Heinz, Tobias (2018)
Steigerung der Immersion in Virtual Reality anhand innovativer Tracking-Technologien am Beispiel von Brandschutz-Ingenieuranwendungen.
Technische Universität Darmstadt
Bachelorarbeit, Bibliographie

Kurzbeschreibung (Abstract)

Virtual Reality bietet, inbesondere im Kontext von Serious Games, ein Vielzahl an attraktiven Anwendungsmöglichkeiten. Dabei eröffnen die stereoskopische Darstellung der Umgebung durch die heutigen Head Mounted Displays in Kombination mit den Möglichkeiten der dreidimensionalen Interaktion im Raum durch entsprechende Controller und andere Trackingtechnologien neue interessante Trainingsfelder. Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Frage nach einem Ansatz zur Verwendung solcher Trackingtechnologien, um damit ein möglichst breites Feld an Einsatzmöglichkeiten zu erschließen und dabei die Immersionserfahrung für den Nutzer zu steigern. Im Kern der Entwicklung stehen hierbei die Vive-Tracker, welche speziell für den Einsatz im Bereich des Objekt- und Bodytrackings entwickelt wurden und als Zubehör für die HTC Vive VR-Brille verfügbar sind. Aufgrund der Tatsache, dass den meisten Virtual Reality Anwendungen die Repräsentation des eigenen Körpers für den Nutzer fehlt, untersucht diese Arbeit die Möglichkeit ein Bodytrackingsystem mit Hilfe der Unity3D Game Engine zu erstellen, um so dem Anspruch eines möglichst breiten Einsatzgebietes des erarbeiteten Konzepts gerecht zu werden. Als Trackingpunkte dienen hierbei das Head Mounted Display, zwei Controller und drei weitere Tracker, die an Brustkorb und Füßen des Spielers befestigt werden. Im ersten Teil der Arbeit werden bisherige Bodytracking- und Motion-Capture-Verfahren untersucht um anschließend die zum Einsatz kommenden Tracking Technologie mit den untersuchten Verfahren abzugleichen. Des Weiteren wurde Recherche zum Anspruch an ein virtuelles Charaktermodell, welches die übertragenen Bewegungen ausführen soll, erhoben. Auf Basis der Rechercheergebnisse beschäftigt sich diese Arbeit im weiteren Verlauf mit der Entwicklung eines Bodytracking Konzepts durch das Erstellen eines entsprechenden C#-Skriptes, welches die eingehenden Positions- und Rotationsinformationen der Trackinggeräte verarbeitet und die daraus errechneten Ergbnisse zur Bewegung auf ein virtuelles Charaktermodell projiziert. Dabei wird zusätzlich auf grundlegende Kenntnisse, welche zur Arbeit mit der Game Engine notwendig sind eingegangen, insbesondere auf das Verständnis hierarchisch angeordneter GameObjects und den daraus resultierenden Abhängigkeiten der den Objekten hinterlegten Koordinatensystemen, da dies eine wichtige Grundlage für die Bewegung der einzelnen Körperteile des virtuellen Charaktermodells darstellt. Eine besondere Herausforderung besteht in der Übertragung der Arm- und Beinbewegung aufgrund der geringen Anzahl an Trackingpunkten, welche unter Verwendung von inverser Kinematik gelöst werden soll. Anschließend wird eine Demonstrationsanwendung im thematischen Kontext des Brandschutzes entwickelt, welche ein mögliches Einsatzgebiet für das angefertigte Konzept aufzeigen soll. Im Rahmen dieser Entwicklung wird ein User Interface implementiert, das den Nutzer mit Abstandsinformationen einzelner Körperteile zu einer Feuerquelle versorgen soll. Hierbei wird insbesondere auf die intuitive Gestaltung des Interfaces eingegangen, um die Aufmerksamkeit des Nutzers beim Auffassen der Informationen möglichst geringfügig vom virtuellen Geschehen abzulenken. Abschließend werden mögliche Erweiterungen und Alternativen zum verwendeten Konzept und der Demonstrationsanwendung diskutiert.

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