Fensterblick in die virtuelle Welt

Einige neue Anwendungen stellt das Fraunhofer IGD auf der Hannover Messe vor. So präsentieren die Wissenschaftler am Stand von Rittal in Halle 11, Stand E04 ein mobiles AR-System, das Service-Techniker bei Wartungsarbeiten unterstützt. Am BMBF-Stand in Halle 2, Stand C24 bieten die Forscher mit der MovableScreen ein Fenster in die virtuelle Welt, das zur Visualisierung von Anlagen- und Architekturmodellen eingesetzt werden kann.

Eine schnellere und günstigere Produktentwicklung, eine anschaulichere Vermittlung von Lehrinhalt oder realistischere, interaktive Darstellungen von 3-D-Modellen – dies sind einige der Vorteile, die der Einsatz von Virtueller oder Erweiterter Realität bringt. Dementsprechend kommen die beiden verwandten Technologien zunehmend zum Einsatz. Zwei Beispiele dafür stellt das Fraunhofer-Institut für Graphische Datenverarbeitung IGD auf der Hannover Messe vom 16. bis 20. April 2007 vor.

Fenster zur virtuellen Welt

Mit dem System MovableScreen kann der Nutzer intuitiv durch Virtuelle Realitäten navigieren. Dazu haben die Wissenschaftler ein interaktives Display auf einer rotierbaren Säule angebracht. Über Sensoren wird die Rotation des Displays erfasst und auf die Navigation in der virtuellen Welt übertragen. Dreht der Nutzer die Säule, wird diese Rotation auf das 3-D-Modell übertragen und er kann sich im virtuellen Modell umschauen. Für den Gang durch die Szenerie hindurch drückt er einen Interaktionspuck. Eine zusätzlich im Display integrierte Head-Tracking-Kamera erfasst die Augenbewegung des Benutzers und richtet die Darstellung der virtuellen Szene der Blickrichtung des Nutzers entsprechend aus. „Durch die MovableScreen können Benutzer durch virtuelle Welten navigieren, die bislang noch keinerlei Erfahrungen mit 3-D-Computergraphik haben. Die Anpassung der Darstellung an seine Blickrichtung vermittelt dem Nutzer dabei den Eindruck, durch ein Fenster in die virtuelle Welt hinein zu schauen,“ so Michael Zöllner, Mitarbeiter der Abteilung Virtuelle und Erweiterte Realität des Fraunhofer IGD. Eingesetzt werden kann das System beispielsweise zur lebendigen Visualisierung von Architekturmodellen. „Die MoveableScreen ist intuitiv bedienbar und für die verschiedensten Anwendungsbereiche einsetzbar – etwa zur Visualisierung von virtuellen Fabriken oder Anlagen sowie zur virtuellen Architekturbegehung,“ erklärt Zöllner weiter.

Die MovableScreen wird mit dem VR-System Avalon betrieben, das im Rahmen des Virtuellen Kompetenznetzwerks zur Virtuellen und Erweiterten Realität (ViVERA) entwickelt wird. In diesem Netzwerk vereinigen fünf Fraunhofer-Institute und deren Partneruniversitäten branchenübergreifend ihre Kompetenzen, um die internationale Spitzenposition Deutschlands in den Bereichen Virtuelle und Erweiterte Realität weiter auszubauen. Die Forschungsergebnisse sollen vor allem kleinen und mittleren Unternehmen zugänglich gemacht werden.

Gezeigt wird das Exponat am Stand des Bundesministeriums für Bildung und Forschung in Halle 2, Stand C24.

Weitere Informationen zu ViVERA erhalten Sie im Internet unter http://www.vivera.org.

Erweiterte Realität für Service und Wartung

Gemeinsam mit der Rittal GmbH & Co. KG sowie der InnoTeamS GmbH stellen die Wissenschaftler des Fraunhofer IGD außerdem zwei mobile AR-Anwendungen zur Unterstützung von Wartungsarbeitern vor.

Im ersten Anwendungsbeispiel erhält der Servicetechniker eine AR-gestützte Wartungsanleitung. Dazu trägt er eine Datenbrille und hat ein PDA dabei. Über die im PDA integrierte Videokamera nimmt er ein Bild der Maschine auf. Nachdem er den Prozess per Spracheingabe eingeleitet hat, wird der Servicetechniker Schritt für Schritt durch den komplexen Arbeitsprozess geleitet. Dazu erhält er über die Datenbrille 3-D-Animationen, die lagerichtig über der Maschine angezeigt werden. Diese Animationen erläutern ihm, welche Handgriffe er erledigen muss. „Die Anleitung ist sehr intuitiv. So können selbst unerfahrene Mitarbeiter komplexe Aufgaben übernehmen. Außerdem hat der Techniker beide Hände für seine Arbeiten frei und muss sich nicht mehr in gedruckten Handbüchern zurecht finden,“ beschreibt Dr. Didier Stricker, Leiter der Abteilung Virtuelle und Erweiterte Realität am Fraunhofer IGD, die Vorteile des Systems.

Im zweiten Beispiel, der AR-gestützten Telekonsultation, gibt der erfahrene Serviceexperte vom Büro aus seinem neuen Kollegen Hilfestellung bei der Wartung einer Maschine. Dazu trägt der Mitarbeiter an der Maschine eine Datenbrille, über die er die Anleitung in Form von 3-D-Animationen erhält. Die Bilder der PDA-Kamera werden zum Experten ins Büro übertragen. So kann er jederzeit Stand und Fortschritt der Arbeiten verfolgen. „Selbstverständlich können die beiden auch miteinander kommunizieren und der Kollege im Büro kann Audio- oder visuelle Informationen in das Sichtfeld des Servicetechnikers vor Ort einblenden,“ so Stricker.

Beide Entwicklungen basieren auf den Ergebnissen des EU-IST-Projekts ULTRA (Ultra portable Augmented Reality for industrial maintenance applications). Ziel des Projekts ist es, die immer größere Leistungsfähigkeit mobiler Endgeräte wie PDAs oder Pocket PCs für AR-Anwendungen zur nutzen und so mobile Servicetechniker bei komplexen Wartungsarbeiten zu unterstützen. Aktuell werden die Entwicklungen in verschiedenen Unternehmen unter realen Bedingungen getestet.

Beide Anwendungsszenarien können Sie am Stand von Rittal in Halle 11, Stand E04, selbst ausprobieren.

Weitere Informationen zu ULTRA erhalten Sie im Internet unter http://www.ist-ultra.org.

Gerne können Sie auch vorab einen Gesprächstermin vereinbaren.

Ansprechpartner für alle Exponate:
Fraunhofer-Institut für Graphische Datenverarbeitung IGD
Abteilung Virtuelle und Erweiterte Realität
Dr. Didier Stricker
Telefon: 0 61 51/1 55-1 88
E-Mail: didier.stricker@igd.fraunhofer.de
Kurzprofil Fraunhofer IGD:
Das Fraunhofer-Institut für Graphische Datenverarbeitung IGD betreibt angewandte Forschung im Bereich der graphischen Datenverarbeitung. Zu den Kernkompetenzen des Instituts gehören unter anderem Visualisierung und Simulation, Animation, Modellierung, Virtuelle und Erweiterte Realität, Sicherheitstechnologien sowie Ubiquitous Computing. Die Forschungsarbeiten konzentrieren sich auf drei Schwerpunkte: Den Erhalt von Semantik über den gesamten Modellierungsprozess hinweg, die Wechselwirkung von Graphik und Vision sowie die Bearbeitung bibliothekarischer Fragestellungen im Kontext dreidimensionaler Modelle. Das Anwendungs-spektrum der innovativen Konzepte, Modelle und Praxislösungen reicht von Virtueller Produktentwicklung über Medizin und Verkehr bis zu Multimedialem Lernen und Training. Im Auftrag von Kunden entstehen Prototypen und Komplett-Systeme, die optimal auf deren spezifische Anforderungen abgestimmt sind. So entwickeln die dreizehn Abteilungen in Darmstadt, Rostock und Singapur neue Technologien, erstellen Studien und realisieren Anwendungen und Systeme (Hard- und Software), die sich durch hohe Benutzerakzeptanz, gute Bedienbarkeit und ergonomische Gestaltung auszeichnen. Die Forschungs- und Entwicklungs-projekte des Fraunhofer IGD haben direkten Bezug zu aktuellen Problemstellungen in Industrie und Wirtschaft. Zahlreiche Ausgründungen gewährleisten, dass Prototypen schnell in marktfähige Produkte umgesetzt werden.

Das Fraunhofer IGD kooperiert eng mit der Technischen Universität Darmstadt, der Technischen Universität Graz und der Universität Rostock. Das Centre for Advanced Media Technology (CAMTech) in Singapur, gegründet 1998, sichert die Präsenz auf den Zukunftsmärkten Asiens. Das Fraunhofer IGD beschäftigt in Darmstadt und Rostock rund 140 feste Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter, unterstützt durch etwa 140 wissenschaftliche Hilfskräfte. Der Etat betrug 2006 über 14 Millionen Euro.