3D Visualisierung

Eine Gruppe von Wissenschaftlern arbeitet gemeinsam in einem Labor. Experimente werden gemacht, Daten erhoben, Ergebnisse festgehalten. Doch die Wissenschaftler müssen sich dazu nicht mehr am selben Ort befinden. Labor und Ausrüstung werden über eine 3D-Umgebung simuliert und gesteuert. Könnte so die Forschung der Zukunft aussehen?

Virtualisierung von Forschungsumgebungen
An der Hochschule für Medien in Stuttgart werden Forschungsumbegungen parallel zum realen Pendant in 3D aufgebaut. Über diese Schnittstelle sollen dann beispielsweise Roboter im Labor ferngesteuert, kollaborativ an Projekten gearbeitet und die Forschungsergebnisse leicht zugänglich gemacht werden.
Labor und Ausrüstung werden über eine 3D-Umgebung simuliert und gesteuert. Die Beobachtung des realen Aufbaus und Ablauf des Experiments kann mit Hilfe einer bzw. mehreren Webcams beobachtet werden. Alle Fenster und Sichten kann der Benutzer zur besseren Bedienung und zur Übersicht in das virtuelle HUD (Head-Up-Display) legen.

 

Remote-Labor "Synthese von Nanopartikeln"
Prototypischer Aufbau des virtuellen Nanotechnik-Labors des FMF der Universität Freiburg in 3D. Dokumente (z.B. im PDF-Format) lassen sich zur gemeinschaftlichen Nutzung via Drag&Drop in die virtuelle Umgebung einbinden. Die Steuerung der Geräte erfolgt via VNC-Client, der ebenfalls in die virtuelle Umgebung eingebunden und von anwesenden Benutzern bedient werden kann.

 

Remote-Labor "Digitale Holografie"
Prototyp zur simulierten Darstellung von Hologrammen für das virtuelle Holographie-Labor des ITOs der Universität Stuttgart. Jeweils links ist die Darstellung als Bild zu sehen, jeweils rechts dagegen die Darstellung als virtuelles Diagramm. Dieser Prototyp diente auch als Basis für Versuche mit einem einfachen Head-Tracking System auf Basis einer WiiMote.

 

Direkte Steuerung von Geräten
Konzept für die direkte Steuerung von Geräten (hier am Beispiel der Mikrowelle des FMFs) in virtuellen 3D-Laboren. Einzelne Teile des Geräts die manipuliert werden können leuchten auf, wenn sie sich unter dem Mauszeiger befinden und können angeklickt werden. Bietet ein Teil eines Gerätes mehrere Funktionen, so kann zwischen ihnen durch 3D-Icons die Funktion gewählt werden. Hier beispielhaft dargestellt eine mögliche (direkte) Nachbildung der Steuerung der Mikrowelle so wie der schnelle Zugriff auf die aktuell gemessenen Messdaten.

 

Realisierung mit Open-Source-Software
Die Virtualisierung dieser Labore erfolgt mit der Software Project Wonderland von Sun Microsystems, einem Werkzeug zur Entwicklung von 3D-Welten, ein Open-Source-Projekt und somit offen für Weiterentwicklungen. 
 
Ansprechspartner: Prof. Dr. Walter Kriha, Norman Pohl, Hochschule der Medien [Link]