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Erschienen in:

2023 | OriginalPaper | Buchkapitel

3. Software-Entwicklung für die virtuelle Realität

verfasst von : Manfred Brill

Erschienen in: Virtual Reality kompakt

Verlag: Springer Fachmedien Wiesbaden

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Zusammenfassung

Wir konkretisieren das Modell eines VR-Systems und beschreiben die Lösungen für das räumliche Sehen, den Einsatz von Ton und für Eingaben an das System. Neben den Eingaben, die wir mit Hilfe von Peripheriegeräten erzeugen, verwendet ein VR-System unbewusst erzeugte Eingaben durch die Positionsverfolgung. Wir betrachten mit OpenXR einen Industrie-Standard, mit dessen Hilfe es möglich wird eine Anwendung für möglichst viele System zu realisieren. Anschließend führen wir die Unity-Packages Unity XR und VIVE Input Utility ein, die wir für die Implementierung der Verfahren und Beispiele einsetzen werden. Die möglichen Interaktionen können wir in Systemsteuerung, Selektion, Manipulation und Fortbewegung einteilen. Für diese Bereiche einer Benutzungsoberfläche realisieren wir Techniken aus der Literatur.

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Ablett, D., Cunningham, A., Lee, G.A., Thomas, B.H.: Portal rendering and creation interactions in virtual reality. In: 2022 IEEE International Symposium on Mixed and Augmented Reality (ISMAR), S. 160–168 (2022). https://doi.org/10.1109/ISMAR55827.2022.00030

Al Zayer, M., MacNeilage, P., Folmer, E.: Virtual locomotion: a survey. IEEE Trans. Vis. Comput. Graph. 26(6), 2315–2334 (2020). https://doi.org/10.1109/TVCG.2018.2887379CrossRef

Azmandian, M.: The redirected walking toolkit. https://github.com/USC-ICT-MxR/RDWT. Zugegriffen am 23.02.2023

Azmandian, M., Grechkin, T., Bolas, M., Suma, E.: The redirected walking toolkit: a unified development platform for exploring large virtual environments. In: 2016 IEEE 2nd Workshop on Everyday Virtual Reality (WEVR), S. 9–14 (2016). https://doi.org/10.1109/WEVR.2016.7859537

Azmandian, M., Yahata, R., Bolas, M., Suma, E.: An enhanced steering algorithm for redirected walking in virtual environments. In: 2014 IEEE Virtual Reality (VR), S. 65–66 (2014). https://doi.org/10.1109/VR.2014.6802053

Boysen, Y., Husung, M., Mantei, T., Müller, L.M., Schimmelpfennig, J., Uzolas, L., Langbehn, E.: Scale & Walk: Evaluation von skalierungsbasierten Interaktionstechniken zur natürlichen Fortbewegung in VR. In: Dachselt, R., Weber, G. (Hrsg.) Mensch und Computer 2018 – Tagungsband. Gesellschaft für Informatik e.V., Bonn (2018). https://doi.org/10.18420/muc2018-mci-0219

Brooks, F.: What's real about virtual reality? IEEE Comput. Graph. Appl. 19(6), 16–27 (1999)CrossRef

Coomer, N., Bullard, S., Clinton, W., Williams, B.: Evaluating the effects of four VR locomotion methods: joystick, ARM-cycling, point-tugging, and teleporting. In: Proceedings of the 15th ACM Symposium on Applied Perception, S. 1–8. ACM (2018). https://doi.org/10.1145/3225153.3225175

Cruz-Neira, C., Sandin, D.J., DeFanti, T.A., Kenyon, R.V., Hart, J.C.: The CAVE: audio visual experience automatic virtual environment. Commun. ACM 35(6), 64–72 (1992)CrossRef

10.

Cruz-Neira, C., Sandin, D.J., DeFanti, T.A.: Surround-screen projection-based virtual reality: the design and implementation of the CAVE. In: SIGGRAPH '93: Proceedings of the 20th Annual Conference on Computer Graphics and Interactive Techniques, S. 135–142. ACM (1993)

11.

Darken, R.P., Cockayne, W.R., Carmein, D.: The omni-directional treadmill: a locomotion device for virtual worlds. In: UIST '97: Proceedings of the 10th Annual ACM Symposium on User Interface Software and Technology, S. 213–221 (1997)

12.

De Luca, A., Mattone, R., Robuffo Giordano, P., Ulbrich, H., Schwaiger, M., Van den Bergh, M., Koller-Meier, E., Van Gool, L.: Motion control of the cybercarpet platform. IEEE Trans. Control Syst. Technol. 21(2), 410–427 (2013). https://doi.org/10.1109/TCST.2012.2185051CrossRef

13.

DIN ISO 33402-2:2005-12: Körpermaße des Menschen Teil 2 – Ergonomie. Beuth (2005). https://doi.org/10.31030/9655264

14.

Dodgson, N.A.: Variation and extrema of human interpupillary distance. In: Stereoscopy Displays and Virtual Reality Systems XI. 5291, 36–46 (2004)

15.

Feasel, J., Whitton, M.C., Wendt, J.D.: LLCM-WIP: Low-Latency, Continuous-Motion Walking-in-Place. In: Proceedings of the 2008 IEEE Symposium on 3D User Interfaces, 3DUI '08, S. 97–104. IEEE Computer Society (2008). https://doi.org/10.1109/3DUI.2008.4476598

16.

Gamma, E., Helm, R., Johnson, R., Vlissides, J.: Design Patterns. Elements of Reusable Object-Oriented Software. Addison Wesley, Boston (1994)

17.

Gülcü, A.E., Atalay, F.B.: Infinite spaces using recursive portals. In: 2022 7th International Conference on Computer Science and Engineering (UBMK), S. 332–337 (2022). https://doi.org/10.1109/UBMK55850.2022.9919479

18.

Google: Google Cardboard XR Plugin for Unity. https://github.com/googlevr/cardboard-xr-plugin. Zugegriffen am 04.03.2023

19.

Google VR: Jetzt bis du dran! https://arvr.google.com/intl/de_de/cardboard/manufacturers/. Zugegriffen am 11.01.2023

20.

Grechkin, T., Thomas, J., Azmandian, M., Bolas, M., Suma, E.: Revisiting detection thresholds for redirected walking: Combining translation and curvature gains. In: Proceedings of the ACM Symposium on Applied Perception, SAP '16, S. 113–120. Association for Computing Machinery, New York, NY, USA (2016). https://doi.org/10.1145/2931002.2931018

21.

Grosjean, J., Burkhardt, J.-M., Coquillart, S., Richard, P.: Evaluation of the command and control cube. In: Proceedings of the 4th IEEE International Conference on Multimodal Interfaces, ICMI '02, S. 473. IEEE Computer Society, USA (2002). https://doi.org/10.1109/ICMI.2002.1167041

22.

Grosjean, J., Coquillart, S.: Command and control cube: a shortcut paradigm for virtual environments. In: Froehlich, B., Deisinger, J., Bullinger, H.J. (Hrsg.) Eurographics Workshop on Virtual Environments. The Eurographics Association (2001). https://doi.org/10.2312/EGVE/EGVE01/001-012

23.

Hashemian, A.M., Adhikari, A., Kruijff, E., Heyde, M.v.d., Riecke, B.E.: Leaning-based interfaces improve ground-based VR locomotion in reach-the-target, follow-the-path, and racing tasks. IEEE Trans. Vis. Comput. Graph. 29(3), 1748–1768 (2023). https://doi.org/10.1109/TVCG.2021.3131422

24.

Hashemian, A.M., Lotfaliei, M., Adhikari, A., Kruijff, E., Riecke, B.E.: HeadJoystick: improving flying in VR using a novel leaning-based interface. IEEE Trans. Vis. Comput. Graph. 28(4), 1792–1809 (2022). https://doi.org/10.1109/TVCG.2020.3025084CrossRef

25.

HTC Corporation: VIVE Wave XR Plugin. https://hub.vive.com/storage/docs/en-us/UnityXR/UnityXRSdk.html. Zugegriffen am 25.04.2023

26.

HTC Corporation: Welcome to Vive Input Utility. https://github.com/ViveSoftware/ViveInputUtility-Unity/wiki. Zugegriffen am 04.04.2023

27.

Huang, J.Y.: An omnidirectional stroll-based virtual reality interface and its application on overhead crane training. IEEE Trans. Multimedia 5(1), 39–51 (2003). https://doi.org/10.1109/TMM.2003.808822CrossRef

28.

Interrante, V., Ries, B., Anderson, L.: Seven League Boots: a new metaphor for augmented locomotion through large scale immersive virtual environments. In: In Proceedings of IEEE Symposium on 3D User Interfaces (3DUI). IEEE Computer Society, Charlotte (2007)

29.

Khronos Group: Khronos OpenXR Registry. https://registry.khronos.org/OpenXR/. Zugegriffen am 14.12.2022

30.

Khronos Group: OpenXR API documentation project. https://github.com/KhronosGroup/OpenXR-Docs. Zugegriffen am 14.12.2022

31.

Khronos Group: Openxr SDK project. https://github.com/KhronosGroup/OpenXR-SDK. Zugegriffen am 14.12.2022

32.

Kwon, S.U., Jeon, S.B., Hwang, J.Y., Cho, Y.H., Park, J., Lee, I.K.: Infinite virtual space exploration using space tiling and perceivable reset at fixed positions. In: 2022 IEEE International Symposium on Mixed and Augmented Reality (ISMAR), S. 758–767 (2022). https://doi.org/10.1109/ISMAR55827.2022.00094

33.

Langbehn, E., Lubos, P., Bruder, G., Steinicke, F.: Bending the curve: sensitivity to bending of curved paths and application in room-scale VR. IEEE Trans. Vis. Comput. Graph. 23(4), 1389–1398 (2017). https://doi.org/10.1109/TVCG.2017.2657220CrossRef

34.

Langbehn, E., Husung, M.: Of portals and orbs: an evaluation of scene transition techniques for virtual reality. In: Mensch und Computer 2019 (2019). https://doi.org/10.1145/3340764.3340779

35.

LaViola, J., Kruijff, E., McMahan, R., Bowman, D., Poupyrev, I.: 3D User Interfaces, 2. Aufl. Addison Wesley, Boston (2017)

36.

Li, Y.J.: OpenRDW. https://github.com/yaoling1997/OpenRDW. Zugegriffen am 23.02.2023

37.

Li, Y.J.: Awesome-redirected walking (2023). https://github.com/yaoling1997/Awesome-RDW. Zugegriffen am 23.02.2023

38.

Li, Y.J., Wang, M., Steinicke, F., Zhao, Q.: OpenRDW: a redirected walking library and benchmark with multi-user, learning-based functionalities and state-of-the-art algorithms. In: 2021 IEEE International Symposium on Mixed and Augmented Reality (ISMAR), S. 21–30 (2021). https://doi.org/10.1109/ISMAR52148.2021.00016

39.

Lisle, L., Lu, F., Davari, S., Tahmid, I.A., Giovannelli, A., Ilo, C., Pavanatto, L., Zhang, L., Schlueter, L., Bowman, D.A.: Clean the ocean: an immersive VR experience proposing new modifications to go-go and WiM techniques. In: 2022 IEEE Conference on Virtual Reality and 3D User Interfaces Abstracts and Workshops (VRW), S. 920–921 (2022). https://doi.org/10.1109/VRW55335.2022.00311

40.

Macedo, Vitor: Head-Mounted displays – Messung räumlicher Präzision bei VR-Trackingsystemen. https://www.vdc-fellbach.de/fileadmin/user_upload/Applikationszentrum_VAR_-_Bericht__04_2_-_AP2_-_Werkstattbericht__02_-_Messung_VR-Tracking-Praezision_-_Update.pdf. Zuge- griffen am 22.03.2023

41.

Microsoft: OpenXR Samples for Mixed Reality Developers. https://github.com/microsoft/OpenXR-MixedReality. Zugegriffen am 18.02. 2023

42.

Nabiyouni, M., Bowman, D.A.: A taxonomy for designing walking-based locomotion techniques for virtual reality. In: Proceedings of the 2016 ACM Companion on Interactive Surfaces and Spaces, ISS '16 Companion, S. 115–121. Association for Computing Machinery, New York, NY, USA (2016). https://doi.org/10.1145/3009939.3010076

43.

Nilsson, N.C., Peck, T., Bruder, G., Hodgson, E., Serafin, S., Whitton, M., Steinicke, F., Rosenberg, E.S.: 15 years of research on redirected walking in immersive virtual environments. IEEE Comput. Graph. Appl. 38(2), 44–56 (2018). https://doi.org/10.1109/MCG.2018.111125628CrossRef

44.

Nilsson, N.C., Serafin, S., Nordahl, R.: Establishing the range of perceptually natural visual walking speeds for virtual walking-in-place locomotion. IEEE Trans. Vis. Comput. Graph. 20(4), 569–578 (2014). https://doi.org/10.1109/TVCG.2014.21CrossRef

45.

Oculus: Get Started with Oculus in Unity. https://developer.oculus.com/documentation/unity/unity-gs-overview/. Zugegriffen am 29.04.2023

46.

OpenXR Working Group: Unifying Reality. https://www.khronos.org/openxr. Zugegriffen am 22.08.2022

47.

Poupyrev, I., Billinghurst, M., Weghorst, S., Ichikawa, T.: The Go-Go Interaction Technique: Non-Linear Mapping for Direct Manipulation in VR. In: Proceedings of the 9th Annual ACM Symposium on User Interface Software and Technology, UIST '96, S. 79–80. Association for Computing Machinery (1996). https://doi.org/10.1145/237091.237102

48.

Razzaque, S., Kohn, Z., Whitton, M.C.: Redirected walking. In: Proceedings of Eurographics, S. 289–294. Eurographics Association, Eindhoven (2001)

49.

Schwaiger, M., Thuimmel, T., Ulbrich, H.: Cyberwalk: An advanced prototype of a belt array platform. In: 2007 IEEE International Workshop on Haptic, Audio and Visual Environments and Games, S. 50–55 (2007). https://doi.org/10.1109/HAVE.2007.4371586

50.

Silva, L., Valença, L., Gomes, A., Figueiredo, L., Teichrieb, V.: Gothrough: a tool for creating and visualizing impossible 3d worlds using portals. In: 2020 19th Brazilian Symposium on Computer Games and Digital Entertainment (SBGames), S. 97–106 (2020). https://doi.org/10.1109/SBGames51465.2020.00023

51.

Slater, M., Usoh, M., Steed, A.: Taking steps: the influence of a walking technique on presence in virtual reality. ACM Trans. Comput.-Hum. Interact. 2, 201–219 (1995). https://doi.org/10.1145/210079.210084CrossRef

52.

Steinicke, F., Bruder, G., Jerald, J., Frenz, H., Lappe, M.: Analyses of human sensitivity to redirected walking. In: Proceedings of the 2008 ACM Symposium on Virtual Reality Software and Technology, VRST '08, S. 149–156. Association for Computing Machinery, New York, NY, USA (2008). https://doi.org/10.1145/1450579.1450611

53.

Steinicke, F., Bruder, G., Jerald, J., Frenz, H., Lappe, M.: Estimation of detection thresholds for redirected walking techniques. IEEE Trans. Vis. Comput. Graph. 16(1), 17–27 (2010). https://doi.org/10.1109/TVCG.2009.62CrossRef

54.

Steinicke, F., Visell, Y., Campos, J., Lécuyer, A. (Hrsg.): Human Walking in Virtual Environments. Springer, New York. https://doi.org/10.1007/978-1-4419-8432-6

55.

Suma, E.A., Babu, S., Hodges, L.F.: Comparison of travel techniques in a complex, multi-level 3d environment. In: 2007 IEEE Symposium on 3D User Interfaces (2007). https://doi.org/10.1109/3DUI.2007.340788

56.

Suma, E.A., Clark, S., Krum, D., Finkelstein, S., Bolas, M., Warte, Z.: Leveraging change blindness for redirection in virtual environments. In: 2011 IEEE Virtual Reality Conference, S. 159–166 (2011). https://doi.org/10.1109/VR.2011.5759455

57.

Unity: About the Mock HMD XR Plugin. https://docs.unity3d.com/Packages/com.unity.xr.mock-hmd@1.0/manual/index.html. Zugegriffen am 26.03.2023

58.

Unity: About the oculus xr plugin. https://docs.unity3d.com/Packages/com.unity.xr.oculus@3.0/manual/index.html. Zugegriffen am 26.08.2022

59.

Unity: OpenXR Interaction Toolkit. https://docs.unity3d.com/Packages/com.unity.xr.interaction.toolkit@1.0/manual. Zugegriffen am 10.02.2023

60.

Unity: Windows.speech classes. https://docs.unity3d.com/ScriptReference. Zugegriffen am 23.02.2023

61.

Unity: XR. https://docs.unity3d.com/Manual/XR.html. Zugegriffen am 26.08.2022

62.

Unity: XR Interaction Toolkit Examples. https://github.com/Unity-Technologies/XR-Interaction-Toolkit-Examples. Zugegriffen am 18.02.2023

63.

Unity: XR Plug-in Framework. https://docs.unity3d.com/Manual/XRPluginArchitecture.html. Zugegriffen am 26.04.2023

64.

Usoh, M., Arthur, K., Whitton, M., Bastos, R., Steed, A., Slater, M., Brooks, F.: Walking \(>\) walking-in-place \(>\) flying in virtual environments. In: Proceedings of SIGGRAPH 1999, S. 359–364. ACM, New York (1999)

65.

Valve: SteamVR Unity Plugin. https://valvesoftware.github.io/steamvr_unity_plugin/. Zugegriffen am 04.04.2023

66.

Vasylevska, K., Kaufmann, H., Bolas, M., Suma, E.A.: Flexible spaces: Dynamic layout generation for infinite walking in virtual environments. In: 2013 IEEE Symposium on 3D User Interfaces (3DUI), S. 39–42 (2013). https://doi.org/10.1109/3DUI.2013.6550194

67.

Williams, B., Narasimham, G., Rump, B., McNamara, T.P., Carr, T.H., Rieser, J., Bodenheimer, B.: Exploring large virtual environments with an HMD when physical space is limited. In: Proceedings of the 4th Symposium on Applied Perception in Graphics and Visualization, APGV '07, S. 41–48. Association for Computing Machinery, New York, NY, USA (2007). https://doi.org/10.1145/1272582.1272590

68.

Wilson, P., Kalescky, W., MacLaughlin, A., Williams, B.: VR Locomotion: Walking > Walking in Place > Arm Swinging. In: VRCAI 16, S. 243–249 (2016). https://doi.org/10.1145/3013971.3014010

69.

Wingrave, C., Haciahmetoglu, Y., Bowman, D.: Overcoming world in miniature limitations by a scaled and scrolling wim. In: 3D User Interfaces (3DUI'06), S. 11–16 (2006). https://doi.org/10.1109/VR.2006.106

70.

Wong, L.: VIVE Input Utility for Unity. https://github.com/ViveSoftware/ViveInputUtility-Unity. Zugegriffen am 02.05.2023

Titel: Software-Entwicklung für die virtuelle Realität
verfasst von: Manfred Brill
Verlag: Springer Fachmedien Wiesbaden
Buch: Virtual Reality kompakt
Print ISBN: 978-3-658-41244-9

Electronic ISBN: 978-3-658-41245-6

Copyright-Jahr: 2023
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-658-41245-6_3

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