Generalisierung von prozeduralen Animationen bei Autorenwerkzeugen in digitalen Lernumgebungen

Bachelorarbeit D. Hirsch

In den letzten Jahren haben sich zahlreiche Unternehmen verstärkt auf die Darstellungen von Produkten und Leistungen in dreidimensionalen (3D) oder Virtual Reality (VR) Umgebungen konzentriert. Aktuelle Trends streben sogar die vollkommene Integration von Benutzer*innen in digitalen Welten (i.e. Metaverse) an. Diese Entwicklung trifft nicht nur auf kommerzielle Systeme, sondern auch auf digitale Lernumgebungen zu. Neu entwickelte Werkezeuge wie Machine@Hand ermöglichen Fachautoren die Vermittlung von Wissen an digitalen Zwillingen von real existierenden 3D-Objekten. Die größte Hürde bei diesen Autorenwerkzeuge ist dabei die Zugänglichkeit. Viele Systeme zur Erstellung oder Bearbeitung von 3D-Inhalten benötigen technisches Fachwissen in den Bereichen 3D-Modellierung, Texturierung, Shading, Animation und Rendering (z.B. in Blender, Maya oder Cinema3D), sowie Grundkenntnisse im Bereich Programmierung und Anwendungsentwicklung (z.B. in Unity oder Unreal Engine). Um Fachautoren aus unterschiedlichen Anwendungsbereichen zu unterstützen, ist es daher notwendig, diese Prozesse zu abstrahieren und die Interaktion zu vereinfachen.

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Analyse des Einflusses von 3D-Szenendaten unterschiedlicher Ausprägung auf ihre Präzision und Anwendbarkeit für MR Remote Support Anwendungen in Unity

Bachelorarbeit F. Bieber

 

Der Markt von Mixed-Reality (MR) Remote Support Angeboten vergrößert sich seit einigen Jahren stetig um neue Bewerber mit eigenen Produkten. So bietet Microsoft den Dynamics 365 Remote Assist an, oder TeamViewer ihre Assist AR Anwendung. Durch derartige Angebote kann eine vor Ort agierende Arbeitskraft mit zusätzlichem Wissen von remote zugeschalteten Fachkräften ausgestattet werden und somit flexibel mit Szenarien umgehen, für welche das eigene Wissen nicht ausreicht. Während bei zuvor programmierten VR-Trainings oder dem Augmentieren der sichtbaren Umgebung mit vorher bereitgestellten Informationen eher ein Lernszenario entsteht, ermöglichen es MR Remote Support Angebote, in spezifischen Szenarien die Fähigkeiten flexibel zu erweitern. Hierbei werden nicht gezielt die eigenen Fähigkeiten geschult (dies ist wenn dann eher ein positiver Nebeneffekt), sondern temporär um die anderer Fachkräfte erweitert. Somit kann je nach Szenario die Anwesenheit verschiedener Mitarbeiter flexibel simuliert werden und bspw. eine Person vor Ort die Fähigkeiten eines ganzen Teams nutzen. So wird die Gruppenstärke zum Vorteil, anstatt auf eine umfangreiche Palette an Fertigkeiten des Einzelnen zu setzen.

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Untersuchung von Konstruktionsdaten und deren Möglichkeiten und Grenzen als fotorealistisches 3D-Modell in mobilem VR

Bachelorarbeit D. Heymann

Auf Grund der immer weiter fortschreitenden Technologien im Bereich der 3D-Visualisierung steigt das Interesse unterschiedlichster Branchen an fotorealistischen Medien. Diese komplett digital erzeugten Bilder und Videos bieten mehr Flexibilität gegenüber den herkömmlichen Aufnahmen einer Kamera, können jeden schwer zu erreichenden Bereich eines Motivs darstellen und lassen sich einfacher individualisieren. Zu Werbezwecken und zum Verkauf verschiedenster Produkte ist der Einsatz von vorgefertigten Renderings kaum noch wegzudenken, doch auch die virtuelle Realität, die Echtzeitinteraktion mit Produkten findet immer mehr Anklang bei potenziellen Kunden. Mit Hilfe einer mobilen Brille und zwei Controllern können diese die Produkte in ihrem Ausmaß bestaunen, mit ihnen interagieren und aus jedem Blickwinkel besichtigen. Gerade wenn die Produkte keine einfachen Gegenstände, sondern Maschinen oder komplette Anlagen sind, welche nicht einfach transportiert werden können, bietet die VR-Technik viele Vorteile.

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Entwickeln einer Visualisierung des Digital Twins einer OP zur Verbesserung der medizinischen Aus- und Weiterbildung

Bachelorarbeit L. Hausmann

"Was ist, wenn ich ein schlechter Arzt werde?" Diese Frage lauert bei vielen angehenden Medizinstudenten über der gesamten Ausbildung. Dies ist einer der Gründe, warum laut einer Studie des US-Ärzteblatts jeder vierte Medizinstudent, in der Altersgruppe zwischen 18 und 25 Jahre alt, unter Depressionen leidet. Zeitdruck und die nur bedingte Möglichkeit/ Verfügbarkeit der praktischen Erfahrungssammlung im OP verstärken diese Probleme. Sofern praktische Erfahrungen im OP gesammelt werden können, gehen diese meist aus zeitlichen und rechtlichen Gründen, nicht über die Funktion als sogenannter "Hakenhalter" hinaus.

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Analyse und Konzipierung von 2D/3D Diagrammen in der virtuellen Realität

Bachelorarbeit S. Allerdings

In der heutigen Zeit bekommen Anwendungen in der virtuellen Realität mit der Nutzung einer Brille immer mehr Anklang. Nicht nur für die Spiele-, Filme-, Konzerte- oder Reise-Branche ist das Themengebiet interessant. Auch andere Branchen setzen vermehrt auf Konzepte in der virtuellen Realität. Selbst zur Anzeige von Kunden- oder Firmendaten wird die VR-Technik genutzt, um bei Besprechungen und Demonstrationen nicht die Umgebung für die Darstellung von Diagrammen und Statistiken zu verlassen. Für die Anzeige solcher Diagramme greift man häufig auf bewährte 2D Ansichten zurück, doch die virtuelle Umgebung erhöht die Möglichkeiten, die Diagramme anzuzeigen und mit ihnen zu interagieren. Durch diese Erweiterung kann man vermuten, dass eine Übertragung die subjektive Wahrnehmung beeinflusst. Um die Verwendungszwecke dieser Diagramme in der VR validieren zu können, ist eine Analyse einzelner Diagrammarten sowie ein Konzept zur Übertragung dieser in eine virtuelle Umgebung von nutzen.

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Untersuchung der technischen und geometrischen Machbarkeitsgrenzen von 3D-Druck-Eisformen

Bachelorarbeit D. Knöchel

Mit dem wachsenden Fortschritt der 3D-Druck-Technologie entstehen auch stetig neue Einsatzbereiche für diese Technologie. Da das Aussehen von Lebensmitteln einen großen Effekt darauf hat, wie beispielsweise schmackhaft, gesund oder auch interessant sie auf Menschen wirken, ist erforscht und anschließend auch umgesetzt worden, wie man Zutaten als Druckmaterial nutzen kann, um Lebensmittel wie Nudeln, Marzipan oder Schokolade in außergewöhnliche Formen zu drucken. Größerer Beliebtheit erfreut sich nun auch eine etwas andere Methode, Lebensmitteln eine neue Form zu geben. Als Positivform 3D-gedruckte Modelle werden genutzt, um durch ein Umhüllen mit beispielsweise Silikon Negativformen zu erstellen, in die eine Flüssigkeit gegeben werden kann. Das virtuelle Modellieren der 3D-Modelle erlaubt eine schnelle, leicht anpassbare, gut wiederholbare und dabei sehr detailreiche Produktion von Lebensmittelformen. Die Integration eines 3D-Druck-Workflows kann für Lebensmittelproduzenten also sehr sinnvoll sein.

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Konzeptionierung und Entwicklung eines VR-Designs auf Basis eines vorhandenen Corporate Designs

Bachelorarbeit E. Grimm

Corporate Design ist eine Säule der Unternehmensidentität (Corporate Identity) und beschreibt ein einheitliches Unternehmensbild nach außen. Genau genommen ist Corporate Design die Gestaltung der Kommunikationsmittel im Unternehmen, wie beispielsweise das Logo, der Schriftzug und die Farbe. Das Corporate Design beinhaltet meist einen Styleguide. In diesem wird geregelt, wie zum Beispiel der Schriftverkehr auszusehen hat, dazu gehören Farben, Formen und Logoeinsatz.
Für Printmedien und Websitegestaltung ist ein klassischer Styleguide vollkommen ausreichend. Soll jedoch im Unternehmen ein Interface (UI/UX) in Virtual Reality auf Grundlage des Styleguides designt werden, sind Vorgaben und Regeln für ein VR-Design im Styleguide nicht definiert.

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Entwicklung und Test einer Evaluationsmethode für Renderings (anhand von Eevee und Cycles)

Bachelorarbeit D. Cibis

Um ein 3D-Rendering zu erzeugen, ist es möglich auf verschiedene Renderer zurückzugreifen. Die Funktionsweise dieser Renderer lassen sich entweder den Echtzeit-Renderern oder den Offline-Renderern zuordnen. Hierbei berechnet der Offline-Renderer das 3D-Rendering annähernd physikalisch korrekt, was allerdings eine lange Berechnungszeit in Anspruch nehmen kann. Der Echtzeit-Renderer löst das Problem der langen Renderzeiten, liefert allerdings ein physikalisch ungenaueres Ergebnis, vor allem durch die lediglich geschätzten Lichtreflektionen. Je nach Rendering sind die Unterschiede gering, beziehungsweise können diese in Kauf genommen werden, wenn dadurch die Renderzeit eingespart werden kann. Also sollte vor der Erstellung eines 3D-Projektes überlegt werden, welche Rendermethode für das gewünschte Rendering in Frage kommt.

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Workflow-Untersuchung der Erzeugung von Architektur-3D-Modellen aus 2D-Unterlagen

Bachelorarbeit S. Rey

Im Zuge der Digitalisierung obliegt auch die Architektur einem Wandel. Wurden vor der Jahrhundertwende Pläne noch mit Zeichenbrett, Butterbrotpapier und Graphikstift gezeichnet, ist der Rechner und eine geeignete CAD-Software heute nicht mehr wegzudenken. Dennoch gibt es noch viele Planungsbüros, die auf die Erstellung von parametrischen 3D-Modellen verzichten und auf reine 2D-CAD-Pläne mit einer Ansammlung von Polygonen, Linien und Bögen anfertigen. Für ältere Bauwerke wie Bauernhäuser mit Scheunen oder auch denkmalgeschützte Bauten bestehen vor allem handgezeichnete Pläne aus vergangenen Jahrzehnten. Diese sind oft ungenau, nicht maßstabsgetreu und bilden meist einen vorherigen Stand ohne bereits vorgenommene Umbaumaßnahmen ab. Auch aus diesen Unterlagen muss in der Regel ein 2D- oder 3D-Modell erzeugt werden, um dieses dann in Form eines Bauantrags dem zuständigen Amt vorzulegen.

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Untersuchung der Verwendbarkeit von 3D Motion Graphics für Werbung von Softwareprodukten

Bachelorarbeit Y. Oh

Wir erleben die Werbung sowohl bewusst als auch unbewusst im Internet, in Filmen, Theaterstücken oder auf öffentlichen Straßen. Kennt man die Eigenschaften der Verbraucher und ihr Kaufverhalten, kann man durch Werbung in den Medien überzeugend auf die Menschen einwirken. Bereits seit vielen Jahren ist die Software über verschiedene Geräte in den Alltag der Menschen integriert. Immer mehr große Unternehmen und Branchen werden von Software übernommen, und die größten Buchhandlungen und Videotheken sind nicht mehr die Läden in der Stadt, sondern die Softwareunternehmen wie Amazon und Netflix.

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Das Labor

BPP/BA-Betreuung

Wenn Sie Interesse an der Betreuung der Praxisphase mit anschließender Bachelorarbeit im Bereich 3D, VR/AR oder einem anderen der Themen des GDV-Labors und vielleicht auch schon eine Firma dafür gefunden haben, kontaktieren Sie uns einfach. Wir stehen gerne für die hochschulseitige Betreuung zur Verfügung.

Prof. Dr. Cornelius Malerczyk
M. Sc. Hans Christian Arlt