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Algorithmen für Computergrafik

Darstellung hochkomplexer Szenen in Echtzeit

In 3-D-unterstützten Simulations- und Testumgebungen navigiert man interaktiv in hochkomplexen 3-D-Szenen, die teilweise zur Laufzeit erst erzeugt werden. Zur Darstellung solcher 3-D-Szenen in Echtzeit entwerfen wir Rendering-Algorithmen, die die zu verarbeitende Datenmenge zur Laufzeit so stark verringert, dass eine Navigation möglich ist.

DigiChemLab

Das Projekt „DigiChemLab“ zielt auf die Entwicklung einer virtuellen Lernplattform für die chemisch-technische Ausbildung mittels Virtual Reality Technologie. Es stellt ein ergänzendes Angebot für Studierende dar, um sich z. B. auf Praktika in chemischen Laboratorien vorzubereiten. Übergeordnetes Ziel ist die Integration digitaler Kollaborationsformate in Lehre und Studium.

Chemielabor

Ein beispielhafter Anwendungsfall „Labor“ im technischen Umfeld sieht folgendermaßen aus: Studierende sollen nach den Anweisungen ihrer Lehrmaterialien einen Versuch in einem virtuellen Labor durchführen. Dazu begeben sie sich mit dem VR-Headset in das virtuelle Labor. Die Interaktion mit der 3-D-Welt erfolgt mithilfe von zwei Controllern, die sie an ihren Händen haben. Damit können sie Gegenstände der 3-D-Welt greifen und bedienen. Für einen Versuch nehmen sie notwendige Geräte aus Schränken, stellen sie auf dem virtuellen Arbeitstisch ab und bereiten deren Einsatz vor. Materialien werden mit den Geräten virtuell bearbeitet, experimentelle Versuche können in der virtuellen Welt durchgeführt werden. Der Studierende erhält zudem Hilfestellung oder Anweisungen zur richtigen Versuchsdurchführung vom VR-System. Das VR-System kann dementsprechend interaktiv auf die Handlungen des Studierenden reagieren. Ein virtueller Versuch kann von mehreren Studierenden oder Dozent*innen in dem Raum durchgeführt werden. Die Personen treffen sich in dem 3-D-Raum, sehen sich gegenseitig als Avatare und kommunizieren miteinander.

Modellierte Arbeitsumgebung

Ein interessanter Aspekt ist dabei, dass die in dem virtuellen Labor agierenden Personen sich an unterschiedlichen Standorten in der realen Welt befinden können. Es geht damit auch um die Gestaltung neuer Mobilitätsmuster (virtuelle und gemischte Mobilität) sowie die Verbesserung digitaler und interkultureller Kompetenzen.

Wir entwickeln zusammen mit Partner*innen aus der Chemie die notwendige VR-Umgebung und versuchen diese so als Infrastruktur zur Verfügung zu stellen, damit es Anwender*innen ohne domänenspezifisches Wissen aus dem VR-Bereich möglich ist, entsprechende Laborumgebungen aufzubauen.

Gefördert durch:

  • Deutscher Akademischer Austauschdienst (DAAD)

Automatisches Generieren von Landschaften basierend auf Straßendaten

Für virtuelle Simulationsumgebungen ist es häufig notwendig, weitläufige, komplexe 3-D-Landschaften zu erzeugen. Das manuelle Erstellen solcher Landschaften ist oft sehr zeitaufwendig und kostspielig. In einer Kooperation mit dSPACE GmbH durch das Software Innovation Lab der Universität Paderborn entwickeln wir Methoden zum automatischen Erzeugen von Landschaften für Fahrsimulationen. Das Ziel ist es, auf Basis der reinen Straßendaten passende, plausible Landschaften zu erzeugen, die für virtuelle Fahrsimulationen genutzt werden können.

Projektpartner:

  • SICP – Software Innovation Campus Paderborn
  • dSPACE GmbH