRAM SCHOOR UND ARNE RADETZKY D ie allgemeine Sicherheitslage hat sich insbesondere durch die andauernde asymmetrische terroristische Bedrohung gegen zivile, politische, religiöse und militärische Ziele verändert. Es gilt, die pro Jahr stetig steigende Anzahl von Anschlägen mit unkonventionellen Sprengund Brandvorrichtungen (International: Improvised Explosive Device – IED) und die dadurch bedingten Opferzahlen zu reduzieren (siehe IED-Statistik [Rep10]). Aus diesem Grund müssen Sicherheits- und Spezialkräfte für den Entschärfereinsatz optimal ausgestattet, noch besser als bisher geschult und auf möglichst alle Eventualitäten vorbereitet werden. Dies ist notwendig, um die öffentliche Sicherheit und nicht zuletzt auch die Sicherheit der Entschärfer selbst zu gewährleisten. Um dies zu erreichen, werden vermehrt nichtinvasive Inspektionsmethoden wie zum Beispiel Röntgensysteme oder Neutronenscanner (Unattended Luggage Inspection System – ULIS [TDG+09]) wie auch passive oder aktive Schutzsysteme zur Risikoreduktion eingesetzt. Darüber hinaus wird ferngesteuertes Equipment, zum Beispiel Entschärfungsroboter, ver- 18 wendet, denn es gilt das Entschärferprinzip: „Distanz schafft Sicherheit“. Entschärfungsroboter sind teure und fragile Ausrüstung des Entschärfers, gekennzeichnet durch eine geringe Verfügbarkeit für Trainingszwecke und langen Ausfallzeiten bei Reparaturen. Zudem ist durch die fehlende Orts- und Zeitunabhängigkeit nur ein eingeschränktes situatives Training möglich. Konventionelles Training kann daher den Trainingsbedarf nicht vollständig oder nur mit überproportional hohem Aufwand oder Kosten decken. Die Frage, die sich ergibt, ist, ob Robotersimulationen das Training effizienter gestalten können und ob diese Simulationen den hohen Anforderungen der Anwender genügen. Einsatz von Entschärfungsrobotern (EOD/IEDD-Robots) Der Einsatz von Entschärfungsrobotern wird seit dem Nordirlandkonflikt in den frühen siebziger Jahren praktiziert und unterstützt seitdem erfolgreich Entschärfer in vielen Nationen im operationellen Einsatz gegen Kampfmittel und unkonventionelle Sprengund Brandvorrichtungen [Her04]. Der schwierigste Aspekt für den Entschärfer ist hierbei, dass er sich anhand der auf dem Bildschirm angezeigten zweidimensionalen Videodaten an einem realen Einsatzort orientieren und fehlerfrei operieren muss. Der Faktor Training spielt bei komplexen Systemen wie diesen eine entscheidende Rolle. Erst die Fähigkeit und Fertigkeit, den teleoperierten Entschärfungsroboter exakt zu steuern, die Entschärferwerkzeuge zweckdienlich einzusetzen sowie eine Lage korrekt einzuschätzen und die daraus resultierende taktische Vorgehensweise ableiten zu können, tragen wesentlich zum Erfolg eines Entschärfungseinsatzes bei. Das Training setzt sich im Regelfall aus verschieden aufeinander aufbauenden Stufen mit unterschiedlichen Anforderungen sowohl an die Fähigkeiten und Fertigkeiten der Teilnehmer als auch an die Ausbildungsinhalte zusammen: 1. Einführungstraining (Theorie): • Aufzeigen der möglichen Einsatzzwecke und Limitierungen des jeweiligen Fahrzeugs • Generelles Funktionsprinzip und Einführung der Fachtermini 2. Basistraining (Theorie und Praxis): • Einfaches Navigationstraining und Manipulieren (Schritt für Schritt) MAGAZIN 3/2011 REALITÄTSNAHE TRAININGSSIMULATION VON ENTSCHÄRFUNGSROBOTERN TRAINING & SERVICE • Praxisrelevante Tipps (zum Beispiel Gefahrenhinweise) • Training des prinzipiellen Vorgehens zur Lösung einfacher Aufgaben 3. Fortgeschrittenen-Training (Theorie und Praxis) • Verfeinern beziehungsweise Auffrischen der bereits erworbenen Fähigkeiten/Fertigkeiten • Lösen von komplexeren Standardaufgaben (Beseitigung von IEDs) 4. Expertentraining (Theorie und Praxis) • Optimierung von bekannten Prozeduren zur Bekämpfung von IEDs • Inkorporation von aktuellen Erkenntnissen (Counter-IED-Taktiken) Die Nutzung von virtuellen Trainingstechnologien innerhalb dieses Bereichs kann nachgewiesenermaßen (interne Auswertung von Kundendaten) zu einer effizienten und kostengünstigen Aus- und Weiterbildung des Personals beitragen. Die operationellen Anforderungen an solch ein Trainingssystem nebst Umsetzung werden im Folgenden anhand der Entschärfungsroboter tEODor und telemax der Firma Telerob vorgestellt (vergleiche Roboter in Bild 1). Operationelle Anforderungen an realitätsnahe Trainingssimulationen Ein wesentlicher Aspekt im Entschärfertraining sind die verschiedenen Sichten, die im Einsatz eingenommen werden können. Die Steuerung des Roboters erfolgt im Regelfall anhand von übertragenen zweidimensionalen Videodaten, die von einem Set von vorinstallierten Kameras am Roboter (zum Beispiel am Greifer oder am Chassis) geliefert werden. Es ist zwingend notwendig, die Position, Orientierung, Anzahl und Eigenschaften der Kameras nachzubilden, um eine realistische Sicht auf die virtuelle Szene zu ermöglichen. Im Basistraining erfolgt zudem die initiale Navigation und Manipulation mittels direkten Sichtkontakts auf den Roboter, da aufgrund der natürlichen Sicht des Entschärfers ein besseres Verständnis zwischen durchgeführter Handlung und resultierender Reaktion des Roboters geweckt wird. Aus der zweidimensionalen Videoübertragung ergibt sich zudem MAGAZIN 3/2011 Bild 1: Entschärfungsroboter der Firma Telerob tEODor und telemax (rechts). in der virtuellen Welt. Je nach Trainingsziel ist in diesem Anforderungsbereich eine didaktische Reduktion möglich. Das bedeutet zum Beispiel, dass im Regelfall beim Training der schießtechnischen Beseitigung eines IEDs mit dem Roboter die korrekte Simulation des Schadensmodells keine Trainingsrelevanz besitzt, sondern das eigentliche Prinzip im Vordergrund steht, und ein einfacher Effekt (Explosion) hinreichend ist, um dies zu verdeutlichen. Dennoch müssen alle relevanten Funktionen des Entschärfungsroboters in der Simulation verfügbar oder abgebildet sein. Die wichtigste Anforderung ist die physikalische Reaktion (für das Training in den Stufen 3 – 4). Für den Entschärfer ist es entscheidend zu wissen, dass die im Training erworbenen Erkenntnisse verlässlich im Einsatz angewandt werden können. Hierzu müssen Eigenschaften wie Kipp- und Schwingverhalten, Greifen oder Rutschkupplungen präzise abgebildet werden. Das Training von Taktiken ist ebenfalls eine wichtige Anforderung an ein realitätsnahes Trainingssystem. Es setzt voraus, dass die genannten die Anforderung an ein adäquates optisches Feedback. Die fehlende stereoskopische Wahrnehmung muss, wie in der Realität, durch andere Merkmale zur Tiefenunterscheidung (Depth Cues) kompensiert werden. Dies kann erreicht werden, indem zur Visualisierung des Szenarios realitätsnahe 3DModelle (beispielsweise mittels Bump Mapping, Parallax-Mapping, ShaderEffekten, usw.) eingesetzt werden. Die Verwendung von dynamischen Lichtquellen und multiplen Schattenberechnungen (in Echtzeit [AHH08]) ist zwingend erforderlich, um die notwendige Tiefenunterscheidung für den Entschärfer in der virtuellen Welt reproduzieren zu können. Das haptische Feedback ist nötig, um ein Training unter realistischen Bedingungen durchführen zu können („Train as you Fight“), das heißt, der Entschärfer trainiert exakt am selben Bedienpult, das auch im operationellen Umfeld zum Einsatz ANFORDERUNG BESCHREIBUNG TECHNOLOGIEANSATZ kommt. Dieser Ansatz stellt Sichten Wie sehe ich? Verschiedene virtuelle Kasicher, dass die erworbenen meraperspektiven (RoboterFähigkeiten und Fertigkeiten kameras, Entschärfersicht) ohne Umwege direkt im Einsatz Optisches Was sehe ich? Modelle, Shader, Texturen, abgerufen werden können. Die Feedback Schatten, Licht Umsetzung erfolgt über eine Haptisches Wie funktioniert Interface zum realen BediAnbindung der realen Bedien- Feedback es? enpult pulte an die jeweilige Simulati- FunktionsWas kann ich Simple Physik, Real-Timeon. Die Simulation muss hierbei umfang machen? Rendering verschiedene Bedienpultversi- Physikalische Was passiert? Hochpräzise Physik, Realonen unterstützen. Reaktion Time-Rendering Der Funktionsumfang ent- Taktik Wie soll ich es Operationelles Know-how, machen? Physik, Modelle spricht der Abdeckung von Aktionsmöglichkeiten in der Tabelle 1: Gegenüberstellung von Kernanforderungen und entspreRealität – im Vergleich zu denen chendem Technologieansatz. 19 TRAINING & SERVICE REALITÄTSNAHE TRAININGSSIMULATION VON ENTSCHÄRFUNGSROBOTERN Anforderungen erfüllt sind und ermöglicht es, nahezu frei wählbare Situationen zu exerzieren und die Herangehensweisen mit den Ausbildern im Dialog zu diskutieren. Der wesentliche Faktor ist die Integration des operationellen Know-hows. Die identifizierten Kernanforderungen für das Training von EOD/ IEDD-Robotern in den Stufen 2 – 4 sind in der Tabelle 1 zusammengefasst dargestellt. Im Folgenden werden Methoden für ausgewählte Eigenschaften, etwa für die physikalische Reaktion, vorgestellt, die es erlauben, die Qualität der umgesetzten Lösung zu beurteilen. Herausforderungen bei EOD/ IEDD-Robotersimulationen Die besonderen Herausforderungen im Bereich der Robotersimulation liegen, wie im Abschnitt zuvor beschrieben, hauptsächlich in der physikalisch korrekten Abbildung des Bewegungsverhaltens des Roboters. Dies zielt insbesondere auf robotereigene Funktionen wie Rutschkupplungen oder das Greifen wie auch das Verhalten des Roboters in Grenzsituationen wie Kippverhalten bei Neigung oder das Rutschverhalten an Treppen und Rampen (siehe Bild 2). Die Roboter- und Umgebungseigenschaften lassen sich zur realitätsnahen Simulationserstellung objektiv evaluieren, indem man Originalverhalten und Verhalten in der Simulation direkt miteinander vergleicht (vergleiche [PBS07]). Andere für das Training des Entschärfungsvorgangs wesentliche Eigenschaften wie etwa die Beleuchtung oder Beschattung in der dargestellten Szene oder die Visualisierung der synthetischen Kamerabilder müssen mittels geeigneter Methoden subjektiv mit dem realen Verhalten verglichen werden, um eine hochwertige Simulation bereitstellen zu können. Details zur Evaluierung der tEODor-Simulation können in [SNR10] nachgelesen werden. Zu objektiven Eigenschaften zählen Kategorien, die anhand eindeutig quantifizierbarer Messgrößen einen direkten Vergleich zwischen realem und virtuellem Roboter zulassen. Diese umfassen unter anderem: Kinematisches Modell Die Fahrgeschwindigkeit der EOD/ IEDD-Roboter tEODor und telemax hängt im Wesentlichen von den folgenden vier Faktoren ab: • der Leistung der eingebauten Motoren • der Reibungswerte des befahrenen Untergrundes • der Steigung des befahrenen Bodens • der Zuladung des Roboters Die Motorenleistung der Roboter wurde anhand der Spezifikation des Herstellers virtuell adaptiert, die Festlegung der Reibungswerte erfolgte entsprechend den Bodenmaterialien. Die Geschwindigkeitstests der einzelnen Bewegungen (Teleskopauszug, Oberarmhub, Greiferdrehung, usw.) wurden sukzessive überprüft. Kipptest Der Kipptest ist ein wichtiges Messinstrument zur Validierung der korrekten Massenverteilungen innerhalb der virtuellen Roboter. Wenn alle 3DModellteile korrekt in Material und Bild 2: Realer tEODor-Roboter auf der Treppe und virtueller Roboter bei der Treppenfahrt. 20 Bild 3: Kipptest des telemax-Manipulatorfahrzeugs in der Realität und virtuell. Dimension nachgebildet wurden (entsprechend der Herstellerspezifikation), so ergibt sich in der physikalischen Simulation bei spezifischer Auslenkung des Manipulators der nahezu identische Kippwinkel, bei dem der Roboter vom Equilibrium in den Fallzustand übergeht. Die Kippwinkel wurden unter verschiedenen Roboterstellungen für tEODor und telemax erfolgreich evaluiert (Bild 3). Merkmale, die sich nicht oder nur schwer mittels in Zahlen fassbaren Werten vergleichen lassen, bedürfen einer subjektiven Bewertung. Der folgende Abschnitt umfasst eine Auswahl an getesteten Merkmalen. Rutschkupplungen Zum vollständigen Funktionsumfang des Roboters gehören Rutschkupplungen. Dies sind mechanische Einrichtungen in den Gelenken des Roboters, deren Aufgabe darin besteht, einen Schutz vor mechanischer Überbeanspruchung zu gewährleisten. Eine Rutschkupplung wird aktiviert, sobald die Kräfte, die auf die Servomotoren einwirken, einen definierten Grenzwert überschreiten. Die Simulation dieses Mechanismus stellt eine besondere Herausforderung bei der Berechnung des physikalischen Modells dar, da punktuell binnen einer sehr kurzen Zeit hohe Änderungen der einwirkenden Kraft oder auch Kraftrichtung auftreten. Nur effiziente Algorithmen mit einer hohen numerischen Rechengenauigkeit sind dazu in der Lage. MAGAZIN 3/2011 REALITÄTSNAHE TRAININGSSIMULATION VON ENTSCHÄRFUNGSROBOTERN TRAINING & SERVICE Eine realitätsnahe Abbildung des Rutschkupplungsmechanismus ist ein ausschlaggebender Faktor für ein wirklichkeitsgetreues Training, da insbesondere bei unsachgemäßer Handhabung des Roboters, aber auch in Grenzsituationen hoher mechanischer Belastung ein korrektes Roboterverhalten abgebildet werden muss. Weicht die Simulation in diesem Punkt vom realen Verhalten ab, ist der Erfolg eines künftigen Entschärfungseinsatzes gefährdet. Greifen Eine wesentliche Grundvoraussetzung für die korrekte Umsetzung des Greifprozesses ist ein stabiles Verhalten bei der Kontaktsimulation. In [GTG08] wurden entsprechende Algorithmen auf ihre Eignung hin untersucht. Zu den Tests gehörten Greiftests verschiedener Gegenstände (rund, eckig) mit unterschiedlichen Massen. Die in der Cassidian-Simulation verwendeten Algorithmen bildeten in den Untersuchungen das Greifverhalten realitätsgetreu ab. Beleuchtung und Schattengenerierung Aufgrund der Tatsache, dass der Roboter mit zweidimensionalen Kameras ausgestattet ist, erfolgt die Tiefeneinschätzung auch in der virtuellen Welt über Licht und Schatten (vergleiche Bild 5: FeuerlöscherIED und Kofferbombe mit dargestellten Komponenten. den Einfluss von Schatten auf die Tiefenwahrnehmung in virtuellen Szenen in [SBS+10]). In Bild 4 ist das Videosignal des realen Greifers dem simulierten Greiferbild gegenübergestellt. Improvised Explosive Devices – IEDs IEDs bestehen im Regelfall aus den folgenden Komponenten: 1. einem Aktivierungssystem bzw. Zünder 2. Explosivstoff 3. einer Sprengkapsel 4. einer Stromversorgung 5. einem umschließenden Container Aus Ausbildungssicht muss für das fortgeschrittene Training die Möglichkeit gegeben sein, IEDs zu konfigurieren und entsprechend der zu trainierenden Aufgabe anzupassen. Die Simulation stellt hierzu im Rahmen der Erstellung des individuellen Trainingsszenarios einen virtuellen IED-Generator bereit, der die Parametrisierung des Zündmechanismus, des Containertyps/-erscheinung und die Positionierung des IEDs erlaubt. In Bild 5 sind ein Feuerlöscher-IED und eine Kofferbombe mit enthaltenen Komponenten beispielhaft dargestellt. Zusammenfassung und Ausblick Bild 4: Beleuchtung und Schattenentwicklung des realen Roboters (Greifersicht) und virtuell. MAGAZIN 3/2011 Eine Vielzahl von Größen beeinflusst die in diesem Artikel beschriebenen Robotersimulationen. Es gilt, zur Sicherung der Qualität einer jeden Trainingssoftware diese operationellen Anforderungen regelmäßig zu identifizieren und auf Trainingsrelevanz hin zu beurteilen. Ferner wurden die wesentlichen Merkmale und Anforderungen an ein Trainingssystem im Bereich der Kampfmittel- und IEDBeseitigung beschrieben und deren Umsetzung skizziert. Es wurden Beispiele präsentiert, die eine nachvollziehbare Bewertung der Simulation zulassen. Diese Trainingssimulationen stellen eine effektive Ergänzung zum konventionellen Robotertraining dar, insbesondere an den Stellen, wo das konventionelle Training unverhältnismäßig hohe Kosten und Aufwände verursacht oder die Verfügbarkeit von Robotern und zu trainierender Situation nicht gegeben ist. Die Zertifizierung der CassidiantEODor-Simulationssoftware wurde durch den Roboterhersteller Telerob bereits 2010 erfolgreich abgeschlossen. Um weiterhin den hohen Standards von Cassidian zu genügen, ist auch für die telemax-Simulation eine Zertifizierung vorgesehen, die bereits 2011 beginnen soll. In Bild 6 ist die telemax-Simulation unter Verwendung eines realen Bedienpultes dargestellt. Bild 6: Einsatz der telemaxSimulation für das Bedienertraining. Literaturverzeichnis [AHH08] T. Akenine-Möller, E. Haines und N. Hoffman. Real-Time-Rendering, 3rd edition A.K. Peters Ltd., 2008, ISBN: 978-1-56881-424-7. [GTG08] M. Gienger, M. Toussaint und C. Goerick. Task maps in humanoid robot manipulation. In IROS, Seiten 2758 - 2764, 2008. [Her04] C. Herbst. Teodor - Entschärfungsroboter für nicht identifizierte Explosivstoffe. In Soldat und Technik, Seite 27 - 28, 10/2004. Report Verlag. ISSN: 0038-0989. [PBS07] C. Pepper, S. Balakirsky und C. Scrapper. Robot simulation physics validation. In PerMIS’07: Proceedings of the 2007 Workshop on Performance Metrics for Intelligent Systems, Seiten 97 - 104, New York, NY, USA, 2007. ACM. [Rep10] Annual Report. Joint Improvised Explosive Device (IED) Defeat Organization (JIEDDO), 2010. URL: https://www.jieddo.dod.mil. [SBS+10] W. Schoor, F. Bollenbeck, T. Seidl, D. Weier, W. Weschke, B. Preim, U. Seiffert, und R. Mecke. VR Based Visualization and Exploration of Plant Biological Data. Journal of Virtual Reality and Broadcasting, 6(8), 2010. VRIC 2009 Special Issue. [SNR10] W. Schoor, H. Nikolisin und A. Radetzky. Training Simulation of the Manipulator Vehicle tEODor for Explosive Ordnance Disposal (EOD) and Improvised Explosive Device Disposal (IEDD). In Proceedings of ITEC 2010, 2010. [TDG+09] P. Le Tourneur, J. L. Dumont, C. Groiselle, J. S. Lacroix, et al. ULIS – a portable neutron device for explosives and chemicals detection. In International Topical Meeting on Nuclear Research Applications and Utilization of Accelerators. Wien, 2009. 21 PRODUKTION & PROZESSE HUMANOIDE ROBOTER MIT ANTRIEBEN VON MAXON DIE MUSKELN SPIELEN LASSEN Im EU Projekt Eccerobot arbeiten Forscher an einem neuartigen humanoiden Roboter. Dieser soll in Zukunft nicht nur wie ein Mensch aussehen, sondern sich auch wie einer bewegen und verhalten können. Die künstlichen Muskeln des heute noch etwas schaurig anmutenden Zeitgenossen werden durch präzise Gleichstromantriebe von maxon motor in Bewegung gesetzt. VON ALBERT BUCHELI H umanoide Roboter ziehen schon seit Jahren das öffentliche Interesse auf sich. Dabei lösen sie unterschiedliche Gefühlslagen bei uns aus. Während die einen von der Technik fasziniert sind, schreckt die seelenlose Perfektion der Maschinen die andern ab. Beispiele gibt es viele: Ob das Modell Asimo von Honda, der Einsteinroboter Albert HUBO vom Korean Institute of Technology oder das Robotermädchen HRP-4 C von Japans National Institute of Advanced Industrial Science and Technology und Kawada, alle beeindrucken, wenn sie an Ausstellungen über die Bühne laufen, rennen, Menschen ausweichen oder diesen die Hände schütteln. Grundsätzlich folgen solche Konstruktionen dem Konzept von Industrierobotern. Hände, Arme und Beine sind steife, metallische Gliedmaßen, die von Elektromotoren – vielfach aus dem Hause maxon motor – gedreht und gebeugt werden. Zweibeinige Roboter funktionieren heute jedoch erstaunlich gut – obwohl die Simulation des humanen Gangs sehr herausfordernd ist. Der menschliche Körper stellt seinen Gleichgewichtspunkt parallel zu den Änderungen seines Auflagepunkts und in Abhängigkeit weiterer Faktoren ständig neu ein. Je fließender die Bewegungen eines Roboters also sein sollen, desto genauer müssen die Positionen der einzelnen Gliedmaßen berechnet und ausgeführt werden. Das bringt Unmengen von Daten mit sich, und kleinste Fehler können Stürze verursachen. Das EU-Forschungsprojekt Eccerobot verfolgt einen völlig neuen Ansatz. Es baut menschenähnliche Roboter mit Knochen, Muskeln und Sehnen. „Wir wollen einen Roboter bauen, der nicht 22 nur die Form eines Menschen nachahmt, sondern auch die innere Struktur und die Mechanismen des menschlichen B e we g u n g s a p parates kopiert“, sagte erst kürzlich Owen Holland, Bild 2: „Eccerobot“ in Aktion. Leiter des Projekts, in einem Interview. Eccerobot soll untergebracht, einer für jeden Muskel. individuell auf verschiedene SituatioDiese bestehen aus einem maxonnen reagieren und mit der Umgebung Motor mit Getriebe und Encoder, eiin Austausch treten können. Denn ein ner Spindel, einer Drachenschnur und Roboter-Butler im Haushalt oder ein einem Gummiband. Das hört sich sehr -Pfleger im Spital sollte genau diese improvisiert an. Beim Betrachten wird Eigenschaften haben, um bestehen zu es einem aber doch etwas unheimlich, können. Damit wären auch mögliche zumal der Roboter sehr an einen MenEinsatzgebiete von Eccerobot genannt. schen erinnert. Aber wie funktionieren nun die Körperbewegungen? Knochen, Muskeln, Sehnen Nehmen wir den Arm von Eccerobot als Beispiel. Er ist aus zwei PolymorphEccerobot zeichnet sich durch ein SkeKnochen gebaut, an denen die künstlett aus, an dem Muskeleinrichtungen lichen Muskeln befestigt sind. Die Drasitzen. Die Knochen bestehen aus dem chenschnur verbindet die Spindel auf Kunststoff Polycaprolacton (PCL), auch dem Getriebe mit dem Gummiband, Polymorph genannt. Er wird bei einer das auf der anderen Seite am Knochen Temperatur von 60 Grad weich und fixiert ist. Um den Muskel anzuspannen, lässt sich dann modellieren. Abgekühlt dreht der Gleichstrommotor über das wird Polymorph wieder fest und kann Getriebe die Spindel, auf der sich die Zugkräften gut widerstehen. Dabei beDrachenschnur aufrollt. Dadurch zieht hält er eine gewisse Elastizität bei. Im sie über das elastische Gummiband ganzen Roboter sind 80 Aktuatoren langsam den Unterarm heran. Bild 1: Schaurig aber spannend: Das EU.Projekt Eccerobot (http:// eccerobot.org). Bild: Rob Knight, the robot studio (http://www. therobotstudio.com) Menschen verstehen Beim Projekt Eccerobot geht es vor allem um Grundlagenforschung. Dank Robotern will man verstehen, wie menschliche Intelligenz funktioniert. So spielt sich Intelligenz nach Erkenntnissen von Forschern nicht nur im Gehirn ab, sondern soll etwas sein, das im ganzen MAGAZIN 3/2011 Je t w w zt Ti w. cke an t s im ich ag o.c ern! om Bild 3: Bewegungsprinzip des Eccerobot-Arms. Körper verteilt ist. „Wenn wir einen Arm hochheben, verändert auch unser restlicher Körper vollständig seine Haltung“, sagt Rolf Pfeifer, Direktor des Artificial Intelligence Laboratory an der Universität Zürich, das neben anderen Universitäten ebenfalls am Eccerobot arbeitet. „Die Bewegungen der Körperteile des Roboters stehen deshalb miteinander in Beziehung. Verbindet man die entsprechenden sensomotorischen Daten mit denen des optischen Systems, also der Kamera, gibt es zwischen ihnen Korrelationen, die erkannt werden können. Auf diese Weise kann der Roboter allmählich seine Dynamik selbst lernen und ein Wissen über seinen Körper aufbauen“, erläutert Pfeifer weiter. Eccerobot wird Bild 4: maxonvorerst ein Oberkörper RE-Motoren sind beliebte Antriebleiben. Derzeit bebe in Robotikfindet sich die SteuerAnwendungen. elektronik noch in einem externen Gehäuse, soll jedoch später im ganzen Skelett verteilt werden. Langfristig möchten die Wissenschaftler jedoch einen humanoiden Roboter bauen, der wie ein Mensch auf zwei Beinen gehen und mit der Umwelt agieren kann. Die Beinpaare sind bereits konstruiert. maxon motor unterstützt zukunftsweisende Projekte in unterschiedlichen Bereichen. Mit dem Artificial Intelligence Laboratory (AI Lab) an der Universität ZüBild 5: maxon rich ist man eine Partnerschaft DC motor, Gleichstromeingegangen, die bezweckt, motor mit der dass sich Ideen wie Eccerobot eisenlosen optimal entwickeln können. Wicklung, System maxon. Das AI Lab ist in vielen Projekten auf internationaler Ebene involviert, wobei neueste Erkenntnisse aus der Wissenschaft auch in die Entwicklungen von maxon motor einfließen können. „Nicht nur die hohe Qualität der Produkte, der effiziente und freundliche Kundenservice oder die hohe Kompetenz der Mitarbeitenden haben uns von maxon motor überzeugt. Es ist die einzigartige Innovationskultur und die Bereitschaft, auch unkonventionelle Lösungen zu realisieren, die maxon motor und das AI Lab zu erfolgreichen Partnern macht“, sagt Pascal Kaufmann, Forscher und Verantwortlicher für Kooperationen am AI Lab. In Zukunft sollen alle Aktuatoren des Eccerobot und sämtliche humanoiden Roboter am AI Lab mit Präzisionsantrieben, Getrieben und Sensoren von maxon motor ausgestattet sein. | ANM Bild 6: Herzstück des maxon-Motors ist die weltweit patentierte eisenlose Wicklung, System maxon. Dieses Motorprinzip hat seine ganz besonderen Vorteile: kein magnetisches Rastmoment und geringe elektromagnetische Störungen. Der Wirkungsgrad übertrifft mit bis zu 90 Prozent andere Motorsysteme bei weitem. MAGAZIN 3/2011 Like our Page Images are from animago AWARD 2010 participants VISIT US! 27. / 28. Oktober im fx.Center Potsdam-Babelsberg ▷ Trade Floor und Produktpräsentationen kostenfrei ▷ Erstklassiges Konferenzprogramm ▷ animago GALA: Preisverleihung der animago AWARDs und anschließende Party Referenten-Vorschau: Rayk Schroeder / rise|fx m Jürgen Schopper / Arri Digital Film m Christian Braun / Porsche AG m Lilian Klages & Oliver Dressnandt / UFA Cinema m Marc Gutowski / Effekt-Etage m Alex Weimer / MovieBrats m Jasmin Kassner-Orthbandt / ChawaChawa und pixeltamer.net m Jörg & Maria Courtial / FaberCourtial digital productions m Thorsten Jasper Weese / RECOM m weitere folgen... Veranstalter: gefördert durch: Sponsoren: mStore Ihre Apple Erlebniswelt in der Stadt MARKETING & VERTRIEB OLIVER SCHIFFERS, SAPIENTNITRO, ÜBER AUGMENTED REALITY IM MARKETING ERKENNEN, NICHT VERMUTEN Augmented Reality, also die Überlagerung von realen und digital erzeugten Bildern und Informationen, birgt für das Marketing erhebliches Potenzial. Entsprechende Produktpräsentationen erzeugen schnell Interesse und schließen die Möglichkeit der Interaktivität mit ein. Oliver Schiffers, Head of Marketing Strategy & Analysis bei der Unternehmens- und IT-Beratung SapientNitro, erklärt, wie sich Augmented-Reality-Konzepte in der Praxis bewähren können. Virtual Reality Magazin: Welche Rolle spielt der Einsatz von Augmented Reality im Marketing? Oliver Schiffers: Wir möchten bei jeder Interaktion des Kunden mit einem Unternehmen oder einer Marke ein positives Erlebnis erzeugen, das geprägt ist von freundlichen Mitarbeitern, funktionierender Technologie und funktionierenden Service-Anfragen über alle Kanäle hinweg. Um solche Plattformen zu schaffen, sind wir tief in die Welt des Multichannel eingestiegen, hinein in die mobile Welt, in virtuelle Kioske und Vending-Machines und in Digital-Signage-Software am Flughafen. Ziel ist, Kunden mit Informationen zusätzlicher Relevanz zu versorgen oder mit einem Erlebnis, das mit diesen Unternehmen und dessen Produkten zusammenhängt. VR Magazin: Können Sie uns hierfür einige Beispiele aus der Praxis nennen? Oliver Schiffers: Wir haben drei Augmented-Reality-Anwendungen entwickelt. Für Autotrader.co.uk haben wir eine Applikation geschaffen, mit der man, wenn man ein Auto sieht und sich das gleiche Modell selbst anschaffen will, dieses fotografieren kann. Dann erfolgt, das ist in England möglich, ein Abgleich, und das Kennzeichen wird mit den hinterlegten Daten wie Fabrikat, Typ und Baujahr gematcht. Direkt aus der Autotrader- Oliver Schiffers, Head of Marketing Strategy & Analysis bei SapientNitro: „ES GIBT VIELE UNTERNEHMEN, DIE NICHT WISSEN, DASS DIESE TECHNOLOGIEN EXISTIEREN, DIE ABER GENÜGEND IDEEN UND MATERIAL HÄTTEN, UM GENAU DAS ZU TUN. DESHALB IST UNSER ANSATZ, UNSERE MARKETINGLEUTE MIT DEN ENTWICKLERN ZUSAMMENZUBRINGEN.“ 24 MAGAZIN 3/2011 VR-MARKETPLACE LÖSUNGEN + SERVICES Firma Alles für VR-Einsteiger und Aufsteiger Adresse Schwerpunkte Dosch Design Kommunikationsagentur GmbH Kirchgasse 1 97828 Marktheidenfeld Tel.: +49-(0)9391-507090-0 E-Mail: [email protected] www.doschdesign.com DOSCH DESIGN entwickelt bedarfsgerechte Computergrafik Produkte für den professionellen Einsatz in den Bereichen Virtual Reality, 3D-Design und Visualisierung. Audio Produkte mit exzellenten Musik- und Soundeffekten runden das Angebot ab. Dabei setzt Dosch Design seinen hohen Design- und Qualitätsanspruch in hochwertige Produkte mit einem attraktiven Preis-Leistungs-Verhältnis um. Die Produkte sind immer lizenzfrei verwendbar, weshalb für den kommerziellen Einsatz keine weiteren Kosten entstehen. Feynsinn EDAG GmbH & Co. KGaA Max-Diamand-Straße 7 80937 München www.feynsinn.eu Tel.: +49 89 350 989 501 [email protected] Aller guten VR-Dinge ist Feynsinn. Als unabhängige Prozessberatung bieten wir Ihnen dreimal Know-how: 1. Beratung: Wissen Sie wirklich, wieviel VR Sie brauchen? Ob Software oder Hardware: Wir beraten Sie bei Auswahl & Integration von VR-Technologie. 2. Services: Sie benutzen bereits VR-Technologie? Wir unterstützen Sie bei der Durchführung von Projekten bis hin zum Betrieb kompletter VR-Anlagen. 3. Content Creation / Visualisierung: Sie möchten Ihre Produkte präsentieren? Wir verwandeln Ihre CAD-Daten in aussagekräftige Inhalte für Messe, Web & Print. ICIDO GmbH Jurastraße 8 70565 Stuttgart Tel.: +49 711 27303 167 Fax: +49 711 27303 110 E-Mail: [email protected] www. icido.de ICIDO, Pionier und global führender Anbieter von Virtual Reality und Virtual Engineering Lösungen, hat sich zum Ziel gesetzt, Unternehmen zu unterstützen, ihren Produktentwicklungsprozess zukunftsfähig und umweltfreundlich zu machen. Lösungen von ICIDO minimieren Risiken, reduzieren den Ressourceneinsatz, erlauben eine schnellere und einfachere globale Zusammenarbeit und Kommunikation, gewährleisten eine bessere virtuelle Sichtbarkeit des Produktes und werden im gesamten Prozess vom Design bis hin zu Marketing und Wartung eingesetzt. Rolf Huwer Consulting Sandstraße 100 40789 Monheim am Rhein Tel.: +49 2173 6834-26 Fax: +49 2173 6834-27 E-Mail: [email protected] www.ProGraphics24.eu Grafikkarten für den professionellen Einsatz sind die Kernkompetenz von Rolf Huwer Consulting. Neben der herstellerneutralen Beratung für Anwender in den Gebieten 3D-Design, Wissenschaft & Forschung, Simulation & Visualisierung finden Sie bei ProGraphics24.eu, unserem Webshop, hochwertige Systeme, Peripherie und Hardwarekomponenten, die speziell für diese Bereiche entwickelt wurden. Die enge Zusammenarbeit mit ausgesuchten Partnern ermöglicht attraktive 3D Virtual RealityLösungen. SCHNEIDER DIGITAL Josef J. Schneider e.K. Maxlrainer Straße 10 D-83714 Miesbach Tel.: +49 (8025) 9930-0 www.schneider-digital.com [email protected] Schneider Digital entlastet Sie optimal im Bereich professionelle 3D-Hardware. Kundengespräche, enger Kontakt zu Herstellern und Technologie-Partnerschaften sind Basis für unsere fundierte Kompetenz. Produktbezogenes Fachwissen verbunden mit anwendungsbezogenem Know-how garantieren Ihnen bestmögliche Beratung bei der Auswahl der für Sie richtigen Profi-Grafikkarte. 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In diesem Fall handelt es sich um Personen, ihre Gesichter und die Emotionen, die sich darin spiegeln. Es ist eine Vending Machine, die wir zusammen mit Unilever und dem Fraunhofer Institut entwickelt haben. Sie steht in Shopping Malls oder Passagen und ist mit Kamera und Internetanschluss ausgestattet. Die Gesichter der Passanten und Konsumenten werden gefilmt und in die AR-Welt eingebettet. Befinden sie sich am Gerät, werden sie aufgefordert, ihr schönstes Lächeln zu zeigen – und dann können sie sich eine kostenlose Eiskrem aussuchen. Das Bild lässt sich anschließend, sofern der Passant dies möchte, in die Share-Happy-Kampagne von Langnese einbetten und auf Facebook oder die Webseite weiterleiten. Darüber hinaus haben wir für Samsung auf einer Messe eine Augmented-Reality-Applikation mit Markern erstellt, die man vor Kameras halten kann und auf denen dann zusätzliche Informationen, zum Beispiel zu den Geräten auf der Messe, erscheinen. Wir glauben, dass die Technologie, die momentan sehr stark von Hilfsmitteln wie Markern oder GPS abhängt, sich dahin entwickelt, dass die Geräte in der Lage sind, tatsächlich zu sehen, statt nur zu berechnen oder zu vermuten und damit für Spiele und interaktive Erlebnisse ein größerer Einsatzbereich besteht. VR Magazin: Inwieweit gibt es die Möglichkeit zu messen, wie erfolgreich die entsprechenden Kampagnen sind? Oliver Schiffers: Man kann das messen, indem man bestimmte Interaktionspunkte definiert. Es reicht natürlich nicht aus festzustellen, wie oft jemand zum Beispiel die Autotrader-Applikation heruntergeladen oder installiert hat. Man muss auch in die Nutzungsvorgänge hineinschauen, um herauszufinden, wie viel Zeit die Anwender mit der Applikation verbringen, ob sie sich neue Funktionen oder neue 26 Layer herunterladen oder wie oft sie ein Auto fotografieren. Dann ist der Rückschluss über das klassische Webtracking sehr einfach möglich, und es hat vielleicht tatsächlich ein Abverkauf stattgefunden. Beim zweiten Beispiel kann man erfassen, wie viele Leute sich vor der Maschine versammeln und wie viele ihr Lächeln tatsächlich auf die Facebook-Seite posten. VR Magazin: User Generated Content wird immer hervorgehoben. Wenn man sich aber die IT-Größen wie Apple oder Google anschaut, dann geht es doch gar nicht mehr darum, es wird einem alles vorgesetzt. Kreativität ist nicht gefragt. Ist der Zug schon wieder abgefahren oder wie erfolgreich können denn Augmented-Reality-Vermarktungsstrategien sein, die auf das Mitwirken der Anwender selbst setzen? Oliver Schiffers: Die Forrester-Studie [Social Networking Adoption Charges Ahead, Growth Of Other Social Behaviors Slowing, die Redaktion] versucht, die Anwender von sozialen Netzwerken in verschiedene Klassen einzuteilen. Das sind zum einen reine Konsumenten, zum anderen Leute, die auch selbst Content erstellen. Diejenigen, die selbst aktiv Content beitragen, bewegen sich im Bereich von drei bis vier Prozent. Wobei man dies nur in Anführungszeichen setzen muss. So war der erste Schritt von Google in Richtung AR die Goggle-Anwendung, mit der man Objekte fotografieren kann, die anschließend mit einem zweidimensionalen Bild abgeglichen werden. Dann profitiert Google natürlich ganz massiv durch die Bilddatenbanken von Google Images und von den jeweiligen Tags, die die User auf diesen Bildern hinterlassen haben. Wenn man sich die mobile Plattform Wikitude anschaut, dann wären die Anbieter praktisch hilflos ohne die Wikipedia-Einträge, die die genaue GPSLokation von bestimmten Sehenswürdigkeiten als User-generated Content in ihrer Datenbank haben. Bei Apple kann man noch nicht so genau sagen, wo die Reise hingeht. Es wurde ein Patent angemeldet für eine AR-Infobase mit Hardware- und GUI-Komponenten für iPads und mobile Geräte. Auf der anderen Seite ist Apple mit iTunes sehr erfolgreich in der User-Observation. Da werden immer Konsumentendaten hinterlassen, die am Ende zu einer relevanteren Information für Benutzer zusammengeführt werden. Wirklich ein Mehrwert geschaffen werden kann damit, dass man tatsächlich in eine Echtzeit-Collaboration übergeht. Wir arbeiten hier mit der RWTH Aachen zusammen, so dass wir in der Lage sein werden, dreidimensionale Räume und Objekte mittels Kameratechnologien und Handys auch zu scannen und in dreidimensionale Räume umzuwandeln. So könnte man etwa bei Immobilienscout durch einen Bezirk wandern, die Kamera auf die umgebenden Häuser richten und sehen, wo eine Wohnung angeboten wird. Man könnte auch noch einen Schritt weitergehen, etwa die Besitzer oder die Mieter dreidimensionale Ansichten hinterlegen lassen, mit denen man dann über eine Mischung aus Virtual und Augmented Reality eine neue virtuelle Konfiguration dieser Räume schaffen kann. VR Magazin: Personalisierte Anwendungen wie die zuletzt genannten stoßen zunehmend auf Vorbehalte wegen des Datenschutzes. Wie lässt sich ein Trade-off zwischen Nutzen und Sicherheit erreichen? Oliver Schiffers: Die Datenschutzdiskussion gibt es ja seit Jahren. Es hat mit den Targeting-Netzwerken angefangen – bis zu Google Streetview und anderen Themen. Dem Nutzer wird der Trade-off klarer zwischen dem, was er da macht, und dem Nutzen, den er daraus zieht, dass er und andere das machen, was im Fall von Werbung immer eine schwer zu vermittelnde Geschichte war. Aber ich glaube, dass es neueren Anwendungen leichter fallen könnte, ihren tatsächlichen Nutzwert, der eigentlich aus reiner Werbung besteht, deutlicher zu machen. Nicht in allen diesen Anwendungen werden personenbezogene oder persönliche Daten im Hintergrund mitgeschnitten, viele leben auch davon, dass der nicht kleine Teil der Beitragenden diese Lokatio- MAGAZIN 3/2011 OLIVER SCHIFFERS, SAPIENTNITRO, ÜBER AUGMENTED REALITY IM MARKETING MARKETING & VERTRIEB nen hinterlässt und zum Beispiel die Objekte von Innenräumen zur Verfügung stellt, um sie vielleicht mit ihrer Familie zu teilen und damit auch gar nicht so sehr in Verlegenheit kommt, dass die Anwendung nur darauf basiert, datenschutzrechtlich relevante oder sehr persönliche Dinge einem Unternehmen preiszugeben. VR Magazin: Augmented-Reality-Ansätze sind in kleinen und mittelständischen Unternehmen noch nicht sehr verbreitet, weil es an den personellen Grundlagen, an Wissen oder an Geld mangelt. Wie lassen sich diese Unternehmen für AR-Konzepte erwärmen? Oliver Schiffers: Eine etwas schwierige Frage. Ich denke, es gibt noch zwei Hürden. Es geht nicht nur darum, die möglichen Unternehmen zu erreichen, die Mehrwerte für die Anwender schaffen könnten, sondern auch darum, die relativ kleine Community der AR-Entwickler und Agenturen mit den Fraunhofer-Instituten und den Universitäten zusammenzubringen. Die entwickeln nämlich interessante Technologien an ihren Computergraphics-Lehrstühlen und in ihren Forschungsabteilungen, bringen das aber gar nicht auf die Straße. Es gibt viele Unternehmen, die nicht wissen, dass diese Technologien existieren, die aber genügend Ideen und Material hätten, um genau das zu tun. Deshalb ist unser Ansatz, unsere Marketingleute mit den Entwicklern zusammenzubringen. Man kann – wie bei vielen anderen Entwicklungen auch – davon ausgehen, dass es tatsächlich irgendwann nicht mehr diese kleinen Player wie Layar oder wikitude sein werden. Google, Apple oder Microsoft gehen mit einer ARIdee in den Massenmarkt, die dann alles andere beeinflusst, was sich in diesem Spannungsfeld zwischen 3D, Augmented Reality und Virtual Reality bewegt. An der Kinect-Plattform lässt sich das schon beobachten. Man kann damit dreidimensionale Körper erkennen und ihre Bewegungen, Ausmaße und Veränderungen in Echtzeit und mit 12 bis15 Bildern pro Sekunde tracken. Das führt dann sehr schnell zu Anwendungen von Microsoft selbst MAGAZIN 3/2011 oder, wie wir ja jetzt sehen, von Forschungsunternehmen, die Kinect aufbohren und zu einem 3D-Scanner und einer 3D-Kamera machen. Diese Anwendungen werden auf den ganzen AR-Bereich und in den Massenmarkt ausstrahlen. VR Magazin: Die Menschen in Deutschland werden immer älter. Wie wollen Sie mit AR auch diese ältere Generation erreichen? Oliver Schiffers: Die Hürde wird darin bestehen, ein User Interface zu entwickeln und in die AR- und 3D-Anwendungen einzufügen, das auf Dauer auch benutzbar bleiben wird. Denn ich habe bisher weder in einem 3DSpiel noch in einer Webanwendung ein User-Interface gesehen, das mich als Angehörigen einer Generation, die genau dazwischen steht, schon überzeugt hätte. Da muss noch etwas kommen, damit das dann tatsächlich benutzbar, navigierbar und konsumierbar angeboten wird. VR Magazin: Noch einmal zurück zum Marketing-Aspekt von AR-Anwendungen. Wenn es für die Unternehmen immer bessere Möglichkeiten geben wird, die Kunden auch persönlich anzusprechen, wo bleiben dann die klassischen Medien wie Print oder Fernsehen, die den Rückkanal in der Form nicht anbieten können? Oliver Schiffers: Ich gehe schon davon aus, dass diese neuen Formen der persönlichen Ansprache und des kollaborativen Nutzwerts in diese Medien Einzug halten müssen. Das ist ja durchaus noch möglich, wenn man von der Medienkonvergenz Spielkonsole, Fernsehen und Internet ausgeht. Die Strategie für Print dürfte darin bestehen, nicht das nachzumachen, was in anderen Medien möglich ist. Wir haben bestimmte eingegrenzte Zielgruppen und lokale Communities, die einfach in andere Kanäle transportiert werden könnten, wenn man den Mut hätte, nicht immer nur Print-Anreicherungen zu machen. VR Magazin: Wir haben jetzt vorwiegend über die Konsumgüterindustrie gesprochen. Wie sieht es aus bei den Investitionsgüterherstellern, inwieweit können diese von AR-Lösungen profitieren? Oliver Schiffers: Mir fallen sehr viele Beispiele aus dem Maschinenbau, der Medizin oder dem Tourismus ein, auch im Bauwesen, der Gebäudekonfiguration, bei Maschinen, Reparatur, und medizinischen Anwendungen, wo man in der virtuellen Welt Fragen Vending Machine, die von SapientNitro gemeinsam mit Unilever und dem Fraunhofer Institut entwickelt wurde. beantworten kann wie: Wie sah das mal aus? Was fand tatsächlich statt, welche Informationen kann ich dazu noch anbieten, um bestimmte Vorgänge kollaborativer und erfahrbarer zu machen? Im Maschinenbau geht es zum Beispiel um Konfiguration, um Bedienungsanleitungen und auch Fabrikplanung. VR Magazin: Wenn Sie zwei bis drei Jahre vorausschauen: Welche Trends würden Sie in der AR sehen? Oliver Schiffers: Es wird stark in die Richtung gehen, die ich bereits angedeutet habe. Geräte wie die Kameras der Spielkonsolen oder der Handys werden in Zusammenarbeit mit der Software in die Lage versetzt werden, Objekte, Räume, Gegenstände und Menschen immer mehr zu erkennen – und nicht nur zu vermuten oder zu interpolieren. VR Magazin: Herr Schiffers, vielen Dank für das Gespräch. 27 PRAXIS CAVE-CAD VERBINDET VR UND NEUROLOGISCHE DIAGNOSTIK FÜR EINE BESSERE ARCHITEKTUR Neue Virtual-Reality-Soft- und Hardware, die an der University of California in San Diego entwickelt wurde, erlaubt es, nicht nur in Architekturmodelle einzutauchen, sondern die so gewonnenen Eindrücke durch physiologische Rückmeldungen auch nonverbal zu kommunizieren – wichtig für Personen, die sich nur schwer verständlich machen können, weil sie zum Beispiel an der Alzheimer-Krankheit leiden. VON CHRIS PALMER F orscher an der USCD-Abteilung des California Institute for Telecommunications und Information Technology (Calit2) haben eine CAD-Software namens CAVE-CAD entwickelt, die durch die Verbindung mit Geräten, die neurologische und physiologische Reaktionen der Betrachter überwachen, Architektur-Design effizienter macht. CAVE-CAD bietet außerdem eine wichtige Funktion, die konventionellen CAD-Systemen fehlt: Die Möglichkeit, die Folgen eines modifizierten Designs sofort zu erfahren. „CAVE-CAD ist ein ideales Werkzeug für den Architekten, einen räumlichen Eindruck im menschlichen Maßstab zu erzeugen. Das erlaubt es dem potenziellen Anwender oder Kunden, in Echtzeit auf Ideen und Konzepte zu reagieren, während er sich mitten im Architekturentwurf befindet“, sagt Eduardo Macagno, Professor am Calit2. Navigieren und kommunizieren Das Team hat CAVE-CAD für den Einsatz in der StarCAVE von Calit2 entwickelt, einer immersiven 360-Grad-VR- 28 Umgebung mit 16 Panels. So können die Forscher mit virtuellen ArchitekturRenderings in drei Dimensionen, in Echtzeit und in den natürlichen Maßstäben interagieren. Außerdem hat das Team neue Systeme entwickelt, mit denen sich die CAVE-CAD-Erfahrung mit elektrophysiologischen Messungen der kortikalen Hirnfunktionen und des emotionalen Antwortverhaltens auf die virtuellen Umgebungen verbinden lassen. Auf diesem Wege kann die Navigation und Kommunikation in komplexen Raumverhältnissen, wie sie etwa in Schulen und Spitälern anzutreffen sind, verbessert werden. Eve Edelstein, Neurowissenschaftlerin am Calit2, die auch in der Architektur bewandert ist, sagt, dass viele Visualisierungsplattformen dem Anwender zwar einen Eindruck von Gebäudeentwürfen in 3D vermittelten, aber dass dieser Eindruck oft durch ein passives „Durchfliegen“ zustande komme. So müssten sich die Architekten erst einmal selbst in die Gebäude hineinversetzen, Änderungen offline vornehmen und dann wieder hochladen, was sehr zeitraubend sein könne. „Was beim Durchfliegen verlorengeht, ist das Gefühl für das Eintauchen, für den Raum und die Ich-Perspektive“, sagt Edelstein. Wechselnde Eindrücke Mit CAVE-CAD haben Anwender die Möglichkeit, in Gebäudeentwürfen nach ihren eigenen Bedingungen zu navigieren. Sie können bestimmte Charakteristika des Entwurfs studieren. Veränderungen des Design lassen sich mit einem Handheld vornehmen, das Icons und Menüs via Head-Tracking-Ausrüstung in das Blickfeld des Anwenders projiziert. Das Calit2-Team hat eine Betaversion der Software entwickelt, die den Einsatz von Menüs auf ein Minimum reduziert und damit die Bedienung noch intuitiver machen soll. „Andere Softwarelösungen lassen Sie durch einen festgelegten Raum bewegen. Wir dagegen lassen Sie die Wände zurücksetzen oder die Decke bewegen – in Echtzeit, und die Eindrücke wechseln, ohne dass Sie sich auf ihre Einbildung verlassen müssen“, erklärt Edelstein. Und fügt hinzu: „Als ich den Film Inception sah, sagte ich mitten MAGAZIN 3/2011 MAGAZIN EINKAUFSFÜHRER Barco GmbH Greschbachstraße 2-4 76229 Karlsruhe Tel.: +49 721 6201-0 Tel.: +49 172 721 9578 E-Mail: [email protected] www.barco.com/en/virtualreality/ ICIDO GmbH The Visual Decision Company Jurastrasse 8 70565 Stuttgart Tel: +49 711 27303 0 Fax: +49 711 27303 110 E-Mail: [email protected] http://www.icido.de Bertrandt AG Birkensee 1 71139 Ehningen E-Mail: [email protected] www.bertrandt.com Tel.: 07034/656-0 Ansprechpartner: Michael Hage Fullservice-Dienstleister für Highend-VR INFITEC Global Sales GmbH 3-D Visualisierungstechnik Am Roten Berg 2 DE-95496 Glashütten Tel.: +49 (0) 9279 971939 Fax: +49 (0) 9279 971949 E-Mail: [email protected] www.infitec-global-sales.com davit GmbH data audio video it Lindenstrasse 10 fon: 0711-7826099-0 fax: 0711-7826099-99 mail: [email protected] web: www.dav-it.de Medientechnik und Bürokommunikation LIVINGSOLIDS GmbH Schilfbreite 3 39120 Magdeburg Tel.: +49 391 25192-0 Fax: +49 391 25192-11 E-Mail: [email protected] www.livingsolids.de EST, Engineering Systems Technologies GmbH & Co. KG Tel.: +49 631 3664410 E-Mail: [email protected] www.est-kl.com realicon GmbH Ernst-Ludwig-Str. 7, 64646 Heppenheim Tel.: 06252 7901-0 Fax: 06252 7901-98 E-Mail: [email protected] www.realicon.de Virtual Reality, Augmented Reality und Visual Simulation Tools 4Dcom Software Four Dimensions - One Solution eyefactive GmbH Feldstr. 143 22880 Wedel (bei Hamburg) Fon: +49 (0)4103 / 80 48 49 Web: www.eyefactive.com MultiTOUCH Tische/Tresen, Apps, SDK Virtuelle Inhalte mit Händen steuern Interaktives Marketing & Teamwork Schneider Digital Josef J. Schneider e.K. Maxlrainer Straße 10 D-83714 Miesbach Tel.: + 49 (8025) 9930-0 Fax: + 49 (8025) 9930-29 www.schneider-digital.de e-mail: [email protected] Feynsinn EDAG GmbH & Co. KGaA Max-Diamand-Str. 7, 80937 München Infos unter www.feynsinn.eu oder von Andreas Forsthuber: +49 89 350 989 501 [email protected] Feynsinn ist Ihr Wegweiser im CATIA+ VR-Dschungel. Erfahren und neutral! form 3d Visualisierung & Animation Hofmannstraße 7a 81379 München fon +49 (0)89 - 510 99 596 fax +49 (0)89 - 230 77 768 [email protected] www.form3d.de PRAXIS CAVE-CAD VERBINDET VR UND NEUROLOGISCHE DIAGNOSTIK Eve Edelstein, Neurowissenschaftlerin am Calit2: „ANDERE SOFTWARELÖSUNGEN LASSEN SIE DURCH EINEN FESTGELEGTEN RAUM BEWEGEN. WIR DAGEGEN LASSEN SIE DIE WÄNDE ZURÜCKSETZEN ODER DIE DECKE BEWEGEN – IN ECHTZEIT, UND DIE EINDRÜCKE WECHSELN, OHNE DASS SIE SICH AUF IHRE EINBILDUNG VERLASSEN MÜSSEN.“ im Kino: „Das ist meine Welt! Das ist das, was ich mache!“ Diese Szene, als die Darstellerin durch die Stadt läuft, und die Architektur und die Umgebung entfalten sich, verwandeln und verbiegen sich, so wie sie es visualisiert, genau das müssen wir machen.“ Virtuelle Geräuschkulisse In CAVE-CAD kommt außerdem die Technik aus einem anderen Calit2-Projekt zum Einsatz, die dafür sorgt, Geräusche präzise in der 3D-Umgebung zu platzieren. Das Verfahren namens SoniCAVE erlaubt den CAVE-CAD-Forschern, die Akustik im vorhandenen Gebäudeentwurf zu simulieren. Edelstein und der Entwickler von SoniCAVE, Peter Otto, Professor am USCD Department of Music, haben CAVE-CAD dazu genutzt, ein reales Spital zu simulieren, wo das Geräusch der Gerätschaften am Krankenbett oft die Gespräche des medizinischen Personals überlagert. Die Studien von Edelstein belegen, dass der Lärmpegel während des Schichtwechsels bis auf 120 Dezibel anschwillt, vergleichbar einem Düsenflugzeug. Weitere Entwicklungen der Software durch den Doktoranden Joachim Gossman könnten zu einer Krankenhäuser sind ein wichtiger Anwendungsbereich und vielversprechender Markt für CAVE-CAD, wenn es etwa darum geht, die Wege oder den Lichteinfall zu optimieren. 30 Neugestaltung von Krankenhäusern motivieren. Das Testen einer virtuellen Geräuschkulisse könnte dann etwa zum Einsatz von Materialien führen, die Geräusche absorbieren. Neurologische Messungen Das CAVE-CAD-System enthält auch innovative Sensortechnik. Sie misst die Reaktionen der Anwender auf die Architektur-Renderings, die in die StarCAVE projiziert werden. Ein tragbares EEG-Gerät erfasst die Gehirnaktivität, während die Anwender mit dem Computermodell interagieren und dabei völlige Bewegungsfreiheit genießen. „Das tragbare EEG-Gerät eröffnet einen wesentlich objektiveren Weg, Einsichten in das menschliche Verhalten in Gebäuden zu gewinnen, die wir nutzen und in denen wir wohnen“, sagt Macagno. „Ausgeweitet auf kognitiv eingeschränkte Menschen, mit denen eine direkte verbale Kommunikation oft nicht möglich ist, könnte dieser Ansatz zum ersten Mal ein Werkzeug bereitstellen, mit dem sich die Art und Weise untersuchen und verbessern lässt, wie Alzheimer-Patienten mit institutionellen Strukturen interagieren, auf die sie angewiesen sind.“ Eine Maske für die Elektrookulografie (EOG) erlaubt es, die Blickrichtung in 3D zu verfolgen. Die Wissenschaftler erhalten mittels 3D-Elektrookulografie Informationen darüber, wohin der Anwender schaut. Dahinter verbirgt sich die Messung der elektrischen Aktivität der Netzhaut und der Augenmuskeln. Die Anwender können eine Maske oberhalb, unterhalb, links oder rechts von jedem Auge anlegen, um die Blickrichtung zu bestimmen. Indem es die Informationen beider Augen zusammenführt, entwickelt das Team Optionen, auch die Blicktiefe zu erfassen und damit die visuelle Aufmerksamkeit in drei Dimensionen abzubilden. „Obschon Architekten versuchen vorherzusagen, wohin die Aufmerksamkeit der Betrachter gelenkt wird, wissen wir nicht, wohin das Auge tatsächlich schaut. Aber in der CAVE wollen wir exakt aufzeichnen, wohin der Anwender im Raum blickt und die ermittelte Gehirnaktivität mit bestimmten Design-Gesichtspunkten verbinden, die gerade betrachtet werden“, sagt Edelstein. „Ein Architekt kann Tage damit zubringen, einen Entwurf zu perfektionieren, aber wenn der Betrachter ihn sieht, zeigt sich nicht der geringste Ausschlag in dessen Gehirnwellenaktivität. Das heißt, dass der Entwurf den Betrachter nicht beeindruckt hat.“ „Architekten entwickeln seit langer Zeit Theorien über Design-Präferenzen. Mit CAVE-CAD, EEG und 3D EOG können wir nun testen, ob die Hypothesen gültig sind“, sagt Edelstein. Netzwerkfähig Das Forscherteam hat außerdem vor kurzem die Netzwerkfähigkeit der Lösung auf einem Meeting von rund 150 Führungskräften aus dem medizinischen Bereich vorgeführt. Die Besucher konnten beobachten, wie die Anwender in verschiedenen CAVE-Umgebungen durch das Modell eines virtuellen Spitals navigierten. Die Beobachter waren in der Lage, die Anwender so zu lenken, dass sie mehr Zeit in einem besonderen Patientenzimmer verbrachten, das Design zu ändern, um auf der Intensivstation den Lichteinfall zu modifizieren oder zu versuchen, einen Weg zum Aufenthaltsraum der Krankenpfleger zu finden. Die Demonstration wurde simultan von Anwendern an der AbdullahUniversität of Science and Technology (KAUST) in Saudi Arabien, Partner von Calit2, mitverfolgt. Nicht nur die Netzwerkfähigkeit, so Edelstein, sondern auch die Skalierbarkeit von CAVE-CAD trügen zum kollaborativen Potenzial bei, und sie malt sich aus, wie eine „Collaborative CAVE“ globalen, verteilt arbeitenden Teams dazu dient, an ein und demselben Entwurf zu arbeiten – oder ein und dieselbe Operation zu beobachten. Den Markt für CAVE-CAD sieht Macagno in Architekturbüros, Krankenhäusern oder Schulungseinrichtungen. | ANM MAGAZIN 3/2011 VORSCHAU THEMEN IM MÄRZ/APRIL/MAI 2012 DAS NÄCHSTE HEFT ERSCHEINT AM 28. MÄRZ 2012 AKTUELL: Messe Digital Factory Die Digital Factory 2012 adressiert Anwender von 3D-Visualisierungslösungen wieder mit einem entsprechenden Schwerpunkt. Mit 3D-Visualisierung lassen sich Produkt- und Anlagendaten für alle Unternehmensbereiche und für die Kunden anschaulich aufbereiten. Das Technology Cinema 3D zeigt hier den aktuellen Stand der Technik. Wir werfen einen Blick auf die neuen Produkte und Lösungen, die den Leser auf der Messe erwarten. Bild: Deutsche Messe AG BRANCHE: Maschinenbau Mit Produkten von der Stange kann der Maschinenbau in den meisten Fällen nicht punkten. Zum Glück gibt es Virtual-Reality-Technologien, die es möglich machen, speziell auf die Ansprüche des Kunden abgestimmte Lösungen zu entwickeln. Schon in frühen Entwicklungsphasen lassen sich durch eine realitätsnahe Darstellung Fehler entdecken, die am Bildschirm nicht zu erkennen wären. Der Kunde kann sich ein Bild von Design und Funktionalität des Produkts machen, bevor es auf den Markt gebracht wird. Die virtuellen Prototypen ermöglichen darüber hinaus den Vergleich verschiedener Varianten zu geringeren Kosten, als dies bei realen Prototypen der Fall wäre. Wie sich die Technologien in der Praxis einsetzen lassen und welche Lösungen für den Maschinenbau auf dem Markt erhältlich sind, lesen Sie in unserem Branchenschwerpunkt. Bild: Fraunhofer FKIE PRODUKTION & PROZESSE: Fabrikplanung Dass die virtuelle Planung kompletter Fabriken mittlerweile nicht mehr nur eine Spielwiese für die Großen darstellt, beweisen mehrere kleine Software-Anbieter. Für die Bearbeitung selbst komplexer Hallen- und Werkstrukturen aus mehreren hundert einzelnen Anlagen reicht bereits der Einsatz konventioneller Consumer-Hardware, die heute in jedem Büro zu finden ist. Die 3D-Ansicht ermöglicht dem Planungsteam Kameraflüge aus der Vogelperspektive und vermittelt einen guten Eindruck der späteren räumlichen Verhältnisse, etwa bei der Einrichtung von Rüstplätzen.. Bild: Autodesk HARDWARE: 3D-Displays Im zweiten Teil unserer Marktübersicht zu 3D-Displays finden Sie die verschiedenen Geräte je nach Funktionsweise tabellarisch aufgelistet. Stereo-3D-Content lässt sich auf unterschiedliche Weise darstellen und anzeigen. Im Vordergrund stehen dabei die 3D-Displays, deren technische Entwicklung auch durch die Unterhaltungselektronik angetrieben wird. Hohe Stückzahlen führen zu sinkenden Preisen. Das Leistungsspektrum der angeführten Geräte reicht vom Einsteiger-Niveau bis zum anspruchsvollen Profibereich, und die eingesetzten Technologien unterscheiden sich sehr voneinander. Es ist also nicht einfach, das für das jeweilige Einsatzgebiet geeignete Gerät zu finden. Bild: Tridelity Weitere Themen: PRAXIS: VR-Einsatz in der Automobilindustrie FORSCHUNG & TECHNIK: Aktuelle Forschungsprojekte im Überblick HARDWARE: Tracking-Systeme MAGAZIN 3/2011 IMPRESSUM Herausgeber und Geschäftsführer: Hans-J. Grohmann ([email protected]) VIRTUAL REALITY MAGAZIN im Internet: http://www.virtual-reality-magazin.de So erreichen Sie die Redaktion: Andreas Müller (Ltd. Redakteur), [email protected], Tel.: 0 81 06 / 3 50-1 64, Fax: 0 81 06 / 3 50-1 90 Redaktionsbeirat: Dr.-Ing. Christoph Runde, VDC Fellbach Textchef: Armin Krämer Mitarbeiter dieser Ausgabe: Albert Bucheli, Arne Radetzky, Wolfgang Schoor Anzeigenverkaufsleitung: Martina Summer (0 81 06 / 30 61 64, [email protected]) Mediaberatung: Maike Gundermann (0 72 72 / 7 70 95 10, [email protected]) Anzeigendisposition: Chris Kerler, [email protected], Tel.: 0 81 06 / 3 50-2 20 So erreichen Sie den Abonnentenservice: A.B.O. Verlagsservice GmbH, Postfach 1165, 74001 Heilbronn Tel.: 0 7131/2707 283, Fax: 0 7131/2707 78616, [email protected] Vertriebsleitung: Ulrich Abele, [email protected], Tel.: 0 81 06 / 3 50-1 31, Fax: 0 81 06 / 3 50-1 90 Artdirection und Titelgestaltung: Saskia Kölliker Grafik, München Bildnachweis/Fotos: falls nicht gekennzeichnet: Werkfotos, aboutpixel.de, fotalia.de, MEV Titelbild: Schneider Digital Josef J. Schneider e. K., PI-VR GmbH Produktion und Herstellung: Jens Einloft, [email protected] Anschrift Anzeigen, Vertrieb und alle Verantwortlichen: WIN-Verlag GmbH & Co. KG, Johann-Sebastian-Bach-Straße 5, 85591 Vaterstetten, Tel.: 0 81 06 / 3 50-0, Fax: 0 81 06 / 3 50-1 90 Verlagsleitung Sales/Marketing: Bernd Heilmeier, [email protected], Tel.: 0 81 06 / 3 50-2 51 anzeigenverantw. Objektleitung: Rainer Trummer, [email protected], Tel.: 0 81 06 / 3 50-15 2 Bezugspreise: Einzelverkaufspreis Euro 6,50 Jahresabonnement (6 Ausgaben) im Inland Euro 33,90 frei Haus, im Ausland zuzüglich Versandkosten. Vorzugspreis Euro 27,12 (Inland) für Studenten, Schüler, Auszubildende und Wehrpflichtige – nur gegen Vorlage eines Nachweises, im Ausland zuzüglich Versandkosten. 3. Jahrgang Erscheinungsweise: 3x jährlich Einsendungen: Redaktionelle Beiträge werden gerne von der Redaktion entgegen genommen. Die Zustimmung zum Abdruck und zur Vervielfältigung wird vorausgesetzt. Gleichzeitig versichert der Verfasser, dass die Einsendungen frei von Rechten Dritter sind und nicht bereits an anderer Stelle zur Veröffentlichung oder gewerblicher Nutzung angeboten wurden. Honorare nach Vereinbarung. Mit der Erfüllung der Honorarvereinbarung ist die gesamte, technisch mögliche Verwertung der umfassenden Nutzungsrechte durch den Verlag – auch wiederholt und in Zusammenfassungen – abgegolten. Eine Haftung für die Richtigkeit der Veröffentlichung kann trotz Prüfung durch die Redaktion vom Herausgeber nicht übernommen werden. Copyright © 2011 für alle Beiträge bei der WIN-Verlag GmbH & Co. KG Kein Teil dieser Zeitschrift darf ohne schriftliche Genehmigung des Verlages vervielfältigt oder verbreitet werden. Unter dieses Verbot fallen insbesondere der Nachdruck, die gewerbliche Vervielfältigung per Kopie, die Aufnahme in elektronische Datenbanken und die Vervielfältigung auf CD-ROM und allen anderen elektronischen Datenträgern. ISSN 1869-4993 Außerdem erscheinen bei der WIN-Verlag GmbH & Co. KG: Magazine: AUTOCAD & Inventor Magazin, DIGITAL MANUFACTURING, DIGITAL ENGINEERING Magazin e-commerce Magazin, digitalbusiness Partnerkataloge: Autodesk Partnerlösungen, DIGITAL ENGINEERING SOLUTIONS, IBM Business Partner Katalog, Partnerlösungen für HP Systeme 31 Neue Firmenadressen Sie benötigen neues Adressmaterial für Ihre Umsatzsteigerung? 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