Virtuelle Realität

zusammengestellt und überarbeitet von Nils Philippsen

Inhaltsverzeichnis
Vorwort
1. Virtuelle Studios
Einführung
Begriffsklärung
Virtuelles Studio
Vergleich mit herkömmlichen Studios
Möglichkeiten eines virtuellen Studios
Prinzipielle Funktionsweise
Ausblick
Quellen & Links
2. Virtual Reality in der Telekommunikation
Einführung
Virtuelle Realität und Cyberspace
Telepräsenz und Telerobotik
Computer Supported Cooperative Work (CSCW)
Televirtuality
Zusammenarbeit in der virtuellen Welt
Projective-Display-Systems
VR-Systeme
Beispiele für VR-basierte Online-Anwendungen
Beispielanwendung SpaceWeb
Fujitsu Habitat - WorldsAway
World Chat und Alphaworld
Avatare in der Telekommunikation
Was ist ein Avatar ?
Einsatzgebiete
Palace
InterSpace
Möglichkeiten der VR
Gefahren im Cyberspace
Entertainment
Interaktive Spielfilme
Interaktive Computerspiele
3. Virtual Reality in Entertainment und Training
VR in Entertainment
Virtual Reality - Cafés
"The Virtual Endeavour"
Virtual Pompeii
Virtual Reality und der Spielemarkt
Virtual Reality im Training
Virtual Reality im Militär
Virtual Reality in der Medizin
Virtual Reality in der Therapie
Virtual Reality in der Rehabilitation
Virtual Reality und Schule
4. VR in der Medizin
Einleitung
Die Rolle der VR in der Medizin
VR als Training für die Praxis
VR als Hilfsmittel zur Lehre
VR und Untersuchungsergebnisse
Eine Operation mittels VR vorbereiten
Robotik und VR in der Medizin
Ein Mikrochirurgiesystem
Telechirurgie
Therapie und Rehabilitation
Zukunftsmusik - Das virtuelle Krankenhaus der Zukunft
Zusammenfassung
Interessante Links
Quellen
5. Design und Prototyping
CAD – Computer Aided Design
2D-Zeichnungen und Daten
Zeichnungsaustausch
CAM, CAE und Zeichnungsdaten
Die 3. Dimension
Die Eingabe
Anwendungsgebiete
Zeichnungsaustausch
Anwendungsbeispiele und Software
CAD – Software
Virtuelle Realität
Film und Werbung
Prototyping
6. Virtuelle Realität in der Automobilindustrie
Einleitung
Beispielprojekte
Das Volkswagen-Projekt
Das virtuelle Innenraummodell von BMW
Einsatz von VR bei der Karosserieberechnung
Einleitung
Einsatzgebiete
Benutzerschnittstelle und Interaktion
Das virtuelle Fahrzeug
7. Virtuelle Akteure
Einleitung
History
Background
Virtuelle Akteure (Avatare)
Was sind Virtuelle Akteure?
Wie entsteht ein virtueller Akteur?
Was für  virtuelle Akteure gibt es?
Wo werden Virtuelle Akteure eingesetzt?
8. Kinematische Modelle für virtuelle Akteure
Einleitung
Inverse Kinematik
Hinführung
Grundlagen der Vorwärtskinematik
Grundlagen der Inversen Kinematik
Grenzen der Inversen Kinematik
Motion Capture
Hinführung
Elektromagnetische Systeme
Optische Systeme
Vergleich
Grenzen
Key Framing
Hinführung
Methodik der Key Framing Animation
Einordnung der Methoden
Die Mischung der Methoden
Ergänzende Methoden
Ausblick
Quellenverzeichnis
Literatur
Webadressen
9. Facial Animation
Potential der Facial Animation
Modelle zur Simulation von Gesichtern
Interpolation über Key-Frames
Parametrierung
Simulation der Muskelstränge
Facial Action Coding System FACS
Bogen Netzwerke
Abstrakte Muskel Prozeduren
Vektor Operatoren
Physikalische Simulation
Animationsmethoden
Ebene 5: Muskelaktionen
Ebene 4: Minimal wahrnehmbare Bewegungen (MPA)
Ebene 3: Diskrete Aktionen (Ausdruck und Phonem)
Ebene 2: Globale Aktionen (Emotionen, Sprache und Kopfbewegungen)
Emotion
Sprache
Kopfbewegung
Ebene 1: Synchronisation
Steuerung der Animation
Skripte
MIDI-Keyboard
Körperhaltung und Gestik
Echtzeit Digitalisierung
Rendern von Gesichtern
Texture-mapping
Veränderungen durch Emotionen
Ursachen für Bewegungen und Farben (Muskeln, Blutfluß)
Haare
Ausblick
Zusammenfassung und Bewertung
Mögliche Szenerien für die Zukunft
Erweiterungen auf den ganzen Körper (Gestik, Körpersprache)
Literaturverzeichnis
10. Kleidung virtuell
Einleitung
Mode in der virtuellen Realität
Anwendungen in der virtuellen Welt
Wie macht man Mode in der virtuellen Welt?
Grundlagen der Körpermodellierung
Die Gegenwart – und die Zukunft?
Erstellung eines effizienten physikalischen Models
Partikel Systeme
Finite Elemente
Kollisionen und Eigenkollisionen
Einführung
Wie arbeiten die Algorithmen zur Kollisionserkennung?
Geometrischer Ansatz zur Erkennung von Eigenkollisionen
Konsistenz von Ausrichtung und Verformung
Vorteile in der Anwendung
Bilder, Quellen und Links
11. 3D Audio
Sinn und Zweck
Das Hören im Raum
Bewegung
Richtung und Entfernung
Verschiedene Verfahren
3D Surround und andere Techniken
Kunstkopf-Mikrofonie
Schallfeldsimulation
Anforderungen an die Systeme
Ausblick auf zukünftige Möglichkeiten
12. Haptische Ausgabe
Bedeutung
mögliche Krafteinwirkungen
Taktile Wahrnehmung (taktiles Feedback)
Propriozeption (propriozeptorisches Feedback)
Kinästhetische Wahrnehmung (kinästhetisches Feedback)
vorhandene Hardware
Einsatzgebiete
Links im Internet
13. Eingabegeräte
Einführung
Handschuhe
Der DataGlove
Der PowerGlove
Mäuse und verwandte Geräte
2D/6D Maus
Der Spaceball
Körpereingabe
Spracherkennung
Tastaturen
14. Trackingsysteme
Bedeutung
verschiedene Techniken
Verschiedene Verfahren
Mechanisches Verfahren
Elektromagnetisches Verfahren
Akustisches Verfahren
Optisches Verfahren
Kinematisches Verfahren
GPS Verfahren
vorhandene Hardware
Links zum Thema
15. Risiken von Virtual Reality
Einleitung
Physische Risiken
Simulatorkrankheit
Augen- und Hirnschäden
Fehlkonditionierung
Psychische Risiken
Beliebigkeit
Realitätsverlust
Soziologische Risiken
Veränderte Sozialisation
Anarchie
Verarmung
Manipulation
Sprachverlust
Technologische Risiken
Hardwarefehler
Softwarefehler
Anwendungsfehler
Systemfehler
Sabotage
Zusammenfassung
Quellen
16. Das Autorensystem Macromedia Director
Einführung
Struktur von Director
Stage
Cast Window
Score Window
Skript Window
Die Skriptsprache Lingo
Behaviors
Verschiedene Arten von Lingo-Skripten
Audio Implementierung
Grundlagen eines Director Movies
Frame-gesteuertes Director Movie
Skript-gesteuertes Director Movie
Ein Shockwave Movie in HTML einbetten
Weitere Merkmale
Xtras
Quellen und Literatur-Verweise
17. QuickTime VR
Einführung
Objekte einer QuickTime VR Applikation
Panoramen
Objekte
Szenen
Fazit
Beispiel einer QuickTime VR Applikation
Bewertung
Die Panoramen
18. Open GL Tutorial
Einleitung
Ein einfaches Beispiel
Die Ereignisschleife
Ereignisbehandlung in Schleifen
OpenGL Befehlssyntax
Anzahl von Argumenten
Datentypen
Formate
OpenGL Primitive
GL_POINTS, GL_LINES, GL_LINE_STRIP, ...
Ändern des Zustandes
OpenGL-Zustandsvariablen
Modus der Zustandsvariablen
Wert der Zustandsvariablen
Zeichnen in 3D
Darstellungs- und Modellierungstransformationen
Viewport Transformation
Perspektivische Projektion
Orthographische Projektion
Anzeigelisten (Display Lists)
Animationen
Beleuchtung
Quellen
Anhang
Typische OpenGL-Programmstruktur
Reihenfolge der OpenGL Operationen
Bibliotheksunterlagen
Links
Glossar
Quellcode
19. Marktanalyse VR-Software
20. Marktübersicht Grafikkarten
Einführung
Von Neumann-Rechnerarchitektur und VR-Applikationen
Parallelrechner-Architektur und VR-Applikationen
Jeremy Lee: Definition von VR-Applikations-Prozessen
OpenGL
Technische Merkmale der Graphikkarten
Der RAMDAC
Der Bustyp
Testumgebung
Benchmark
3D-Studio MAX 2 Tests
Cinema 4D XL Tests
Quellen
21. VRML Linksammlung
VRML-Beispiele
Diverse
Werkzeuge zum Erstellen von VRML-Welten und -Objekten
Kurzbeschreibungen
VRML 2.0 Browser
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