Um komplexe Zusammenhänge besser verstehen zu können gewinnen moderne Visualisierungstechnologien zunehmend an Bedeutung. Dies wird insbesondere im Bereich der Produktentwicklung und der Architektur deutlich. Der Einsatz von Virtual-Reality-Systemen (VR-Systemen) eröffnet hier neue Möglichkeiten.
Mit ihrer Hilfe können bereits in der Planungsphase wichtige Erkenntnisse hinsichtlich der Form- und Farbgebung sowie der späteren physikalischen Eigenschaften gewonnen werden. Mit sogenannten Augmented Reality Technologien können virtuelle und reale Objekten in einem Bild überlagert werden. Auch im Bereich der Wissensvermittlung können die innovativen Technologien gewinnbringend ein- gesetzt werden. Hierzu zählen bspw. immersive Produktpräsentationen, virtuelle Messeauftritte oder Anwendungen im Bildungsbereich.
Beispielhaft hierfür ist die Visualisierung von komplexen Zusammenhängen in einer dreidimensionalen virtuellen Welt, z.B. in der Biologie (Anatomie des Körpers), der Technik (Produktionsabläufe) oder der Chemie (Reaktionsabläufe). Für die Interaktion mit den digitalen Datenmodellen kommen dabei spezielle VR- Eingabegeräte zum Einsatz. Um mit den virtuellen Objekten am Bildschirm oder auf einer Leinwand intuitiv interagieren zu können, müssen die komplexen Handbewegungen in Echtzeit erfasst werden. Dafür muss das Eingabegerät sowohl besonders leicht als auch robust und zudem einfach zu bedienen sein. Dr. Andreas Wierse, Geschäftsführer der VISENSO GmbH: „Bestehende Systeme aus der Konsumgüter- bzw. Spieleindustrie an die Bedürfnisse eines modernen Engingeerings bzw. auf den Bildungsbereich anzupassen, war die Herausforderung des „VRiiD“-Projektes.
Das Applikationszentrum hat diese Aufgabe in Zusammenarbeit mit dem HSG-IMIT hervorragend gelöst.“ Heute sind Mikrosensoren verfügbar, die Bewegungen im Raum erkennen können und im Vergleich zu bisherigen „makroskopischen“ Sensoren sehr kostengünstig sind. Im Hinblick auf die erforderliche Auflösung und Signalstabilität reicht die Sensorleistung für das präzise Erfassen von Handbewegungen im Raum jedoch nicht aus. Folglich müssen die Sensor- signale optimal aufbereitet und zusammen mit weiteren Sensorinformationen korrekt interpretiert werden. Hierbei bietet der Einsatz von adaptiven Filtern besondere Vorteile. Das neu entwickelte Eingabegerät „VRiiD“ basiert auf Mikrosensoren, die zunehmend auch in der Spieleindustrie eingesetzt werden.
Die besondere Herausforderung des Projektes bestand in der optimalen Auswertung der Sensorsignale, die durch den Benutzer erzeugt wer- den und der daraus resultierenden, realitätsgetreuen (Quasi)-Echtzeit Visualisierung. Das System muss hierzu eine geeignete Kombination von optischen und inertialen Sensorin- formationen zur Analyse der Handbewegungen durch den Bediener wählen. Inertiale Sensoren sind sogenannte Trägheitssensoren (z.B. Beschleunigungssensoren). Diese werden seit vielen Jahren in der Automobilindustrie z.B. für Air-Bag-Anwendungen eingesetzt. Die erforderlichen Kompetenzen im Bereich der Sensorik und der adaptiven Signalverarbeitungsmethoden wurden durch das HSG-IMIT in das Projekt eingebracht.
VISENSO ist führender Anbieter für interaktive Virtuelle Realität und kooperatives Arbeiten. Im Rahmen des Projektes evaluierte das Unternehmen die Eingabeeinheit und integrierte die entwickelten Algorithmen in die übergeordneten VR-Systeme. Schon jetzt zeigt sich deutlich, dass der Einsatz der VR-Technologie durch die neuen Interaktionsmöglichkeiten sowohl im Bereich des Engineerings wie auch bei der Vermittlung von Lerninhalten deutlich vereinfacht wird. Martin Trächtler, Produktgruppenleiter Inertiale Sensoren und Systeme, HSG-IMIT: „Die Zusammenarbeit im Projekt funktionierte hervorragend und die individuellen Kompetenzen der einzelnen Partner haben sich optimal ergänzt. Erst dadurch konnten wichtige Erkenntnisse und Ergebnisse erzielt werden.“
