Das Whitepaper „Collaborative Virtual Engineering“ gibt einen Überblick über verschiedene kooperative VR-Systeme, deren Nutzen sowie Einsatzszenarien. Grundsätzlich bestehen folgende vier technischen Möglichkeiten, Virtuelle und Erweiterte Realität für das Collaborative Engineering einzusetzen: Planungstische, Großdisplays, kollaborative Augmented Reality und verteilte Virtuelle Umgebungen. Die damit erzielbaren Kooperationsansätze sind grundlegend unterschiedlich. Genauso vielfältig sind auf der anderen Seite mögliche Einsatzszenarien. Die auszuwählenden Systeme sind also gut auf den Einsatzzweck abzustimmen. Die Vielzahl an Features erfordern eine sorgfältige Auswahl und Tests. Deren Einbindung in Entwicklungs-/Service-/Trainings-/Marketing-Abläufe ist vorzuzusehen. Das Whitepaper „Collaborative Virtual Engineering“ gibt einen Überblick über verschiedene Kooperationstechniken, deren Nutzen sowie Einsatzszenarien.
2. Große Displays AnwendungenGrundlagen Virtual Engineering Planungstische Kollaborative AR Verteilte VEs Zusammenfassung
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Collaborative Virtual Engineering
2
Das Umfeld: ausgeprägte Arbeitsteiligkeit
verteiltes Arbeiten
multidisziplinäres Arbeiten
Engineering-around-the-clock /
around-the-globe
bereichsspezifische Ziele
bereichsspezifisches Wissen
Knowhow als undokumentiertes
Erfahrungswissen
Problematik verschärft mit Projektdauer
und -komplexität
Beispiel [Quelle: Munroe & Associates]
Grundlagen
3. Große Displays AnwendungenGrundlagen Virtual Engineering Planungstische Kollaborative AR Verteilte VEs Zusammenfassung
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3
Sachprobleme in der Entwicklung [Eversheim 1995]
ungenaue Zielvorgaben
„Overengineering“
fehlende Projektplanung
Schnittstellenvielfalt
Informationsdefizite
Intransparenz der Abläufe
starke Interdependenzen zwischen Vorgängen
viele rückgekoppelte Prozesse
unterschiedliche Lebenszyklen Produkt-Fabrik
erfordern integrative Planung
Aber: „Über 50% der Probleme in Produktentwicklungen sind
auf Verhaltens- und nicht auf Sachprobleme zurückzuführen“
Bild: Institut für industrielle Fertigung und
Fabrikbetrieb, Universität Stuttgart
Grundlagen
4. Große Displays AnwendungenGrundlagen Virtual Engineering Planungstische Kollaborative AR Verteilte VEs Zusammenfassung
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Collaborative Virtual Engineering
4
Größte Verhaltensprobleme im Verlauf der Produktentstehung
[Eversheim 1995]
mangelndes Verantwortungsbewusstsein
umständliche Entscheidungsfindung
ungenügendes Kommunikationsverhalten
fehlende Team- und Kritikfähigkeit
Hierarchie- und Abteilungsdenken
starke Funktionsorientierung
Grundlagen
Bild: Eversheim 1995, S. 5
5. Große Displays AnwendungenGrundlagen Virtual Engineering Planungstische Kollaborative AR Verteilte VEs Zusammenfassung
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Collaborative Virtual Engineering
5
Über die Bedeutung von Kommunikation
nach Studie Contact – VDI – Fh-IPK 2013[Müller 2013]
Studie „Kollaborative
Produktentwicklung und
digitale Werkzeuge“ von
Contact Software, VDI
und Fraunhofer IPK, 2013
[Müller 2013]
Bild: VDC
Bild: VDC
Grundlagen
6. Große Displays AnwendungenGrundlagen Virtual Engineering Planungstische Kollaborative AR Verteilte VEs Zusammenfassung
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Collaborative Virtual Engineering
6
Virtual Engineering [Bullinger, 2002]
Unterstützung von Entwicklungs-
prozessen mit Hilfe digitaler,
dreidimensionaler Modelle
Zielsetzungen
schnelle Entwicklungszyklen
als aktives Prozesselement
frühes Ergebnisfeedback
Betonung früher Entwicklungsphasen
Entwicklung alternativer Produktkonzepte
Spezifikation des Produkts zu entscheiden
zentrale Bedeutung: die Design Reviews
Virtual Engineering
Bild: Eversheim 1995, S. 11
7. Große Displays AnwendungenGrundlagen Virtual Engineering Planungstische Kollaborative AR Verteilte VEs Zusammenfassung
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7
Untersuchungsobjekte – Designreviews
Freigabestufen [Krottmeier 1995]:
Softwarephase
Projektanstoss (PA)
Lastenheft (LH)
Konstruktionsfreigabe (K)
Planungsfreigabe (P)
In Designreviews müssen folgende Teilegruppen
und Ereignisse betrachtet werden [Krottmeier 1995]:
Sicherheitskritische Bauteile, Baugruppen
und Produktfunktionen
kritische Bauteile, Baugruppen
und Produktfunktionen laut FMEA
bedeutende Bauteile, Baugruppen
und Produktfunktionen laut QFD
Bauteile, Baugruppen und Produktfunktionen,
die in der Vergangenheit Probleme bereitet haben
Virtual Engineering
Hardwarephase
Versuchsfreigabe (V)
Beschaffungsfreigabe (B)
Dispositionsfreigabe (D)
Serienfreigabe (SF)
8. Große Displays AnwendungenGrundlagen Virtual Engineering Planungstische Kollaborative AR Verteilte VEs Zusammenfassung
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8
Vorteile 3D
universelle Sprache
Abläufe und Prozesse darstellbar
intuitiv begreifbar, je nach Ausgestaltung nah an
der Realität
die Umgebung kann in Echtzeit mit anderen
geteilt werden – auch über Distanz ; die
Wahrnehmung der anderen ist erkennbar
Behandlung von explizitem und
implizitem Wissen möglich
Einzelaspekte der Kooperationsunterstützung
Integration Daten, Distanz, Fachgrenzen, Zeit
Essentiell:
Vertrauen in die Gültigkeit der Modelle!
„heiliger“ Datenmaster intensiv zu pflegen
Virtual Engineering
Bild: Eversheim 1995, S. 17
9. Große Displays AnwendungenGrundlagen Virtual Engineering Planungstische Kollaborative AR Verteilte VEs Zusammenfassung
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9
Wissensmanagement in Virtuellen Umgebungen
Wissensarten in Virtuellen Umgebungen:
Positionswissen: was ist wo?
Strukturwissen: wie hängt was zusammen?
Verhaltenswissen: wie verhält sich das System?
Wie verhalte ich mich?
Prozedurwissen: welche Abläufe bewirken was?
Möglichkeiten des Lernens in
Virtuellen Umgebungen:
räumliches Explorieren
konzeptuelles Lernen
Erlernen motorischer Fähigkeiten
prozedurales Lernen
Bild: Fh-IPA
Bild: Fh-IPA
Bild: HS Mannheim
Training Bedienung
Steuerung in Bergwerk
Test
Werkzeugeinsatz
Explorieren Cockpit
Landmaschine
Virtual Engineering
10. Große Displays AnwendungenGrundlagen Virtual Engineering Planungstische Kollaborative AR Verteilte VEs Zusammenfassung
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10
Virtual & Augmented Environments for Concurrent Engineering
Technische Möglichkeiten:
Planungstische
große Displays
kollaborative Augmented Reality (AR)
verteilte Virtuelle Umgebungen
Bild: Fh-IPA
Bild: VDC
Bild: VDC
Fabrikplanungstisch
Powerwall
Avatare in
verteilter
3D-Umgebung AR-Roundtable
Große DisplaysPlanungstische Kollaborative AR Verteilte VEs
Bild: Fh-FIT
11. Große Displays AnwendungenGrundlagen Virtual Engineering Planungstische Kollaborative AR Verteilte VEs Zusammenfassung
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Collaborative Virtual Engineering
11
Planungstische
gleichzeitig verknüpfte 2D- und 3D-Sicht
(sinnvoll einsetzbar bei 2D-3D-Problem)
Projektion auf Tischfläche und
an Wand/Leinwand
Mehrbenutzer-System
z. T. Klötzchen als
Interaktionsmetaphern
oder Touch-Screen
gleichzeitig Layout
und Perspektive
Θ Interaktion „über Kopf“ z. T. nicht gelöst
Θ Eingabe Buchstaben & Zahlen?
Bild: Fh-IPA
Bild: VDC
Bild: Fh-IPA
Schema
Fabrikplanungstisch:
2 Projektionen, IR-Kamera
Arbeit am Planungstisch:
OP-Anordnungsplanung
Interaktion: Touch (links)
oder IR-getrackte Bricks
(rechts)
Planungstische
Bild: Microsoft
12. Große Displays AnwendungenGrundlagen Virtual Engineering Planungstische Kollaborative AR Verteilte VEs Zusammenfassung
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Collaborative Virtual Engineering
12
Große Displays
Powerwalls
DAS industrielle Standardsystem
nahezu beliebig skalierbar
Auflösung nahezu beliebig
geeignet für Gruppenbesprechungen
Θ u.U. Installation & Wartung
CAVEs
Zur Einnahme einer Innenperspektive
hohe Immersion
Θ prinzipiell Einzelnutzersystem (wg.
Head Tracking): max. Kleinstgruppen
Θ Installation, Wartung
Θ Platzbedarf, Kosten
Bild: Imsys
Bild: Fh-IPA
Bild: Visenso
Mehrwand-
Projektionssystem
CAVE
Interaktion über Menüs
an einer Projektion
Powerwall
Imsys scale XL mit
41 Mio. Pixeln auf
5.5 x 2.2m
Große Displays
13. Große Displays AnwendungenGrundlagen Virtual Engineering Planungstische Kollaborative AR Verteilte VEs Zusammenfassung
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Collaborative Virtual Engineering
13
Große Displays
1-Kanal Workbench
für Produktuntersuchungen
für 2-4 Personen
kompakt, mechan. Tracking
Θ Verfügbarkeit
2-Kanal-Workbench („HoloBench“)
für Produktuntersuchungen
für 2-4 Personen
sehr großes Sichtfeld abgedeckt
Θ z.T. große Abmessungen
Θ Verfügbarkeit
Bild: Barco
Bild: Barco
Bild: Fh-IPA
Barco Baron
Barco Consul
Arbeit an einer
HoloBench
Große Displays
14. Große Displays AnwendungenGrundlagen Virtual Engineering Planungstische Kollaborative AR Verteilte VEs Zusammenfassung
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Collaborative Virtual Engineering
14
Große Displays
Flat angled Systems (Gewinkelte Wand)
Kompromiss zwischen CAVE u. Powerwall
je nach Größe für Gruppen geeignet
relativ gute Immersion
relativ einfach einzurichten
Θ leichte Verzerrungen an den
Kanten für Nicht-Getrackte
Curved Screens (Sphärische Displays)
zylinder- /torusförmige Projektionsfläche
aufgrund Größe für Kleinstgruppen
gute Immersion
Θ schwierige Installation wg. Verzerrungen,
Überblendungen (Edge Blending)
Bild: Barco
Bild: Meta VR
Bild: Barco
Designreview
bei Miele
Joint Terminal Attack
Controller Training
Rehearsal System JTAC
Flugsimulator der
israelischen Luftwaffe
Große Displays
15. Große Displays AnwendungenGrundlagen Virtual Engineering Planungstische Kollaborative AR Verteilte VEs Zusammenfassung
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15
Große Displays: aktuelle Entwicklungen
Display-Wand mit Lentikular-Systemen
(autostereoskopisches Verfahren)
Richtungsmultiplex
Mehrbenutzer-fähig
keine Brille
keine Kalibrierung
skalierbar
Θ fixe, optimale Sichtbereiche
Θ optimale Sichtentfernung festgelegt
Θ spezielle Software
Θ reduzierte Auflösung
Θ Stege
Bild: www.3d-forums.com
Bild: Tridelity
Bild: University of Illinois at Chicago
Schematische
Darstellung des
Verfahrens
Illustration
Wirkungsweise
Gekacheltes,
autostereoskopisches
Display
Große Displays
16. Große Displays AnwendungenGrundlagen Virtual Engineering Planungstische Kollaborative AR Verteilte VEs Zusammenfassung
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Collaborative Virtual Engineering
16
Multi-Viewer Stereo
Problem aller immersiven Anwendungen:
Headtracking verschafft nur 1 Person ein
korrektes Bild
Bewegungsparallaxe, fortschreitendes
Zu- und Aufdecken: Tiefenkriterium
Mehrbenutzer-Head Tracking:
verschiedene Sichten für verschiedene
Betrachterpositionen müssen angezeigt
und getrennt werden
Verwendung vieler Zeitschlitze oder
Kombination Polfilter-Zeitmultiplex
(bislang nur für Projektionssysteme)
Head Tracking für viele Benutzer
Θ Helligkeitsverlust, technischer Aufwand
Bild: Universität Weimar, Fh-IAO
Bild: Universität Weimar, Fh-IAO
Bild: Uni Weimar
Verschiedene
Perspektivenaufgrund
verschiedener
Standpunkte
Sicht auf das
Projektionssystem:
2 Perspektiven aufgrund
2 verschiedener
Standpunkte
6 separat getrackte
Betrachter vor
Powerwall
Große Displays
17. Große Displays AnwendungenGrundlagen Virtual Engineering Planungstische Kollaborative AR Verteilte VEs Zusammenfassung
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Collaborative Virtual Engineering
17
Kollaborative Augmented Reality (AR)
AR: Überlagerung Sicht mit Computergrafik
Kontext-Sensitivität; 3D oder Alphanumerik
Funktionen
Konsistenz-Checks digitales Modell – phys. Welt
Anleitung, Anweisung, Prozessunterstützung
Marketing, Unterhaltung
Visualisierung Zeitversatz
Generierung eines gemeinsamen
Arbeitsraums mittels AR über
gemeinsame Referenzierung
Kollaborationsfunktion per se
räumliche Verteilung möglich
Θ Realisierungen noch prototypisch
Bild: TU Wien
Bilder: National Geographic
Gemeinsamer
AR-Arbeitsraum
mittels Head Mounted
Displays
AR mit Geo-
Referenzierung denkbar
Kollaborative AR
Gemeinsamer
AR-Arbeitsraum
mittels Smart PhonesBild: National Geographic
18. Große Displays AnwendungenGrundlagen Virtual Engineering Planungstische Kollaborative AR Verteilte VEs Zusammenfassung
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Collaborative Virtual Engineering
18
Verteilte Virtuelle Umgebungen[Distributed Virtual Environments DVEs]
sind virtuelle Umgebungen, in denen
mehrere Anwender miteinander in
Echtzeit interagieren
Teilnehmer können durch
Avatare repräsentiert sein
neben Avataren können auch
autonome Agenten anwesend sein
Teilnehmer können miteinander
kommunizieren (sprachlich, gestisch)
Interaktion mit anderen Teilnehmern
oder virtuellen Objekten
Bild: ESI-Ic:ido
Bild: Uni Hannover
Bild: Fh-IPA
Brillen-Metapher: andere
Teilnehmer werden
lediglich über deren
Brillen dargestellt
Nutzer und Avatar
stehen sich in CAVE
gegenüber
Verteilte VEs
Video-Conferencing
in 3D-Umgebung
19. Große Displays AnwendungenGrundlagen Virtual Engineering Planungstische Kollaborative AR Verteilte VEs Zusammenfassung
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Collaborative Virtual Engineering
19
Verteilte Virtuelle Umgebungen
Fundamentale Konzepte
Latenz: Verzögerung, mit
der gesendete Daten beim
Empfänger ankommen
Bandbreite: Menge der Daten, die pro
Zeiteinheit übertragen werden können
Verlässlichkeit: Verlust,
Korruption, Einsehbarkeit
Netzwerkprotokoll
Netzwerkarchitekturen
Nadelöhre
Skalierbarkeit
lokale Intelligenz, gezielte Multicasts
Client-Server-Architektur
Client-Server-Architektur
mit mehreren Servern
Peer-to-Peer-Architektur
Verteilte VEs
20. Große Displays AnwendungenGrundlagen Virtual Engineering Planungstische Kollaborative AR Verteilte VEs Zusammenfassung
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Collaborative Virtual Engineering
20
Verteilte Virtuelle Umgebungen: Zustandsverwaltung
Kernidee: alle Teilnehmer in gleicher Umgebung anwesend, Zustand muss für alle
Teilnehmer konsistent sein
Information wird auf einem Host erzeugt und auf einem anderen gespiegelt
durch Latenz bei der Übertragung kann Information schon veraltet sein
ohne Synchronisation kann gespiegelter Information nur eingeschränkt vertraut werden
konsistente Zustände können nur durch Synchronisation erreicht werden,
aber diese nur durch Verzicht auf hohe Update-Raten
-> Widerspruch zwischen Schnelligkeit und Konsistenz
demnach sind verteilte virtuelle Umgebungen entweder dynamische Welten mit schnellen
Änderungen oder konsistente Welten, die allen Hosts identische Informationen bereitstellen
3 Ansätze zur Zustandsverwaltung:
- Zentrale Informationshaltung
- Hochfrequente Informationsverteilung
- Zustandsvorhersage (Dead Reckoning)
Verteilte VEs
21. Große Displays AnwendungenGrundlagen Virtual Engineering Planungstische Kollaborative AR Verteilte VEs Zusammenfassung
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Collaborative Virtual Engineering
21
Verteilte Virtuelle Umgebungen: Zustandsverwaltung
1. Zentrale Informationshaltung:
Zustand der virtuellen Umgebung wird zentral verwaltet
Schreibzugriff synchronisiert
Zentrale ist das Nadelöhr, kann aber auch gezielt verteilen
2. Hochfrequente Informationsverteilung
Ziel: schnelle Updates auf Kosten der netzwerkweiten Konsistenz
Zustände aller Hosts werden vollständig und häufig an alle anderen Hosts
geschickt
Problem: Verhindern, dass mehrere Hosts gleichzeitig dasselbe Objekt
manipulieren (z.B. über Lock-Manager)
Verteilte VEs
22. Große Displays AnwendungenGrundlagen Virtual Engineering Planungstische Kollaborative AR Verteilte VEs Zusammenfassung
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Collaborative Virtual Engineering
22
Verteilte Virtuelle Umgebungen: Zustandsverwaltung
3. Zustandsvorhersage
Idee: jeder Host konstruiert Approximationen des tatsächlichen Zustands zwischen Updates
2 Phasen: Vorhersage (Dead Reckoning) und Konvergenz (in den tatsächlichen Zustand)
nach Update
Nutzung von Gesetzen der Physik, Kollisionserkennung
Weitere Techniken
High-Level-Animation
- starten lokaler Animation
- bei eher irrelevanten Animationen (z.B. Flammen, Flüssigkeiten, Laub)
Rendering-bezogen
- Aufteilung in virtuelle Räume. Nur Zustandsänderungen im selben Raum sind von Interesse
(Area of Interest-Management)
- Level-of-Detail: weit entfernte Objekte in geringer Auflösung darstellen
Optimierung des Kommunikationsprotokolls:
Kompression, Zusammenfassung von Nachrichten
Dynamische Netzwerk-Architektur:
je nach Bedarf Client-Server oder Peer-to-Peer
Verteilte VEs
23. Große Displays AnwendungenGrundlagen Virtual Engineering Planungstische Kollaborative AR Verteilte VEs Zusammenfassung
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23
Verteilte Virtuelle Umgebungen: Kriterien
Anzahl Benutzer
Latenz, Konsistenz
Hardware-Kompatibilität
Annotationen, Multimedia, Telefonie,
Videokonferenz
Dokumentation Arbeitsergebnisse
zeitversetzte Kooperation: Möglichkeit
zum Abspeichern und Wiederaufrufen
von Arbeitsergebnissen
Einhaltung Regeln/Empfehlungen des
User Interface Designs
Bild: ESI-Ic:ido
Bild: VDC
Bild: Visenso
Schematische Darstellung
des verteilten Virtuellen
Engineerings
Video-Stream als
dynamische Textur
Planungsbüro mit vielerlei
Multimedia-Systemen
Verteilte VEs
24. Große Displays AnwendungenGrundlagen Virtual Engineering Planungstische Kollaborative AR Verteilte VEs Zusammenfassung
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Collaborative Virtual Engineering
implementation
issues
participant
observable
issues
24
Weitere Kriterien von CVEs
scalability
applicable number of users
maximum number of users
size of the modeled world
world space limitations
maximum number of artificially
intelligent objects
applicable number of objects
maximum number of objects
distributed to multiple servers
option for external links
avatar features
persistent avatars
avatar complexity
avatar configurability
avatar history and development
avatar interactions
avatar body language
world realism
AI learning from experience
world interaction [on-line building option]
number of objects that can be interacted
with self-evolving world
physical laws modelled
dynamic speed of objects and world
[world speed]
dynamic scenery
level of artificial intelligence
seemingly real scenery
user interface
navigation and control
keyboardcontrol
mouse control
sound support
advanced input devices
advanced output devices
communication
audio communication
video communication
Verteilte VEs
Manninen [Manninen 1999] Bartlett
[Bartlett 2004]
25. Große Displays AnwendungenGrundlagen Virtual Engineering Planungstische Kollaborative AR Verteilte VEs Zusammenfassung
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Collaborative Virtual Engineering
25
Anwendungen: Design & Engineering
intuitives und interaktives Explorieren,
Testen und Erproben
unmittelbares Verständnis,
Reduktion Missverständnisse
Erläuterung der eigenen
Aufgabenstellung zu Fachfremden
gemeinsames Entwickeln am gleichen Ort
Abbau der Digitalen Kluft
verteiltes Entwickeln am gleichen
Betrachtungsgegenstand
Bild: ESI-Ic:ido
Bild: VDC
Frontend-unabhängiges
verteiltes Kooperieren
Fabrikplanung am
Planungstisch
Anwendungen
Bild: HS Mannheim
Service Engineering
an Powerwall
26. Große Displays AnwendungenGrundlagen Virtual Engineering Planungstische Kollaborative AR Verteilte VEs Zusammenfassung
VDC-Whitepaper
Collaborative Virtual Engineering
26
Anwendungen: Design & Engineering
Bild: xxxxxxx
Bild: xxx
Sitzkiste für 2 Personen.
Links: physischer Aufbau,
rechts: 3D-Darstellung
Anwendungen
Bild: Uni Weimar (http://www.uni-weimar.de/cms/medien/vr/research/display-systems/the-two-user-seating-buck.html)
27. Große Displays AnwendungenGrundlagen Virtual Engineering Planungstische Kollaborative AR Verteilte VEs Zusammenfassung
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Collaborative Virtual Engineering
27
Anwendungen: Training
Lernstufen: Erläutern, Begleiten, Prüfen
Einbringen von Dokumentation
Einbringen von Simulatoren
Szenarien-Simulation
Sichtbarmachen von Verborgenem
Verkürzung Stillstandzeiten
Training schon während Planung /
ohne Belegung des Objekts /
gefahrlos mit Szenarien-Technik
Bild: ESI-Ic:ido
Bild: University of Southern California
Bild: Visenso
Ausbau Batterie
Assistent Steve
erläutert, was zu tun ist
Cyberclassroom
Anwendungen
28. Große Displays AnwendungenGrundlagen Virtual Engineering Planungstische Kollaborative AR Verteilte VEs Zusammenfassung
VDC-Whitepaper
Collaborative Virtual Engineering
28
Anwendungen: Training
Anwendungen
Anlagen-
Trainingssimulator
Des Virtual Reality und
Multimedia Parks Turin:
Definition von Szenarien,
Abarbeiten von Szenarien,
gekoppelte
2D- und 3D-Sicht
Bild: Virtual Reality and Multimedia Park, Turin
29. Große Displays AnwendungenGrundlagen Virtual Engineering Planungstische Kollaborative AR Verteilte VEs Zusammenfassung
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Collaborative Virtual Engineering
29
Anwendungen: Prozessunterstützung & Teleaufgaben
Verwendung einer 3D-Umgebung als
Wissensmanagement-Plattform zur
Unterstützung entfernter Servicekräfte
Kopplung 3D-Umgebung an Realsystem:
online-3D vermittelt schnell Perspektive
des Kollegen vor Ort
Einsatz online-3D dort, wo Kameras
nicht einsetzbar sind (raue Umgebung,
Signallatenzen)
Servicekräfte vor Ort können mit
3D-Informationen, z. B. in AR-Systemen,
unterstützt werden
Bild: Fh-IPA
Bild: Fh-IPA
Fern-Konfiguration einer
Werkzeugmaschine über
VR
Kopplung virtuelles
Bergwerk an ein reales
Bild: Fh-IPA
Servicetechniker in
der Zentrale kann dem
Werker vor Ort Zusatz-
informationen über ein
AR-Display einblenden
Anwendungen
30. Große Displays AnwendungenGrundlagen Virtual Engineering Planungstische Kollaborative AR Verteilte VEs Zusammenfassung
VDC-Whitepaper
Collaborative Virtual Engineering
30
Anwendungen: Präsentation & Marktforschung
interaktive Präsentation des Produkts
gemeinsames Verständnis sichern
einfaches Zeigen von Varianten
Produkt virtuell im Betrieb zeigen
detaillierte Einblicke bieten
Kunde gestaltet sein spezifisches Produkt
Einsatz von Produktkonfiguratoren
(spez. Konfiguratorenlogik)
komplexe und große Produkte präsentierbar
Einsparung von Transportkosten für
aufwändig zu bewegende Güter
(z. B. Maschinen)
bessere Geheimhaltung möglich,
Präsentation kritischer Details nur
ausgewählten Kontakten
Bild: ESI-Ic:ido
Bild: Visenso
Bild: Kimberley-Clark
Erläuterung
Funktionsweise
Maschine
Messestand für
Gruppen
Review Supermarkt,
Szenario Produkttest
Anwendungen
31. Große Displays AnwendungenGrundlagen Virtual Engineering Planungstische Kollaborative AR Verteilte VEs Zusammenfassung
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Collaborative Virtual Engineering
31
Vergleich
Planungstische Große Displays kollaborative AR verteilte Virtuelle
Umgebungen
koloziert ja ja ja nein
pro mehrere Eingaben
gut für
2D-3D-Aufgaben
Tastatur nutzbar
gut für komplexe
3D-Aufgaben
einfach zu installieren
Integration der
realen Umgebung
in den Arbeitraum
Kooperation auf
Distanz
kontra nicht für komplexe
3D-Aufgaben
Dialoge stehen auf
dem Kopf an einer
Tischseite
Auflösung
alphanumerische Eingaben
z.T. Umständlich
1 Person navigiert
1 Person getrackt
fehlendes Head-Tracking
verzerrt Bild und Interaktion
hohe Auflösung u.U. nur
über Array erreichbar
Ausgabegeräte oft
noch umständlich
geringe Auflösung
komplexe
Installation
im Normalfall
zusätzliche
Kommunikations-
kanäle (Sprache,
Bild) notwendig
Zusammenfassung
32. Große Displays AnwendungenGrundlagen Virtual Engineering Planungstische Kollaborative AR Verteilte VEs Zusammenfassung
VDC-Whitepaper
Collaborative Virtual Engineering
32
Ausblick
Erfassung und Übertragung Gestik,
da relevanter Kommunikationskanal:
z. B. Zeigeoperationen, Achselzucken
Erfassung und Übertragung Mimik, da
für Kommunikation Angesicht zu
Angesicht sehr relevant: Interpretation
Remote Rendering und Video Streaming:
komplexe Grafiken auch für
3D-leistungsschwache Endgeräte
(Smartphone, Tablet-PC)
Bild: TU Chemnitz
Bild: heise.de
Gestenerkennung
von Powerwall (hier:
zur Szenensteuerung)
Kinect registriert
Bewegungen der
Mundwinkel und
Augenbrauen und
animiert damit
Avatarfiguren:
Augenbrauenrunzeln,
Nicken, Lächeln,
Lippenbewegungen
[Bonnert 2013]
Bild: RTT
3D-Content auf
mobilen Endgeräten
Zusammenfassung
33. Große Displays AnwendungenGrundlagen Virtual Engineering Planungstische Kollaborative AR Verteilte VEs Zusammenfassung
VDC-Whitepaper
Collaborative Virtual Engineering
33
Zusammenfassung
Literatur
Bartlett, R.: A Categorisation Model for Distributed Virtual Environments. In:
IEEE Computer Society (Hrsg.): Proceedings of the 18th International Parallel
and Distributed Processing Symposium (IPDPS'04), Workshop 13, 26.-30.
April 2004, Santa Fe/USA. Washington/USA: IEEE Press, 2004, S. 231-238
Bonnert, E.: Kinect-Chat mit Stirnrunzeln. Online unter
http://www.heise.de/newsticker/meldung/Kinect-Chat-mit-Stirnrunzeln-
1164198.html ; heruntergeladen am 10.6.2013
Bullinger, H.-J.: Virtual Engineering: Neue Wege zu einer schnellen
Produktentwicklung. In: Bullinger, H.-J. ; Sonderforschungsbereich
Entwicklung und Erprobung Innovativer Produkte - Rapid Prototyping -SFB
374-, Stuttgart: Virtual Engineering und Rapid Prototyping. Innovative
Strategiekonzepte und integrierte Systeme : Forschungsforum Sb 374,
27. Februar 2002. Stuttgart: Universität Stuttgart, 2002
Zusammenfassung
vorgestellte Kooperationsansätze grundsätzlich unterschiedlich
Einsatzszenarien vielfältig und ebenso unterschiedlich
auszuwählendes System auf Einsatzzweck abzustimmen
Vielzahl möglicher Eigenschaften erfordern sorgfältige Auswahl und Tests
Einbindung in Entwicklung-/Service-/Trainings-/Marketing-Abläufe essentiell
allgemein akzeptierter, kollaborativer Datenmaster gründlich zu pflegen
Eversheim, W. et al.: Simultaneous Engineering. Springer-Verlag, Berlin,
1995
Krottmeier, Johannes: Leitfaden Simultaneous Engineering. Springer-
Verlag, Berlin, 1995
Manninen, T.; Pirkola, J.: Comparative Classification of Multi-User Virtual
Worlds (1999); http://www.tol.oulu.fi/~tmannine/game_design/multi-
user_virtual_worlds.pdf (11.12.2005)
Müller, P.; Pasch, F.; Drewinski, R.; Hayka, H.: Kollaborative
Produktentwicklung und Digitale Werkzeuge. Defizite heute, Potenziale
morgen. Hrsg.: Stark, R.; Drewinski, R.; Hayka, H.; Bedenbender, H.;
Fraunhofer IPK, Berlin, 2013