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Prof. Dr. Detlef Krömker – Prof. Dr. Rudolf Mester
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2Mixed Reality1. Prolog und Einführung Krömker - Mester SS 2004
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3Mixed Reality1. Prolog und Einführung Krömker - Mester SS 2004
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Varrentrappstraße 40-42, 2. OG
Tel. .: 49 (0)69 97995 - 140Email: [email protected]
Web: www.gdv.cs.uni-frankfurt.de
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Sekr. )UDX�*RLQDU, Frau Quasten
3URI��'U��5XGROI�0HVWHU
Robert-Mayer-Str. 2.4m 3. OG (rechts)
Tel. +49 (0)69.798-22387
Email: [email protected]
Web:
6SUHFKVWXQGH��QDFK�9HUHLQEDUXQJ
+PIBOO�8PMGHBOH�(PFUIF�6OJWFSTJUU
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4Mixed Reality1. Prolog und Einführung Krömker - Mester SS 2004
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� Montags, 10:15 – 11.45� Folien und Infos zur Vorlesung:
www.gdv.cs.uni-frankfurt.de
� Info-Ordner und Literatur im Sekretariat Zi. 208 bzw. in der Institutsbibliothek
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5Mixed Reality1. Prolog und Einführung Krömker - Mester SS 2004
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� Schein oder nicht Schein?� Mündliche Rücksprache� Vorbereitung eines Themas
� Hauptdiplom-PrüfungEinzubringen mit 3 Stunden, wird anteilig behandelt wie
alle anderen GDV Vorlesungen / Übungen
6Mixed Reality1. Prolog und Einführung Krömker - Mester SS 2004
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� Schein oder nicht Schein?Wie bei Prof. Krömker:� Mündliche Rücksprache� Vorbereitung eines Themas
� Hauptdiplom-Prüfung in Physik (für Physiker)Wird geklärt, bitte Rücksprache
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7Mixed Reality1. Prolog und Einführung Krömker - Mester SS 2004
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� Vorlesung� Gibt eine Einführung, einen Überblick � Wählt Stoff aus, präsentiert ihn in fachlicher
Reihenfolge� Gibt geeigneten Rahmen vor
� ABER:� 2 h passives Zuhören pro Woche ist NICHT genug
(genauso hilfreich wie Handauflegen)� Studieren heißt lernen (= arbeiten), auseinandersetzen
(AKTIV!)
8Mixed Reality1. Prolog und Einführung Krömker - Mester SS 2004
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� An Übungen aktiv teilnehmen!
� Auch: Literatur besorgen (auch suchen!!) und nacharbeiten
� Fragen zum Stoff formulieren und zur Vorlesung/Übung mitbringen – Vorlesung ist auch ein Ort, Fragen zu stellen!
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9Mixed Reality1. Prolog und Einführung Krömker - Mester SS 2004
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� http://www.Augmented-Reality.org
� http://www.mr-system.co.jp
� http://www.arvika.de
� http://www.cs.rit.edu/~jvr/research/ar
� http://www.cs.unc.edu/~azuma/
� http://www.sics.se/isl/iar/survey.html
� http://www.csl.sony.co.jp/projects/ar/ref.html
10Mixed Reality1. Prolog und Einführung Krömker - Mester SS 2004
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� John Vince:Essential Virtual Reality Fast
� Behringer, Klinker, Mizell:Augmented Reality
� Mel Slater, Anthony Steed, Yiorgos Chrysanthou:Computer Graphics and Virtual Environments
� John Vince, Rae Earnshaw:Virtual Worlds on the Internet
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11Mixed Reality1. Prolog und Einführung Krömker - Mester SS 2004
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� Nicht zu vergessen: Konferenzbände, Tutorials(z.B. Siggraph Course Notes)
� Weitere Literaturhinweise direkt zu den einzelnen Themengebieten in der jeweiligen Vorlesung
� Bibliothek des Instituts für Informatik (insb. I.3 und H.5) – der Besuch lohnt sich!
12Mixed Reality1. Prolog und Einführung Krömker - Mester SS 2004
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13Mixed Reality1. Prolog und Einführung Krömker - Mester SS 2004
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Die Vorlesung basiert u.a. auf Materialien von� R. Dörner� D. Jackèl� G. Welsh� M. Billinghurst, D. Schmalstieg et. al.� P. Fränti� P. Milgram� u.v.a.
Prof. Dr. Detlef Krömker – Prof. Dr. Rudolf Mester
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15Mixed Reality1. Prolog und Einführung Krömker - Mester SS 2004
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� Der Begriff „virtuell“
� Virtuelle Welt vs. Virtuelle Realität (VR)
� Virtuelle Realität vs. Realität
� Erzeugung einer virtuellen Welt� Per Zeichnung� Per Computer
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Reality VirtualityAugmentedReality (AR)
AugmentedVirtuality (AV)
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• Direct View (DV)• Stereo View (SV)
• Virtual Reality (VR)• Stereo Graphics (SG)
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17Mixed Reality1. Prolog und Einführung Krömker - Mester SS 2004
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� Erzeugung eines Bildes in zwei Schritten� Beschreibung der Zielvorstellung eines Autoren
-> Modell der Szene� Rendering der Modellbeschreibung
� 3D Rekonstruktion
� Image-based Rendering
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20Mixed Reality1. Prolog und Einführung Krömker - Mester SS 2004
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� 50er Jahre: 180 Grad Kinos, erste Flugsimulatoren
� 1965: Sutherland‘s erste 3D Präsentation unter Berücksichtigung der Körperstellung, erstes Head-Mounted Display (HMD)
� 70er Jahre: 3D Tracking (Militärisch motiviert)CGI - Sichtsimulation (Flugsimulation, …)
� Ende 70er Jahre: 3D Hardware, Visualisierung für medizinische Anwendungen
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21Mixed Reality1. Prolog und Einführung Krömker - Mester SS 2004
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� 1984: W. Gibson: „Neuromancer“, Roman prägt den Begriff „Cyberspace“
� Mitte 80er: VR Forschung bei der NASA, Ziel der Telepräsenz
� 1989: Data Glove ist marktreifBegriff „Virtual Reality“ von Jaron Lanier
� Anfang 90er: HMD ist marktreif
� Mitte 90er: Ein-und Ausgabegeräte, 3D Graphik, Weitung des Begriffs „VR“
22Mixed Reality1. Prolog und Einführung Krömker - Mester SS 2004
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23Mixed Reality1. Prolog und Einführung Krömker - Mester SS 2004
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Unter dem Begriff der virtuellen Realität werden Techniken verstanden, die es erlauben, einen Menschen unmittelbar in eine Computer-generierte Welt zu integrieren. Als die Mensch-Maschine-Schnittstelle der Zukunft angesehen, sprechen Techniken der virtuellen Realität mehrere Sinne des Menschen zugleich an.
Astheimer et. al., 1994
24Mixed Reality1. Prolog und Einführung Krömker - Mester SS 2004
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3D-Computergraphik= nichtimmersive VR
� Rein visuelle Präsentationauf Bildschirmen
� zeitunkritisch� Statische oder
vorberechnete Szenen� 2D Interaktion (Maus,
Tastatur)
VR= immersive VR
� Multimedial
� Echtzeit-Präsentation� Echtzeitinteraktion- und
Simulation� 3D Interaktion (z.B.
Körperbewegung)
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25Mixed Reality1. Prolog und Einführung Krömker - Mester SS 2004
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� Immersion: Eintauchen in die virtuelle Welt
� Präsenz: Gefühl der Anwesenheit in der virtuellen Welt
� Quantifizierung:� Subjektive Maße (z.B. Fragebögen)� Physiologische Maße (z.B. Pupillengröße)� Performanzmaße (z.B. Ausweichreaktion)
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1. Prolog und Einführung (DK + RM)
2. Übersicht: Probleme - Technologien – Anwendungen (DK)
3.- 5. Grundlagen Bildanalyse & Computer Vision (RM)6. Bildbasiertes Kamera-Tracking (RM)7. Spezielle Wahrnehmungsprobleme (DK)8.- 9. Spezielle Rendering-Aspekte (DK)10.-11. Spezielle Anzeige und Interaktionssysteme (DK)11.-12. Kamera-Kalibrierung und Tracking (RM)13. Spezielle Anwendungen (RM)
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27Mixed Reality1. Prolog und Einführung Krömker - Mester SS 2004
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� Aktuelle technologische Entwicklungen in der Computergraphik (Blick in die Zukunft)
� Interessante Teilgebiete� Computer Vision� User Interface Gestaltung (insbesondere multimodale
Interfaces)
� Anwendbarkeit
28Mixed Reality1. Prolog und Einführung Krömker - Mester SS 2004
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�Wozu ist MR eigentlich gut?
�Wo wird MR eigentlich heute schon eingesetzt?
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29Mixed Reality1. Prolog und Einführung Krömker - Mester SS 2004
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� Virtuelle Inhalt in Live-Übertragungen von Sportereignissen� Virtuelle Werbebanner� Entfernung der Mauer beim Freistoß� Bahnen von Hockey-Pucks� Nationalflaggen in Schwimmbahnen (Olympia 2000)
� Entertainment – Edutainment� Special Effects in Film und Video
30Mixed Reality1. Prolog und Einführung Krömker - Mester SS 2004
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� Hilfe bei der Erkennung („Extended Memory“)� Bibliotheken� Karten� Mechanische Teile� Service-Informationen / Wartung� Einblenden von Schaltplänen, Leitungsplänen,...� Erinnerungszettel� Navigationsinformationen
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31Mixed Reality1. Prolog und Einführung Krömker - Mester SS 2004
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� Instruktionen für Montage� Instruktionen für Wartung� Instruktionen für Reparatur� Bereiche:
� Luft- und Raumfahrt (insb. Boeing)� Drucker� Maschinen� Automobilindustrie
32Mixed Reality1. Prolog und Einführung Krömker - Mester SS 2004
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� „Röntgen-Blick“ für Chirurgen
� Interaktive Planung von Operationen
� Unterstützende Visualisierung von 3D-Datensätzen aus CT und NMR
� Minimal-Invasive Operationen
� Training („virtuelle Operationen“)
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33Mixed Reality1. Prolog und Einführung Krömker - Mester SS 2004
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� Verfolgung von Raketen
� Einblendung von Zieleinrichtungen, Markierung
von Zielen
� Virtuelle Rollbahn-Markierungen
� Ausgleich von schlechten Sichtverhältnissen
34Mixed Reality1. Prolog und Einführung Krömker - Mester SS 2004
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� Tourismus / Museen
� Architektur
� Archäologie
� Informationsvisualisierung
� Wissenschaftlich-technische Visualisierung
� Präsentationen / Marketing / Messen
� Training