Kollab-VR

Detailbeschreibung

Unternehmen nutzen zunehmend virtuelle Realität, um reale Vorgänge in der virtuellen Welt möglichst realistisch zu reproduzieren, und so meist Lern- oder Trainingsszenarien abzubilden. Dabei kommt häufig ein komplexer und aufwendiger Aufbau mit teurer und leistungshungriger Hardware zum Einsatz.

Im Projekt Kollab-VR soll ein anderer Ansatz gezeigt werden, der mit minimalem Einrichtungsaufwand eine VR-Erfahrung ermöglicht. Über eine VR-Brille greift man über den integrierten Browser auf die VR-Anwendung zu. Auf einen PC, Verkabelung, Handcontroller und die Installation von Apps wird dabei verzichtet. Dieser Demonstrator soll insbesondere jene Vorteile von virtueller Realität zeigen, die sich in der realen Welt nur schwer oder gar nicht abbilden lassen. Ein Schwerpunkt liegt dabei auf der Vernetzung. Personen, die sich an beliebigen Orten auf der Welt befinden, können sich in einen virtuellen Raum einwählen, um dort miteinander zu interagieren. Dabei werden Teilnehmer als Avatare mit detaillierten Kopf-, Hand- und Fingerbewegungen abgebildet. Ein weiteres Feature, das sich in der realen Welt nicht abbilden lässt, besteht in der Möglichkeit der Aufzeichnung des gesamten VR-Raums, und damit verbunden der Wiedergabe wiederum in VR.

Anstatt konkrete Anwendungsfälle zu demonstrieren, in denen sich der Unternehmer möglicherweise nicht wiederfindet, stellt das System eine Spielwiese dar, die Unternehmer zu eigenen Ideen für Einsatzszenarien inspirieren soll.

Vorteile der Lösung

Die Lösung bietet sowohl für die einsetzenden Unternehmen als auch die Endnutzer der VR vielseitige Vorteile. Unternehmen profitieren bei der Einrichtung von geringen Anschaffungskosten für die Hardware. Durch Einsatz der Oculus Quest 2 VR-Brille oder ähnlichen autarken Consumer-Brillen entfällt die Notwendigkeit der Anschaffung eines teuren PCs. Die VR-Lösung kann überall eingesetzt werden, wo WLAN verfügbar und etwas Platz für ausreichend Bewegungsfreiheit vorhanden ist. Ein dedizierter Raum mit besonderer Hardwareeinrichtung wird nicht benötigt. Der überschaubare Implementierungsaufwand mit den eingesetzten Web-Technologien ermöglicht auch kleineren Unternehmen, maßgeschneiderte Lösungen für die eigenen Anwendungsfälle zu erstellen.

Von den geringen Einstiegshürden des Systems profitieren auch die Nutzer. Die Software erfordert keine Installation. Nach dem Aufsetzen der Brille kann der Nutzer durch Besuch einer Webseite direkt in die virtuelle Welt einsteigen. Die Nutzung erfolgt intuitiv durch Interaktion mit den Händen. Die Handcontroller der Brille werden nicht benötigt. Durch die autarke Funktion der Brille behindern keine Kabel die Bewegungsfreiheit.
Da die Lösung komplett mit Webtechnologien umgesetzt wurde, ist der Einstieg in den virtuellen Raum auch über den Webbrowser jedes gewöhnlichen PCs möglich. So können auch Personen, die keine VR-Brille einsetzen, z.B. als Zuschauer oder auch in beratender oder überwachender Funktion mit einsteigen.

Durch die Verfügbarkeit einer Aufzeichnungsfunktion für den VR-Raum hebt sich das System insbesondere gegenüber anderen VR-Lernsystemen ab. Vorgänge und Interaktionen können im Nachgang z.B. auch in Zeitlupe genau analysiert werden. Die Möglichkeit live in eine Aufnahme einzusteigen, um die durchgeführten Aktionen an einer beliebigen Stelle fortzusetzen oder zu wiederholen, stellt einen einzigartigen Vorteil der VR-Anwendung dar.

Demonstrationsszenarien

Das System bildet zunächst grundlegende Interaktionsmöglichkeiten mit den Objekten in der virtuellen Welt ab. Dazu gehört insbesondere das Greifen, Fangen, Transportieren oder Werfen von Gegenständen mit den Händen. Dabei steht immer auch die Interaktion mit anderen Besuchern des Raums im Vordergrund, so können sich die Personen gegenseitig Gegenstände reichen oder zuwerfen. Die dargestellten Szenarien umfassen auch das Erzeugen und Zerstören von Objekten. Gemeinsames Aufbauen von Objekten aus Bausteinen wird durch die Technologie ebenfalls ermöglicht.

Das System demonstriert auch virtuelle fliegende Roboter, die mit einer virtuellen Fernbedienung gesteuert werden. Die Roboter können dabei ähnlich mit den Objekten im Raum interagieren, wie eine Person. Es ist auch möglich, dass ein Roboter von zwei Personen gleichzeitig gesteuert wird.

Als weiteres Demonstrationsszenario gibt es eine virtuelle Tischtennisplatte. Neben der Möglichkeit sportlicher Betätigung zeigt dieses Szenario jedoch auch Grenzen der Handerkennung auf, da nur mäßig schnelle Bewegungen im Blickfeld der Kameras der VR-Brille sauber genug erkannt werden. Hier ist es daher sinnvoll, auf Handcontroller zurückzugreifen, die optional von der Anwendung ebenfalls unterstützt werden, um Handbewegungen zu emulieren.

Technologisch basiert das System auf den Webtechnologien WebXR für die VR-Anbindung und three.js als API für das 3D-Rendering in Javascript und Wrapper zu WebXR. Als Hardware wird die Oculus Quest 2 Brille eingesetzt, jedoch sollte die Software auf allen Brillen funktionieren, die WebXR unterstützen.

Einsatzgebiete

Neben den verbreiteten Einsatzmöglichkeiten in Lern- und Trainingsszenarien bieten sich Anwendungsfälle in Architektur und Kunst an, z.B. beim interaktiven Design. Ein weiteres Einsatzgebiet ist die sportliche oder auch spielerische Betätigung, die in Unternehmen auch für die Verbesserung sozialer Interaktion zwischen Mitarbeitern genutzt werden kann. Auch Anwendungsfälle in gesundheitlichen Bereichen können abgebildet werden, z.B. in der Bekämpfung von Phobien, beispielsweise in der Überwindung von Höhenangst.