Virtuelle RealitätVirtual Reality

EinführungIntroduction

Dr. Thies Pfeiffer

Cognitive Interaction Technology Center of Excellence,
Technische Fakultät, Universität Bielefeld Cognitive Interaction Technology Center of Excellence,
Faculty of Technology, Bielefeld University

Termin:Montags, 14:15 Uhr

Raum: CITEC Auditorium

Schedule:Mondays, 2:15 p.m.

Room: CITEC Auditorium

ÜberblickOverview

Inhalte dieser VeranstaltungTopics of this lecture

  • TheorieTheory
    • Definitionen von Virtueller RealitätDefinitions of Virtual Reality
  • PraxisPraxis
    • Anwendungen für Virtuelle RealitätApplications for Virtual Reality

TheorieTheory

Was versteht Ihr unter dem Begriff Virtuelle Realität?What do you understand by the term Virtual Reality

TheorieTheory

Was versteht man unter dem Begriff Virtueller Realität? What do we understand by the term Virtual Reality?

  • geprägt wurde die heutige Verwendung des Begriffes von the current use of the term has been coined by Jaron Lanier
  • zuvor wurde z.B. von artificial reality (Myron Krueger) gesprochen before that, for example the term artificial reality (Myron Krueger) has been used
  • eine Definition von Virtueller Realität liegt von Lanier jedoch nicht vor However, Lanier did not provide a clear-cut definition of virtual reality
Jaron Lanier (Creative Commons/Luca Vanzella/Mai 2006)
Jaron Lanier
Creative Commons/Luca Vanzella/Mai 2006

DefinitionsversucheDefinition Attempts (1/4)

Ivan Sutherland (*1938, Zitat vonCitation from 1966)

Indeed, in the ultimate display one will not look at that world through a window, but will be immersed in it.

Steve Bryson

Virtual Reality (VR) refers to the use of three-dimensional displays and interaction devices to explore real-time computer-generated environments.
  • Ivan Sutherland
    • ist ein Pionier der Computergrafikis a pioneer of computer graphics
    • hat das erste Head-Mounted Display entwickelthas developed the first Head-Mounted-Display
    • erhielt 1988 den Turing-Award für seine Leistungen in der Computergrafikreceived the Turing-Award in 1988 for his achievements in computer graphics

DefinitionsversucheDefinition Attempts (2/4)

Lynne Dittmar

VR emulates the information presented to the human visual (aural, tactile) system by the "real world".

Carolina Cruz-Neira

Immersive, interactive, multi-sensory computer-generated experiences.

DefinitionsversucheDefinition Attempts (3/4)

Myron Krueger

The promise of artificial realities is not to reproduce conventional reality, or to act in the real world. It is precisely the opportunity to create synthetic realities, for which there are no real antecedents, that is exciting conceptually, and ultimately important economically.

DefinitionsversucheDefinition Attempts (4/4)

Versuch einer eigenen DefinitionAttempt of a definition

Thies Pfeiffer - Virtual Reality

Interactively generated 2nd order multimodal sensory perceptions, which are taken as 1st order perceptions by humans.

Thies Pfeiffer - Augmented Reality

Interactively generated synthesis of 1st and 2nd order multimodal sensory perceptions, which are taken as 1st order perceptions by humans.

Realitäts-Virtualitäts-KontinuumReality-Virtuality-Continuum

Paul Milgram and Fumio Kishino (1994)

  • Reality
  • Mixed Reality
    • Augmented Reality

      Eine computergestützte Erweiterung der RealitätswahrnehmungA computer-generated extention of the perception of reality

    • Augmented Virtuality

      Primär virtuelle Welt mit realen Anteilenprimarily virtual world with small amounts of real-world

  • Virtual Reality

    Totale Immersion des Nutzers in der Virtuellen WeltTotal immersion of the user in the virtual world

Fragestellungen des Forschungsgebiets Virtuelle RealitätLeading Questions of the reserach area on virtual reality

  • Wie kann man Aspekte der Realität technisch simulierenHow can aspects of reality be technically simulated?
  • ... und das effizient, kostengünstig, ästhetisch, ...... and that efficiently, cheap, aesthetically...?
  • Wie erzeugt man ein Gefühl von Immersion und PräsenzHow does one induce a feeling of immersion and presence?
  • Wie interagiert man mit bzw. in Virtueller Realität?How do we interact with or in virtual reality?
  • Wie verhindert man Simulatorkrankheit?How do we prevent simulator sickness?
  • Und viele mehr...And many more...

Ziele von VR-ProjektenGoals of VR projects

  • Versuchen eine effizientere Mensch-Maschine-Interaktion (MMI) zu bieten try to provide more efficient human-machine interfaces (HMI)
    • durch Entkopplung von physikalischen Grenzen, z.B. in der Robotikby decoupling of physical boundaries, e.g. in robotics
    • durch Ermöglichung natürlicher Interaktion, z.B. mit Virtuellen Agentenby facilitating natural interaction, e.g. with virtual agents
  • Streben eine stimmige Stimulation der Wahrnehmung antry to achieve a consistent stimulation of perception
  • Ermöglichen intuitive Interaktionentry to implement intuitive interactions
  • ... kostengünstige Realisierungeconomic realization

Virtuelle RealitätVirtual Reality

Don't be a WiMP
präsentiert auf derpresented at SIGGRAPH 2008
Fraunhofer IGD/Darmstadt
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ForschungslandschaftResearch Landscape

Wichtige Konferenzen und JournalsImportant Conferences and Journals

ForschungslandschaftResearch Landscape

KonferenzenConferences (1/2)

ForschungslandschaftResearch Landscape

KonferenzenConferences (2/2)

Die Tagungsbeiträge (Paper) findet Ihr oft direkt auf den Tagungsseiten, oder in der ACM bzw. IEEE Digital Library. The conference proceedings (paper) can often be found directly on the homepage of the conference or in the digital libraries of ACM or IEEE.

ForschungslandschaftResearch Landscape

Journals

ForschungslandschaftResearch Landscape

OrganisationenOrganisations

AnwendungenApplications

Einsatzgebiete für Techniken der Virtuellen RealitätApplication areas for techniques of virtual reality

Wirtschaft/IndustrieEconomy and Industry

  • AutomobilbauAutomobile Manufacture
  • Öl & GasOil and gas
  • Simulation & Training

SchlagzeilenHeadlines

Produktentwicklung/Automobil-IndustrieProduct Development / Automobile Manufacture

  • Prototyp-Entwicklung (Anstelle eines physikalischen Prototyps)Prototype Development (instead of physical prototype)
  • Ergonomie-UntersuchungenStudies on ergonomic aspects
  • 3D-Montagen (z.B. Leitungen)3D assembly (e.g. wires)
  • Montage-TrainingAssembly training
  • Montage-Führung und Kontrolle (Augmented Reality)Assembly guidance and control (augmented reality)

SchlagzeilenHeadlines

ErgonomieErgonomic Studies

  • Begehbarkeit von AnlagenAccessibility of plants
  • Bedienbarkeit von CockpitsUsability of cockpits
    • Simulation unterschiedlicher KörpergrößenSimulation of different body sizes
    • Belastungs-/Beanspruchungs-messungenMeasuring strain and effects of an action
    • ReflexionsuntersuchungenStudying reflections
Ergonomie - Reflexionsuntersuchung im virtuellen RaumErgonomics - Studying reflections in virtual reality
Virtual Reality Center - Mercedes Benz
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Virtuelles PrototypingVirtual Prototyping

  • Simulation des Look & Feels in VRSimulating the look & feel in VR
  • Konkretisierte Darstellung für alle Beteiligten (vom Entwickler bis zum Entscheider)Präsentation of planned systems for all stakeholders (from developer to CEO)
  • Frühzeitig Feedback von Nutzern einholenGet early feedback from users
Prototyping Augmented Reality Attention Guiding in Simulated AR
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Training im SportTraining in Sports

  • Motorisches TrainingTraining motor skills
  • Taktisches TrainingTraining tactic skills

CITEC Projekt ICSPACECITEC project ICSPACE

  • Training in einer immersiven UmgebungTraining in an immersive environment
  • Forschungsfragen: Welche Art von Feedback ist wie gut geeignet, um das sensomotorische Lernen zu verbessern? Wie kann Virtuelle Realität genutzt werden, um neue Arten an Feedback zu generieren? Research questions: Which kind of feedback to give to increase sensomotoric learning? How can virtual reality be used to create new kinds of feedback?
ICSPACE Project
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TherapieTherapy

TelekommunikationTelecommunication

  • Tele-PräsenzsystemeTele-Presence
    • entfernte Steuerung physikalischer Systemeremote control of physical systems
    • zur Kommunikation mit entfernten Gesprächspartnernfor the communication with remote interlocutors
    • zur Steuerung von Geräten (z.B. Mars oder Bombenentschärfung) $\to$ Telerobotikfor the control of devices (e.g. mars rover or bomb disposal)
  • Virtuelle Online WeltenVirtual Online Worlds
    • Computer Supported Cooperative Work
      • Design Review
    • Second Life
    • World of Warcraft
    • ...
Facebook Social VR
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Training

  • Militärisches TrainingMilitary Training
  • EinsatztrainingOperation Training
Tactical Questioning Character : Amani
University of Southern California
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Weitere AnwendungsbereicheFurther Areas of Application

  • KunstArt
  • Entertainment
  • WissenschaftScience

ZusammenfassungConclusion

Diese Fragen wurden behandelt:These questions have been adressed:

  • Wie ist Virtuelle Realität definiert?What is the definition of Virtual Reality?
  • Was ist Mixed Reality?What is mixed reality?
  • Welche Forschungsziele hat der Fachbereich Virtuelle Realität?What are the research questions of the research area Virtual Reality?
  • Wo kann man sich über Forschung zu Virtueller Realität informieren?Where can we get information about research in Virtual Reality?
  • Welche Anwendungsgebiete gibt es?What are the application areas?