Konzeptentwicklung einer virtuellen Forschungswelt für das Forschungscluster CeTI

Forschung · Studium · TU Dresden · Wissenschaft · 13. März 2024 · Felix Schmitt ·
Schlagwörter: Augmented Reality, CeTI, Diplomarbeit, Figma, Interface, Metaverse, Prototyping, Virtual Reality, VR

Aktuell dienen insbesondere Prototypen und Demonstratoren in der Forschung als physisches und digitales Mittel Ergebnisse oder Vorhaben zu präsentieren. Es verbindet die interdisziplinären Teams und erzeugt ein Objekt, welches die gemeinsame Arbeit, das Interesse und die Erkenntnisse bündelt. Besonders innerhalb des Forschungscluster CeTI gibt es eine Vielzahl an Demonstratoren aus unterschiedlichen Fachbereichen. Jedoch sind diese oft Unikate und nicht jederzeit für alle innerhalb des Forschungscluster einsehbar oder abrufbar.

Für dieses Problem bieten Immersive Technologien, wie beispielsweise videobasierte Head-Mounted-Displays (HMDs), (Augmented Reality [AR]- und Virtual Reality [VR]-Brillen), eine Vielzahl an neuen Möglichkeiten für die wissenschaftliche Zusammenarbeit.
Aktuelle HMDs ermöglichen es sogar, sowohl AR- als auch VR-Anwendungen abzubilden. Dies schafft innovative Anwendungsfälle für das Arbeiten im Virtuellen. So könnten beispielsweise Prototypen ortsunabhängig, interaktiver und realistischer dargestellt und entwickelt werden.

Ausgehend dieser Diplomarbeit bestanden die Fragen darin, wie die klassische Forschungsarbeit in einem Spektrum von AR bis VR aussehen könnte, wie interdisziplinäre Teams mit HMDs ortsunabhängig miteinander arbeiten könnten, wie die virtuelle Realität Teams und Projekte aus unterschiedlichen Fachbereichen miteinander verbindet und wie ein Anwender innerhalb der virtuellen Welt nutzerfreundlich Arbeiten kann.

In dieser Diplomarbeit wird dazu ein nutzerzentriertes immersives Umgebungs- und Interaktionskonzept für Wissenschaftler*innen entwickelt, die mit modernen videobasierten HMDs zusammenarbeiten sollen. Zu diesem Zweck wird ein Framework für eine virtuelle Forschungswelt vorgestellt. Darin befinden sich die wichtigsten Elemente für die Entwicklung einer kollaborativen VR-Anwendung für das Forschungscluster CeTI. Auf Basis der nutzerzentrierten Produktentwicklung und des Dresdener Designmodells wird dokumentiert und erläutert, wie das Framework, der virtuelle Interaktionsablauf und ein Interface Prototyp entstanden ist.

Für den finalen interaktiven Prototypen wurde das Figma Design Template von Apple genutzt. Dieses liefert bekannte UI-Elemente mit visuellem Feedback für die Interaktion und Bedienung. Mithilfe dieses Templates wurde das Framework der kollaborativen VR-Anwendung in ein interaktives Interface übertragen. Dadurch ist es Betrachtern auch ohne HMD möglich den fiktiven virtuellen Tagesablauf zu erleben.

Ziel ist es mit dem Prototypen die Möglichkeiten zu präsentieren, die das Arbeiten mit aktuellen HMDs ermöglichen. Somit wird das Verständnis für das Thema erhöht und eine Referenz für eine später Umsetzung in eine funktionstüchtige XR-Anwendung geschaffen. Darin abgebildet sind drei beispielhafte virtuelle Umgebungen. Dazu gehören ein virtueller Pavillon, die CeTI-Bar und eine angedeutete Surfumgebung.