Anhand einer Befragung zu virtuellen und hybriden Prototypen, einem multimodalen Lösungsansatz zur Beurteilung von virtuellen Prototypen (Buchholz 2017), werden Erwartungshaltungen, Erfahrungswerte und Prioritäten von Experten in der Produktentwicklung dargestellt und analysiert. Die qualitative Expertenbefragung spiegelt ein aktuelles Meinungsbild der deutschen Industrie zur Verwendung solcher Prototypen wieder und eröffnet eine detaillierte Sicht auf Hürden, die es bei der Entwicklung und Planung zu bewältigen gilt, um die Hemmschwellen für den Einsatz mindern zu können. Im Zuge des Verbundprojekts „RobVRAR - Funktionale virtuelle Prüfsysteme für die roboterbasierte Qualitätsprüfung“ ist in Zusammenarbeit mit der Firma Battenberg ROBOTIC GmbH & Co. KG ein Heckklappen-Demonstrator gebaut worden, der sich als repräsentatives Beispiel eignet. Die Expertenbefragung enthält allgemeine Fragen zu hybriden Prototypen und Fragen, die sich konkret mit dem Heckklappen-Demonstrator befassen.

Die Produktvisualisierung in AR/VR-Anwendungen erfordert einen weitgehend manuellen Prozess der Datenaufbereitung. Bisherige Veröffentlichungen konzentrieren sich auf die fehlerfreie Triangulation oder Transformation von Produktstrukturdaten und Anzeigeattributen für AR/VR-Anwendungen. Diese Arbeit konzentriert sich auf die Aufbereitung der benötigten Geometriedaten. In diesem Zusammenhang kann durch Automatisierung eine deutliche Aufwandsreduzierung erreicht werden. Die Schritte der Geometrieaufbereitung werden identifiziert und auf ihr Automatisierungspotenzial hin untersucht. Darüber hinaus werden mögliche Kopplungen von Teilschritten diskutiert. Es wird eine Struktur für den Geometrieaufbereitungsprozess vorgeschlagen. Mit diesem strukturierten Prozess wird es möglich, die verfügbare Rechenleistung der Zielplattform bei der Geometrieaufbereitung zu berücksichtigen. Die Anzahl der zu rendernden Objekte, die Qualität der Tesselierung und der Detailgrad können durch die automatisierte Wahl der Transformationsparameter gesteuert werden. Es wird ein Software-Tool vorgestellt, in dem Teile der automatischen Aufbereitung bereits implementiert sind. Nach einer Analyse der Produktstruktur einer CAD-Datei wird die Transformation für jede Komponente (Bauteil oder Baugruppe) durchgeführt. Bisher implementierte Funktionen erlauben z.B. die Auswahl von Komponenten anhand von Filteroptionen, die Transformation im Batch-Modus, das Entfernen bestimmter Details und die Erstellung von UV-Maps. Flexibilität, Transformationsqualität und Zeitersparnis werden beschrieben und diskutiert.

Aus der Einleitung "Der Einsatz von Virtual Reality (VR) Methoden in der Fabrikplanung und Absicherung ist bei großen produzierenden Unternehmen heute in allen Phasen des Produktentwicklungsprozesses (PEP) „State of the Art“ (Runde 2012). Virtual Reality ermöglicht die frühzeitige Visualisierung eines Entwicklungsstands in Originalgröße. Dadurch lassen sich Design- oder Konzeptentwürfe visualisieren, frühzeitig Fehler erkennen und Absicherungen hinsichtlich Ergonomie, oder Ein- und Ausbauuntersuchung durchführen (Rademacher, 2014). Diese Absicherungen, insbesondere die Prüfung von Produktionsanlagen wird heute vor allem mit statische Modellen durchgeführt (Westkämper & Runde 2006). Weiterhin resultiert die zunehmende Vernetzung und Intelligenz von Produktionsanlagen im Kontext von Industrie 4.0 in hochkomplexen Anlagensteuerungen. Zur frühzeitigen Überprüfung der Datenquellen bzw. Planungsdaten für die reale Anlage hinsichtlich ihrer Korrektheit, Vollständigkeit und Konsistenz bereits während der Entwicklung werden daher zunehmend auch Techniken der funktionellen Virtualisierung eingesetzt. ..."

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Virtual Reality (VR) is used for a variety of applications ranging from entertainment to psychological medicine. VR has been demonstrated to influence higher order cognitive functions and cortical plasticity, with implications on phobia and stroke treatment. An integral part for successful VR is a high sense of presence – a feeling of ‘being there’ in the virtual scenario. The underlying cognitive and perceptive functions causing presence in VR scenarios are however not completely known. It is evident that the brain function is influenced by drugs, such as ethanol, potentially confounding cortical plasticity, also in VR. As ethanol is ubiquitous and forms part of daily life, understanding the effects of ethanol on presence and user experience, the attitudes and emotions about using VR applications, is important. This exploratory study aims at contributing towards an understanding of how low-dose ethanol intake influences presence, user experience and their relationship in a validated VR context. It was found that low-level ethanol consumption did influence presence and user experience, but on a minimal level. In contrast, correlations between presence and user experience were strongly influenced by low-dose ethanol. Ethanol consumption may consequently alter cognitive and perceptive functions related to the connections between presence and user experience.

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Erarbeitung eines Planungssystems, wo mit Hilfe des Konzeptes der virtuellen Realität, das effektive Fördervolumen von vorschublosen Schaufelradbaggern im Kopfblockverhieb für beliebige Schneidwiderstände, Scheibenzusammensetzungen, Schneid- und Blockgeometrien bestimmt werden kann. Hierzu wurden am Schaufelradbagger 1510 SRs 6300.50.15 im Braunkohlentagebau Nochten intensive Feldmessungen des Schneidwiderstandes sowie des effektiven Fördervolumens durchgeführt. Besonderes Augenmerk wurde auf Fördervolumenverluste gelegt, welche durch Brems- und Beschleunigungsvorgänge des Radauslegers an den Schwenkenden entstehen. Der Einfluss dieser Fördervolumenverluste an den Schwenkenden wurde analysiert und bewertet. Durch umfangreiche VR Simulationen konnten für den Schaufelradbagger SRs 6300 im Tagebau Nochten optimierte Technologieparameter (Scheibenhöhe, Spantiefe) vorgeschlagen werden.

The ensuing manifestations of reality represent our cultural memory, saved from oblivion in literature. If we accept this as one possible definition of literature, every culture – oral or written – has its cultural memory, in as many facts as there are participants in the cultural progress.

Die rasante Weiterentwicklung der Technik eröffnet vielen Lebens- und Wirtschaftsbereichen völlig neue Möglichkeiten. So ist die stetige Verbesserung von mobilen Geräten auch ein Gewinn für die Kartographie. Im Bereich der erweiterten Realität sind dazu schon einige Anwendungen entwickelt worden. Diese Arbeit stellt verschiedene Augmented Reality Anwendungen vor, nicht nur aus dem Gebiet der Kartographie, sondern aus allen Lebensbereichen. Ein besonderes Augenmerk soll dabei auf der Anwendung mit mobilen Endgeräten liegen. Entstanden ist aus dieser Arbeit ein Campusführer, der nur die Namen der Gebäude anzeigt, welche der Nutzer von seiner Position aus auch tatsächlich sehen kann. Hierfür werden in der Arbeit Sichtbarkeitsanalysen im Allgemeinen und im Speziellen für GIS-Programme untersucht und vorgestellt. Auch die Beschriftung im dreidimensionalen Raum und auf dem Bildschirm von mobilen Geräten wird überblickshaft dargestellt. Abschließend wird der Campusführer getestet und bewertet sowie ein Fazit zum Thema Augmented Reality auf mobilen Endgeräten gegeben.:Abbildungsverzeichnis iii Tabellenverzeichnis vii Abkürzungsverzeichnis ix 1 Einleitung 1 2 Die erweiterte virtuelle Realität - Augmented Reality 3 2.1 Definition der Augmented Reality . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 2.1.1 Das Augmented Reality System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 2.2 Augmented Reality mit mobilen Geräten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 2.2.1 Mobile Geräte und Dienste . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 2.2.2 Mobile Anwendungen mit Augmented Reality . . . . . . . . . . . . . . . . 13 2.3 Augmented Reality in der Kartographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 2.4 Bewertung der vorgestellten Augmented Reality Anwendungen . . . . . . . . . . . . 20 3 Sichtbarkeitsanalyse 23 3.1 Vorbetrachtungen zu ortsbasierten Sichtbarkeitsanalysen auf mobilen Endgeräten . . 23 3.1.1 Ortsbasierte Dienste . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 3.1.2 Positionsbestimmung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 3.2 GIS-basierte Sichtbarkeitsanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 3.2.1 Anfälligkeit von Viewsheds auf Höhenunsicherheiten im DGM . . . . . . . 29 3.2.2 Unterschiedliche Implementierung der Algorithmen . . . . . . . . . . . . . 30 3.2.3 Erweiterung von Sichtbarkeitsanalysen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 3.3 Sichtbarkeitsanalysen mit der Software ArcGIS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 3.4 Grafische Darstellung der Sichtbarkeiten auf mobilen Geräten . . . . . . . . . . . . 38 3.4.1 Der Z-Buffer-Algorithmus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 3.4.2 Das Raytracing Verfahren (Strahl-Verfolgung) . . . . . . . . . . . . . . . . 40 3.4.3 Verschiedene Culling-Verfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 4 Beschriftung im dreidimensionalen Raum 41 4.1 Beschriftungsplatzierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 4.2 Schriftformen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 4.2.1 Schriftart . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 4.2.2 Schriftfarbe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 4.2.3 Schriftgrad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 5 Erstellung eines Campusführers 49 5.1 Genauigkeit der Positionsbestimmung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 5.2 Arbeitsschritte zur Erstellung der Sichtbarkeitsanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . 52 5.3 Arbeitsschritte in der Geodatenbank PostGIS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 5.4 Die Plattform Layar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 5.5 Die Programmierung mit Java . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 5.6 Probleme bei der Erstellung des Campusführers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 5.7 Der Campusführer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 5.8 Bewertung der Anwendung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 6 Fazit und Zusammenfassung 75 Literaturverzeichnis 77 A Workflow 85 B Quellcode 87 B.1 PointsOfInterest.java . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87 B.2 IfKLayarQueryBuilder.java . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94 B.3 pom.xml . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96 / Undreamed-of possibilities in many areas of life and also in different economic sectors emerge owing to the rapid enhancement of technology. The constant advancement of mobile devices is also a gain for cartography. In this field some augmented reality applications have already been developed. In this thesis some augmented reality applications, not only with cartographic references, are introduced. Special attention is paid to their use on mobile devices. Furthermore a campus-guide is developed, which only displays the points of interest actually seen from the user's position. For this purpose the concept of viewsheds is introduced and examined both in general terms and especially in the use of GIS-programs. The labeling in a three-dimensional scene and on the screen of mobile devices is shortly discussed as well. Moving on, the campus-guide is tested and evaluated. Also a conclusion on the topic of augmented reality with mobile devices is given.:Abbildungsverzeichnis iii Tabellenverzeichnis vii Abkürzungsverzeichnis ix 1 Einleitung 1 2 Die erweiterte virtuelle Realität - Augmented Reality 3 2.1 Definition der Augmented Reality . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 2.1.1 Das Augmented Reality System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 2.2 Augmented Reality mit mobilen Geräten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 2.2.1 Mobile Geräte und Dienste . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 2.2.2 Mobile Anwendungen mit Augmented Reality . . . . . . . . . . . . . . . . 13 2.3 Augmented Reality in der Kartographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 2.4 Bewertung der vorgestellten Augmented Reality Anwendungen . . . . . . . . . . . . 20 3 Sichtbarkeitsanalyse 23 3.1 Vorbetrachtungen zu ortsbasierten Sichtbarkeitsanalysen auf mobilen Endgeräten . . 23 3.1.1 Ortsbasierte Dienste . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 3.1.2 Positionsbestimmung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 3.2 GIS-basierte Sichtbarkeitsanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 3.2.1 Anfälligkeit von Viewsheds auf Höhenunsicherheiten im DGM . . . . . . . 29 3.2.2 Unterschiedliche Implementierung der Algorithmen . . . . . . . . . . . . . 30 3.2.3 Erweiterung von Sichtbarkeitsanalysen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 3.3 Sichtbarkeitsanalysen mit der Software ArcGIS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 3.4 Grafische Darstellung der Sichtbarkeiten auf mobilen Geräten . . . . . . . . . . . . 38 3.4.1 Der Z-Buffer-Algorithmus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 3.4.2 Das Raytracing Verfahren (Strahl-Verfolgung) . . . . . . . . . . . . . . . . 40 3.4.3 Verschiedene Culling-Verfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 4 Beschriftung im dreidimensionalen Raum 41 4.1 Beschriftungsplatzierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 4.2 Schriftformen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 4.2.1 Schriftart . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 4.2.2 Schriftfarbe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 4.2.3 Schriftgrad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 5 Erstellung eines Campusführers 49 5.1 Genauigkeit der Positionsbestimmung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 5.2 Arbeitsschritte zur Erstellung der Sichtbarkeitsanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . 52 5.3 Arbeitsschritte in der Geodatenbank PostGIS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 5.4 Die Plattform Layar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 5.5 Die Programmierung mit Java . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 5.6 Probleme bei der Erstellung des Campusführers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 5.7 Der Campusführer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 5.8 Bewertung der Anwendung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 6 Fazit und Zusammenfassung 75 Literaturverzeichnis 77 A Workflow 85 B Quellcode 87 B.1 PointsOfInterest.java . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87 B.2 IfKLayarQueryBuilder.java . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94 B.3 pom.xml . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96

Today highly complex components are manufactured on NC-controlled machine tools. The NC programs, controlling these machines, are usually automatically generated by CAM software. This automatic processing is often erroneous. The VR-based realistic machine simulation, presented in this paper, extends the usual content of a machine simulation, like material removal and collision detection, by various new aspects. The coupling of a real NC unit allows the recognition and elimination of all process- as well as controller-caused errors. The integration of the multi-body simulation enables the consideration of inertia, machine rigidity and milling cutter deflection.

Für das Virtual Reality-Labor des Instituts für Wirtschaftsinformatik der Universität Leipzig sollen Alternativen zu den bestehenden Steuerungsmöglichkeiten gefunden, an die Anlage angeschlossen und evaluiert werden. Es werden Vorgehensweisen dargelegt, die den Anschluss neuer Geräte ermöglichen sowie deren Anwendung am Beispiel der Nintendo Wii-Remote gezeigt.:1 Einleitung 1.1 Motivation 1.2 Zielstellung 1.3 Grundlagen der Steuerung und Interaktion 1.4 Vorhandenes Steuersystem 2 Alternative Steuergeräte 2.1 Überblick 2.2 Nintendo Wii-Remote 2.2.1 Hardware 2.2.2 Verbindungsherstellung 2.2.3 Anwendungsmöglichkeiten 3 Emulation 3.1 GlovePIE 3.2 PPJoy 3.3 IDO:ImmersiveWorkspace 3.4 Umsetzung der Desktopsteuerung 3.5 Umsetzung der Powerwall-Steuerung 3.6 Zwischenfazit 4 Virtual Reality Peripheral Network 4.1 Grundlagen 4.2 Nutzung von VRPN durch IC:IDO 4.3 Nutzung der Wii-Remote 5 Zusammenfassung und Ausblick