Fotolia Bild: Frau mit VR-Brille
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Fotolia Bild: Frau mit VR-Brille

Aufbruch in neue Welten

04.04.2016 | Praxisprojekte
Virtual Reality (VR) wird real in den Lehrveranstaltungen an der FH Kufstein Tirol.

Der Studiengang Web Business & Technology zählt zu den innovativsten Studiengängen in Tirol. Ein wesentlicher Innovationsmotor ist die kontinuierliche Integration neuer Themenfelder wie Virtual Reality in Lehrveranstaltungen. Das versorgt die IT-Studierenden mit aktuellem Know-how, das mit Hilfe externer LektorInnen und ausgewiesener ExpertInnen in den Fachbereich integriert wird.

Ein konkretes Beispiel hierfür ist die Verwendung von Virtual Reality-Techniken für mobile Geräte. Dabei geht es um die Entwicklung von Simulationen der realen Umwelt für Software-Programme oder Apps - aktuell ein weltweiter Trend. Durch die zunehmende Verfügbarkeit von kostengünstigen Geräten, die die Simulationen für den Massenmarkt erlebbar machen wird der Trend neu beflügelt. Der Studiengang betritt mit der Integration dieses Trendthemas Neuland. Die Technologien sind verfügbar, aber noch kaum wirtschaftlich genutzt. Um die wirtschaftliche Nutzung voranzutreiben, bedarf es der Entwicklung von Fachpersonal und alltäglich anwendbaren Beispielen, die den Einsatz möglich und den Nutzen sichtbarer machen.
Beispiele bietet bereits die Spieleindustrie – real anmutende Simulationen von Landschaften, Spielfiguren und Bewegungsabläufen sind schon heute kaufentscheidend. Auch als Trainingsumgebung wird VR genutzt, so kann man simulierte Fahrkurse in einem Cockpit absolvieren, Weltraumkapseln steuern und schwerelos einen Mondspaziergang machen. Der Einsatz dieser Technik findet sich heute entweder im Freizeitbereich oder in besonderen Marktnischen, wo z.B. Training sehr teuer ist oder nur selten stattfinden kann. Die Anwendungsfelder könnten aber im Alltag noch größeren Nutzen entfalten, so wäre beispielsweise die Küchenplanung mit dieser Technik möglich. Der Kunde könnte mittels einer App schon bei der Planung die neue Einrichtung live ansehen und somit die Raumwirkung bereits vor dem Kauf beurteilen.
„Für unsere Studierenden ist die praktische Arbeit mit dieser neuen Technik besonders wichtig. VR wird in den nächsten Jahren bestimmend für die weiteren technischen Entwicklungsschritte sein, auch wenn diese jetzt erst in den Anfängen steckt“, so Studiengangsleiter Prof. (FH) Dipl.-Inf. Karsten Böhm.
Für die Wiedergabe von VR-Inhalten stehen mehrere technische Lösungen zur Verfügung, eine eher aufwendigere Lösungen davon ist beispielsweise die Oculus Rift. Die Oculus Rift ist ein sogenanntes HeadMounted Display (HMD), also ein Bildschirm, der wie eine Skibrille direkt im Sichtfeld sitzt und dadurch einen komplett neuen virtuellen Eindruck vermittelt. Die Oculus Rift integriert alles was dazu notwendig ist. Den Bildschirm, die optischen Linsen, integrierte Kopfhörer und ein Trackingsystem zur genauen Positionsbestimmung des Nutzers. Dadurch wird die Brille entsprechend aufwendig und teuer. Dieses Modell ist noch mit einem Kabel an einen Computer gebunden, von dem es die Daten bezieht.

Eine einfache aber effektive Bildschirm-Lösung bietet das Google Cardboard. Im Gegensatz zur Oculus Rift ist das Modell von Google hingegen „nur“ ein Halter für ein beliebiges Smartphone plus entsprechender Software, die aber den gleichen Zweck eines HMD erfüllt. Wegen des einfachen Aufbaus ermöglicht das Google Cardboard Virtual Reality mit einer ganz geringen Eintrittsschwelle zu erleben – das macht es tauglich für den Massenmarkt.
Ein Workshop des Studiengangs Web Business & Technology im Wintersemester 2015/16 widmete sich dem Thema unter dem Titel „Software Entwicklung für mobile Systeme: VR – Virtual Reality“. Ziel des Workshops war es, den Studierenden im dritten Semester einen Einblick in die 3D Animation und die Grundlagen der virtuellen Realität zu geben. Dabei stand das didaktische Ziel im Vordergrund einen Eindruck über die Vielfalt der Möglichkeiten zu vermitteln, die VR- Anwendungen bieten. Es galt Interesse und Kreativität der Studierenden auf die Konzeption und Umsetzungen zu richten, was nur möglich ist, wenn die Komplexität beherrschbar erscheint.
Der Workshop begann mit dem Technikaufbau und erläuterte technische Voraussetzungen und Funktionen. Dann wurden mittels einer sogenannten „Game Engine“ praktische Beispiele gezeigt und anschließend von den Studierenden selbst erstellt. Als „Game Engine“ wurde im Workshop „Unity“ eingesetzt, eine der beliebtesten Entwicklungsumgebungen am Markt, die für eine ganze Reihe unterschiedlicher Plattformen verfügbar ist. In dieser Entwicklungsplattform finden sich alle Teilprogramme wieder, die zur Erstellung einer 3D Umgebung und eines Bewegungsablaufes notwendig sind: z.B. Grafikdesign, physikalische Bewegungen von Objekten, Soundsystem, Steuerung und Programmierung der Spielabläufe.
Zunächst erstellten die Studierenden individuelle Modelle für die Anwendung in dem Bildbearbeitungsprogramm Adobe Photoshop. Diese wurden dann durch den Einsatz spezieller Softwareverfahren in 3D Modelle umgewandelt. Die erstellten Modelle wurden programmatisch animiert und zum „Leben erweckt“. Anschließend wurden sie innerhalb des virtuellen Raumes positioniert. Durch Interaktion mit den mobilen Geräten konnten die 3D Modelle anhand vorgegebener spielerischer Konzepte bewegt werden. Nun war es durch die Verwendung von VR-Brillen möglich, die erstellten 3D Modelle „lebhaft“ in der selbsterschaffenen Welt zu testen und selbst zu erleben, welche Wirkung durch das Eintauchen in eine virtuelle Welt erzielt werden könnte.
Möglich wurde die Realisierung dieses Workshops, der zusätzlich zum regulären Studienprogramm angeboten wurde, durch das Engagement von Stefan Huber, MA, Mitgründer des Ebbser Technologieunternehmens „Beyond-IT“ und Rainer Zöttl, der als Experte für Visual Effects international bekannt wurde und am Design einer Reihe von bekannten Filmen, darunter Avatar, The Hobbit, Cloud Atlas und vielen anderen mitgewirkt hat.