Der Einsatz von Virtual Reality in der Praxis

Handbuch für Studenten und Ingenieure

Uwe Hausstädtler

Kurzübersicht

Handbuch für Studenten und Ingenieure
ISBN: 978-3-941216-14-3
Veröffentlicht: Februar 2010, 2., überarbeitete Auflage. Auflage, Einband: Broschur, Seiten 216, Format DIN A5, Gewicht 0.3 kg
Lieferzeit: 2 - 6 Werktage
Verfügbarkeit: Ausverkauft
0,00 €

Der Einsatz von Virtual Reality in der Praxis

Mehr Ansichten

Details

 

Zum Buch

Virtuelle Realität findet im industriellen Umfeld immer weitere Verbreitung. Das Buch versteht sich als Informationsquelle für praxisnahe Entscheidungen, als »Erste Hilfe« im täglichen Einsatz und als Lernunterstützung in Ausbildung und Studium.
Für diese Auflage wurden alle Kapitel überarbeitet, umfassend illustriert und um Vieles ergänzt. Es sind auch neueste Ergebnisse aus der Forschung sowie der Hard- und Softwareentwicklung eingeflossen.
Ein umfangreicher Anhang mit mehreren Abbildungen erleichtert den Einstieg in dieses Metier. Thematisch spannt der Autor den Bogen von der Planung über die 3D-Modellierung bis zur Nutzung von VR-Systemen. Langjähriges Erfahrungswissen wird kompakt und verständlich vermittelt. Durch weitestgehende Unabhängigkeit von kommerziellen Anbietern bleibt die Neutralität vieler Informationen gewahrt.

 

Der Autor

Uwe Hausstädtler, Dipl.-Ing. für Konstruktionstechnik, verfügt über fundiertes Wissen zu Theorie und Praxis der Virtuellen Realität. Hausstädtler war VR-Operator bei der artemedia ag und sechs Jahre Wissenschaftlicher Mitarbeiter der TU Chemnitz

 

 

 Vorwort

Zugegeben, das Zitat von Comenius war seinerzeit sicher nicht auf virtuelle Realität gemünzt, sondern auf Pädagogik, aber ist es nicht trotzdem erstaunlich, dass uns hier etwas aus dem siebzehnten Jahrhundert begegnet und heute noch so aktuell und berechtigt erscheint? Außerdem – VR und Ausbildung gehören zusammen.
Die Virtuelle Realität ist noch jung und vielen komplexen Beziehungen unterworfen, sie muss sich erst noch etablieren. Das Buch soll, nunmehr in der zweiten Auflage, seinen Beitrag dazu leisten.
Vor allem die Computergrafik schreitet in ihrer technischen Entwicklung derart schnell voran, dass eine Beschreibung in Buchform oft schon bei dessen Erscheinen im Veralten begriffen ist. Daher beziehen sich Aussagen zu Preisen und technischen Details auf den Recherchezeitraum bis Ende 2009. Ungeachtet dessen wurde Wert darauf gelegt, dass alle sonstigen Angaben naturwissenschaftlicher und terminologischer Natur dem heutigen Stand von Wissenschaft und Technik entsprechen.
Das Buch wendet sich als Nachschlagewerk vornehmlich an Studenten technischer Fachrichtungen, aber auch an Ingenieure, die im Berufsleben stehen und sich neuen Aufgaben stellen wollen oder müssen. Auch soll es jedem interessierten Unternehmer eine Hilfestellung für Entscheidungen sein. Grundsatz war, die Problematik an praktischen Kriterien zu erläutern, weitestgehend anbieterunabhängig zu sein und soweit wie möglich auf betont wissenschaftliche Terminologie zu verzichten. Einige Begriffe und Abkürzungen, die mir selbstverständlich erscheinen, sind erst im Anhang erklärt.
Verbesserungsvorschläge, Kritik und inhaltliche Anregungen werden gern entgegen genommen. In der vorliegenden Auflage wurden Fehler und unzulängliche Formulierungen der ersten Auflage verbessert, viele Erläuterungen verdichtet, fast alle Abbildungen neu erstellt und zwei Kapitel umfangreich ergänzt, um den Bearbeitern von 3D-Modellen und Szenen die Arbeit zu erleichtern. Mit der umfangreicheren Beschreibung von Modelliertechniken und der Fehlerbeseitigung ist nicht beabsichtigt, Softwarehandbücher und Tutorials zu ersetzen, sie verdeutlicht lediglich allgemein gültige Vorgehensweisen und Funktionsprinzipien, um dem Leser die Mühe zu ersparen, danach gesondert suchen zu müssen.
Die Kapitel sind so gehalten, dass der Leser das für ihn Wichtige möglichst kompakt angeboten bekommt, für das er sich interessiert, auch wenn sich dadurch Redundanzen nicht vermeiden lassen. An einigen Stellen habe ich mir erlaubt, vor allem aus Sicht der studentischen Ausbildung, etwas ins Detail zu gehen, um erste eigene Schritte anhand praktischer Beispiele zu unterstützen.
Uwe Hausstädtler, im Dezember 2009

 

I n h a l t s v e r z e i c h n i s

1    Einleitung    13
1.1    Virtual Reality im Allgemeinen    13
1.2    Beschränkung auf technische Anwendungen    14
1.3    Vorteile und Nutzen der virtuellen Realität    16

2    Planung des Virtual Reality Einsatzes     21
2.1    Analyse der Visualisierungsaufgabe     22
2.2    Kosten-Nutzen-Rechnung    24
2.3    Praxis-Tipps zur Entscheidungsfindung    29
2.4    Sonstige Überlegungen    32

3    Hardware für VR-Visualisierungen    35
3.1    Computertechnik    35
3.2    Stereoprojektionsverfahren    37
3.3    Fotometrische Größen in der Computergrafik    40
3.4    Videoprojektoren    42
3.5    Projektionswände    46
3.6    Trackingtechnik    48
3.7    Interaktionstechnik    52
3.8    Alternative VR-Geräte    55
3.9    Selbstbau und Low-Cost    56
3.10    Datensicherung und Datensicherheit    56

4    Der Einsatz höher immersiver Systeme    61
4.1    Vergleich virtueller Umgebungen    61
4.2    Bedienmetaphern    65
4.3    Interaktion und Genauigkeit    67

5    Softwarewerkzeuge    77
5    Softwarewerkzeuge    77
5.1    Klassische VR-Software    78
5.1.1    Shareware und Low-Cost-VR    79
5.1.2    Entwicklungsumgebungen – Frameworks    80
5.1.3    Kommerzielle Software    81
5.1.4    VR-Alternativen: Planer, Viewer und Konverter     86
5.2    Modelliersoftware    86
5.3    Spezialsoftware    89
5.4    Herstellung abgeleiteter Produkte    89

6    Der praktische Einsatz von VR    95
6.1    Typische Industrieszenarien    95
6.1.1    KMU als eigenständige Projektbearbeiter    96
6.1.2    KMU als Subunternehmer    98
6.1.3    Konzern    99
6.1.4    Sonderfall Forschung und Entwicklung    100
6.2    Hypothetische Beispielszenarien in der Industrie    101
6.2.1    Szenario 1 – Schwerpunkt Projektpräsentation    101
6.2.2    Szenario 2 – Schwerpunkt Innerbetrieblicher Prozess    102
6.2.3    Szenario 3 – Schwerpunkt Außenwirkung    103
6.3    Ergänzende Tätigkeiten    104
6.3.1    Ergänzende Arbeiten im Detail    106
6.3.2    Multimodales Rendering    107
6.3.3    Kooperatives Arbeiten – CSCW    108
6.3.4    Integration in bestehende Datenverarbeitung    110

7    3D-Modellbearbeitung    115
7.1    Ausgangsbasis    116
7.2    Quellen polygonaler 3D-Daten    116
7.3    Formatentscheidung und Datenkonvertierung    118
7.4    Allgemeine Hinweise zum Bearbeiten von Modellen    120
7.5    Modellbeschreibung durch VRML    125
7.6    Umgang mit LOD    135
7.7     Grundlegende Modelliertechniken    139
7.8    Typische Modellfehler und deren Beseitigung    143
7.9    Erstellen von Szenen-Umgebungen    146
7.10    Voxelmodelle    149

8    Grafische Aufwertung von Modellen und Szenen    153
8.1    Zweck und verwendete Software    153
8.2    Grundlagen der Texturerstellung    155
8.3    Vertiefende Betrachtungen zur Texturierung    162

9    Zusammenfassung, Trends und Visionen    169
 

10    Anhang    177

10.1    Abkürzungsverzeichnis    177
10.3    Wichtige Datei- und Videoformate    182
10.5    Verwendete Internetadressen    190
10.6    Kommentiertes Literaturverzeichnis    191
10.7    Abbildungsverzeichnis    194
10.9    Farbabbildungen    204



Zusatzinformation

Gewicht 0.3000
Lieferzeit 2 - 6 Werktage