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LightWorldII - SS 2002, WS2002/2003

Thema: 
Entwurf, die Implementierung und der Test eines verteilten Basissystems für immersive Umgebungen.
Zeitraum: 
SS 2002, WS2002/2003
Umfang: 
8 SWS pro Semester
Teilnehmer: 
1. Tobias Eichhorn
2. Magnus Helbert
3. Benjamin Helbig
4. Marc Finthammer
5. Carsten Nelskamp
6. Björn Schmidt
7. Lukas Sowa
8. Thorben Schöttler
Thematik: 

Ein Bestreben heutiger Computergraphikentwicklung ist die Schaffung von Benutzungsschnittstellen, die den Benutzer in dreidimensionale simulierte virtuelle Welten einbetten. Dies wird durch dreidimensionale stereographische Projektion und dreidimensionale Eingabesensorik, etwa auf Basis elektromagnetischer Sensoren, erreicht. Systeme, die dies leisten, werden gemeinhin als "Virtual Environments" (VE) bezeichnet. Heute ist es möglich, solche Systeme kostengünstig auf PC-Basis zu realisieren. Ein Beispiel sind die immersiven Projektionswände des Lehrstuhls Informatik VII und des Instituts für Spanende Fertigung der Universität Dortmund.
Ein typisches Anwendungsfeld von VEs ist die Interaktion mit Prozessen in Naturwissenschaft und Technik, sowohl realen als auch simulierten. Solche Simulationen benötigen häufig signifkante Rechenleistung, so dass die Simulation und die graphische Darstellung normalerweise nicht auf einem einzigen Rechner zu leisten ist. Die Hardware-Plattform wird daher aus mehreren Rechnern (hier PCs) bestehen, die über ein schnelles Netz verbunden sind.
Der Einsatz von Rechnernetzen ermöglicht es auch, weiteren Anwendungsaspekten Rechnung zu tragen. So ist es heute etwa für die Fertigungstechnik typisch, dass das Design eines Produktes fernab seiner Fertigung entsteht. Ein Bestreben des e-manufacturing ist, die Kommunikationsmöglichkeiten über Rechnernetze zur Absprache zwischen Design und Fertigung zu nutzen. Durch gleichzeitiges Beobachten und Besprechen einer Fertigungssimulation können Designer und Fertigungstechniker ihren Interessen simultan Rechnung tragen, wodurch Produktivität und Qualität gesteigert wird.
Vernetzte Rechner erlauben es auch, den realen Prozess und eine Simulation dieses Prozesses simultan ablaufen zu lassen. Durch die Gegenüberstellung wird es möglich, die Korrektheit des Simulationsmodells zu überprüfen und seine Qualität zu verbessern, oder den Simulationsprozess zur Steuerung des realen Prozesses einzusetzen. Über die immersive virtuelle Umgebung werden dem Benutzer Prozessdaten und Eingriffsmöglichkeiten angeboten, um diese Ziele zu erreichen.
Die Aufgabe der PG ist der Entwurf, die Implementierung und der Test eines verteilten Basissystems für immersive Umgebungen, das diesen Anforderungen gerecht wird. Konzeptionell soll dieses System die Instanziierung von aktiven Objekten oder "Agenten" erlauben, die durch Austausch von Anweisungen und Nachrichten miteinander interagieren. Dabei kann es Agenten mit unterschiedlichen Aufgaben geben: Bilddarstellungsagenten, Menüagenten, Tracking-Agenten, Simulationsagenten, Maschinensteuerungsagenten und andere. Die Agenten können auf verschiedenen Rechnern ablaufen.