Labor für Virtual Reality und Simulation (G006)

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In unserem Labor vermitteln wir die Techniken und Methoden der Virtual Reality (VR). Diese werden in der Zukunft in industriellen Anwendungen wie Konstruktion, Anlagen- und Produktplanung, Simulation und Training, aber auch in Entertainment und Gaming eine immer größere Rolle spielen.

Ziele und Idee

Im Labor sollen die Studierenden praktische Erfahrungen mit Technologien und Geräten der Mixed Reality (MR) sammeln, wobei der Fokus auf der Virtual Reality (VR) liegt.

Dies soll die Studierenden befähigen, die Einsatzgebiete dieser Technologien beurteilen zu können und dafür auch selbstständig Anwendungen zu konzipieren und zu implementieren.

Neben dem Erwerb der technischen Kompetenzen sollen die Studierenden auch lernen, den Faktor Mensch zu berücksichtigen. MR-Anwendungen sind nur dann effizient, wenn Ergonomie und Usability in der Umsetzung großer Stellenwert eingeräumt wird.

Laborausstattung und Aktivitäten

Das Labor verfügt über eine große Palette an Hardware für MR-Anwendungen.

THI-CAVE

Die Vierseiten-CAVE ist eine projektionsbasierte Großanlage für VR-Simulation. Die CAVE ist ein 3 m x 3 m x 3 m großer kubischer Bereich. Hochaufgelöste stereoskopische Projektion auf drei Seiten und die Bodenfläche sorgen für einen hohen Grad an Immersion für mehrere Personen. Ein Tracking-System ermöglicht Head-Tracking und 3D-Eingaben. Dank hoher Rechenleistung des Rendering-Clusters können auch detaillierte CAD-Modelle mit hohem Tessellationsgrad visualisiert werden.

VR-Arbeitsstation

Das Labor verfügt über 12 VR-Arbeitsstationen, bestehend aus einem leistungsfähigen Desktop und einer Meta Quest 3. Hier können Studierende einzeln oder in Zweierteams VR-Anwendungen mit Game Engines erstellen und unmittelbar testen.

HoloLens

Für Augmented Reality-Anwendungen verfügt das Labor über zwei Microsoft HoloLens-Brillen.

VR-Brillen

Neben den Meta Quest 3-Brillen verfügt das Labor über eine Vielzahl weiterer VR-Brillen (HTC Vive (Pro), Oculus Rift CV/S, Samsung Odyssey), die an Studierende für Studienprojekte verliehen werden können.

Weitere Geräte

Intelligente Tiefenkameras und MoCap-Anzüge können für Anwendungen genutzt werden, in denen Körpertracking erforderlich ist. 3D- und Hochgeschwindigkeitskameras werden für die Erzeugung von HDRi-Texturen oder Analysen verwendet.

Regelmäßig finden die folgenden Lehrveranstaltungen statt:

Projekte (I- und M-Studiengänge)
Praktikum Fluggerätesteuerung (Studiengang Flug- und Fahrzeuginformatik)
Praktikum “Virtual and Augmented Reality” (Bachelorstudiengang User Experience Design)
Praktikum “Augmented and Virtual Reality Applications” (Masterstudiengang User Experience Design)

Im VR-Labor wurde in folgenden Gebieten geforscht:

Latenz/Kollaborative VR

Latenzmessung von VR-Ausgabegeräten und Untersuchung der Auswirkungen von Latenz auf kollaborative VR.

Kollaborative VR= Zusammenarbeit mehrerer Personen in einer virtuellen Umgebung

Latenz= Systembedingter zeitlicher Versatz zwischen einer von der Sensorik registrierten Nutzeraktion und der Aktualisierung der Ausgabe eines VR-Systems. Hohe Latenz führt u. a. zur gefürchteten Cybersickness.

KI-basierte Posenrekonstruktion

KI-basierte Rekonstruktion von Körperposen mit Tracking-Daten (Kopf, Hände, Motion Capture) als Eingabe.

Die Posenrekonstruktion dient als Startpunkt für weitere biomechanische Analysen (z.B. Ergonomie, Muskelaktivierung) und hat eine Vielzahl von Anwendungen, u. a. im Gaming oder in der Sportmedizin.

Fahrsicherheit für Radfahrer

Mit VR-Simulationen wurde untersucht, ob Awareness-Nachrichten in Head-up-Displays das Sicherheitsempfinden von Radfahrern erhöhen können, z. B. bei Überholung durch Kraftverkehr oder bei sich öffnenden Türen von parkenden Fahrzeugen.