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Virtuelles Raumerlebnis für Wissenschaft und Technik

Die anschauliche Darstellung von Produkten und Anlagen im virtuellen 3D-Modell kann helfen, Entwicklungszeiten in der Designphase zu verkürzen und damit Kosten zu sparen. Das 3D-Visualisierungszentrum der Georg-Simon-Ohm-Hochschule für angewandte Wissenschaften Nürnberg setzt dazu als Dienstleister für Fachbereiche und Unternehmen leistungsfähige Projektionstechnologie ein.

Bild: Schneider Digital

Interaktion steht im Vordergrund, wenn aktuelle 3D-Technologien für die Visualisierung von Produkten eingesetzt werden. An dieser Technologie arbeitet aktuell auch das 3D-Visualisierungszentrum der Georg-Simon-Ohm-Hochschule in Nürnberg. An der Einrichtung kooperieren mehrere Fakultäten: Architektur, Design, Elektrotechnik, Feinwerktechnik Informationstechnik, Maschinenbau und Versorgungstechnik. Die Zielvorgabe lautet, sowohl für verschiedene Fachbereiche als auch für Unternehmenskunden dreidimensionale Visualisierungen zu erstellen.

Das jünste Projekt stellt Mario Lusic, wissenschaftlicher Mitarbeiter am 3D-Visualisierungszentrum, im Konferenzraum des Zentrums vor: Im hinteren Teil des Raums befindet sich ein großer Tisch mit etwa zwölf Stühlen, die den Blick auf eine Projektionswand freigeben. Mit einer Fläche von 3,53 x 2,20 Metern bedeckt sie die hintere Wand vollständig, fast wie in einem Kino. „Was uns aber wirklich beeindruckt, ist die geringe Tiefe der Wall, nur etwa 60 Zentimeter. Andere Geräte dieser Art benötigen zwei bis drei Meter Platz. Dann wäre es hier nicht so geräumig“, sagt Lusic. An einem kleinen Schreibtisch, der sich an der rechten Wand des Raumes befindet, sitzt ein Mitarbeiter und gibt Daten in einen Rechner ein. Neben ihm steht ein schwarzes Rack mit vier Rechnern.

3D-Welten möglichst realitätsnah gestalten

Driton Morina, ebenfalls wissenschaftlicher Mitarbeiter der Forschungseinrichtung, deutet auf eine Brille auf dem Konferenztisch. Sie hat links und rechts am Rahmen antennenartige Stäbe mit kleinen silberfarbenen Kugeln. Um ein Modell in 3D auf der Projektionswand zu betrachten, muss man diese Brille aufsetzen. Aus dem zuvor verschwommenen 2D-Bild wird erst dann eine scharfe, dreidimensionale Projektion: Ein Fahrzeugmodell wird auf einem Felsplateau des Monument Valley im US-Bundesstaat Utah dargestellt. Die Sonne strahlt über einem azurblauen Himmel. An einigen Stellen liegt noch Schnee. Sobald der Betrachter auf die Projektionswand zugeht, kommt das Auto ebenfalls näher, der Perspektivwechsel entspricht den Sehgewohnheiten des Anwenders.

So kann der Betrachter an der rechten oder linken Seite des Autos virtuell vorbeigehen, das Fahrzeug erscheint dabei stets in der entsprechenden Perspektive. „Vorsicht, passen Sie auf! Sie stoßen an die Wand!“, ruft Morina. „Das geschieht immer wieder, wenn die Leute in die 3D-Welt eintauchen. Alles kommt einem so realistisch vor, dass man gar nicht merkt, wo die Projektionswand anfängt. Wenn Sie wollen, können Sie auch einen Blick in das Auto werfen.“ Dazu kommt ein Joystick zum Einsatz, der einen Griff mit einem Auslöser und vorne eine Öffnung hat. Sobald der Anwender den Auslöser betätigt, verbindet ein leuchtender roter Strahl das Steuergerät mit dem virtuellen Automobil.

Durch Druck auf den Auslöser lassen sich die einzelnen Karosserieteile von dem Modell entfernen, und der Blick ins Innere wird frei. Am Anfang bereitet es dem Betrachter noch Schwierigkeiten, aber nach zwei oder drei Versuchen klappt es recht gut – und die virtuellen Karosserieelemente liegen auf dem steinigen Untergrund. Der Blick kann über die schwarzen Sitze zum Lenkrad und zum Armaturenbrett schweifen.

Projektionstechnik mit niedriger Bautiefe

Die im Rahmen des Projektes eingesetzte Projektionswand mit dem Namen Mini VR-Wall hat Schneider Digital aus Miesbach zusammen mit der Firma 3D Insight entwickelt und hergestellt. Die Fläche von rund acht Quadratmetern genügt, um dem Benutzer ein realistisches Raumerlebnis zu bieten. Im Konferenzraum des 3D-Visualisierungszentrums nimmt die Installation die hintere Wandfläche ein und wirkt dabei so groß wie die Leinwand in einem kleinen Kino.

Die vier Projektoren mit ihren ‚Light Engines‘ sind in schmalen Blechstreifen ober- und unterhalb der Leinwand integriert. „Die handlichen Maße der Wall waren letztlich das entscheidende Argument für uns“, erläutert Lusic. Für die Benutzer hat die Konstruktion der Anzeige noch einen Vorteil: Sie können unmittelbar davor agieren, ohne dass Hand- oder Armbewegungen störende Schatten erzeugen.

Das macht es auch möglich, auf bestimmte Teile des projizierten Bildes zu deuten oder sie aus der Nähe betrachten zu können. Realistisch wirken die Projektionen auch durch die hohe Auflösung: Eine Pixelgröße von nur 1,5 Millimetern lässt auch in kurzen Abstand von dem Projektionsgerät Linien und Konturen hervortreten. Darüber hinaus entlastet die geringe Pixelgröße die Augen des Betrachters bei längerem Arbeiten.


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