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Frave: Entwickeln in der mobilen virtuellen Welt

In dreidimensionale Welten eintauchen: Fahrzeugkonstrukteure oder auch Produktentwickler bewegen sich immer häufiger zum Zwecke ihrer Arbeit in einem durch realitätsnahe Bilder in Echtzeit erzeugten virtuellen Raum. Dafür nutzen sie ein Virtual Reality-System. Forscher der Fakultät für Informatik der Technischen Universität München (TUM) haben nun ein neuartiges System konzipiert. Die Flexible Reconfigurable Cave (Frave). Sie soll gegenüber der bislang etablierten Cave (Cave Automatic Virtual Environment) Vorteile haben. Die Frave ist flexibel, modular aufgebaut, kostengünstiger und hat einen geringen Platzbedarf, erklärt die TUM.

In einer dreidimensionalen (3D) Illusionswelt ist unmittelbar erlebbar, wie sich ein neues Produkt in seine natürliche Umgebung einpasst, erklärt die Universität. Änderungen am Design würden gleich vorstellbar; das spare Zeit und mache den Entwicklungsprozess kostengünstiger. Bislang sei hier die so genannte Cave zum Einsatz gekommen. Sie besteht aus drei bis sechs Projektionsflächen, die einen begehbaren Raum schaffen. Über Videoprojektoren werden die Berechnungen und Anwendungen in Echtzeit und in 3D visualisiert. Der fast geschlossene Raum fördert ein intensives Eintauchen in die virtuelle Realität.

Diese so genannte Immersion ist auch in der Frave gegeben, erläutert die Universität. Doch sie könne noch mehr: Durch einen flexiblen, modularen Aufbau sei sie auf verschiedene Arten einsetzbar. "Ein Ingenieur will sich in die 3D-Welt begeben, um sich das Innendesign eines Fahrzeugs vorzustellen. Ein Forscher möchte seine Mess- oder Simulationsdaten visualisieren und ein Manager nutzt es als Präsentationsfläche", nennt Dr. Marcus Tönnis, Wissenschaftler an der Fakultät für Informatik der TUM, Beispiele.

Die Frave setzt sich aus zehn 3D-Plasma-Bildschirmen mit einer Bildschirmdiagonale von 165 Zentimeter zusammen, die auf verschiedene Weise angeordnet werden können. Bilden sie einen Boden und umschließen sie drei Seiten, begibt sich der Anwender tief in die virtuelle Erlebniswelt, beschreibt die TUM. Die Bildschirme an den Seiten sollen sich weit öffnen lassen und durch ein Trackingsystem an den Bildschirmen könne die Bilddarstellung automatisch der Bewegung der Seitenteile angepasst werden. Die Seitenteile können sogar vollständig vom System abgetrennt werden. "In einem Meeting schiebe ich die Bildschirme einfach an meinen Tisch, um eine 3D-Ansicht zu demonstrieren. Das System kommt somit zu dem Nutzer und nicht umgekehrt", erklärt Tönnis weiter.

Da sich die Frave aus Geräten für den Endverbraucher zusammensetzt, ist es deutlich billiger als eine Cave, gibt die TUM an. Das könnte die Verbreitung von Virtual-Reality-Systemen unterstützen, heißt es weiter. Zudem sei ihr Platzbedarf ist geringer. Da die Cave normalerweise mit Rückprojektion arbeite, sei hinter den Projektionsflächen viel Raum erforderlich. Sie benötige mindestens acht mal acht mal acht. Bei der Frave hingegen sollen drei mal drei mal drei Meter ausreichen.

Die Forscher an der TUM-Informatik nutzen die Frave, um Simulationsdaten zu betrachten. So wird in einem Projekt mit der King Abdullah University of Science and Technology (Kaust) die Landschaft von Saudi-Arabien virtuell dargestellt. Im Gegensatz zu bestehenden virtuellen Globen wie Google Earth wird dieses System auch Bilder über und unter die Erdoberfläche zeigen, wird erklärt. In einer weiteren Forschungskooperation sollen in der Frave CO2-Abscheidungs- und Speicherungsprozesse simuliert werden, um die Erdölgewinnung zu optimieren.
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