Leseprobe laden - Virtual Reality Magazin
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2/2011 MAGAZIN www.virtual-reality-magazin.de | Euro 6,50 | Eine Publikation der WIN-Verlag GmbH & Co. KG | ISSN 1869-4993 V I S UA L I S I E R U N G | S I M U L AT I O N | I N T E R A K T I O N | A N I MAT I O N A NZ EIGE HARDWARE CUDA-Architektur: Rechnen mit der Grafikkarte TRAINING Risiken erkennen, bevor es zu spät ist PRAXIS VR-Komplettsysteme – Wann lohnt sich der Einsatz? Das Praxismagazin für Technologien der virtuellen Realität Möglichkeiten erkennen und begreifen mit einem persönlichen Abonnement www.virtual-reality-magazin.de/abo www.virtual-reality-magazin.de EDITORIAL ÄHNLICH UND DOCH GANZ ANDERS Mit der heute bereitstehenden Rechenleistung eröffnet sich zum ersten Mal die Möglichkeit, die Verschaltungen von Neuronen und die biochemischen Prozesse in Form eines virtuellen Gehirns nachzubilden und zu simulieren. Ausgehend von der kortikalen Säule, der aus tausenden Neuronen bestehenden Grundeinheit des Cortex, hat sich das Blue-Brain-Projekt an der Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne in der Schweiz genau das zum Ziel gesetzt. Für jedes simulierte Neuron braucht es die Rechenleistung eines durchschnittlichen Notebooks. Ein realistisches Modell des Gehirns würde also Milliarden davon benötigen, aber die Technik des Supercomputing lässt die Möglichkeit einer solchen Simulation auch mit weit geringerem Aufwand in greifbare Nähe rücken. Die Forscher können bereits heute mit überraschenden Erkenntnissen aufwarten. So galt es lange Zeit als ausgemacht, dass sich neuronale Verschaltungen durch Erfahrungen entwickeln und vernetzen, ein Phänomen, das als synaptische Plastizität bekannt ist. Auf diese Weise werden zum Beispiel Erinnerungen im Gehirn abgelegt. Nun aber wurde im Blue-Brain-Projekt nachgewiesen, dass sich pyramidale Neuronen im Neocortex nach immer gleichen und relativ einfachen Regeln miteinander verbinden können, unabhängig von den gemachten Erfahrungen. Das könne laut Projektleiter Prof. Henry Markram erklären, warum wir alle eine ähnliche Wahrnehmung der Außenwelt teilten, während unsere Erinnerungen unsere individuellen Erfahrungen reflektierten. Henry Markram wird die erstaunlichen Erkenntnisse aus dem Projekt in seiner Keynote-Rede auf dem International Supercomputing Congress in Hamburg präsentieren. Über weitere interessante Projekte und Trends im High Performance Computing finden Sie mehr in unserer aktuellen Ausgabe. Andreas Müller, Leitender Redakteur MAGAZIN 2/2011 3 INHALT TRAINING & SERVICE: Wenn Armeen an einen Fluss kommen, haben sie ein Problem. Denn Flüsse verfügen heute nicht mehr über flache Furten wie zu den Zeiten, als die Karthager mit Elefanten gen Rom marschierten. Moderne Wasserstraßen sind tief und fließen schnell, sodass sie meist nur mit modernem, teurem Gerät überwunden werden können. In der Praxis sieht das beispielsweise so aus, dass eine Reihe von Amphibienfahrzeugen im Wasser aneinandergekuppelt wird und eine Brücke bildet. Dieser Vorgang ist jedoch nicht ganz gefahrlos für Mensch und Gerät – und wird daher zunächst simuliert. Bild: szenaris PRAXIS: Seit mehr als 10 Jahren gibt es nun Virtual Reality als kommerzielle Applikation für die Unternehmen der produzierenden Industrie. Und trotz aller Vorhersagen hat sich diese Technologie nicht in dem Maße verbreitet, wie von allen Marktteilnehmern angenommen. Und selbst die großen 3D-CAD-Anbieter halten sich mit der Entwicklung eigener Applikationen weiter zurück, so dass vor allem die Spezialanbieter wie ICIDO oder CIROS das Feld bestellen. Woran liegt das? Bild: Deutsche Messe AG AKTUELL 5 Menschen und Märkte: Neues aus der VR-Welt 7 Gut vernetzt: Vorschau auf die ISC in Hamburg 9 Perfekte Sicht auf sechs Beinen: Neuer Fahrsimulator bei Daimler 10 Fast schon eine Kunst: RTT Excite 2011 12 Rechnen auf der GPU: CUDA-Architektur für High Performance Computing MARKETING & VERTRIEB 14 Spiel mit der Wirklichkeit: Augmented Reality in der Praxis TRAINING & SERVICE 16 Mit Maus und Spürsinn: Energiemanager in virtuellen Welten 18 Maßgeschneiderte Therapie: VR in der Rehabilitation 20 Trockenübungen: Teamtraining im virtuellen Raum HARDWARE: Als Immersion bezeichnet man einen Bewusstseinszustand, bei dem der Betroffene aufgrund der Auflösung von räumlichen Grenzen das Gefühl hat, in eine künstliche Welt einzutauchen. Dafür braucht es leistungsfähige Ausgabegeräte; eine zusätzliche Brille, die der Anwender aufsetzen muss, würde da nur stören. Eine neue Generation von Displays schafft größere Flexibilität bei gleichzeitig hoher Bildqualität auch ohne Brillen. Bild: Tridelity PRAXIS 22 Lohnender als der Firmenwagen: Kosten und Nutzen der VR HARDWARE 26 Nächste Ausfahrt Denver: Lutz Eigenfeld, Nvidia, über mobile Grafikkonzepte 28 Revolution der Immersion: 3D ohne Brille TITELBILD: TRANSTEC In über 400 Installationen von HPC-Clustern hat transtec stets die eigene Expertise bei HPC-Lösungen beweisen können. Jede transtec-HPC-Lösung ist mehr als ein Rack voll Hardware. Sie ist eine umfassende Gesamtlösung, die alles beinhaltet, was der HPC-Anwender, der Besitzer und der Administrator benötigen. Transtec-HPC-Cluster sind schlüsselfertige Lösungen und bieten eine Vielfalt an Support- und Service-Optionen, nach Kundenwunsch individuell zusammengestellt. Von Professional Services bis hin zu Managed Services mit definierten Service Levels, um den Betrieb sicherzustellen, ist transtec ein umfassender Lösungs- und Service-Anbieter für High Performance Computing. Hohe Standards für Performance, Verlässlichkeit und Zuverlässigkeit sichern Produktivität und Zufriedenheit. Ausführliche Informationen: transtec AG, Waldhörnlestraße 18, 72072 Tübingen Telefon: 0 70 71 / 7 03-0, Fax: 0 70 71 / 7 03- 2 30 E-Mail: [email protected], Internet: www.transtec.de 4 MAGAZIN 2/2011 NEUES AUS DER VR-WELT AKTUELL VIRTUELLER OEM ENTWICKELT ELEKTRO-AUTO PTC, internationaler Anbieter der Produkt-Lebenszyklus-ManagementLösung Windchill und der MCADPlattform Creo, stellt als strategischer Partner der StreetScooter GmbH die Infrastruktur-Voraussetzungen für einen unorthodoxen Ansatz zur Entwicklung und Herstellung von preiswerten Elektrofahrzeugen für breite Kundenkreise zur Verfügung. „Die StreetScooter GmbH und ihre Partner haben das Ziel, jenseits etablierter Prozesse und Methoden ein kostengünstiges Elektro-Auto zu entwickeln und die Produzierbarkeit nachzuweisen. Hierfür haben sich Automobilzulieferer aus den Kompetenzbereichen Karosserie, Thermomanagement, Antriebsstrang, Batterieentwicklung, Bordnetz und Herstellung zum StreetScooterKonsortium zusammengeschlossen. PTC ist darin unser Partner für die unerlässliche flexible Entwicklungsplattform für das Konsortium“, so Professor Dr.-Ing. Achim Kampker, Lehrstuhlinhaber am Werkzeugmaschinenlabor WZL der RWTH Aachen und Geschäftsführer der StreetScooter GmbH. Dieses „Grüne-Wiese“-Projekt bietet Freiräume für eine hochagile Zusammenarbeit, in der Produkt- und Prozessinnovationen gleichzeitig und gleichberechtigt entstehen. Dreh- und Angelpunkt für die Echtzeit-Vernetzung der am StreetScooter beteiligten Unternehmen ist die Entwicklungsplattform Windchill und die MCADPlattform Creo von PTC. Kennziffer: VRM22659 Ein kostengünstiges Elektroauto zu entwickeln, ist das Ziel der Streetscooter GmbH. Dabei kommen auch die Plattformen Windchill und Creo von PTC zum Einsatz. MAGAZIN 02/2011 VDC: NEUE VR-ALLIANZ GEGRÜNDET Das Fellbacher Virtual Dimension Center (VDC) hat gemeinsam mit seinen Partnernetzwerken Center of Visualization Göteborg (CVG) in Schweden und Laval Virtual in Frankreich die „Visualization and Virtual Reality Networks Alliance (VisNetA)“ gegründet. Auf der französischen Leitmesse für virtuelle Realität, Laval Virtual, unterzeichneten Vertreter der drei Netzwerke nun eine Kooperationsvereinbarung, die die Rahmenbedingungen für künftige gemeinsame Aktivitäten festlegt. „Wir als Netzwerker wissen natürlich sehr gut um die Vorteile von Kooperationen. Also ist es naheliegend, dass wir selbst Partnerschaften mit Organisationen auf Augenhöhe eingehen“, so die Leiterin Internationalisierung am VDC, Claire Duval, zur Kooperation der Netzwerke. Die Partnerschaften des VDC mit dem Center of Visualization und Laval Virtual bestehen bereits seit mehreren Jahren; nun soll VisNetA den operativen Austausch unterstützen. Alle drei Netzwerke sind spezialisiert auf den Bereich der virtuellen Realität, also beispielsweise der Visualisierung von Prototypen, die bisher nur auf dem Papier bestehen. „VisNetA wird trotz des Fokus auf der virtuellen Realität natürlich nicht nur eine „virtuelle“ Allianz. Wir werden ganz konkret gemeinsam an Projekten arbeiten und Firmen sowie Forschungseinrichtungen auf internationalem Niveau zusammenbringen“, erklärt Duval. Die neu gegründete Allianz der Netzwerke ermöglicht laut Duval, Stärken der drei Netze zu verbinden und Doppelarbeit zu verringern. So verfügen die drei Netze über unterschiedliche Kenntnisse spezifischer Auslandsmärkte, die nun innerhalb der Allianz geteilt werden. „Unsere französischen Partner haben beispielsweise gute Kontakte nach Asien, die schwedischen Partner sind in Nordeuropa und wir in Zentraleuropa sehr gut vernetzt. Innerhalb der Allianz werden wir also den internationalen Wissensaustausch fördern. Dazu gehören beispielsweise auch gemeinsame Technologie- und Anwendungsstudien“, so Duval weiter. Kennziffer: VRM22658 BIOFIDELITY FÜR DIE FAHRZEUGSICHERHEIT Die Erfahrungen bei der Entwicklung eines hochwertigen Dummys innerhalb der Forschungsvereinigung Automobiltechnik (FAT) haben fünf deutsche Automobilhersteller, organisiert im PDB (Partnership for Dummy Technology and Biomechanics), sowie verschiedene Softwareanbieter, inklusive ESI, veranlasst, bei der Entwicklung eines WorldSID-50th-Finite-Element- (FE-) Modells zusammenzuarbeiten. Dabei handelt es sich um einen neuen, weltweit anerkannten Dummy mit verbesserter Biofidelity (Darstellung des menschlichen Belastungsverhaltens), mit dem sich das Verletzungsrisiko von Fahrzeugpassagieren bei einem Seitenaufprall bewerten lässt. Das Hauptziel des WorldSID-50th-FE-Modells, das einen durchschnittlich großen Erwachsenen simuliert, ist es, die Simulationsmodelle EuroSID-2 und US DOT SID zu ersetzen. Die Forderung nach einem validierten und quali- tativ hochwertigen FE-Modell wie dem WorldSID 50th ergibt sich auch aus der Notwendigkeit der Kostenreduzierung und Zeiteinsparung. Tatsächlich sind Dummy-Modelle für Fahrzeughersteller entscheidend, da sie die Bewertungsgrundlage für die Gesamtqualität eines Fahrzeugs darstellen. Physische Dummys sind jedoch teuer und meistens dauert die Durchführung eines Crashtests 6 bis 7 Stunden. Im Gegensatz dazu ermöglicht ein virtuelles Dummy-Modell die Durchführung dutzender virtueller Crashtests pro Tag. Das WorldSID-50th-FE-Modell basiert auf der aktuellen Version des physischen Dummys, dessen FE-Netz unter Anwendung der CADDaten der ISO 15830 aus dem Jahr 2005 entwickelt wurde. Kennziffer: VRM22660 Ein virtuelles Dummy-Modell ermöglicht die Durchführung Dutzender virtueller Crashtests pro Tag. 5 AKTUELL NEUES AUS DER VR-WELT TUMORTHERAPIEN INDIVIDUELL PLANEN Computervisualisten und Informatiker der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg (OVGU) und der Dornheim Medical Images GmbH wurden beim „Dirk Bartz Prize for Visual Computing in Medicine“ mit dem ersten Preis ausgezeichnet. Ivo Rössling vom Institut für Simulation und Graphik der OVGU nahm stellvertretend für alle Beteiligten den Preis am 15. April 2011 auf der diesjährigen Eurographics-Konferenz, der größten europäischen Fachkonferenz für Computergraphik, in Venue Cymru (Wales, Großbritannien) entgegen. Den Wissenschaftlern vom Institut für Simulation und Graphik unter Leitung von Professor Bernhard Preim und der Ausgründung Dornheim Medical Images GmbH unter Leitung von Dipl.-Inf. Lars Dornheim ist es in Zusammenarbeit mit Chirurgen der Leipziger Universitätsklinik unter Leitung der Oberärzte Prof. Dr. Gero Strauß und Dr. Andreas Böhm gelungen, auf der Basis von individuellen Patientendaten Tumortherapien in der Halsregion individuell zu planen. Der von den Magdeburgern entwickelte „TumorTherapyManager“ erlaubt die selektive dreidimensionale Darstellung und Ver- Der „TumorTherapyManager“ erlaubt die selektive dreidimensionale Darstellung und Vermessung relevanter anatomischer Strukturen. Bild: Uni Magdeburg, Institut für Simulation und Graphik messung relevanter anatomischer Strukturen. Ob ein größeres Blutgefäß infiltriert ist, wie groß das Ausmaß der Infiltration ist, ob der Kehlkopf bei einer Operation erhalten werden kann oder wie effektiv eine Chemotherapie anschlägt – diese und andere Fragen können anhand der 3D-Modelle und ihrer Analyse präzise beantwortet und dokumentiert werden. Für den klinischen Einsatz ist wichtig, dass auch die Dokumentation der Behandlungsentscheidungen unterstützt wird. Die Software ist in den zurückliegenden beiden Jahren gründlich klinisch erprobt und den Erfahrungen entsprechend verfeinert worden. Der Beitrag der Magdeburger beschreibt den klinischen Einsatz und die Fortschritte, die sich gegenüber einer konventionellen Planung erreichen lassen. Die Auszeichnung würdigt dabei vor allem die hervorragende Integration relevanter Techniken und den belegten klinischen Nutzen. Derzeit wird die Markteinführung zusammen mit einem großen Medizingerätehersteller vorbereitet. Kennziffer: VRM22661 NEUE GRAFIKKARTEN AMD hat zwei neue Grafikkarten für professionelle Anwendungen vorgestellt. Die AMD FirePro V5900 und die FirePro V9700 liefern eine verbesserte Leistung mit den AMD-Technologien Eyefinity, PowerTune und GeometryBoost. Die Grafikkarten sollen die Leistungen vergleichbarer Angebote des Wettbewerbs in wichtigen CAxund DCC-Anwendungen um mehr als das Doppelte übertreffen. Die AMD-Eyefinity-Multi-Display-Technik ermöglicht es, bis zu sechs Displays in einer Arbeitsfläche zusammenzufassen. Mit der Einführung der AMD FirePro V7900, die bis zu vier Displays unterstützt, und der AMD FirePro V5900 mit bis zu drei Displays können Ingenieure und Konstrukteure über mehr Platz auf dem Schreibtisch verfügen und damit mehr Daten sehen, mehr Anwendungen öffnen und mehr Informationen zur gleichen Zeit darstellen. Neu eingeführt wurde die AMD-PowerTune-Technik. Dieses Power-Management sorgt dafür, dass der Anwender den 6 Stromverbrauch der AMD FirePro V7900 mit GPU direkt kontrollie- vier Buchsen für den Anschluss von ren kann. So lässt sich vier Displays. für jede Anwendung ein optimaler Trade-off zwischen Taktrate und Energieverbrauch ermitteln. Ebenfalls neu ist die Geometry-BoostTechnik, die die Geometrie-Leistung nach oben treibt und das Handling komplexer CAD-Modelle verbessert. Da- Die AMD FirePro V5900 stellt eine Midrüber hinaus unterstützen die beiden Gra- range-Lösung dar, die mit unter 75 Watt fikkarten DisplayPort 1.2 und HDMI 1.4 Leistungsaufnahme auskommt. Gekopund können auf 2 GByte GDDR5-Speicher pelt mit der Eyefinity-Technik lassen sich drei Bildschirme mit der Karte betreiben. zurückgreifen. Die beiden Grafiklösungen sind für eine Die AMD FirePro V7900 weist vier Ausgänge aus, mit denen sich vier Displays Reihe von Autodesk-2012-Anwendungen unabhängig betreiben lassen. Zusätzlich bereits zertifiziert. Die FirePro V7900 kostet unterstützt die Grafikkarte Framelock und ab 999 US-Dollar, die FirePro V5900 ist für Genlock über das AMD-FirePro-S400-Syn- einen Preis ab 699 US-Dollar zu erwerben. chronisierungsmodul sowie Stereo 3D mit der mitgelieferten Erweiterung. Kennziffer: VRM22662 MAGAZIN 02/2011 INTERNATIONAL SUPERCOMPUTING CONFERENCE AKTUELL BESTENS VERNETZT Virtual Reality und realistische Simulationen erfordern immer höhere Rechenleistungen. Den ständig wachsenden Ansprüchen versucht die Hard- und Software-Industrie gerecht zu werden. Die Ergebnisse des Bemühens sind unter anderem in Hamburg zu besichtigen. Denn dort findet vom 19. bis 23. Juni die International Supercomputing Conference statt. VON ANDREAS MÜLLER S eit jeher hat der menschliche Denkapparat Philosophen, Neurologen, Psychologen und Philosophen in seinen Bann gezogen. Mit der heute bereitstehenden Rechenleistung eröffnet sich zum ersten Mal die Möglichkeit, die Verschaltungen der Neuronen und die biochemischen Prozesse in Form eines virtuellen Gehirns nachzubilden und zu simulieren. Ausgehend von der kortikalen Säule, der aus tausenden Neuronen bestehenden Grundeinheit des Cortex, hat sich das Blue-Brain-Projekt an der Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne in der Schweiz genau das zum Ziel gesetzt. Für jedes simulierte Neuron braucht es die Rechenleistung eines durchschnittlichen Notebooks. Ein realistisches Modell des Gehirns würde also Milliarden davon benötigen, aber die Technik des Supercomputing lässt die Möglichkeit einer solchen Simulation auch mit weit geringerem Aufwand in greifbare Nähe rücken. Die Forscher können bereits heute mit überraschenden Erkenntnissen aufwarten. So galt es lange Zeit als ausgemacht, dass sich neuronale Verschaltungen durch Erfahrungen entwickeln und vernetzen, ein Phänomen, das als synaptische Plastizität bekannt ist. Auf diese Weise werden zum Beispiel Erinnerungen im Gehirn abgelegt. Nun aber wurde im Blue-Brain-Projekt nachgewiesen, dass sich pyramidale Neuronen im Neocortex nach immer gleichen und relativ einfachen Regeln miteinander verbinden können, unabhängig von den gemachten Erfahrungen. Das könne laut Projektleiter Prof. Henry Markram erklären, warum wir alle eine ähnliche Wahrnehmung der Außenwelt teilten, während unsere Erinnerungen unsere individuellen Erfahrungen reflektierten. Henry Markram wird denn auch in seiner Keynote-Präsentation zeigen, mit welchen Methoden sich zunächst die notwendigen Daten über Struktur und Funktion des Gehirns gewinnen lassen, die solchen Erkenntnissen zugrunde liegen. Der sich daran anschließende Schritt, nämlich aus diesen Daten mit Hilfe von Computern, Mathematik und Statistik verwertbare Informationen zu gewinnen, wird ebenfalls Thema des Vortrags von Henry Markram sein. Schließlich gilt sein Augenmerk der Anwendung der durch Simulationen gewonnenen Erkenntnisse in den Life Sciences. Am Dienstag wird Philippe Vannier, CEO von Bull, darüber sprechen, warum der Zugang zu High-Performance-ComputingRessourcen die nationale Wettbewerbsfähigkeit fördert. Das MAGAZIN 2/2011 Tutorial, Workshops und Sessions bringen das Publikum auf den neuesten Stand in Sachen High Performance Computing. 7 AKTUELL INTERNATIONAL SUPERCOMPUTING CONFERENCE betrifft nicht nur die Fortschritte in der wissenschaftlichen Gemeinschaft, sondern auch das mögliche Wirtschaftswachstum durch Innovationen. Vannier will zeigen, dass auch Europa noch die Fähigkeit hat, Ressourcen für das High Performance Computing zu heben und international mitzuhalten. Den Fortschritten der Technik, neuen Verfahren und Werkzeugen wird sich am Mittwoch Prof. Dr. Thomas Sterling von der Louisiana State University widmen. Mehrkern-Architekturen bei den Prozessoren ebnen den Weg zu noch höherer Leistung. Die Präsentation schließt mit der Vorstellung eines typischen HPC-Systems mit den am meisten genutzten Komponenten, Quellen und Größenordnungen. Neben Prozessor und Grafikkarte führt der Speicher im High Performance Computing oft ein Schattendasein. Sein unmittelbarer Beitrag zur Rechenleistung ist auf den ersten Blick nicht so einfach zu erkennen. Dean A. Klein, Vice President of Memory System Development bei Micron, wird diese Sichtweise in seinem Vortrag widerlegen. Neue Systemarchitekturen werden die Kommunikation zwischen Speicher und Prozessor beschleunigen. Außerdem sinken die Preise für nichtvolatilen Speicher, der sich somit zunehmend auch in größerem Umfang für Storage-Lösungen einsetzen lässt. Mit großer Spannung wird auf der ISC wieder die Präsentation der Top-500-Liste der leistungsfähigsten Rechner erwartet. Sowohl Forschungseinrichtungen als auch Computerbauer wollen hier naturgemäß ganz oben stehen. Die Ergebnisse der Liste werden während der Eröffnung vorgelegt. Programm Elf Tutorials am Sonntag, dem 19. Juni, werden über aufstrebende Technologien wie GPU-Computing, InfiniBand und parallele Programmierung informieren. Ebenfalls am Sonntag finden zwei Workshops über High Performance Computing in Asien und High Performance Computing in kleinen und mittelständischen Unternehmen statt. Das von den Keynotes eingeleitete tägliche, durchweg englischsprachige Konferenzprogramm umfasst Invited Sessions, unter anderem mit einem Crash-Kurs im High Performance Computing und Trendthemen wie Cloud Computing, Contributed Sessions und Industrial Sessions unter anderem mit Start-up-Forum-Sessions und Ausstellersessions. WICHTIGE AUSSTELLER IM ÜBERBLICK Aussteller Altair Engineering AMD Bull CADnetwork Clustervision Dell ESI Fluidyna Fujitsu Happyware (Mit-Aussteller am Stand von Supermicro) Hewlett Packard Microsoft Myricom Netapp Nvidia Rittal SGI Supermicro T-Systems Transtec Stand 820 751 410 420 250 320 811 735 620 510 430 832 144 743 630 402 330 510 723 440 INTERVIEW Supercomputing ist nicht mehr nur das Spielfeld der großen IT-Anbieter. Auch viele mittelständische Anbieter lassen sich auf der ISC mit ihrem Lösungsportfolio blicken. Darunter auch Happyware. Wir haben Jürgen Kabelitz, den technischen Leiter bei Happyware, nach den Gründen gefragt. Virtual Reality Magazin: Wo liegt der Schwerpunkt des Auftritts von Happyware? Jürgen Kabelitz: Happyware demonstriert ein komplettes und mobiles Minicluster für den universellen Einsatz im HPCBereich. Auf Basis von Supermicro-Komponenten kommt das Open Source Cluster Framework „OSCAR“ zum Einsatz. Weiter beinhaltet das Cluster für die nötige Performance eine GPUKarte von NVIDIA [Tesla C2070] und eine von AMD [Firestream 9250]. Virtual Reality Magazin: Welche Anwender und Branchen sollen mit den Lösungen adressiert werden? Jürgen Kabelitz: Die Lösung zielt grundsätzlich auf die Anwender der Forschung und Lehre ab, bietet aber für alle Bereiche mit rechenintensiven Applikationen, zum Beispiel dem Fi- 8 Jürgen Kabelitz, Technischer Leiter, Happyware: „Die ISC bietet die Möglichkeit den Bedarf der Forschung und Lehre, heute und für die Zukunft, besser zu verstehen und umzusetzen.“ nanzsektor, Berechnungen molekularbiologischer Darstellungen, professionelles 3D-Rendering und theoretische Chemie eine ideale Basis. Je nach Bedarf sind andere Zusammenstellungen des mobilen Allround-Clusters möglich. Virtual Reality Magazin: Was zeichnet für Happyware die ISC besonders aus? Jürgen Kabelitz: Die ISC bietet die Möglichkeit, den Bedarf der Forschung und Lehre, heute und für die Zukunft, besser zu verstehen und umzusetzen. Aktuelle und künftige Trends werden aus Sicht des Users und des Herstellers in interessanten Gesprächen und freundlicher Atmosphäre thematisiert. MAGAZIN 2/2011 DAIMLER WÄHLT BARCO-TECHNIK FÜR FAHRSIMULATOR AKTUELL PERFEKTE SICHT AUF SECHS BEINEN Ein Fahrsimulator muss besonders viel leisten, wenn sich die damit gewonnenen Erkenntnisse auch in der Praxis bewähren sollen. Nicht nur die Visualisierungen sollten dem realen Straßenverkehr entsprechen, Fahrtbewegungen und Änderungen des Sichtfelds müssen auch übereinstimmen. Neben schnellen Rechnern sind hier ausgefeilte Projektionssysteme gefragt. D ie Daimler AG, bestens bekannt durch ihre Marke Mercedes-Benz, zählt zu den wichtigsten Autoherstellern der Welt. 2010 hat sie gemeinsam mit Barco die Entwicklung ihres neuen Fahrsimulators in Angriff genommen. Der Simulator wird im Daimler-Technologiezentrum in Sindelfingen bei Stuttgart INFO: BARCO Als weltweit tätiges Technologieunternehmen entwirft und entwickelt Barco verschiedene Arten von Visualisierungssystemen für den professionellen Einsatz in den unterschiedlichsten Märkten. Die innovativen Lösungen von Barco im Bereich von Hardware und Software umfassen alle Aspekte von der Bilderfassung über die Bildverarbeitung und Bildwiedergabe bis hin zur Bildverwaltung. Barco besitzt in Europa, in Amerika und in Asien (Pazifik) eigene Vertriebs- und Marketingstrukturen, eine eigene Kundenbetreuung, Forschungs- und Entwicklungseinrichtungen sowie eigene Produktionsstätten. Das Unternehmen ist weltweit in über 90 Ländern mit rund 3.500 Beschäftigten vertreten. 2010 verzeichnete Barco einen Umsatz von 896 Millionen Euro. Kennziffer: VRM22757 MAGAZIN 2/2011 Mit 360-Grad-Projektionsschirm, schnellem Stromversorgungssystem und einer zwölf Meter langen Schiene für Querbewegungen ist dieser Simulator weltweit einer der fortschrittlichsten in der Automobilbranche. eingerichtet. Mit 360-Grad-Projektionsschirm, schnellem Stromversorgungssystem und einer zwölf Meter langen Schiene für Querbewegungen ist dieser dynamische Simulator weltweit einer der fortschrittlichsten in der Automobilbranche. Realitätsnahe Projektion Der Daimler-Fahrsimulator ist ein sechsbeiniger, auf sechs beweglichen Stützen montierter Roboter. Er enthält ein komplettes MercedesModell, in dem der Testfahrer sitzt, sowie einen 360-Grad-Projektionsschirm, auf dem ein sich permanent änderndes, realistisches Bild des Verkehrsgeschehens mit sich bewegenden Fußgängern, Gegenverkehr und Gebäuden dargestellt wird. Bei der Entwicklung der 360-Grad-Projektion hat Daimler sich auf SIM-7-Simulationsprojektoren von Barco verlassen, um eine so realitätsnahe Szenerie wie möglich zu erhalten. Die verwischungsfreie Wiedergabe war einer der Hauptgründe für die Auswahl des SIM 7. Hohe Darstellungsqualität Die verwischungsfreie Wiedergabe war einer der Hauptgründe für die Auswahl des SIM 7. Dank der Anzeigeoptimierungen von Barco und der hohen Aktualisierungsrate des Systems produziert dieser Projektor messerscharfe High-Quality-Bilder, die den SIM 7 zum favorisierten Projektor der nächsten Generation für rasante Bewegungen und sonstige visuell anspruchsvolle Simulationsanwendungen machen. Daimler kann alle Modelle in allen Entwicklungsphasen und absolut realistischem Setting testen. Der Simulator ist für Daimler von entscheidender Bedeutung, denn mit ihm kann das Unternehmen Systeme und Komponenten künftiger Mercedes-Modelle in allen Entwicklungsphasen und absolut realistischem Setting testen. | ANM 9 AKTUELL RTT EXCITE 2011 FAST SCHON EINE KUNST Das Haus der Kunst in München bot diesmal den großzügigen Rahmen für die Demonstration von Softwaretechnologien, Fallstudien und Vorträge aus Design, Entwicklung, Marketing und Sales, kurz, für eines der wichtigsten 3D-Events, die RTT Excite. Die Veranstalter konnten noch mehr Besucher als schon im Vorjahr in die nach München locken. Ergonomische Studien gehören auch zu den wichtigen Einsatzgebieten von DeltaGen. W enn sich etwas bewährt hat, gibt es eigentlich keinen Grund, es zu ändern. So dürften sich Besucher, die die RTT Excite aus dem vergangenen Jahr kennen, auch im Haus der Kunst am 19. und 20. Mai schnell zurechtgefunden haben. Die Ausstellung gliederte sich wieder in die Bereiche Design, Entwicklung, Marketing und Sales und unter den Anbietern und Kunden waren viele bekannte Gesichter. Die an den Ständen formulierten Fragen boten auch diesmal eine gute Orientierung. 3D-Daten im PLM-System Unter der Oberfläche hat sich aber sehr viel mehr getan, als der erste Blick vermuten lässt, und zwar nicht nur, dass die Veranstalter gegenüber dem Vorjahr 25 Prozent mehr und 10 ein PLM-System. Die schon seit zwei Jahren bestehende Kooperation mit Siemens trägt nun immer deutlicher Früchte. Vorgestellt wurde RTT „DeltaGen4Teamcenter“, eine Lösung, die für eine noch direktere Integration von PLM und Visualisierung sorgt, als sie bisher möglich war. Die Themen der diesjährigen RTT Excite haben darüber hinaus gezeigt, dass die Autobranche nicht mehr so unangefochten das Feld beherrscht wie früher. Namen wie VW, Ferrari und Porsche sind zwar nach wie vor vertreten, aber die Expertise in der 3D-Visualisierung und Produktkonfiguration kommt nun auch der Konsumgüterindustrie zugute. Produktvisualisierung damit über 700 Besucher verzeichnen konnten. RTT rückt ein Thema verstärkt ins Blickfeld, das bisher eher weniger Aufmerksamkeit erhalten hat und von vielen Firmen immer noch mit selbstgestrickten Lösungen abgedeckt wurde, nämlich die Integration von Visualisierungsdaten in Ein Beispiel dafür ist der Hersteller von Skisportartikelhersteller Atomic. Das Tochterunternehmen der finnischen Amer Sports setzt RTT DeltaGen für die Produktvisualisierung und RTT DeltaTex für die Materialauswahl ein. Der vorher zum Teil noch manuelle Workflow wurde mit Hilfe dieser Softwarelö- Mehr als 700 Besucher haben sich diesmal in Vorträgen und an den Demopoints über neue Lösungen informiert. MAGAZIN 2/2011 RTT EXCITE 2011 AKTUELL Beim Einsatz von Visualisierungs- und VR-Technik ist die Autoindustrie weit fortgeschritten. Aus diesem Markt stammen daher besonders viele Anwendungsszenarien für die Lösungen von RTT und die seiner Partner. sungen vollständig digitalisiert. Somit ist es nun möglich, mit vergleichsweise geringem Aufwand Designvarianten durchzuspielen und auf teure reale Prototypen zu verzichten. RTT hat hierfür als Dienstleister Atomic dabei unterstützt, die Designprozesse anzupassen, bereits vorhandene Daten für die Visualisierung vorzubereiten und die Mitarbeiter mit den neuen Aufgaben vertraut zu machen. Grundsätzliches und Trends Neu eingerichtet hat RTT das Futurelab. Hier wurden abseits von konkreten Produkten Grundsatzfragen und Trends der 3D-Visualisierung diskutiert und Lösungen gesucht. RTT arbeitet eng mit Universitäten und Forschungseinrichtungen zusammen. So liefert zum Beispiel das Renderingverfahren Global Illumination ausgesprochen realististische Bilder, es ist aber mit der heute vorhandenen Rechenleistung sehr langsam. Welche Möglichkeiten hat man hier, Renderqualität und Rechenleistung vernünftig auszubalancieren? Oder 3D-Scanning von Objekten oder menschlichen Körpern: Es gestaltet sich immer noch sehr aufwändig, und anders als im Mainstream-CAx-Markt fehlen die Standardformate für die Weiterverarbeitung. Eigentlich nicht die besten Voraussetzungen, um diese Technik consumertauglich zu machen. Und doch arbeitet die Spieleindustrie mit Hochdruck daran, reale Körper zu digi- MAGAZIN 2/2011 Besonders bei der Vermarktung setzen immer mehr Autohersteller auf eine vollständig digitalisierte Abbildung aller Konfigurationen, zunehmend auch in bewegten Szenen. talisieren und in die virtuelle Welt einführlicher über die Verwendung von fließen zu lassen. Welche Erfahrungen Daten aus DeltaGen für die Ströaus dem Umgang der Anwender mit mungssimulation und die Integration 3D-fähigen Kameras und Scannern von Visualisierungsdaten in PLM-Syslassen sich für die Investitionsgüterinteme berichten. | ANM dustrie nutzen? Ludwig A. Fuchs, Vorstand und MitKennziffer: VRM22710 Gründer von RTT, fasst zusammen: „Wir sind unserem Ziel, die RTT Excite als weltweit führendes Branchenevent zu etablieren, ein gutes Stück näher gekommen. Die sich schnellentwickelnde Visualisierungsbranche braucht ein Event 29./30. September 2011 wie dieses, um einen efSchwabenlandhalle fizienten Austausch zwiFellbach schen Experten, Kunden www.schwabenlandhalle.de und branchenaffinen Interessenten zu ermögliy Anmeldung und y Ausstellung und Programm chen. Dazu kommt, dass Informationen Donnerstag, 29.09. 8 –17 Uhr Berührungspunkte und sowie Konditionen Freitag, 30.09. 8 –14 Uhr wertvolle Synergien zu für Aussteller unter www.virtual-efficiency.de y Eintrittspreise anderen Technologien Einzelner Tag € 45,00 geschaffen werden, so Kombiticket (2 Tage) € 70,00 wie wir das mit unserer Eintritt zur Ausstellung kostenfrei Siemens-Kooperation bereits intensiv betreiVeranstalter: ben. Mit weit über 700 Virtual Dimension Center Besuchern haben wir Auberlenstr. 13, 70734 Fellbach die Messlatte wieder ein [email protected] Tel: +49 (0)711- 585309-0 Stück höher gesetzt… dieser Zuspruch spornt uns enorm an“. Mit freundlicher Unterstützung von: In der nächsten Ausgabe werden wir aus- Virtual Efficiency Congress 2011 11 AKTUELL PUBLIREPORTAGE: HIGH PERFORMANCE COMPUTING RECHNEN AUF DER GPU Nvidia hat seine Grafikkarten-Technologie für das High Performance Computing geöffnet. Das Schlagwort hierfür ist GPU-Computing (GPU steht für Graphics Processing Unit). Die Tesla-Plattform bildet hier die entsprechende Produktlinie und CUDA dient als Software-Architektur. VON DR. OLIVER TENNERT M oderne MulticoreCPUs ließen nicht nur im Bereich des High Performance Computing, sondern auch bei Heimanwendungen ein lange verloren geglaubtes Stück Informatikgeschichte zu neuem Leben erwachen: das der parallelen Programmierung von Multi-Threaded Applications. Offene Standards wie OpenMP erleichtern einem Softwareentwickler das Erstellen von SMP-Applikationen (Shared-Memory Processing), was für viele Programmierer der MainframeGeneration nichts neues darstellt. Die Entwicklung steht nicht still: Sind Multicore-CPUs und OpenMP im Prinzip nichts anderes als ein Revival der altbekannten SMP-Technologie für die breite Masse, hat Nvidia sich daran gesetzt, seine Grafikkartentechnologien dem Bereich des High Performance Computing zu öffnen. Das Schlagwort hierfür ist GPU-Computing (GPU steht für Graphics Processing Unit) mit der Tesla-Plattform als die hierfür als Paradepferd herangezüchtete Produktlinie und CUDA als die Software-Architektur. CUDA steht für Compute Unified Device Architecture und beschreibt sowohl eine bestimmte GPU-Architektur als auch die dazu passende Entwicklungsumgebung für Softwareentwickler, um Programmcode für Nvidia-GPUs zu generieren. Hierzu gehören drei wichtige Komponenten: die CUDA-Driver-API (auch„Low-LevelAPI“ genannt), das CUDA-Toolkit (die eigentliche Entwicklungsumgebung inklusive der Runtime-Libraries) und ein CUDA SDK mit Codebeispielen. Das CUDA-Toolkit ist im Wesentlichen eine C-Entwicklungsumgebung 12 und bietet neben dem eigentlichen Compiler (nvcc), einer Anpassung des PathScale-C-Compilers, und hochoptimierten FFT- und BLAS-Bibliotheken auch einen Profiler, einen Debugger (cudagdb), Shared Libraries für die Laufzeitumgebung für CUDAProgramme (die „Runtime-API“) und, nicht zu vergessen, eine umfangreiche Dokumentation samt Entwicklerhandbuch. Das CUDA SDK umfasst Beispiele mit Quellcode zur Matrizenberechnung, Pseudozufallszahlengeneratoren, Bildfaltung, Wavelet-Berechnungen und vieles mehr. zu zwei Größenordnungen über dem bei herkömmlichen CPUs liegt. Darüber hinaus besitzt eine GPU einen eigenen Speicher, der mit sehr hoher Bandbreite von den Ausführungseinheiten der einzelnen Cores angesprochen werden kann. Im Unterschied zu den in der Vergangenheit häufig verwendeten GPGPU- Programmiermodellen (General Purpose Computing on GPUs) über Grafikschnittstellen wie DirectX lehnt sich CUDA sehr stark an C an, bietet Shared-Memory-Bereiche (von 16k Größe) für mehrere Threads, im Prinzip CUDA steht für Compute Unified Device Architecture und beschreibt sowohl eine bestimmte GPU-Architektur als auch die dazu passende Entwicklungsumgebung für Softwareentwickler, um Programmcode für NVIDIA-GPUs zu generieren. CUDA läuft auf allen Nvidia-GPUs ab der G8X-Serie aufwärts, inklusive der GeForce, Quadro und der Tesla-Reihe, und ermöglicht Programmierern den Zugang zu der Leistungsfähigkeit der massiv-parallelen Berechnungselemente in den GPUs. GPUs haben, im Unterschied zu CPUs, sprich Prozessoren, eine „Many-Core-Architektur“, was zum zu Ausdruck bringen soll, dass der Grad der Parallelisierung um bis positionsunabhängigen Code („Scattered Reads“), der an beliebigen Stellen im GPU-Speicher zur Ausführung kommen kann, und volle Unterstützung für Integer- und Bit-Operationen. Mit CUDA fungiert eine GPU im Wesentlichen als Koprozessor („Accelerator“) für einzelne parallelisierbare Routinen innerhalb eines Hauptprogramms, das auf einer herkömmlichen CPU der x86- beziehungsweise x64-Ar- MAGAZIN 2/2011 PUBLIREPORTAGE: HIGH PERFORMANCE COMPUTING AKTUELL chitektur zur Ausführung kommt. Wird die komplette GPU-Architektur in ein externes System ausgelagert, ist hierfür ein Gateway-System als Hauptrechner vonnöten, an das über extern geführte PCI-Express-Verbindungen die GPUSysteme angeschlossen werden. Aufgrund der Besonderheiten einer GPU im Vergleich zu einer CPU ist für den Softwareentwickler auch einiges zu beachten: die Bandbreite und die Latenz des Busses zwischen CPU und GPU (also im allgemeinen PCI-Express) kann sich zum Flaschenhals entwickeln, wenn gemäß dem Amdahlschen Gesetz der serielle Anteil des Gesamtprogramms zu hoch ist. Eine andere Besonderheit ist, dass die einzelnen CUDA-Prozesse in einzelne Threads zerlegt werden, die nur teilweise einen Shared-MemoryBereich zur Verfügung haben. schiedliche Dateien in einer Kernelsprache ihrer Wahl. DirectX Compute Kernels beispielsweise („Compute Shaders“) sind in HLSL geschrieben. OpenCL Kernels sind in einer C-ähnlichen Sprache namens „OpenCL C“ geschrieben. Die CUDA Driver API akzeptiert Kernels in C oder PTX Assembler. Bei der sprachintegrierten Schnittstelle schreiben Entwickler Funktionen in C, und die C-Laufzeitumgebung für CUDA übernimmt die Ansteuerung der GPU und die Ausführung der Berechungen. Dieses Programmiermo- GPU ausgeführt werden, wird der Begriff C for CUDA für die Extensions verwendet, die es den Softwareentwicklern erlauben festzulegen, welche Funktionen auf der GPU ausgeführt werden, wie der GPU-Speicher genutzt wird, und wie die Parallel Processing-Fähigkeiten der GPU von der Anwendung eingesetzt werden. De-facto-Standard Nvidia hat mit CUDA einen De-factoStandard geschaffen, und die Zahl der CUDA-unterstützten Applikationen wächst rasant in allen Bereichen. Es Die CUDA-Architektur Die CUDA-Architektur umfasst folgende Komponenten: 1. Parallele Berechnungseinheiten in den NVIDIA-GPUs 2. OS-seitigen Support für die Hardware-Initialisierung, Konfiguration usw. 3. User-Mode-Treiber, der Entwicklern eine Geräte-API zur Verfügung stellt 4. PTX Instruction Set Architecture (ISA) für parallele Berechnungssequenzen und -funktionen Die CUDA-Software-Entwicklungsumgebung unterstützt zwei verschiedene Programmierschnittstellen: • eine API auf Device-Ebene, bei der die Applikation DirectX Compute, OpenCL oder die CUDA Driver API verwendet, um die GPU direkt zu konfigurieren, Compute Kernels zu starten, und Resultate einzulesen • eine Programmierschnittstelle, die in verschiedene höhere Programmiersprachen integriert ist und bei der die Anwendung die C-Laufzeitumgebung für CUDA nutzt. Die Entwickler verwenden eine Reihe von Extensions, um festzulegen, welche Teile auf der GPU und welche auf der CPU gerechnet werden sollen Bei der Verwendung der Device-Level API schreiben Entwickler einzelne sogenannte Compute Kernels in unter- MAGAZIN 2/2011 Die CUDA-Software-Entwicklungsumgebung. dell erlaubt Entwicklern, auf nativen Support für gängige höhere Programmiersprachen wie C, C++, Fortran, Java, Python oder andere zurückzugreifen und durch Type- und CodeIntegration Code-Komplexität und Entwicklungskosten zu minimieren: • Die so genannte Type-Integration erlaubt es, sowohl Standard- als auch Vektortypen und benutzerdefinierte Typen (inklusive Structs) nahtlos über Funktionsgrenzen hinweg einzusetzen, wenn diese zum Teil auf der GPU, zum anderen Teil auf der CPU ausgeführt werden • Code-Integration macht es möglich, dass dieselbe Funktion von Funktionen aufgerufen wird, die auf der GPU ausgeführt werden, und von Funktionen, die auf der CPU ausgeführt werden Wenn es notwendig ist, dass Funktionen unterschieden werden, je nach dem, ob sie auf der CPU oder auf der sind zwar auch Arbeiten an offenen Programmiermodellen wie OpenCL im Gange, die Hardware-unabhängiges Programmieren für GPU Computing erlaubt, es bleibt aber abzuwarten, ob sich Entwickler ein weiteres Mal für einen entsprechenden Portierungsaufwand begeistern werden. transtec bietet Tesla-Systeme für GPU Computing in hoher Qualität und mit sehr gut aufeinander abgestimmten Komponenten. Von HighPerformance GPU-Workstations bis zu Tesla-Serverlösungen für den Schrankeinbau bietet transtec eine breite Palette an speziell designten Systemen. Als Nvidia Tesla Preferred Provider (TPP) ist transtec in der Lage, Kunden stets die neueste CUDA-Technologie zur Verfügung zu stellen, seien es vollengineerte Hybrid-Systeme oder Tesla Preconfigured Clusters. | ANM Kennziffer: VRM22720 13 MARKETING & VERTRIEB AUGMENTED REALITY IN DER PRAXIS Qualcomm und Mattel haben dem 3D-Spiel „Rock ‘Em Sock ‘Em“ neues Leben eingehaucht. SPIEL MIT DER WIRKLICHKEIT Stellen Sie sich vor, Sie stehen vor dem Berliner Fernsehturm, halten Ihre Handykamera drauf und schon sehen Sie auf Ihrem Mobiltelefon die Information, wer in welchem Jahr das Wahrzeichen erbaut hat. Fantasie? Wohl eher nicht. Augmented Reality (AR) heißt die Technologie, die sich dahinter verbirgt. VON THOMAS NINDL U nter Augmented Reality versteht man die computergestützte Erweiterung der Realität. Bilder oder Videos werden dabei mit computergenerierten Zusatzinformationen oder virtuellen Objekten mittels Einblendung oder Überlagerung ergänzt. Ein einfaches Beispiel dafür ist bei Fußball-Übertragungen das Einblenden von Entfernungen bei Freistößen mit einem Kreis. Aber das ist nicht alles: Hinter der Technik steckt heutzutage viel mehr. Seit dem Boom von Smartphones werden immer mehr AR-Applikationen für die kleinen Allround-Geräte entwickelt. Fantasie wird Wirklichkeit Ob Anwendungen wie junaio, Layar oder Wikitude, der Fantasie der Entwickler sind keine Grenzen gesetzt. Mit Hilfe der neuen Technik können nun lustige, aber vor allem auch hilfreiche Applikationen entwickelt werden. Es 14 kann sich hier zum Beispiel um Spiele, virtuelle Haustiere oder interaktive Hinweise für Produktverpackungen handeln. Darüber hinaus lassen sich mit Augmented Reality auch Bedienungsanleitungen virtuell darstellen. Ein einfaches Anwendungsbeispiel wäre etwa ein Reifenwechsel. Indem man die Kamera des Mobiltelefons auf das Fahrzeugrad hält, werden Schritt für Schritt visuelle Hinweise angezeigt, wie das Rad zu wechseln ist. Bis jetzt nutzten AR-Applikationen den internen digitalen Kompass des Handys sowie GPS, um den Standort einer Person zu ermitteln. Das mobile Gerät kann dadurch feststellen, wo sich der Nutzer befindet, beispielsweise vor einer Sehenswürdigkeit oder einem Restaurant. Diese Art der Positionserfassung kann aber ungenau sein und muss nicht mit der Perspektive der Kamera übereinstimmen. Hält der Nutzer sein Handy etwa auf den Berliner Fernsehturm, erkennt das GPS wohl die Position, aber nicht das Wahrzeichen selbst. Demnach würde eine AR-Anwendung, die nur auf der satelliten- und kompassgestützten Standortangabe basiert, vielleicht eher Zusatzinformationen, etwa zu einem nahegelegenen Büchergeschäft, einblenden. Exakte Umgebungserkennung Um diese Ungenauigkeit zu vermeiden, hat Qualcomm eine neue Technologie zur visuellen Umgebungserkennung entwickelt: Kamerasensoren erkennen die Umgebung und liefern Informationen punktgenau über die AR-Anwendung. Der wesentliche Unterschied ist die exakte Übereinstimmung der AREinblendung mit dem erfassten Kamerabildausschnitt. Dieser wird durch eine 30-mal pro Sekunde wiederkehrende Abfolge errechnet: Erkennen des Bildausschnitts, Abfrage desselben in der Datenbank, Bestimmung MAGAZIN 2/2011 AUGMENTED REALITY IN DER PRAXIS MARKETING & VERTRIEB Aufgabe für Forschung und Entwicklung Um diese visuelle Umgebungserkennung überhaupt möglich zu machen, hat Qualcomm im Sommer 2010 die Forschungsabteilung des Wiener Unternehmens Imagination Computer Services GmbH übernommen und das „Qualcomm Austria Research Center“ gegründet. Dabei handelt es sich um das erste Forschungszentrum des Unternehmens in Europa. Um die Entwicklung von mobilen Spielen und interaktiven Medienanwendungen voranzutreiben, investiert der Chiphersteller auch in Zusammenarbeit mit dem Georgia Institute of Technology (Georgia Tech) in das neue „Augmented Reality Game Studio“ in Atlanta (USA). Ziel ist es, die Markteinführung und Nutzung von AR-Applikationen zu unterstützen. Hierzu entwickelte Qualcomm eine mobile AR-Plattform und ein Software Development Kit (SDK) für Android-Smartphones. Entwickler können so eigene Apps erstellen und ihrer Kreativität freien Lauf lassen. Auf diese Weise wurde beispielsweise dem US-Spiele-Klassiker „Rock ‘Em Sock ‘Em“ neues Leben eingehaucht: Zusammen mit Qualcomm nutzte Mattel als eines der ersten Unternehmen das Augmented Reality-SDK und entwickelte das virtuelle 3D-Spiel. Die Nutzer visieren das mit Graphiken versehene Papier mit ihren Handykameras an und können dank der AR-App die Roboter als 3D-Figur auf ihren Displays per Touchscreen steuern. Mehrere Spieler können mit einem Roboter ihrer Wahl per Handy mit AR-App gegeneinander antreten. Aus einem Stück Papier wird schnell ein virtueller Boxring. Um den Ideenreichtum zu fördern, startet Anfang November 2010 ein Entwickler-Wettbewerb, bei dem die innovativsten AR-Anwendungen prämiert werden, die auf der Plattform und dem SDK aufsetzen. Augmented Reality hat Zukunftspotenzial Im Moment ist Augmented Reality noch nicht im Massenmarkt angekommen. Marktanalysten bescheinigen der Technologie aber großes Wachstumspotenzial. Juniper Research geht davon aus, dass in diesem Jahr zwar nur zwei Millionen US-Dollar Umsatz mit AR-Anwendungen erzielt werden; langfristig rechnen die Analysten aber mit dem finanziellen Durchbruch der Apps auf dem Handy. So soll bis 2014 ein Marktvolumen von 732 Millionen US-Dollar erreicht werden. In Zukunft werden vor allem Augmented-RealitySpiele im Mittelpunkt stehen. Ab etwa 2012 erwarten die Experten eine weitere Umsatzquelle: AR-gestützte Werbung mit Standortbezug. Einige erste Augmented-RealityAnwendungsbeispiele zeigte Mini: Eine Zeitschriftenanzeige wurde mit einem digitalen Code versehen. Hielt der Nutzer die Anzeige vor seine Webcam und rief die entsprechende Webseite auf, bewegte sich auf dem Bildschirm ein 3D-Mini-Cabrio auf dem virtuellen Heftcover des Magazins. Künftig wird besonders auch die Werbe- und Marketingindustrie mit weiteren kreativen Kampagnen um die Aufmerksamkeit der Endkonsumenten buhlen. Auch die Fenster in öffentlichen Verkehrsmitteln eignen sich als Werbefläche: Fährt die Straßenbahn an Geschäften oder Restaurants vorbei, könnten Werbespots oder Anzeigen auf dem Fenster eingeblendet werden. Ob Spiele, virtuelle Haustiere oder virtuelle Werbeanzeigen: Hinter Augmented Reality verbergen sich interessante Möglichkeiten und potenzielle Umsatzquellen für die Mobilfunkindustrie, aber auch für Spiele-Entwickler und werbetreibende Unternehmen. | ANM Kennziffer: VRM22590 www.animago.com von Position und Orientierung und zuletzt das Überlagern der Grafik im Bildausschnitt. Die Technologie kann mehr, auch Gegenstände lassen sich mittels Kamera erfassen. Ziel ist es, Objekte anhand ihres Aussehens zu identifizieren und nicht aufgrund ihres Standorts. Das Fachmagazin für die VFX- und 3D-Szene Images are from animago AWARD 2010 participants Jetzt gratis testen! i Industriedesign i Produktvisualisierung i Film & VFX i 3D/Animation i Digital Art i Interactive i Science & Education www.digitalproduction.com/gratisheft Like our Page TRAINING & SERVICE ENERGIEMANAGER LERNEN IN VIRTUELLEN WELTEN STROMSPAREN MIT COMPUTERMAUS UND SPÜRSINN Der klassische Frontalunterricht bekommt zunehmend Alternativen. Virtuelle Trainings sind oft flexibler, billiger und effizienter. Deshalb werden jetzt in Sachsen-Anhalt Energiemanager in einer virtuellen Fabrik ausgebildet. Dort gehen sie auf die Suche nach Stromfressern, entwickeln Lösungen für sinnvolle Ausweichlösungen oder optimieren in Echtzeit und wirklichkeitsnah Teile der Produktion. VON KLAUS-PETER VOIGT L angsam öffnet sich die Tür. Der Blick wird frei in einen Arbeitsraum mit Computern und Bürotechnik. Dass die Räume menschenleer sind, stört niemanden. Für den Besucher gilt es, den Energieverbrauch in der virtuellen Fabrik Bernburg zu optimieren. Sie existiert auf der Festplatte und hat nur einen Zweck: Mit ihrer Hilfe wird die Ausbildung von Energiemanagern optimiert. Per Mausklick können Lernende Details zu jeder Maschine, jedem Gerät, das sie entdecken, auf den Bildschirm holen. Wie viel Watt verbraucht der Kopierer? Muss eine Maschine während der Pause im Leerlauf stehen? Ist es sinnvoll, einen Röhrenbildschirm durch einen mit LCD-Anzeige zu ersetzen? An Aufgaben und Anregungen für Sparpotenziale mangelt es nicht. „Dann ist es die Entscheidung jedes Einzelnen, wie er handelt, um den Stromverbrauch zu optimieren“, erläutert Diplomingenieur Helge Fredrich vom Magdeburger Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF. Das erfolgt in der virtuellen Welt in Echtzeit. Das System nimmt die Entscheidungen auf und liefert sofort auswertbare Ergebnisse. Es gewährleistet den ständigen Überblick über die Stromverbraucher. Alle eingesetzten Szenarien sind variierbar und können an die jeweilige Lernaufgabe angepasst werden. Hierbei spielen auch die langjährigen Erfahrungen des Instituts eine Rolle. „Wir wägen ab, was dabei sinnvoll ist und beschäftigen uns mit den didaktischen Methoden in einem solchen Umfeld“, erläutert der Wissenschaftler. Schnellerer Zugang Seine Nähe zum Kinobild oder zu einem Computerspiel will das „Virtuelle Szenario zur Sensibilisierung und Qualifizierung im Bereich Energiemanagement“ nicht verbergen. Junge Leute beweisen bei solchen Anwendungen eine größere Affinität zum Lernen und überwinden Hemmschwellen schneller. „In der Weiterbildung rechnen wir nach anfänglicher Zurückhaltung mit einem Aha-Effekt bei denjenigen, die seltener mit dem Computer zu tun haben“, erläutert Fredrich. Bei den erfahrenen Leuten aus der Praxis zeige sich, dass sie komplexer und betriebswirtschaftlicher denken. Die Forscher des Fraunhofer IFF verfallen jedoch keineswegs in Banalitäten. Das Projekt beweist eine klare Energiemanagement einfach am Computer lernen. 16 didaktische Komponente. Die virtuelle Fabrik als Lernumgebung bildet die Realität nach und kann so wertvolle Handlungskompetenzen vermitteln. Dazu eignen sich virtuelle Technologien besonders gut, denn realitätsnahe und zugleich interaktive Modelle ermöglichen dem Nutzer einen visuellen und damit einprägsamen Zugang zu den Aufgaben, die im Berufsalltag vor ihm stehen können. So wird ein handlungs- und erfahrungsbezogenes Lernen ermöglicht, das risikolos, zeit- und ortsunabhängig ist. Langjährige Expertise Beim „Bau“ der ungewöhnlichen Fabrik spielen die Erfahrungen des Instituts in der Virtual Reality (VR) eine maßgebliche Rolle. Seit seiner Gründung Anfang der 1990er Jahre befasst sich das Fraunhofer IFF mit digitalen Technologien. Heute gehört es bundesweit zu den führenden Kompetenzzentren für Digital Engineering und virtuelle Trainingsanwendungen. Mit seinem 2006 eröffneten Virtual Development and Training Centre (VDTC) verfügt es über eine Einrichtung mit einer zum Teil weltweit einzigartigen technischen Ausstattung. Ingenieure und Wissenschaftler können hier komplette Anlagen der Chemieindustrie, Maschinen oder Fahrzeuge im Maßstab 1 : 1 planen, entwickeln und gegebenenfalls in einer Computersimulation testen. Von Anfang an beschäftigen sich die Magdeburger Spezialisten damit, wie man die digitalen Abbilder der technischen Systeme und Lösungen zudem für das Training und die Ausbil- MAGAZIN 2/2011 ENERGIEMANAGER LERNEN IN VIRTUELLEN WELTEN TRAINING & SERVICE Bild 2 und 3: Spielerisch bewegen sich die Lernenden durch das virtuelle Unternehmen und bekommen zum Beispiel wichtige Informationen über die Höhe und Verteilung des Energieverbrauchs der elektrischen Geräte. dung des Personals nutzen kann, das später an den realen Anlagen arbeitet. Damit zählt das Institut in der Landeshauptstadt Sachsen-Anhalts heute zu den Einrichtungen in der Bundesrepublik, die eine besondere Expertise im Bereich des virtuell-interaktiven Lernens vorzuweisen haben. Vielfältige Anwendungsgebiete Anwendung findet dieses Fachwissen auf unterschiedlichsten Gebieten, zum Beispiel bei der Ausbildung des Bedienpersonals von CNC-Maschinen, bei Sicherheitstrainings von Piloten oder Chemiearbeitern oder für Montageund Instandhaltungsanleitungen in der Industrie. Dabei erweist sich die virtuelle Realität als geeignetes Mittel, um einerseits Handlungsabläufe gefahrlos und kostengünstig zu trainieren und andererseits funktionale sowie physikalische Zusammenhänge von Geräten, Maschinen oder anderen technischen Lösungen visuell zu vermitteln. Eine andere Anwendungsmöglichkeit findet sich im Marketing. Auf Messen oder bei Firmenpräsentationen lassen sich so neue Produkte, Anlagen oder sogar ganze Standorte detailliert und interaktiv vorstellen, bevor sie überhaupt gebaut sind, um dem Gegenüber einen ersten Eindruck von Plänen zu vermitteln. Bei der Konstruktion und Entwicklung bewiesen virtuelle Technologien ihre Berechtigung, sagt Fredrich. Physikalische Eigenschaften könnten ebenso in einer virtuellen Umgebung getestet werden wie Funktionsmuster. Das erspare bis zu einem gewissen Punkt sonst aufwändige Versuche mit den auf klassischem Wege gebauten Modellen. Selbst Szenarien im Städtebau wie bei der Planung des Besucherzentrums am Eisleber Lutherhaus in Sachsen-Anhalt ließen sich darstellen und erleichterten die Arbeit von Städteplanern und Architekten. Sie könnten in der virtuellen Welt Lösungen erstellen und sie im Kontext mit der Umgebung des Gebäudes auf ihre Wirkung hin untersuchen. Auszubildende lernen Energiemanagement virtuell Das Training ist damit eines von vielen praktischen Anwendungsgebieten für MAGAZIN 2/2011 VR-Technologien. In diesen VR-Welten entwickeln die Magdeburger Experten für ihre Wirtschaftskunden komplette Werkhallen, in denen das künftige Personal jeden Winkel kennenlernen oder Verfahrensabläufe üben kann. Maschinen lassen sich zu Ausbildungszwecken komplett montieren oder demontieren, um deren Funktionsweise beherrschen zu lernen. Eines der jüngsten Kinder in dem Zusammenhang ist die virtuelle Fabrik Bernburg. Seit Ende 2010 beweist sie ihre Leistungsfähigkeit und ist Teil eines breit angelegten Forschungsvorhabens, das vom Land SachsenAnhalt und dem Europäischen Sozialfonds gefördert wird. Partner der Forscher des Fraunhofer IFF bei dieser Virtuellen Fabrik ist die BTZ Bildungsgesellschaft Bernburg GmbH. Geschäftsführer Jens Kramersmeyer sieht viel Potenzial in der Kooperation. „Wir engagieren uns für alle Dinge, die mit erneuerbaren Energien und dem Energiemanagement zu tun haben“, sagt er. Das virtuelle Szenario versteht er als eine große Chance, die Ausbildung auf unterschiedlichen Ebenen auszubauen. Neue Lernmethoden würden dabei einen unschätzbaren Dienst leisten. Lehrgänge zu Energie, Verbrauch und Optimierung, kurz LEVO genannt, setzten auf die virtuelle Fabrik. Es gibt Kurse für Auszubildende, denn das BTZ ist in einem Ausbildungsverbund zuständig für 150 Lehrlinge aus 30 Unternehmen der eigenen Region. In einer langfristig angelegten Bildungsmaßnahme vermitteln die Lehrkräfte der BTZ Grundlagen der Energiegewinnung und des -verbrauchs. Künftige Energiemanager sind später in der Lage, die Verbrauchsoptimierung für einen breiten Kundenkreis durchzuführen. Dazu soll die Identifizierung von Sparpotenzialen, die Chancen der Kohlendioxidreduzierung und Kostensenkung durch Energieverbrauchersubstituierung geschult werden. Die Lernumgebung bildet die Wirklichkeit nach und ist damit in der Lage, vielfältige Kompetenzen zu vermitteln. Dazu eignen sich Technologien der virtuellen Realität, denn sie ermöglichen dem Nutzer einen visuellen und so einprägsamen Zugang zu den Aufgaben des Berufsalltags. Durch diese VRUmgebung wird ein handlungs- und erfahrungsbezogenes Lernen ermöglicht, das risikolos, zeit- und ortsunabhängig ist, versichert Fredrich. „Wissen zu Energie wollen wir aber auch an Schüler weitergeben“, berichtet Geschäftsführer Kramersmeyer. Aus dem Gymnasium Carolinum Bernburg waren 50 Mädchen und Jungen im BTZ, um ihr Wissen über Energie auszubauen. Daneben sitzen Unternehmer am Computer, um sich fortzubilden. Als Erfolg sieht es der Geschäftsführer an, wenn es gelingt, Pseudowissen anschaulich auszuräumen. Natürlich sollen die Kursteilnehmer lernen, wie man Energieverbraucher identifizieren, bilanzieren und optimieren kann. Das Projekt mit dem Magdeburger Fraunhofer-Institut ist für ihn noch nicht abgeschlossen. Seine Vorstellungen gehen weiter. „Ich möchte, dass das Computerprogramm weiterentwickelt wird und unter anderem an Schulen zum Einsatz kommt“, sagt er. Dabei blickt er über den eigenen Tellerrand, möchte schon frühzeitig für einen sinnvollen Energieverbrauch sensibilisieren und Anknüpfungspunkte für regenerative Energien schaffen. | ANM Kennziffer: VRM22639 17 TRAINING & SERVICE VR BEI DER REHABILITATION MASSGESCHNEIDERTE THERAPIE Die geriatrische Abteilung des Robert-Bosch-Krankenhauses in Stuttgart setzt bei der Rehabilitation von Schlaganfallpatienten auf den Einsatz der Virtual-Reality-Technologie von Visenso. Zu den Forschungsschwerpunkten gehört die Wirkung von Trainingsmaßnahmen bei kognitiven Einschränkungen und physischen Funktionseinschränkungen. VON ANDREA PAUL A uch in der Medizintechnik und der Entwicklung viel diskutierter, personalisierter Therapieformen findet die virtuelle Realität (VR) zunehmend Verbreitung. Um die Möglichkeiten eines Einsatzes der VR-Technologie in der geriatrischen Rehabilitation erforschen und bestehende Therapieformen weiter entwickeln zu können, wurde in der Klinik für Geriatrische Rehabilitation des Robert-Bosch-Krankenhauses in Stuttgart Ende des letzten Jahres eine VR-Anlage installiert. Zu den Forschungsschwerpunkten von Chefarzt PD Dr. med. Clemens Becker, Facharzt für Innere Medizin und Geriatrie und Leiter der Klinik für Geriatrische Rehabilitation am Robert-Bosch-Krankenhaus, und seinem Team gehört unter anderem die Wirkung von Trainingsmaßnahmen bei kognitiven Einschränkungen und physischen Funktionseinschränkungen, wie sie beispielsweise in Folge eines Schlaganfalles auftreten. „Mit Hilfe der VR-Installation möchten wir herausfinden, wie eine stereoskopische Darstellung einer virtuellen Welt die Gewöhnung an das Gehen beschleunigt“, so Dr. Becker. Visuelle Wahrnehmung und physische Bewegung Für die Umsetzung der kompletten Lösung – inklusive der ProjektionsHardware, dem Graphik-WorkstationCluster und der VR-Software – zeichnet der Stuttgarter Visualisierungs- und VR-Experte Visenso GmbH verantwortlich. Die Passiv-Stereo-Rückprojektion mit Projectiondesign-Projektoren F32 SXGA+ (mit bis zu 6.000 ANSI-Lumen) erfolgt auf eine Leinwand mit den Ma- Ganglabor mit Patient und einer Physiotherapeutin. 18 ßen 2,66 x 2,00 Meter. Angesteuert wird die Projektion von einem PC-Cluster, das sich aus zwei HP-Grafik-Workstations mit Nvidia-FX4800-Grafikkarten sowie einem Steuerungsrechner zusammensetzt. Darüber hinaus wurde die Installation so vorbereitet, dass das VICON-Tracking-System des benachbarten Ganglabors bei Bedarf eingebunden werden kann. Um Schlaganfall-Patienten bei der Wiedergewinnung ihrer Motorik zu unterstützen, setzt die geriatrische Abteilung bei der Rehabilitation unter anderem Laufbänder ein. Der Schlüssel zur Durchführung von Untersuchungen zum Potenzial der virtuellen Realität in diesem Bereich liegt in einer speziell entwickelten Steuerungssoftware. Sie erlaubt es den Ärzten und Physiotherapeuten über die direkte Kopplung der VR-Installation mit dem Laufband das Zusammenspiel der visuellen Wahrnehmung und der tatsächlichen physischen Bewegung vollkommen frei und flexibel zu gestalten. So können die Patienten Stück für Stück wieder an das normale Gehen gewöhnt werden. Die Softwarelösung, die auf der VR-Installation zum Einsatz kommt, basiert auf der VR-Software COVISE von Visenso. In Partnerschaft mit dem Max-Planck-Institut für Bildungsforschung in Berlin wurde eine dort entwickelte Navigationssoftware an die COVISE-Software gekoppelt. Für das Rendering auf dem PC-Cluster kommt die Rendering-Software OpenCOVER zum Einsatz. Die Gestaltung der virtuellen Welten, durch die sich die Patienten hindurchbewegen, kann sowohl mit Hilfe professioneller Modellierungssoftware als auch auf Basis MAGAZIN 2/2011 VR BEI DER REHABILITATION TRAINING & SERVICE bereits existierender Lösungen aus dem Computer-Spiel-Umfeld (wie der Wiimote von Nintendo) erfolgen. Das Laufband wurde direkt vor der Projektionswand (Powerwall) platziert. Schlaganfallpatienten können sich beim Training auf diese Weise durch ein (virtuelles) Zoo-Szenario bewegen, um hier nach und nach vorgegebene Tiere aufzuspüren. Ziel der weiteren Entwicklung der Anwendung in den kommenden Monaten ist die Bereitstellung eines Editors, der es Ärzten und Therapeuten erlaubt, für jeden Patienten maßgeschneiderte Therapie-Angebote im Sinne einer personalisierten Medizin zu gestalten. Hierbei spielt auch die Erforschung der zugrunde liegenden Zusammenhänge eine wichtige Rolle. Durch die Möglichkeit, die visuelle Wahrnehmung der virtuellen Welt auf der Leinwand und die physische Wahrnehmung der tatsächlichen Bewegung unabhängig voneinander zu kontrollieren, lassen sich die visuell wahrnehmbaren Reaktionen auf Bewegungen sehr einfach übersteigern oder auch dämpfen; dementsprechend stärker oder schwächer wird auch eine motorische Reaktion des Patienten auf einen visuellen Reiz erfolgen. Gerade bei Schlaganfallpatienten lassen sich so die Anreize sehr sensibel auf die Reaktionen abstimmen, das heißt, man kann zum Beispiel erwünschte Reaktionen durch eine Dämpfung in der Darstellung verstärken und unerwünschte Reaktionen durch eine Übersensibilisierung via Verstärkung dämpfen. Das heißt in der Praxis: Wird in der virtuellen Welt ein kleiner Schritt nach vorne abgebildet, obwohl der Patient real einen „normalen“ Schritt gemacht hat, wird er den nächsten Schritt größer ansetzen, um das gewünschte Vorwärtskommen (in der virtuellen Welt) zu erreichen. ten Untersuchungen in Forschungseinrichtungen oder an Universitäten auf gesunde Probanden zurückgegriffen werden muss, kommen am Robert-Bosch-Krankenhaus tatsächliche Schlaganfall-Patienten mit der modernen Technologie in Berührung. Selbstverständlich werden hier die Untersuchungen mit dem Ziel einer bestmöglichen Unterstützung des Heilungsprozesses auf die jeweiligen Patienten individuell abgestimmt. Erste Untersuchungsergebnisse haben gezeigt, dass durch den Einsatz der VR-Technologie im Lauftraining eine deutliche Steigerung der Motivation der Patienten zu beobachten ist: die Tatsache, dass die Übungen nicht in einer herkömmlichen LaufbandSituation stattfinden, sondern unter Einsatz modernster Medientechnologie, erhöht die Attraktivität der Übungen für die Patienten deutlich. Das hat sowohl positive Auswirkungen auf die Nachhaltigkeit der Therapie als auch auf ihre Effektivität. Beliebige Manipulation Ausblick Die möglichen Manipulationen sind aber nicht nur auf eine einfache Verstärkung oder Dämpfung beschränkt, sondern können nahezu beliebig gestaltet werden. Hierdurch eröffnet sich ein sehr großes Forschungsgebiet. Von besonderer Bedeutung ist dabei die Situation am Robert-BoschKrankenhaus: Während für die meis- In die virtuelle Welt lassen sich darüber hinaus zusätzliche Aufgaben integrieren, beispielsweise die parallele Bearbeitung kognitiver Fragestellungen; so werden in dem virtuellen „Zoo-Szenario“ Navigationsaufgaben gestellt, durch die die Patienten neben der physischen Beanspruchung durch das Gehen auf dem Laufband auch mental MAGAZIN 2/2011 Patientin auf dem Laufband im VR-Raum vor der Powerwall mit der Zoo-Animation. gefordert werden. Besonders interessant ist dabei zu beobachten, wie sich die Bearbeitung der Navigationsaufgabe letztlich auf die Motorik auswirkt. Die Klinik für Geriatrische Rehabilitation plant weitere Forschungsprojekte, die die Weiterentwicklung der Therapiemöglichkeiten, die sich durch den Einsatz der VR-Technologie eröffnen, zum Inhalt haben. Gleichzeitig soll aber auch eine Basis geschaffen werden, die künftig eine breite Anwendung der am Robert-BoschKrankenhaus entwickelten Therapien in Kliniken und Praxen ermöglicht. Da die Kosten im Gesundheitswesen stets eine entscheidende Rolle spielen, kommt den Entwicklungen der Visenso GmbH bei den besonders kostengünstigen VR-Installationen eine wichtige Bedeutung zu. Durch den Einsatz von inzwischen in sehr guter Qualität verfügbaren 3D-Monitoren in Kombination mit sehr günstigen 3DEingabegeräten, beispielsweise der Wiimote von Nintendo oder der Kinect von Microsoft, ist die Anwendung auch für kleinere Kliniken und sogar Physio-Therapie-Praxen von großem Interesse. „Gemeinsam mit Dr. Becker und seinem Team werden wir neue Entwicklungen auf diesem Gebiet vorantreiben und validieren“, kündigt Dr. Andreas Wierse, Geschäftsführer der Visenso GmbH, an. | ANM Kennziffer: VRM18474 19 TRAINING & SERVICE TEAMTRAINING IM VIRTUELLEN RAUM TROCKENÜBUNGEN Die Zusammenarbeit komplexer technischer Geräte lässt sich realitätsgetreu simulieren – mit „Hardware von der Stange“ und Original-Bediengeräten. Das hilft, Kosten zu sparen und die Ausrüstung zu schonen. VON AXEL KÖLLING W enn Armeen an einen Fluss kommen, haben sie ein Problem. Denn Flüsse verfügen heute nicht mehr über flache Furten wie zu den Zeiten, als die Karthager mit Elefanten gen Rom marschierten. Moderne Wasserstraßen sind tief und fließen schnell, sodass sie meist nur mit modernem, teurem Gerät überwunden werden können. Das sieht dann so aus, dass eine Reihe von Amphibienfahrzeugen im Wasser aneinandergekuppelt wird und eine Brücke bildet. Dieser Vorgang ist jedoch nicht ganz gefahrlos für Mensch und Gerät: Bei Wind, Wellengang und Strömung erfordert das präzise Zusammenspiel der Fahrzeuge viel Geschick – und vor allem Übung. Im schlimmsten Fall können die Amphibien nämlich so aufeinanderprallen, dass sie stark beschädigt werden und für den Einsatz nicht mehr verwendet werden Der Bau von Behelfsbrücken mit der „Amphibie M3“ kann in der virtuellen Realität geübt werden. szenaris kombiniert „Hardware von der Stange“ mit Original-Bediengeräten, um effiziente VR-Lösungen zu entwickeln. Hier ist ein Arbeitsplatz für die „Amphibie M3“ dargestellt. 20 können. Auch das Training dieses Vorgangs ist nicht ganz unproblematisch: Es verschlingt viel Zeit und Geld, weil die teuren Fahrzeuge bereitgehalten und vielleicht auch ein Fluss vorübergehend für die Schifffahrt gesperrt werden muss. Nicht zuletzt kann bei den Übungen auch einiges schiefgehen, was die Kosten in die Höhe treibt. Die Bundeswehr setzt daher auf „Virtual-Reality-Teamtraining“. Der Vorgang kann im virtuellen Raum realitätsgetreu geübt werden, ohne dass die Geräte zur Verfügung stehen müssen. Das funktioniert nicht nur mit den „Amphibien“, sondern auch mit Schwimmbrücken und – demnächst – mit so genannten Faltfestbrücken. Das Bundesamt für Wehrtechnik und Beschaffung (BWB) hat den Bremer E-Learning- und Virtual-Reality-Spezialisten szenaris GmbH kürzlich beauftragt, diese dritte Ausbildungsmöglichkeit zu entwickeln. Das System der Bundeswehr bietet mehrere Besonderheiten. So laufen alle drei Simulationen – Amphibien, Faltschwimmbrücken und Faltfestbrücken – auf dem gleichen System. Dabei handelt es sich um eine „KoCUA-Anlage“ (Kooperative computerunterstützte Ausbildung), auch Virtual-Reality-Team- trainer genannt. Der Wechsel von einer auf die andere Anwendung dauert nur wenige Minuten und reicht nicht einmal für eine Kaffeepause. Darüber hinaus können mehrere Akteure gleichzeitig trainieren und auch visuell miteinander Kontakt aufnehmen. Jeder Teilnehmer bedient dann etwa virtuell ein anderes Fahrzeug, sieht aber auch die Kollegen und interagiert auf dem Bildschirm mit ihnen. In der Bundeswehr-Version sind das bis zu vier so genannte „Charaktere“, für Singapur wurde sogar eine Fassung mit acht Teilnehmern entwickelt. VR mit Standardkomponenten Einzigartig ist aber vor allem die technische Grundlage der Virtual-RealitySysteme von szenaris: Es handelt sich laut Geschäftsführer Dr. Uwe Katzky um „Hardware von der Stange“. Dabei werden normale Computer eingesetzt, die zwar über eine hohe, aber keine außergewöhnliche Leistung verfügen. „Wir sprechen von PC-basierter Simulation“, sagt Katzky. An diese Standard-Hardware werden die Original-Bediengeräte der jeweiligen Anwendung angeschlossen. Die Programmierung der Schnittstellen sei dabei oft eine Herausforderung, berichtet Katzky. Manchmal gehe das nur mit „Trial and Error“, weil es keine Schnittstellenbeschreibung gibt. Am Ende stehen aber immer alle realen Bedienfunktionen der Geräte auch in der virtuellen Welt zur Verfügung. Entscheidend für den Nutzen der Systeme ist jedoch das realistische Verhalten der Steuerung von Fahrzeugen. Wenn ein Fahrzeug in der Wirklichkeit mit kurzer Verzögerung auf eine Anweisung reagiert, muss dies auch im Trainingssystem so sein. Und wenn die Reaktion in Echtzeit erfolgt, wird dies ebenfalls im System umgesetzt. Katzky nennt als Beispiel für eine besondere MAGAZIN 2/2011 TEAMTRAINING IM VIRTUELLEN RAUM TRAINING & SERVICE Herausforderung den Roboter „Packbot EOD“, der überwiegend zur Kampfmittelbeseitigung eingesetzt wird. Wenn dieser mit ausgefahrenem Arm plötzlich bremst, vibriert der Arm auf eine bestimmte Weise. Auch diese Bewegung sei im entsprechenden System realitätsgetreu umgesetzt. Kern der szenaris-Software ist eine „Physic Engine“, die das Verhalten der Fahrzeuge zu rund 99 Prozent realistisch simuliert. Bei der Programmierung ist es allerdings nicht mit Modulen „von der Stange“ getan, es fließt vielmehr sehr viel individuelles Know-how in die Systeme. Daher steht das Unternehmen laut Katzky mit diesem speziellen Angebot – Teamtraining in virtuellen Welten mit vergleichsweise einfachen Mitteln – seit Jahren alleine auf dem Markt. Dem Ausbau der Systeme sind kaum Grenzen gesetzt. So könnte neben den Original-Bediengeräten auch eine Kabine angeschlossen werden, die den kompletten Arbeitsplatz in einem Amphibienfahrzeug oder einem anderen Gerät darstellt. Auch die Funktionalität ist erweiterbar. Das Training für den Bau von Behelfsbrücken enthält beispielsweise eine zusätzliche VR-Anwendung: Einer der Teilnehmer kann die Rolle des Einweisers übernehmen, indem er einen Tracking-Handschuh überzieht. Gibt er ein Handzeichen, so tut dies auch seine Figur auf dem Bildschirm. Aufwand und Kosten senken Die Vorteile des virtuellen Teamtrainings sind vielfältig. Die Schonung teurer Geräte – sofern sie überhaupt bereit stehen und nicht gerade in Afghanistan unterwegs sind – und der Aufwand für die Durchführung einer realen Übung sind die offensichtlichsten Vorzüge. Zudem kann die virtuelle Welt den Lernenden aber auch Erfahrungen bieten, die sie in der Realität nicht machen könnten. Der Ausbilder kann einen Defekt einspielen „zum Beispiel kann der Ausfall des Fahrzeugantriebs auf dem fließenden Gewässer mit den dazugehörigen Notverfahren trainiert werden“, erläutert Katzky. Bei einer realen Übung können unerfahrene Lerner große Schäden verursachen, sodass diese Vorgänge nur selten absolviert werden. Virtuell wird hingegen so lange trainiert, bis alle Teilnehmer die Übung perfekt beherrschen. MAGAZIN 2/2011 Der Bau von Faltschwimmbrücken kann von vier Personen gleichzeitig trainiert werden, wobei diese im virtuellen Raum miteinander interagieren. Das Trainingssystem ermöglicht außerdem die Simulation unterschiedlichster Wetterverhältnisse. Die Anwender können neben dem Schönwetter-Szenario also auch gleich den Umgang mit Sturm, Regen, Schnee und Eis üben. „Das ist ein ganz wichtiger Aspekt“, so Katzky. Weitere Anwendungen Zurzeit bereitet szenaris die Entwicklung einer weiteren Anwendung vor. Dabei geht es um die Kooperation zwischen Marine, Heer und Luftwaffe im Rahmen der „streitkräftegemeinsamen taktischen Feuerunterstützung“ (STF). Manchmal kann es sinnvoll sein, dass die Marine auch an Land aktiv wird, um andere Einheiten zu ergänzen. Dies muss in enger Abstimmung passieren. Das geplante virtuelle Teamtraining, das ebenfalls auf der bereits genutzten „KoCUA“-Anlage laufen wird, ermöglicht beispielsweise die Koordination verschiedener Spähwagen vom Typ Fennek. Eine Herausforderung ist dabei die Integration der Softwaresysteme, die von Heer, Marine und Luftwaffe genutzt werden. Noch gibt es keine Simulation, in der die unterschiedlichen Bereiche zusammenarbeiten. Nicht nur militärischer Einsatz Das Teamtraining lässt sich jedoch nicht nur militärisch nutzen. Der Bau von Behelfsbrücken ist auch bei humanitären Einsätzen in Krisenregionen erforderlich. Aber auch im Gesundheitswesen bieten sich Chancen, denn moderne medizinische Systeme werden immer komplizierter und teurer. Die praktische Ausbildung an ihnen wird oft dadurch eingeschränkt, dass Patienten oder medizinische Geräte Bestandteil des Ausbildungsszenarios sein müssen. Der Virtual-Reality-Teamtrainer mit virtuellen Patienten und Geräten stellt für die medizinische Ausbildung eine wertvolle Alternative dar. Das Training-Lab von szenaris. In der Industrie wird sich virtuelles Teamtraining laut Katzky ebenfalls durchsetzen. Viele industrielle Anwendungen erfordern die Zusammenarbeit von gut ausgebildeten Bedienern – ein Beispiel dafür ist das klassische Montageband. Der gemeinsame Nenner dieser Anwendungen ist, dass sie 24 Stunden laufen müssen, um das erforderliche Produktionsniveau zu erreichen. Damit stehen sie für Ausbildungszwecke allenfalls eingeschränkt zur Verfügung. Per Simulation können sogar komplette Produktionshallen mit allen wesentlichen Installationen in einer virtuellen Welt zusammenschaltet werden. Auch für die Logistik bietet die neue Technologie Potenzial: In Häfen könnte der Umschlag von Waren simuliert werden – mit Übungsmöglichkeiten für Kranführer, Lkw-Fahrer und Bahnpersonal. szenaris unterhält enge Kontakte zur Wissenschaft, um künftige Szenarien zu erkennen. Zu den Partnern gehört unter anderem das RobotikKompetenzzentrum des Deutschen Forschungszentrums Künstliche Intelligenz (DFKI) in Bremen. Dort wurde bereits im Rahmen der Atomkatastrophe von Fukushima an Möglichkeiten gefeilt, die Lage mit Hilfe von Robotern zu stabilisieren. Diese Art von Einsatz kann – zum Glück – fast ausschließlich virtuell trainiert werden. „Der wachsende Markt für Robotertechnologie wird auch den Bedarf an virtuellem Teamtraining weiter erhöhen“, ist sich Katzky sicher. | ANM Kennziffer: VRM22640 21 PRAXIS KOSTEN UND NUTZEN DER VIRTUAL REALITY BESSER ALS DER FIRMENWAGEN Seit mehr als zehn Jahren gibt es nun Virtual Reality als kommerzielle Applikation für die Unternehmen der produzierenden Industrie. Und trotz aller Vorhersagen hat sich diese Technologie nicht in dem Maße verbreitet, wie von allen Marktteilnehmern angenommen. Und selbst die großen 3D-CADAnbieter halten sich mit der Entwicklung eigener Applikationen weiter zurück, so dass vor allem die Spezialanbieter wie ICIDO oder CIROS das Feld bestellen. Woran liegt das? VON SEBASTIAN GRIMM VR macht alle Stufen der Produktentwicklung transparent. Bild: Deutsche Messe AG L eider gibt es noch keine Studie darüber, die die Gründe für die Zurückhaltung beim Einsatz von Virtual-RealityLösungen – vor allem auch im Mittelstand – beschreibt. Fragt man die potenziellen Kunden, hört man meistens die Aussage: „Das bringt doch meinem Unternehmen nichts.“ Aber ist das wirklich so? Ist Virtual Reality nur für einige wenige und oft große Unternehmen geeignet oder wird der Nutzen nur von der Kostendiskussion überlagert? Die Kosten Es stimmt natürlich, dass vor einer Investition in eine neue Technologie die Kosten betrachtet werden sollten. Diese lassen sich für Virtual Reality recht einfach bestimmen. Zu den Einmal- und damit den eigentlichen 22 Investitionskosten zählen: • Die notwendige Hardware – diese liegt heute im Bereich von 30.000 bis 90.000 Euro – für eine normale und ausreichend große Virtual-RealityInstallation wird standardmäßig von einer Reihe von Anbietern, etwa imsys oder viscon, angeboten. • Die notwendige Software – diese liegt in einem Bereich von 25.000 bis 50.000 Euro, wenn man sinnvoll und vor allem ermüdungsfrei Virtual Reality betreiben will. • Die notwendigen Schulungen – die je nach Anbieter mit drei bis fünf Tagen geplant werden sollten. Eine Virtual-Reality-Installation bewegt sich damit im Bereich von 60.000 bis 150.000 Euro und auf diese Weise im Einstiegsbereich auf dem Niveau eines gut ausgestatteten Geschäftswagens. Hinzu kommen natürlich die laufenden Kosten für Service und Wartung (die meist um die 20 Prozent der Anschaffungskosten betragen), Anpassungen und nicht zu vergessen die möglichen Veränderungskosten in den Prozessen des Unternehmens. Soweit zunächst die für viele sofort sichtbaren Ausgaben, die natürlich auf den ersten Blick hoch erscheinen – aber wie der Vergleich mit dem Geschäftsauto zeigt, nicht wirklich hoch sind. Denn bleiben wir im Beispiel: Welchen direkten Nutzen hat das Geschäftsfahrzeug für das Unternehmen? Schneller von A nach B kommt man heutzutage fast per Bahn, bei Kurzstrecken sind das Taxi oder CarSharing günstiger und umweltfreundlicher und zur Produktivitätssteigerung trägt es fast nicht bei. Bleibt das Argument, dass es die Akquise und das Image eines Unternehmens unterstützt. Aber ist dem denn wirklich noch so? Spielen da nicht schon längst andere Wege eine wichtiger Rolle? Aber keine Angst, an dieser Stelle soll nicht das Auto verteufelt werden, weil es natürlich in bestimmten Bereichen eine wichtige Rolle in den Prozessen des Unternehmens spielt. Prozesse Aber damit sind wir auch schon bei einem wichtigen Punkt: Die Prozesse des Unternehmens. Virtual Reality wird MAGAZIN 2/2011 KOSTEN UND NUTZEN DER VIRTUAL REALITY PRAXIS sie verändern. Und das ist sicher ein Grund, weshalb es immer noch Vorbehalte gibt. Denn Virtual Reality macht Dinge sicht- und erfahrbar, über die man sonst nicht gesprochen hätte. Virtual Reality wird an den neuralgischen Punkten der Prozesse eingesetzt, dort, wo sich mehrere Personen aus unterschiedlichen Bereichen miteinander unterhalten müssen. Das kann in der Situation mit dem Kunden sein – etwa auf Messen oder im Vertrieb, das kann in der Diskussion der Fertigung mit dem Service oder der Entwicklung mit der Geschäftsführung sein. Man kann also sagen, dass Virtual Reality alle Stufen des Produktentwicklungsprozesses transparent macht und somit schonungslos Optimierungspotenzial aufzeigt. Seien es die oft zu langen Angebotsphasen mit den Kunden, weil Konfigurationen immer wieder verändert werden oder die aufwändigen Serviceprozesse, weil bei der Produktentwicklung nicht auf Wartbarkeit hin untersucht wurde. Oder aber die unzähligen Fertigungs- Mittels VR lassen sich Produkte bereits in frühen Entstehungsphasen in ihrer Funktionalität darstellen. Bild: Deutsche Messe AG schleifen, weil die Baubarkeit von bestimmten Bauteilen nicht überprüft wurden. An dieser Stelle kann bereits die Nutzenüberprüfung ansetzen. Am besten ermittelt man ein solches Potenzial durch die Durchführung eines Pilotprojekts, bei dem innerhalb von vier bis acht Wochen ein Entwicklungsprozess komplett durchlaufen und akribisch dokumentiert wird, wie sich der Prozess dank Virtual Reality verändern könnte. In unterschiedli- chen Beispielprojekten ergab sich dabei ein Nutzen von einigen wenigen Tausend bis hin zu einigen Millionen Euro. Versuchen Sie das mal bei Ihrem Geschäftswagen… Risiko Aber nicht nur für die Prozesse eines Unternehmens bedeutet Virtual Reality eine deutliche Verbesserung. Quasi nebenbei bringt Virtual Reality ein umfassendes Risikomanagement in die Produktentwicklung. Denn dank Die Welt der Metallbearbeitung The world of metalworking ver O no Han für arte hen tsk trit utsc n i rde .09.11 -E e s n h e .) 26 ag n in Ba l. T alle 9.11 – ro/Min ink u , ab .0 der sse om 17 (0,14 E la Mit K v 89 2. der t gültig 000 6 rt in 05 t is kfah ngebo 9 (0)18 c ü +4 e sA dR - un n. Da r Tel. r.d * Hin hnhöfe ar übe annove b a h h B uc .emob und www r ode r n zu EM * UR 9E 9 INFO: VDW – Generalkommissariat EMO Hannover 2011 Verein Deutscher Werkzeugmaschinenfabriken e.V. Corneliusstrasse 4, 60325 Frankfurt am Main, GERMANY Tel. +49 69 756081- 0, Fax +49 69 756081-74 [email protected] · www.emo-hannover.de PRAXIS KOSTEN UND NUTZEN DER VIRTUAL REALITY Allerdings hat das den Nachteil, dass diese Kosten erst sehr spät Konturen gewinnen und somit die Investitionsentscheidung nicht absichern können. Aber in der Praxis hat sich gezeigt, dass durchschnittlich 10 bis 25 Prozent der Servicekosten eingespart werden können, weil sich die Qualität des Endprodukts deutlich verbessert hat. Montageuntersuchungen beschleunigen die Fertigungsprozesse und verbessern den AfterSales-Service. Bild: Deutsche Messe AG Geschwindigkeit der virtuellen Absicherung, die in der Regel auch durch mehrere Personen erfolgt, lässt sich jederzeit nachweisen, dass im Entwicklungsprozess tatsächlich alles getan wurde, Risiken bei der Anwendung zu vermeiden und sich auf diese Weise nicht nur teure Prozesse ersparen, sondern auch mit der Versicherung über Rabatte bei der Produkthaftpflicht diskutieren zu können. In den letzten Jahren hat hier – auch ausgelöst durch die europäische Gesetzgebung – ein Wandel in der Risikobetrachtung stattgefunden. Unternehmen müssen heute belegen können, dass sie alles getan haben, um eine fehlerhafte Anwendung ihrer Produkte und Schäden bei der Anwendung zu vermeiden. Eine noch größere Rolle spielt das bei Unternehmen, die ihre Produkte in den USA anbieten, da dort Schadenersatzklagen stetig zunehmen. Diese Risikobewertung ist sicher nicht einfach vorzunehmen, aber in Zusammenarbeit mit der Versicherung wird man sehr schnell herausfinden, an welcher Stelle dort Virtual Reality einen Nutzen entfaltet. Und auch die Senkung der Haftpflichtversicherungsbeiträge kann durchaus ein großer Posten in Ihrer Bilanz darstellen. Qualität Damit einher geht automatisch eine Verbesserung in der Qualität der Produkte. Denn wenn der Entwicklungsprozess besser läuft, die Risiken in der Produktentwicklung betrachtet wurden, dann kann man davon ausgehen, dass die Qualität der fertigen Produkte besser wird. 24 Aber das ist nicht alles: Dank Virtual Reality sind die Produkte bereits in sehr frühen Phasen sichtbar, so wie diese dann tatsächlich aussehen, mit allen Fehlern, die in der Entwicklung gemacht wurden. Und das ohne einen Prototypen produziert zu haben. Und die Fehler, die auftreten können, sind vielfältig: Löcher, die nicht zu Bohrungen, Bauteile, die nicht aufeinander oder Oberflächen die nicht zum Rahmen passen. Bisher wurden diese Fehler in der Produktion aufwändig korrigiert, was zu Verzögerung im Produktionsablauf geführt hatte. Die Kosten für solche Verzögerungen wurden und werden leider bisher noch nicht überall erfasst, so dass ein direkter Vergleich nur schwer machbar ist. Aber natürlich ist jedem Unternehmen bewusst, dass solche Verzögerungen viel Geld kosten. Und den entgegengesetzten Weg zu gehen, das Produkt zwar zur richtigen Zeit zur Verfügung zu stellen, dafür aber Mängel in Kauf zu nehmen, kann sich eigentlich kein Unternehmen in der derzeitigen Wettbewerbssituation mehr leisten. Um hier den Wert zu ermitteln, müssten Daten zur Anzahl und den Kosten von Fehlern vorliegen oder erfasst werden. Denn nur dann sind ein Vergleich und eine Nutzenbetrachtung sinnvoll. Gerade bei Einzelfertigern dürfte das aber schwer werden. Es gibt jedoch die Möglichkeit, diese Kosten indirekt über die Kosten für Service und Wartung zu erfassen: Wie oft wurde eine Maschine repariert, wie lange hat es gedauert, wie teuer waren die Ersatzteile, welchen Produktionsausfall gab es. Damit sind wir wieder beim Geschäftswagen. Denn weniger Serviceeinsätze bedeuten natürlich auch weniger Fahrten mit dem Geschäftswagen. Aber es gibt noch einen weiteren Zusammenhang. Denn das Geschäftsauto wird ja vor allem deshalb benutzt, weil man damit schneller zu Terminen kommt. Betrachtet man aber den tatsächlichen Vorteil in den letzten Jahren, so hat es da keine Verbesserung gegeben, eher das Gegenteil ist der Fall. Virtual Reality hingegen schafft es, unproduktive Zeit aus den Prozessen zu eliminieren, es beschleunigt Prozesse durch schnellere Entscheidungen und weniger Fehler. Das stellt man sehr einfach durch das bereits erwähnte Pilotprojekt fest. Alle Punkte zusammengefasst, ergibt sich ein recht konkretes Bild. Auf der Habenseite: • Weniger Fehler • Mehr Zeit • Weniger Risiko • Weniger Kosten In Summe macht das, je nach Unternehmen unterschiedlich, in der Regel über 100.000 Euro pro Jahr aus. Auf der Sollseite stehen einmalige Investitionen zwischen 60.000 und 150.000 Euro. In Summe bleibt da bereits nach zwei Jahren ein stolzes Ergebnis übrig, das sich mit einem Geschäftswagen nicht erreichen lässt. Es kann also nicht am Nutzen liegen, weshalb Unternehmen immer noch auf den Einsatz verzichten, und Eindruck machen können Unternehmen mit einer Virtual-Reality-Anlage ja auch noch. Natürlich ist die oben gemachte Aufstellung nur ein erster Anhaltspunkt. Genauer ermitteln lassen kann man den Nutzen durch einen ROI-Workshop, wie ihn beispielsweise das Stuttgarter Unternehmen ICIDO anbietet. | ANM Kennziffer: VRM22723 MAGAZIN 2/2011 VR-MARKETPLACE LÖSUNGEN + SERVICES Firma Alles für VR-Einsteiger und Aufsteiger Adresse Schwerpunkte Dosch Design Kommunikationsagentur GmbH Kirchgasse 1 97828 Marktheidenfeld Tel.: +49-(0)9391-507090-0 E-Mail: [email protected] www.doschdesign.com DOSCH DESIGN entwickelt bedarfsgerechte Computergrafik Produkte für den professionellen Einsatz in den Bereichen Virtual Reality, 3D-Design und Visualisierung. Audio Produkte mit exzellenten Musik- und Soundeffekten runden das Angebot ab. Dabei setzt Dosch Design seinen hohen Design- und Qualitätsanspruch in hochwertige Produkte mit einem attraktiven Preis-Leistungs-Verhältnis um. Die Produkte sind immer lizenzfrei verwendbar, weshalb für den kommerziellen Einsatz keine weiteren Kosten entstehen. eyevis GmbH Hundsschleestraße 23 72766 Reutlingen Tel.: +49 7121 43303-0 Fax: +49 7121 43303-22 E-Mail: [email protected] www. eyevis.de Reale Displays für virtuelle Welten - eyevis steht im Bereich der Virtual RealityVisualisierung und Simulation für höchste Qualität. Mit der openWARP-Technologie bietet eyevis die ideale Lösung für hochqualitative Echtzeit-Bildkorrektur. Zur Produktpalette gehören auch passende LED-Projektoren für ausgezeichnete Farbwiedergabe und lange Lebensdauer, Stereo-Rückprojektions Cubes und hochauflösende LCDs. Egal ob Fahr- oder Flugsimulation, Beurteilung von Designstudien oder Prototypen, eyevis bietet für jeden Anwendungsbereich die Lösung. Feynsinn EDAG GmbH & Co. KGaA Max-Diamand-Straße 7 80937 München www.feynsinn.eu Tel.: +49 89 350 989 501 [email protected] Aller guten VR-Dinge ist Feynsinn. Als unabhängige Prozessberatung bieten wir Ihnen dreimal Know-how: 1. Beratung: Wissen Sie wirklich, wieviel VR Sie brauchen? Ob Software oder Hardware: Wir beraten Sie bei Auswahl & Integration von VR-Technologie. 2. Services: Sie benutzen bereits VR-Technologie? Wir unterstützen Sie bei der Durchführung von Projekten bis hin zum Betrieb kompletter VR-Anlagen. 3. Content Creation / Visualisierung: Sie möchten Ihre Produkte präsentieren? Wir verwandeln Ihre CAD-Daten in aussagekräftige Inhalte für Messe, Web & Print. ICIDO GmbH Jurastraße 8 70565 Stuttgart Tel.: +49 711 27303 167 Fax: +49 711 27303 110 E-Mail: [email protected] www. icido.de ICIDO, Pionier und global führender Anbieter von Virtual Reality und Virtual Engineering Lösungen, hat sich zum Ziel gesetzt, Unternehmen zu unterstützen, ihren Produktentwicklungsprozess zukunftsfähig und umweltfreundlich zu machen. Lösungen von ICIDO minimieren Risiken, reduzieren den Ressourceneinsatz, erlauben eine schnellere und einfachere globale Zusammenarbeit und Kommunikation, gewährleisten eine bessere virtuelle Sichtbarkeit des Produktes und werden im gesamten Prozess vom Design bis hin zu Marketing und Wartung eingesetzt. Rolf Huwer Consulting Sandstraße 100 40789 Monheim am Rhein Tel.: +49 2173 6834-26 Fax: +49 2173 6834-27 E-Mail: [email protected] www.ProGraphics24.eu Grafikkarten für den professionellen Einsatz sind die Kernkompetenz von Rolf Huwer Consulting. Neben der herstellerneutralen Beratung für Anwender in den Gebieten 3D-Design, Wissenschaft & Forschung, Simulation & Visualisierung finden Sie bei ProGraphics24.eu, unserem Webshop, hochwertige Systeme, Peripherie und Hardwarekomponenten, die speziell für diese Bereiche entwickelt wurden. Die enge Zusammenarbeit mit ausgesuchten Partnern ermöglicht attraktive 3D Virtual RealityLösungen. WIN Verlag GmbH & Co. KG Johann-Sebastian-Bach-Straße 5 85591 Vaterstetten Tel.: +49 8106 350-0 Fax: +49 8106 350-190 E-Mail: [email protected] www.virtual-reality-magazin.de Hier könnte Ihr Eintrag stehen! Rufen Sie uns an: Frau Maike Gundermann Telefon: 08106 / 350-229 Frau Martina Summer Telefon: 08106 / 306-164 WIN Verlag GmbH & Co. KG Johann-Sebastian-Bach-Straße 5 85591 Vaterstetten Tel.: +49 8106 350-0 Fax: +49 8106 350-190 E-Mail: [email protected] www.virtual-reality-magazin.de Hier könnte Ihr Eintrag stehen! Rufen Sie uns an: Frau Maike Gundermann Telefon: 08106 / 350-229 Frau Martina Summer Telefon: 08106 / 306-164 WIN Verlag GmbH & Co. KG Johann-Sebastian-Bach-Straße 5 85591 Vaterstetten Tel.: +49 8106 350-0 Fax: +49 8106 350-190 E-Mail: [email protected] www.virtual-reality-magazin.de Hier könnte Ihr Eintrag stehen! Rufen Sie uns an: Frau Maike Gundermann Telefon: 08106 / 350-229 Frau Martina Summer Telefon: 08106 / 306-164 WIN Verlag GmbH & Co. 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Nvidia musste hier jedoch einen Rückgang von 2 Prozent hinnehmen, gegenüber dem Vergleichszeitraum des Vorjahres gar um 8,35 Prozent. Was sind die Gründe dafür? Lutz Eigenfeld: Die Erhebungen von Jon Peddie Research betreffen die gesamte Grafikchip-Produktion. Die ist aber kein Maßstab mehr für uns, weil wir aus dem Chipsatz-Geschäft ausgestiegen sind. Im Markt für Grafikkarten bleiben wir Marktführer mit mehr als 50 Prozent Anteil. Wir sind im Desktop-Segment stark aufgestellt, gerade in Bereichen mit hohen Gewinnspannen, wo unsere DX11-Desktop-GPUs schnelles Wachstum aufweisen. Was Notebook-Grafik betrifft, werden wir Marktanteile gewinnen , da die Industrie auf Sandy Bridge umsattelt. Virtual Reality Magazin: Inwiefern ist der Markt für professionelle Anwender davon betroffen? Lutz Eigenfeld: Mit der Quadro-Produktfamilie dominiert Nvidia den 26 professionellen Grafikmarkt. Wir werden hier weiterhin sehr stark bleiben. Architektur und Autobranche erholen sich vom Konjunkturtief und rüsten nun technisch auf, um die wachsende Nachfrage zu bewältigen. abgearbeitet werden. Bis jetzt sind die AR-Implementierungen relativ bescheiden. Künftig wird die zusätzliche Rechenkapazität des Tegra-Prozessors den Entwicklern aber erlauben, AR auf ein höheres Niveau zu bringen. Virtual Reality Magazin: Augmented-Reality-Anwendungen werden beliebter. Hier bietet ja Nvidia mit Tegra bereits eine interessante Plattform für mobile Geräte an. Wie profitieren die Anwender davon und welche Geräte stehen hier bereits zur Verfügung? Lutz Eigenfeld: Augmented reality (AR) vermischt digitale Bilder mit der realen Welt, um unsere Wahrnehmung zu verbessern. Sie halten zum Beispiel Ihr Telefon hoch und das Display zeigt die Straße vor Ihnen und darüber gelegt Informationen, welche Geschäfte Sonderangebote führen oder wo Sie bestimmte Lebensmittel finden. Das ist sehr spannend und hat das Potenzial, die Art und Weise, wie wir mit mobilen Geräten umgehen, zu ändern. Andererseits ist Augmented Reality rechenintensiv und erfordert eine hohe Prozessorleistung. Dafür eignet sich Tegra, denn mit multiplen Cores können AR-Applikationen parallel Virtual Reality Magazin: Wie passt der Zukauf von Icera durch Nvidia in dieses Bild? Lutz Eigenfeld: Durch die Kombination der Lösungen von Nvidia und Icera, inklusive Tegra, wird Nvidia seine Position als führender Anbieter im mobilen Markt ausbauen. Das Unternehmen wird die beiden wichtigsten Prozessoren eines Smartphones anbieten: den Anwendungsprozessor und den Basisband-Prozessor. Das wird OEMKunden dabei unterstützen, ihre Produkte schneller marktreif zu machen und die Anforderungen eines ausgewachsenen mobilen Computings zu erfüllen, etwa Web-Browsen, VideoStreaming, Webkonferenzen und reibungsloses Gaming. Virtual Reality Magazin: Intel und AMD integrieren Grafikfunktionen in ihre CPUs. Auf der CES hat Nvidia nun eine Zusammenarbeit mit ARM angekündigt, um ARM-basierte MAGAZIN 2/2011 LUTZ EIGENFELD, NVIDIA, IM GESPRÄCH HARDWARE CPUs zu entwickeln, derzeit unter dem Projektnamen Denver. Nun sind die Chips von ARM nicht unbedingt für Höchstleistungen bekannt. Sind Anwendungen wie Virtual Reality oder High Performance Computing damit überhaupt vorstellbar? Lutz Eigenfeld: Unter dem Codenamen „Denver-Projekt“ haben wir im Januar 2011 unsere Initiative zur Entwicklung ARM-basierter CPU-Kerne angekündigt, die auf dem gleichen Chip wie unsere GPUs integriert werden. Sie sind für den Einsatz in PCs, Workstations, Servern und Supercomputern gedacht. ARM ist diejenige CPU-Architektur, die in der IT-Geschichte die schnellste Verbreitung gefunden hat. Sie markiert den Beginn der „Internet-EverywhereÄra“ – mit Geräten, die fortschrittliche CPU-Kerne und Betriebssysteme bieten. Im Rahmen des Denver-Projekts wollen wir nun einen ARM-CPU-Kern in Kombination mit unseren massivparallelen GPU-Kernen entwickeln, der eine neue Klasse von Prozessoren begründen wird. ARM-basierte Prozessoren finden bereits Verwendung in ultramobilen Endgeräten, in erster Linie in Smartphones und Tablets, die einen starken Wachstumsmarkt für die nahe Zukunft bedeuten. Einige Zahlen hierzu: Laut Strategy Analytics werden in diesem Jahr etwa 394 Millionen Smartphones verkauft, im Jahr 2014 etwa 614 Millionen. Laut Gartner werden etwa 70 Millionen Tablets in diesem Jahr verkauft, im Jahr 2014 etwa 223 Millionen. Für den Einsatz von ARM-basierten Prozessoren sehen wir in Zukunft ein großes Potenzial. Der Einsatz wird nicht auf Smartphones und Tablets beschränkt bleiben, auch der Einsatz in PCs, Workstations, Servern und Supercomputern ist vorstellbar. Hierzu muss die Energieeffizienz weiter erhöht und gleichzeitig die Rechenleistung verbessert werden. Virtual Reality Magazin: Wo liegen die Unterschiede zu den Konzepten der Mitbewerber? Lutz Eigenfeld: Wir haben das Potenzial von ARM-basierten Prozessoren früh erkannt. Bereits Ende 2006 haben wir mit der Übernahme von Portal Play- MAGAZIN 2/2011 er begonnen, uns auf stromsparende Prozessoren zu konzentrieren. Unsere Konkurrenz hat hingegen einen kleinen GPU-Kern in ihre leistungsstarken CPUs intergriert. Damit können alltägliche PC-Anwendungen abgedeckt werden. NVIDIA geht hier einen anderen Weg, indem eine ARM-CPU benutzt wird, die für den alltäglichen PCGebrauch ausgelegt ist und von einer starken GPU unterstützt wird, die Multimedia, Spiele, Design und auch HPCAnwendungen berechnen kann. Dies wird sich besonders im HPC-Markt als Vorteil erweisen, da der ARM-Prozessor die IO- und Betriebssystembefehle regeln und die massiv parallele GPU die neuen zum größten Teil sehr komplexen Rechenmodelle abarbeiten kann. Es mag eine Ironie des Schicksals sein, aber gerade eine Patentklage von Intel im Jahr 2009 hat uns in diesem Bereich richtig stark gemacht. Nachdem wir aus dem Chipsatz-Business ausgestiegen sind, hatten wir die entsprechende Manpower – etliche Top-Ingenieure in unserem Unternehmen – die sich auf die Entwicklung von stromsparenden ARM-basierten Chips konzentrieren konnten. Das Ergebnis – in Form von Tegra – steckt heute in Smartphones und Tablets, die in Performance-Tests die Konkurrenz klar abhängen und wird mit „Projekt Denver“ auch Einzug in den Grafikprozessor halten. Mit den multiplen Cores der TegraPlattform können AR-Applikationen parallel abgearbeitet werden. Der Tianhe-1A vom National Supercomputer Center in Tianjin (China), kam auf Platz 10 der energieeffizientesten Supercomputer. percomputer der Welt, die zweimal im Jahr präsentiert wird. Im November 2010, als die letzte Top-500-Liste veröffentlicht wurde, belegten Supercomputer mit GPUs von NVIDIA die Plätze 1, 3 und 4. Der schnellste Supercomputer der Welt war im November 2010 der Tianhe-1A, der im LINPACKBenchmark eine Leistung von 2,507 Petaflops erzielte. Auf der „Green500“-Liste der weltweit energieeffizientesten Supercomputer haben es im November 2010 nur zwei Systeme unter die Top 10 geschafft, Lutz Eigenfeld, Channel Sales Manager für Quadro und Tesla bei Nvidia: „FÜR DEN EINSATZ VON ARM-BASIERTEN PROZESSOREN SEHEN WIR IN ZUKUNFT EIN GROSSES POTENZIAL. DER EINSATZ WIRD NICHT AUF SMARTPHONES UND TABLETS BESCHRÄNKT BLEIBEN, AUCH DER EINSATZ IN PCS, WORKSTATIONS, SERVERN UND SUPERCOMPUTERN IST VORSTELLBAR.“ Virtual Reality Magazin: Was werden wir von Nvidia auf der ISC in Hamburg sehen? Lutz Eigenfeld: Auf der ISC werden viele Unternehmen ihre Tesla-basierten Lösungen präsentieren. Zum Beispiel die Firma FluiDyna ihre CFD-Software LBultra und Culises. Weitere Unternehmen sind CADnetwork, transtec, MEGWARE und Dalco, die ihre TeslaSystemlösungen zeigen. Außerdem sind wir gespannt auf die Top-500-Liste der schnellsten Su- die eine Leistung im Petaflop-Bereich bringen. Beide basieren auf NVIDIAs Tesla-Grafikprozessoren: Der Tsubame 2.0 vom Tokyo Institute of Technology (Tokyo Tech), der im Ranking an Position 2 lag, und der Tianhe-1A vom National Supercomputer Center in Tianjin (China), der auf Platz 10 kam. Virtual Reality Magazin: Herr Eigenfeld, vielen Dank für das Gespräch. Kennziffer: VRM22724 27 HARDWARE DREIDIMENSIONALE INHALTE ZUM GREIFEN NAH REVOLUTION DER IMMERSION Um komplexe, dreidimensionale Umgebungen in Echtzeit darzustellen, braucht es leistungsfähige Ausgabegeräte. Für den StereoEindruck der Bildschirminhalte sind vielfach Spezialbrillen erforderlich. Doch eine neue Generation von Displays schafft größere Flexibilität bei gleichzeitig hoher Bildqualität auch ohne Brillen. VON MICHAEL RUSSO A ls Immersion bezeichnet man einen Bewusstseinszustand, bei dem der Betroffene aufgrund der Auflösung von räumlichen Grenzen das Gefühl hat, in eine künstliche Welt einzutauchen. Um ein Gefühl der Immersion zu erzeugen, ist jedoch ein perfektes Zusammenspiel verschiedener Komponenten vonnöten – Software und Hardware müssen optimal aufeinander abgestimmt sein. Die Darstellung einer komplexen dreidimensionalen Umgebung in Echtzeit stellt dabei höchste Anforderungen an die Ausgabegeräte. Erstaunlicherweise liefert ausgerechnet ein deutsches Unternehmen aus dem Schwarzwald hierfür Displays, die sogar gänzlich ohne 3D-Brille auskommen. 3D-Technologie ist überall dort interessant, wo man eine simulierte Wirklichkeit und ihre physikalischen Eigenschaften in einer interaktiven Umgebung darstellen möchte. Ob im Industriedesign, im medizinischen Sektor oder im Edutainment: Die 3DVisualisierung eröffnet vielen Branchen völlig neue Möglichkeiten im Umgang mit einer Virtual Reality. Bislang schien aber gerade in diesem Bereich die 3D-Technologie durch die Notwendigkeit von Hilfsmitteln wie Anaglyph-Brillen („RotGrün-Brillen“) oder Shutter-Brillen zu unausgereift, um Unternehmen einen echten Mehrwert zu erbringen. Dies hat sich geändert. Ein deutscher Betrieb aus dem Schwarzwald entwickelt und produziert bereits seit 2006 autostereoskopische 3D-Displays, die dreidimensionales Sehen ohne Hilfsmittel ermöglichen. Die Tridelity AG leistet bereits seit ihrer Gründung Pionierarbeit in der Entwicklung dieser Spitzentechnologie und bietet 3D-Lösungen in hoher Qualität. Doch wie funktioniert das eigentlich mit der räumlichen Darstellung? Biologie als Vorbild Ab einem Alter von acht Monaten ist der Mensch in der Lage, räumlich zu sehen und Tiefenunterschiede zu erkennen. Dieses stereoskopische Sehen entsteht aus einem komplexen Zusammenspiel zwischen den zwei Augen und dem Gehirn. Unsere Augen liegen leicht versetzt nebeneinander und nehmen daTridelitys „TT-Treiber“ ermöglicht die Visualisierung von 3D-Content ohne Konvertierung von Daten. 28 her beim Betrachten einer Szene immer zwei voneinander abweichende Bilder wahr. Aus diesen beiden Perspektiven in Verbindung mit den Informationen zum Betrachtungsabstand errechnet das Gehirn dann ein räumliches Bild. Autostereoskopische Displays machen sich dieses Prinzip zunutze, indem sie mehrere Bilder gleichzeitig projizieren. Ein spezieller Filter, die „Parallax-Barriere“, trennt diese Perspektiven und sorgt dafür, dass unsere beiden Augen ein jeweils leicht voneinander versetztes Einzelbild erreicht. Diesen Filter kann man sich als eine Art schräggestellte Streifenmaske vorstellen, die vor dem Display angebracht ist: Das Licht der einzelnen Pixel wird in verschiedene Richtungen abgelenkt. Voraussetzung ist, dass der dreidimensional darzustellende Bildinhalt zuvor auch aus mehreren verschiedenen Perspektiven aufgenommen wurde. Auf einem speziellen LCD-Display werden dann schließlich alle Einzelbilder gleichzeitig wiedergegeben, wobei diese einem bestimmten Muster entsprechend ineinander verschachtelt sind (Multiplex-Verfahren). Das ausgestrahlte Bild wird dann wieder durch das speziell entwickelte Filterelement, die Parallax-Barriere, getrennt, und erscheint dem Betrachter so dreidimensional. Unterschiedliche Blickwinkel Autostereoskopische 3D-Displays unterscheiden sich je nach Anwendungsgebiet: Die verbaute Technik ist entweder an die zielgerichtete oder MAGAZIN 2/2011 MAGAZIN EINKAUFSFÜHRER Barco GmbH Greschbachstraße 2-4 76229 Karlsruhe Tel.: +49 721 6201-0 Tel.: +49 172 721 9578 E-Mail: [email protected] www.barco.com/en/virtualreality/ ICIDO GmbH The Visual Decision Company Jurastrasse 8 70565 Stuttgart Tel: +49 711 27303 0 Fax: +49 711 27303 110 E-Mail: [email protected] http://www.icido.de Bertrandt AG Birkensee 1 71139 Ehningen E-Mail: [email protected] www.bertrandt.com Tel.: 07034/656-0 Ansprechpartner: Michael Hage Fullservice-Dienstleister für Highend-VR INFITEC Global Sales GmbH 3-D Visualisierungstechnik Am Roten Berg 2 DE-95496 Glashütten Tel.: +49 (0) 9279 971939 Fax: +49 (0) 9279 971949 E-Mail: [email protected] www.infitec-global-sales.com davit GmbH data audio video it Lindenstrasse 10 fon: 0711-7826099-0 fax: 0711-7826099-99 mail: [email protected] web: www.dav-it.de Medientechnik und Bürokommunikation LIVINGSOLIDS GmbH Schilfbreite 3 39120 Magdeburg Tel.: +49 391 25192-0 Fax: +49 391 25192-11 E-Mail: [email protected] www.livingsolids.de EST, Engineering Systems Technologies GmbH & Co. KG Tel.: +49 631 3664410 E-Mail: [email protected] www.est-kl.com realicon GmbH Ernst-Ludwig-Str. 7, 64646 Heppenheim Tel.: 06252 7901-0 Fax: 06252 7901-98 E-Mail: [email protected] www.realicon.de Virtual Reality, Augmented Reality und Visual Simulation Tools 4Dcom Software Four Dimensions - One Solution eyefactive GmbH Feldstr. 143 22880 Wedel (bei Hamburg) Fon: +49 (0)4103 / 80 48 49 Web: www.eyefactive.com MultiTOUCH Tische/Tresen, Apps, SDK Virtuelle Inhalte mit Händen steuern Interaktives Marketing & Teamwork Schneider Digital Josef J. Schneider e.K. Maxlrainer Straße 10 D-83714 Miesbach Tel.: + 49 (8025) 9930-0 Fax: + 49 (8025) 9930-29 www.schneider-digital.de e-mail: [email protected] Feynsinn EDAG GmbH & Co. KGaA Max-Diamand-Str. 7, 80937 München Infos unter www.feynsinn.eu oder von Andreas Forsthuber: +49 89 350 989 501 [email protected] Feynsinn ist Ihr Wegweiser im CATIA+ VR-Dschungel. Erfahren und neutral! form 3d Visualisierung & Animation Hofmannstraße 7a 81379 München fon +49 (0)89 - 510 99 596 fax +49 (0)89 - 230 77 768 [email protected] www.form3d.de HARDWARE DREIDIMENSIONALE INHALTE ZUM GREIFEN NAH gewünschtem Betrachtungswinkel mehr als zwei versetzte Teilbilder ausgestrahlt, wodurch sich die Bewegungsfreiheit erhöht. Gleichzeitig sinkt jedoch die Bildauflösung. Falsch! Tridelity bietet diese Displays im Landscape-Format und im weltweit einzigartigen Portraitformat in den Größen von 26 bis 65 Zoll an. Symbiose aus Display und Software Autostereoskopische Displays projizieren mehrere Bilder gleichzeitig. die gestreute 3D-Darstellung angepasst. Single-View-Displays sind – wie der Name schon verrät – für den Einzel-Anwender optimiert. Die Stärken des Single-View-Displays liegen in der hohen Bildauflösung und der optimalen Bildtrennung der einzelnen Bildperspektiven. Dies führt einerseits zu einer höher erreichbaren 3D-Bildtiefe, andererseits lassen sich dadurch auch sehr geringe Tiefenunterschiede räumlich visualisieren. Gerade dieses Kriterium ist in vielen Applikationen im Design- und Konstruktionsbereich von großem Vorteil. Für einen optimalen 3D-Eindruck und zur Vermeidung räumlich invertierter Bildeindrücke müssen sich bei einem Single-View-Display die Augen des Benutzers korrekt in den Stereozonen („Sweet Spot“) befinden. Wird zusätzlich ein Tracking-System genutzt, passt sich der Sweet Spot gemäß den Bewegungen des Betrachters stetig an. Hierbei erfasst eine Kamera die Position des Betrachters und verarbeitet diese Daten ohne Zeitverzögerung: Der Anwender kann sich frei vor dem Monitor bewegen, ohne einen Bildqualitätsverlust zu erleiden. So ist die Single-Viewer-Technologie prädestiniert für das Arbeiten am „3DArbeitsplatz“. Im Gegensatz dazu eignen sich Multi-View-Displays für Situationen, in denen mehrere Betrachter gleichzeitig ein dreidimensionales Bild wahrnehmen und zugleich eine maximale Bewegungsfreiheit gewährleistet sein muss, beispielsweise in Gruppenbesprechungen oder Kundenpräsentationen. Hierfür werden je nach 30 Virtual Reality findet in vielen Bereichen Einsatzmöglichkeiten, da sie abstrakte Daten für den Menschen erlebbar macht und eine direkte Interaktion ermöglicht. Dinge, die noch nicht real existieren, werden sichtbar und komplexe Zusammenhänge intuitiv verständlich. Gute VR-Systeme bilden dabei die Basis für den Einsatz in der Praxis, weshalb die Komponenten Projektion, Tracking und Bedienung fein aufeinander abgestimmt werden müssen. Jüngst hat Tridelity zusammen mit dem Softwarehersteller TechViz auf der diesjährigen Messe Laval Virtual in Frankreich eine solche VR-Lösung vorgestellt: Durch ein neu entwickeltes Tracking-Verfahren kann der Nutzer an einem autostereoskopischen 55-Zoll-Display ein 3D-Modell mit Hilfe eines 20 x 20 Zentimeter großen Würfels interaktiv steuern. Der Würfel wird über mehrere an seiner Oberfläche angebrachte „Marker“ von einer am Display montierten Kamera erkannt und in Echtzeit im System verarbeitet. Dieses optimal aufeinander abgestimmte Zusammenspiel der Komponenten ist ein gutes Beispiel dafür, dass mit dem heutigen Stand der Technik eine neue Ära der 3D-Visualisierung begonnen hat. Kompatibilität Optimalen Nutzen erzielt man durch benutzerfreundliche Anwendungen, die sich nahtlos in die Prozesse des Unternehmens integrieren. Die von Tridelity angebotene VR-Lösung verspricht durch einfaches „Plug & Play“ sowie ihre kompakte Bauweise ein hohes Maß an Benutzerfreundlichkeit im Umgang mit 3D-Visualisierungssoftware. Zudem ist diese Lösung mit jeder marktgängigen Visualisierungssoftware kompatibel und daher auch für viele verschiedene Branchen interessant. Tridelitys „TT-Treiber“ ermöglicht die Visualisierung von 3D-Content ohne Konvertierung von Daten. Bereits durch die einfache Installation auf dem Arbeitsplatzrechner können Inhalte über die Displays autostereoskopisch wiedergegeben werden. Die Einarbeitung in eine spezielle Software entfällt. Dadurch, dass der Treiber auf der Open Graphics Library (Open GL) basiert, werden nahezu alle existierenden professionellen 3D-Anwendungen unterstützt. Durch diese Kompatibilität bringt die Aufrüstung mit einem 3D-Paket (Display inklusive Software) einem Unternehmen einen entscheidenden Mehrwert: Einerseits ein Upgrade der bereits vorhandenen Software um eine „echte“ 3D-Darstellung und andererseits eine daraus resultierende, gesteigerte Arbeitsproduktivität für Die 3D-Visualisierung eröffnet vielen Branchen völlig neue Möglichkeiten im Umgang mit einer Virtual Reality. die verschiedenen Aufgabenstellungen im Produktlebenszyklus. Die Anschaffung einer 3D- beziehungsweise VR-Lösung stellt für Unternehmen aus dem industriellen Sektor also vielmehr eine zukunftssichere Investition dar. Angesichts der stetig steigenden Benutzerfreundlichkeit, der wachsenden Einsatzmöglichkeiten und der zunehmenden Nachfrage seitens der Mitarbeiter ist es wohl nur noch eine Frage der Zeit, bis brillenfreie 3D-Impressionen branchenübergreifend als Arbeitserleichterung zum Standard in modernen Unternehmen zählen. | ANM Kennziffer: VRM22543 MAGAZIN 2/2011 VORSCHAU THEMEN IM OKTOBER/NOVEMBER 2011 DAS NÄCHSTE HEFT ERSCHEINT AM 22. SEPTEMBER 2011 AKTUELL: Vorschau auf den Virtual Efficiency Congress Bei Deutschlands größtem Fachkongress zum Thema Virtual Reality dreht sich vom 29. bis 30. September alles um Einsatzmöglichkeiten, Nutzen und Potenziale von VR. Die Themen umfassen Anwendungen in der Produktentwicklung und -planung, in Marketing und Vertrieb sowie in Training und Qualifizierung. Bei der Zusammenstellung des Vortragsprogramms wurden drei Bereiche fixiert – so finden am Donnerstag Vormittag Vorträge zum Thema Prozesse und Management (Track 1), am Donnerstag Nachmittag zum Thema Engineering (Track 2) und am Freitag Vormittag zum Thema Kommunikation und Marketing (Track 3) statt. BRANCHE: GIS/Infrastruktur und Bauwesen Architekten und Baubeteiligte halten sich im Gegensatz zu anderen Branchen mit dem Einsatz von VR-Lösungen noch zurück. Doch Building Information Modeling eröffnet ihnen einen Weg, elegant in den virtuellen Raum einzutauchen und dabei auf ein einheitliches Datenmodell zuzugreifen. Nicht nur in der Planung zahlen sich die Vorteile der 3D-Visualisierung aus, auch die Nutzer haben schon früh die Möglichkeit, sich einen realistischen Eindruck zu verschaffen. Bild: Carpus + Partner DESIGN & ENGINEERING: VR-Funktionalität in PLM-Systemen Der Anspruch der Anbieter von Lösungen für das Product Lifecycle Management ist es, das Produkt vom ersten Entwurf bis zum Recycling mit der Software zu begleiten. Daten für Virtual-Reality-Anwendungen waren damit bisher eher nicht gemeint. Doch das ändert sich. Konzepte für die Integration von 3D-Daten werden zunehmend vorangetrieben, wie die Kooperation von Siemens und RTT oder Tools wie TC Reality von nVIZ zeigen. Bild: ASCAD PRAXIS: VR-Datenmanagement Der digitale Workflow mit seinen Schnittstellen und Datenformaten macht es möglich, 3D-Modelle immer wieder zu verwenden. Bleibt die Frage: Wohin damit, wenn Design, Konstruktion, Fertigung und Marketing gleichermaßen darauf zugreifen wollen?Bild: PTC PRODUKTION & PROZESSE: Simulation in der Luft- und Raumfahrt Die in den vergangenen Jahren schwer gebeutelte Luftfahrtindustrie blickt wieder optimistischer in die Zukunft. Was Sicherheitstechnik, den Einsatz neuer Materialien, Antriebskonzepte oder die intelligente Vernetzung der Bordsysteme angeht, steht die Branche sowieso an der Spitze – nicht zuletzt dank aufwendiger Visualisierungs- und Simulationstechnik. Bild: Cessna HARDWARE: 3D-Eingabesysteme Wer mit den Objekten der virtuellen Welt in Kontakt treten und mit ihnen interagieren will, trifft auf eine schwer zu durchschauende Vielfalt an Eingabegeräten. Ein Überblick. Bild: Deutsche Messe AG Weitere Themen in Ausgabe 3/2011: PRAXIS: Web-3D-Technologien FORSCHUNG & TECHNIK: Display-Trends TRAINING & SERVICE: Robotersimulation IMPRESSUM Herausgeber und Geschäftsführer: Hans-J. Grohmann ([email protected]) VIRTUAL REALITY MAGAZIN im Internet: http://www.virtual-reality-magazin.de So erreichen Sie die Redaktion: Andreas Müller (Ltd. Redakteur), [email protected], Tel.: 0 81 06 / 3 50-1 64, Fax: 0 81 06 / 3 50-1 90 Redaktionsbeirat: Dr.-Ing. Christoph Runde, VDC Fellbach Textchef: Armin Krämer Mitarbeiter dieser Ausgabe: Sebastian Grimm, Axel Kölling, Thomas Nindl, Andrea Paul, Michael Russo, Dr. Oliver Tennert, Klaus-Peter Voigt Anzeigenverkaufsleitung: Martina Summer (0 81 06 / 30 61 64, [email protected]) Mediaberatung: Maike Gundermann (0 72 72 / 7 70 95 10, [email protected]) Anzeigendisposition: Chris Kerler, [email protected], Tel.: 0 81 06 / 3 50-2 20 So erreichen Sie den Abonnentenservice: A.B.O., Postfach 14 02 20, 80452 München Tel.: 0 89 / 20 95 91 79, Fax: 0 89 / 20 02 81 16, [email protected] Vertriebsleitung: Ulrich Abele, [email protected], Tel.: 0 81 06 / 3 50-1 31, Fax: 0 81 06 / 3 50-1 90 Artdirection und Titelgestaltung: Saskia Kölliker Grafik, München Bildnachweis/Fotos: falls nicht gekennzeichnet: Werkfotos, aboutpixel.de, fotalia.de, MEV Titelbild: transtec AG, Nvidia Produktion und Herstellung: Jens Einloft, [email protected] Anschrift Anzeigen, Vertrieb und alle Verantwortlichen: WIN-Verlag GmbH & Co. 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Honorare nach Vereinbarung. Mit der Erfüllung der Honorarvereinbarung ist die gesamte, technisch mögliche Verwertung der umfassenden Nutzungsrechte durch den Verlag – auch wiederholt und in Zusammenfassungen – abgegolten. Eine Haftung für die Richtigkeit der Veröffentlichung kann trotz Prüfung durch die Redaktion vom Herausgeber nicht übernommen werden. Copyright © 2011 für alle Beiträge bei der WIN-Verlag GmbH & Co. KG Kein Teil dieser Zeitschrift darf ohne schriftliche Genehmigung des Verlages vervielfältigt oder verbreitet werden. Unter dieses Verbot fallen insbesondere der Nachdruck, die gewerbliche Vervielfältigung per Kopie, die Aufnahme in elektronische Datenbanken und die Vervielfältigung auf CD-ROM und allen anderen elektronischen Datenträgern. ISSN 1869-4993 Außerdem erscheinen bei der WIN-Verlag GmbH & Co. KG: Magazine: AUTOCAD & Inventor Magazin, DIGITAL MANUFACTURING, DIGITAL ENGINEERING Magazin e-commerce Magazin, digitalbusiness Partnerkataloge: Autodesk Partnerlösungen, DIGITAL ENGINEERING SOLUTIONS, IBM Business Partner Katalog, Partnerlösungen für HP Systeme HARDWARE: Tracking-Systeme MAGAZIN 2/2011 31 Neue Firmenadressen Sie benötigen neues Adressmaterial für Ihre Umsatzsteigerung? Sie wollen Ihre Produkte potentiellen Neukunden gezielt anbieten? Wir liefern Ihnen die passenden Firmen-Adressen nach Schlüsselworten wie z. B. SAP, Oracle, Java, C++, SQL, .NET, OOAD, CRM, Microsoft Office, Lexware, 3D-CAD, AutoCAD, Catia, CNC, CAE, CANalyser, CanOE, Design Patterns, UML oder, oder, oder … Nennen Sie uns einfach Ihre Schlüsselbegriffe. 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