Vir­tu­al Rea­li­ty in der Pra­xis — Nova­Bot Trai­ning

Der Nova­Bot ist ein Greif­arm, der Objek­te von einer Fer­ti­gungs­stre­cke A zur Fer­ti­gungs­stre­cke B beför­dert. Der Nut­zer steu­ert den Nova­Bot mit einer Fern­be­die­nung. Die Hap­tik des Greif­arms ist auf­grund der drei Gelen­ke schwer zu erklä­ren. Daher hat der Nut­zer die Mög­lich­keit, die Bedie­nung in einem Vir­tu­al Rea­li­ty Trai­ning zu erler­nen. Hier­durch besteht kei­ne Gefahr die Maschi­ne zu beschä­di­gen und der lau­fen­de Betrieb muss nicht unter­bro­chen wer­den.

Virtual Reality Training NovaBot

Star­ten Sie das Nova­Bot Trai­ning

Sie kön­nen das Vir­tu­al Rea­li­ty Trai­ning mit einem belie­bi­gen Brow­ser an Ihrem PC oder mit einer Vir­tu­al Rea­li­ty Bril­le durch­füh­ren.

Wenn Sie das Trai­ning durch­füh­ren, wer­den Sie auto­ma­tisch auf eine wei­te­re Web­sei­te wei­ter­ge­lei­tet.

Was ist Vir­tu­al Rea­li­ty?

Der Begriff Vir­tu­al Rea­li­ty kommt aus dem Eng­li­schen und bedeu­tet vir­tu­el­le Rea­li­tät. In einer vir­tu­el­len Rea­li­tät ist der Nut­zer von einer drei­di­men­sio­na­len com­pu­ter­ge­ne­rier­ten Abbil­dung der Umwelt umge­ben. Er kann sich in die­ser Welt bewe­gen, sie aus unter­schied­li­chen Blick­win­keln betrach­ten, Objek­te in der Welt grei­fen bewe­gen und ver­for­men. Vir­tu­al Rea­li­ty bie­tet somit eine Schnitt­stel­le zwi­schen Mensch und Com­pu­ter, die über Spra­che und Bewe­gun­gen gesteu­ert wird. Jede Hand­lung des Nut­zers wird getrackt und erzeugt eine direk­te Rück­kopp­lung der Umge­bung auf die mensch­li­chen Sin­nes­or­ga­ne. Vir­tu­al Rea­li­ty beschreibt somit die Wahr­neh­mung einer nicht wirk­lich vor­han­de­nen aber wirk­lich erschei­nen­den Welt, die auf­grund ihrer Erschei­nung und Wir­kung erlebt wer­den kann.

Es gibt vier Schlüs­sel­ele­men­te, die eine com­pu­ter­ge­ne­rier­te Umge­bung zu einer vir­tu­el­len Rea­li­tät machen:

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Vir­tu­el­le Welt

Eine vir­tu­el­le Welt ist ein ima­gi­nä­rer Platz, der durch ein bestimm­tes Medi­um mani­fes­tiert ist. In der vir­tu­el­len Welt befin­den sich Objek­te, die sich nach bestimm­ten Regeln ver­hal­ten und in Bezie­hung zuein­an­der ste­hen.

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Immer­si­on

Die Immer­si­on bzw. das Ein­tau­chen beschreibt den Zustand, sich in einer Umge­bung zu befin­den. Es wird unter­schie­den zwi­schen men­ta­ler und phy­si­scher Immer­si­on. Der Zustand der men­ta­len Immer­si­on ent­steht zum Bei­spiel bei Fil­men oder Hör­bü­chern. Die phy­si­sche Immer­si­on ist eine Grund­vor­aus­set­zung für die Wahr­neh­mung von Vir­tu­al Rea­li­ty.

Bei der men­ta­len Immer­si­on fühlt sich der Nut­zer als Beob­ach­ter invol­viert. Er befin­det sich somit gedank­lich in der dar­ge­stell­ten Sze­ne, spürt jedoch kei­ne phy­si­sche Ver­bun­den­heit. Bei der phy­si­schen Immer­si­on erwei­tert oder ersetzt das Dar­stel­lungs­me­di­um der Vir­tu­al Rea­li­ty die aktu­el­le Wahr­neh­mung der mensch­li­chen Sin­nes­or­ga­ne. Somit fühlt sich der Nut­zer nicht nur men­tal invol­viert, son­dern nimmt sich als Teil der vir­tu­el­len Wirk­lich­keit war.

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Sen­sor basier­tes Feed­back

Sen­sor basier­tes Feed­back ermög­licht die Anpas­sung der vir­tu­el­len Rea­li­tät in Abhän­gig­keit von der Posi­ti­on oder der Bewe­gung des Nut­zers. Bei­spiels­wei­se muss sich die Umge­bung ver­än­dern, wenn der Nut­zer den Kopf in eine bestimm­te Rich­tung dreht. Hier­für wer­den die Bewe­gun­gen des Nut­zers getra­cked und in Echt­zeit ver­rech­net.

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Inter­ak­ti­vi­tät

Inter­ak­ti­vi­tät ermög­licht es dem Nut­zer Ein­fluss auf die com­pu­ter­ba­sier­te Welt zu neh­men. Der Nut­zer kann sei­nen Stand­punkt ändern, Objek­te neh­men und ver­set­zen und bestimm­te Hand­lun­gen aus­füh­ren. Ein wei­te­rer Aspekt der Inter­ak­ti­vi­tät ist, dass sich meh­re­re Nut­zer gleich­zei­tig in der­sel­ben Umge­bung befin­den und mit­ein­an­der kom­mu­ni­zie­ren kön­nen.

Wie funk­tio­niert Vir­tu­al Rea­li­ty?

Der Nut­zer betritt eine Vir­tu­al Rea­li­ty Sze­ne mit­hil­fe einer Schnitt­stel­le. Die­se Schnitt­stel­le ver­bin­det die vir­tu­el­le Welt, die als inter­ak­ti­ve Com­pu­ter­si­mu­la­ti­on auf einem digi­ta­len Spei­cher­me­di­um gespei­chert ist mit dem Nut­zer, der in die­se vir­tu­el­le Welt ein­tau­chen möch­te.

Um die Schlüs­sel­ele­men­te von Vir­tu­al Rea­li­ty erfül­len zu kön­nen, muss die Schnitt­stel­le fol­gen­de Funk­tio­nen haben:

  • Dar­stel­lung der Vir­tu­al Rea­li­ty Sze­ne in Echt­zeit (Ren­de­ring)
  • Erfas­sen von Bewe­gun­gen und Hand­lun­gen des Nut­zers (Tracking)
  • Ver­ar­bei­ten der erfass­ten Infor­ma­ti­on mit Rück­kopp­lung auf die Dar­stel­lung der vir­tu­el­len Welt

Out­put — Dar­stel­lung der vir­tu­el­len Welt

Die ein­fachs­te Form der Dar­stel­lung einer vir­tu­el­len Welt geschieht über Bild­schir­me (PC oder Tablet). Hier­bei wer­den kei­ne zusätz­li­chen Kom­po­nen­ten benö­tigt, aller­dings könn­te es dem Nut­zer schwe­rer fal­len, men­tal und phy­sisch in die Sze­ne ein­zu­tau­chen, da er von opti­schen Rei­zen außer­halb des Bild­schirms abge­lenkt wird. Die Alter­na­ti­ve hier­zu bil­den Vir­tu­al Rea­li­ty Bril­len. Sie schlie­ßen das gesam­te Blick­feld des Nut­zers ein und ver­hin­dern somit äuße­re opti­sche Rei­ze.
Die akus­ti­sche Dar­stel­lung geschieht über Ohr umschlie­ßen­de Kopf­hö­rer und bin­au­ra­lem Audio Inhalt.

Input – Tracking des Nut­zers

Die Bewe­gun­gen und Hand­lun­gen des Nut­zers wer­den von der Schnitt­stel­le erfasst (Tracking). Auf Basis des Trackings ver­än­dert sich die vir­tu­el­le Welt, in der sich der Nut­zer befin­det. Beim Tracking wird zwi­schen pas­si­vem Input (das Tracking­sys­tem erkennt Bewe­gun­gen des Nut­zers) und akti­vem Input (der Nut­zer betä­tigt aktiv einen But­ton) unter­schie­den.

Was benö­ti­ge ich für Vir­tu­al Rea­li­ty?

Um in eine Vir­tu­al Rea­li­ty Sze­ne ein­zu­tau­chen, wird ein fähi­ges End­ge­rät benö­tigt. Je nach Anfor­de­rung, Qua­li­tät und Kom­ple­xi­tät der Sze­ne sind unter­schied­li­che End­ge­rä­te mög­lich.

PC oder Tablet

PC und Tablet ste­hen wei­test­ge­hend jedem Mit­ar­bei­ter im Unter­neh­men zur Ver­fü­gung. Es ist also kei­ne Neu­an­schaf­fung not­wen­dig. Vir­tu­al Rea­li­ty Sze­nen auf die­sen End­ge­rä­ten bie­ten eine höhe­re Inter­ak­ti­vi­tät als Vide­os, Bil­der oder Prä­sen­ta­tio­nen. Der Nut­zer kann sich frei in einer Sze­ne bewe­gen und Aktio­nen mit den ent­hal­te­nen Objek­ten durch­füh­ren. Hier­durch ent­steht ein spie­le­ri­scher Cha­rak­ter, der sich posi­tiv auf die Lern­er­fol­ge aus­wirkt.

Die gesam­te Wir­kung einer Vir­tu­al Rea­li­ty Sze­ne lässt sich auf einem PC oder Tablet jedoch nicht ent­fal­ten. Da die Dar­stel­lung der Sze­ne auf den Moni­tor begrenzt ist, hat der Nut­zer kein abge­schlos­se­nes Sicht­feld, was zu einer erschwer­ten men­ta­len und phy­si­schen Immer­si­on durch äuße­re Rei­ze führt. Das Sicht­feld beträgt ca. 30° bis 40°, was für eine Vir­tu­al Rea­li­ty Anwen­dung sehr wenig ist.

Smart­pho­ne mit Vir­tu­al Rea­li­ty Head­set

Ein Vir­tu­al Rea­li­ty Head­set ist eine Bril­le mit ein­ge­bau­ter 3D-Optik. Vor die­se Optik wird das Smart­pho­ne geklemmt und die Vir­tu­al Rea­li­ty Sze­ne wird auf dem Bild­schirm des Smart­pho­nes dar­ge­stellt. Durch die 3D-Optik stellt sich dann für den Nut­zer der drei­di­men­sio­na­le Vir­tu­al Rea­li­ty Effekt ein. Die Steue­rung der Sze­ne funk­tio­niert über einen Blue­tooth Con­trol­ler oder über Knöp­fe am Head­set.

Das Vir­tu­al Rea­li­ty Head­set ist ver­gleichs­wei­se preis­wert (20 Euro — 50 Euro). Aller­dings ist die Qua­li­tät der Sze­ne von den Spe­zi­fi­ka­tio­nen des Smart­pho­nes abhän­gig. Hier wird min­des­tens ein mit­tel­klas­si­ges Pro­dukt benö­tigt. Wich­tig beim Kauf des Head­sets ist, dar­auf zu ach­ten, ob das Head­set mit dem vom Nut­zer ver­wen­de­ten Smart­pho­ne kom­pa­ti­bel ist.

Das Sicht­feld beträgt in etwa 90° und durch das geschlos­se­ne Gehäu­se drin­gen kei­ne opti­schen Rei­ze von außen ein. Das Tracking der Kopf­po­si­ti­on wird von den Sen­so­ren im Smart­pho­ne über­nom­men. Ein Tracking der Posi­ti­on des Nut­zers ist nicht mög­lich.

Gera­de, um ers­te Erfah­run­gen mit Vir­tu­al Rea­li­ty zu sam­meln, eig­net sich das Vir­tu­al Rea­li­ty Head­set in Ver­bin­dung mit einem Smart­pho­ne als preis­güns­ti­ge Alter­na­ti­ve zu einer Vir­tu­al Rea­li­ty Bril­le.

Vir­tu­al Rea­li­ty Bril­le

Die Vir­tu­al Rea­li­ty Bril­le ver­spricht die rea­lis­tischs­ten Erleb­nis­se in einer vir­tu­el­len Welt. Es gibt Desk­top basier­te Bril­len und Stan­da­lo­ne Bril­len. Desk­top basier­te Bril­len wer­den an einen PC ange­schlos­sen. Die Sze­ne wird vom PC gela­den und von der Vir­tu­al Rea­li­ty Bril­le dar­ge­stellt. Somit steht dem Nut­zer sehr hohe Rechen­leis­tung zur Ver­fü­gung. Die Bril­le ist jedoch immer mit einem Kabel am PC ver­bun­den, was die Bewe­gungs­frei­heit ein­schränkt. Stan­da­lo­ne Bril­len wer­den ohne zusätz­li­ches Equip­ment betrie­ben. Sie sind nicht so leis­tungs­stark wie ein PC, für die meis­ten Anwen­dun­gen jedoch aus­rei­chend. Der Nut­zer genießt die vol­le Bewe­gungs­frei­heit, muss jedoch einen höhe­ren Kauf­preis ein­pla­nen.

Das Sicht­feld bei Vir­tu­al Rea­li­ty Bril­len beträgt ca. 100° bis 110°. Das Tracking funk­tio­niert über Sen­so­ren in der Bril­le sowie über exter­ne Sen­so­ren, die die Posi­ti­on des Nut­zers erfas­sen. Preis­lich lie­gen die­se Bril­len bei 450 Euro bis 600 Euro. Sie eig­nen sich für Nut­zer, die die höchs­te Anfor­de­rung an die Qua­li­tät von Vir­tu­al Rea­li­ty haben.

Wie nut­ze ich Vir­tu­al Rea­li­ty?

Vir­tu­al Rea­li­ty Anwen­dun­gen wer­den über den Brow­ser oder durch allein­ste­hen­de Pro­gram­me bzw. Apps gestar­tet. Bei der Bedie­nung über den Brow­ser navi­giert der Nut­zer über den Brow­ser in der Vir­tu­al Rea­li­ty Bril­le zur gewünsch­ten Web­sei­te. Allein­ste­hen­de Pro­gram­me bzw. Apps wer­den per Klick aus­ge­führt. Die Navi­ga­ti­on in der vir­tu­el­len Welt funk­tio­niert mit­tels kör­per­ei­ge­nen Bewe­gun­gen und exter­nen Blue­tooth Con­trol­lern.

Wel­che Anwen­dungs­ge­bie­te für Vir­tu­al Rea­li­ty gibt es?

Vir­tu­al Rea­li­ty fin­det immer mehr Anklang in der Gesell­schaft. Vie­le Nut­zer sind sehr inter­es­siert an die­ser Tech­no­lo­gie und das Inter­es­se wächst ste­tig. Hier sind typi­sche Anwen­dungs­ge­bie­te für Vir­tu­al Rea­li­ty:

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Unter­hal­tungs­in­dus­trie

Im Bereich der Com­pu­ter­spie­le sorgt Vir­tu­al Rea­li­ty für ein­zig­ar­ti­ge Spiel­erleb­nis­se. Der Nut­zer taucht völ­lig in eine vir­tu­el­le Welt ein und kann sich frei in ihr bewe­gen. Auch Fil­me und Vide­os las­sen sich in einer vir­tu­el­len Umge­bung schau­en und ver­spre­chen einen rea­lis­ti­schen 3D-Effekt.

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Schu­lun­gen / Trai­nings / Wei­ter­bil­dun­gen

Schu­lun­gen, Trai­nings und Wei­ter­bil­dun­gen las­sen sich durch Vir­tu­al Rea­li­ty rea­lis­tisch und pra­xis­nah gestal­ten. Der Ler­nen­de kann die Maschi­ne oder das Pro­dukt grei­fen und damit inter­agie­ren, ohne tat­säch­lich damit in Berüh­rung zu kom­men.  Somit wer­den Gefah­ren beim Erler­nen der Bedie­nung vor­ge­beugt und die Schu­lung kann abseits des regu­lä­ren Betriebs durch­ge­führt wer­den.

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Leh­re

Vir­tu­al Rea­li­ty ist ein beson­de­res Erleb­nis für alle Alters­grup­pen. Daher eig­net sich die Tech­no­lo­gie auch im schu­li­schen oder uni­ver­si­tä­ren Ein­satz. Zum Bei­spiel kön­nen Fremd­spra­chen anhand von rea­lis­ti­schen All­tags­si­tua­tio­nen ver­in­ner­licht wer­den.

Wie wer­den Vir­tu­al Rea­li­ty Anwen­dun­gen erstellt?

Zum Erstel­len von Vir­tu­al Rea­li­ty Anwen­dun­gen sind grund­le­gen­de Pro­gram­mier­kennt­nis­se erfor­der­lich. Im Fol­gen­den wer­den zwei mög­li­che Platt­for­men bzw. Frame­works zur Erstel­lung von Vir­tu­al Rea­li­ty Con­tent vor­ge­stellt.

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A‑Frame — Vir­tu­al Rea­li­ty für den Brow­ser

A‑Frame ist ein auf Java­Script basie­ren­des Frame­work, mit dem sich Vir­tu­al Rea­li­ty Anwen­dun­gen für den Brow­ser erstel­len las­sen. Grund­le­gen­de Sze­nen las­sen sich durch ein­fa­che HTML Befeh­le erzeu­gen. Um kom­ple­xe­re Sze­nen zu erstel­len, las­sen sich selbst geschrie­be­ne Java­Script Kom­po­nen­ten ein­bin­den. Das Frame­work ist Open Source und kann von jedem kos­ten­frei genutzt wer­den. Es gibt eine Com­mu­ni­ty, die regel­mä­ßig Updates und zusätz­li­che Kom­po­nen­ten zur Ver­fü­gung stellt. Wei­te­re Infor­ma­tio­nen fin­den Sie auf der Web­sei­te von A‑Frame.

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Unity — Umfang­rei­che Vir­tu­al Rea­li­ty Apps

Unity ist eine umfang­rei­che Platt­form zum Erstel­len von Vir­tu­al Rea­li­ty Anwen­dun­gen. Sie bie­tet zahl­rei­che Mög­lich­kei­ten und Kom­po­nen­ten, um umfang­rei­che Pro­jek­te zu erstel­len. Bei der Arbeit mit Unity sind zusätz­li­che Pro­gram­mier­kennt­nis­se in der Spra­che C++ not­wen­dig. Zusätz­lich zu Unity benö­tigt der Pro­gram­mie­rer ein Soft­ware Deve­lo­p­ment Kit (SDK). Auf­grund der Kom­ple­xi­tät die­ser Platt­form sind Vor­kennt­nis­se im Umgang mit Gaming Engi­nes hilf­reich. Ande­ren­falls bedarf es einer inten­si­ven Ein­ar­bei­tungs­pha­se. Wei­ter­füh­ren­de Infor­ma­tio­nen erhal­ten Sie auf der Web­sei­te von Unity.

Vir­tu­al Rea­li­ty für Ihr Unter­neh­men

Sie haben Schu­lungs­in­hal­te, Trai­nings oder Pro­dukt­vor­stel­lun­gen, die Sie in Ihrer indi­vi­du­el­len Vir­tu­al Rea­li­ty Umge­bung ver­mit­teln wol­len?

Wir kön­nen Sie dabei unter­stüt­zen.

Unse­re Ent­wick­ler arbei­ten mit dem Open Source Frame­work A‑Frame. Hier­mit wer­den Vir­tu­al Rea­li­ty Anwen­dun­gen erstellt, die sich im Brow­ser dar­stel­len las­sen und so mit allen End­ge­rä­ten kom­pa­ti­bel sind.

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