masterarbeit- rolle von interaktiver vr bei der planung ... · informationen haben sich im laufe...

Master Thesis

Thomas Thiel-Hegmann

Potenzialität von Mixed Reality bei temporären Installationen am Beispiel eines Messestandes

Fakultät Technik und InformatikDepartmentInformatik

FacultyofEngineeringandComputerScienceDepartmentofComputerScience

Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg Hamburg University of Applied Sciences

Thomas Thiel-Hegmann

PotenzialitätvonMixedRealitybeitemporärenInstallationenamBeispiel

einesMessestandes

AbschlussarbeitzumErlangendesakademischenGradesMasterofArtimStudiengangNextMediaamDepartmentInformatikderFakultätTechnikundInformatikderHochschulefürAngewandteWissenschaftenHamburgBetreuenderPrüfer:Prof.Dr.KaivonLuckZweitgutachterin:Dr.SusanneDraheimEingereichtam18.03.2019

Thomas Thiel-Hegmann ThemaderMasterThesis

Potenzialität von Mixed Reality bei temporären Installationen am Beispiel eines Messestandes

StichworteVirtual Reality, Augmented Reality, Mixed Reality, Medientechnik, temporäre Medien-Installationen,temporäreInstallationen,

Kurzzusammenfassung

Wirkung und kommende Bedeutung virtueller und erweiterter Realitäten in temporärenMedientechnik Projekten und Medientechnik Installationen. Einsatzmöglichkeiten undRealisierungenmitHilfevonVR-undARTechnologien.

Titleofthepaper

Potentialsofmixedrealityintemporaryinstallations,examplifiedbyanexhibitionstandKeywords

virtual reality, augmented reality, mixed reality, media technology, media installations,temporaryinstallations,projectmanagement,temporaryprojects

Abstract

Impactandupcomingsignificanceofvirtualandaugmentedrealityintemporaryprojectsandinstallationsofmediatechnology.PossiblefieldsofapplicationandimplementationbymeansofVRandARtechnologies.

DanksagungIchmöchtemichandieserStellebeimeinenMedientechnik-Kollegenbedanken,dieihreZeitgeopferthaben,umsichmeinewirrenGedankenanzuhörenundmich indie richtigeRichtung zu schubsen.Danke,Torsten,Christian,SvenundUli.

VielenDankanmeinegeduldigenLiteraturexpertenEricundClaudia.OhneeuchwäredieseArbeitnichtlesbar.

DankeanProf.Dr.KaivonLuckundDr.SusanneDraheimfürihreunerschöpflicheGeduld.

UndDankanmeineliebeAnnafüreinJahrSchulbankdrückenundalles,wasdanachkam.Ohnedichwäredasnichtsgeworden.

InhaltsverzeichnisVorwort...........................................................................................................................................1

1 Einleitung................................................................................................................................1

1.1 Zielsetzung...............................................................................................................................3

1.2 Fazit.........................................................................................................................................3

1.3 Gliederung...............................................................................................................................4

2 MedienundMedien-Installationen..........................................................................................4

2.1 OldMedia–AlteMedien........................................................................................................5

2.2 NewMedia–NeueMedien.....................................................................................................6

2.3 NextMedia–NächsteMedien................................................................................................6

2.4 Medien-Installationen.............................................................................................................8

2.5 Fazit.......................................................................................................................................11

3 MixedReality.........................................................................................................................12

3.1 DefinitionVirtualReality.......................................................................................................13

3.1.1 MixedRealityKontinuum..............................................................................................14

3.1.2 RealitätundWahrnehmung..........................................................................................14

3.1.3 AugmentedReality........................................................................................................17

3.1.4 AugmentedVirtuality....................................................................................................18

3.1.5 VirtualEnvironment......................................................................................................18

3.2 ImmersiveMixedReality.......................................................................................................20

3.3 TechnischeEntwicklung........................................................................................................21

3.4 Schnittstellen.........................................................................................................................25

3.4.1 Mensch-Maschine-Interaktion......................................................................................26

3.4.2 Eingabegeräte................................................................................................................27

3.4.3 Ausgabegeräte...............................................................................................................29

3.4.4 InterfaceDesign.............................................................................................................32

3.4.5 ProblemeundStolpersteine..........................................................................................34

3.5 MixedReality–Anwendungsbereiche..................................................................................36

3.5.1 VirtualPrototyping........................................................................................................37

3.5.2 VirtualTraining..............................................................................................................38

3.5.3 VirtuelleArbeitsumgebungen.......................................................................................40

3.5.4 MixedRealityundInternetofThings............................................................................41

3.5.5 VirtuelleDokumentation...............................................................................................43

3.6 Aussichten.............................................................................................................................46

3.7 Mixed-Reality-Beispiele.........................................................................................................48

3.8 Fazit.......................................................................................................................................50

4 Projektphasen.......................................................................................................................52

4.1 Projektphasen.......................................................................................................................55

4.2 Initialisierung/Projektinitiierung/Pitch..................................................................................56

4.3 Vorstudie...............................................................................................................................58

4.4 Konzept.................................................................................................................................59

4.5 Realisierung...........................................................................................................................60

4.6 Einführungsphase/Implementierungsphase.........................................................................62

4.7 AngewandteMRinMedientechnikprojekten.......................................................................67

4.8 Fazit.......................................................................................................................................68

5 Projekt„Messestand“............................................................................................................70

5.1 ProjektInitiierungMessestand.............................................................................................76

5.2 VorstudieMessestand...........................................................................................................77

5.3 KonzeptionMessestand........................................................................................................78

5.4 RealisierungMessestand.......................................................................................................80

5.5 EinführungMessestand.........................................................................................................86

5.6 Fazit.......................................................................................................................................89

6 Konklusion.............................................................................................................................92

6.1 Zusammenfassung.................................................................................................................92

6.2 Ausblick.................................................................................................................................95

A. Anlagen.................................................................................................................................97

Abkürzungsverzeichnis................................................................................................................100

Literaturverzeichnis.....................................................................................................................102

Abbildungsverzeichnis.................................................................................................................114

Tabellenverzeichnis..........................................................................................................................i

1Einleitung 1

Vorwort

“Thefutureishere–it´sjustnotevenlydistributed.”

“DieZukunftistbereitsda.Sieistnurnochnichtgleichmäßigverteilt.”ZitatdesUS-amerikanischenScience-Fiction-Autors William Gibson (Maharajh, 2016). Wie passt dieses Zitat zu dieserMasterarbeit? Ichmöchte indieserArbeiteinendigitalenUmbruchprozessbeschreiben,der indennächstenJahrenweiteregroßeFortschrittemachenwird:MixedReality.Ichmöchtefragen:WiegroßistderEinflussvonVirtualundAugmentedRealityaufeinkonzeptionellesProjekt?AnwelchenStellenkönntewelcheTechnologiezumEinsatzkommen?

Ichdenke,WilliamGibson,derUrvaterdesCyberpunksundErfinderdesCyberspace(Wegner,2017),beschreibtsehrgutdenderzeitigenZustandvonMixed-Reality-Technologien.Wirwissenbereits,wiediese Technik aussehen soll, aber wir sind noch nicht an jenem Punkt angekommen. NeueTechnologienwerden entwickelt, aber es dauertmanchmal eine ganzeWeile, bis diesemarktreif,ausgereiftundanwendbarsind.BisdahinversuchenwiresmitTransportable,Mobil,WirelessundWearable.

IndieserArbeitbeschäftige ichmichmitdenMöglichkeitenvonAugmentedbisVirtualReality,mitdigitalen Realitäten, den Ursprüngen dieser Technologien und auf welchem Stand sie sich derzeitbefinden.IchmöchteanhandmodernerMedientechnik-Installationenzeigen,wosievorkommenundwelchesdieEigenschaftendieserProjektesind.MitdenMedientechnik-ProjektenmöchteichdanndieBrücke zurück zu den digitalen Realitäten schlagen und herausfinden, wie diese beiden Bereicheproduktivmiteinanderverzahntwerdenkönnen.

1 Einleitung

IndenletztenzehnJahrendesletztenJahrtausendsbeganndasdigitaleZeitalter.1990wirdalsdasGeburtsjahrundalsersteEvolutionsstufediesesZeitaltersangesehen.

2 1Einleitung

DerSlogan„EVERYTHINGTHATCANBEDIGITALWILLBE“(Velez,2014)führtedurchdasJahrzehntder„EntstehungundVerbreitung“unddrücktedasPotenzialderDigitalisierungaus.DiezweiteEvolutionsstufeführtezurallgemeinenAkzeptanzundmobilenNutzungundendetelautClaudiaLemke(HochschulefürWirtschaftundRecht,Berlin)undWalterBrenner(UniversitätSt.Gallen)imJahr2015(ClaudiaLemke,2015,S.19).DenbeidenWirtschaftsinformatikernzufolgebefindenwirunsheuteinderdrittenEvolutionsstufe:derReifungunddemInternetderDinge.InteressantwirdStufeVier,inderesabdemJahr2030zueinerVerschmelzungrealerDingeundderdigitalenWeltkommensoll.DigitalisierungwirdverwendetalsMittelzumEinsatzvonAlgorithmen;digitaleObjektekönnenmitComputernverändertwerden.DieDigitaleDisruptionführtezueinerStörungvorhandenerStrukturen.AnalogeProduktewurdenzudigitalenInnovationenum-undausgebaut,wieesvorallemdieMedienbrancheerfahrenmusste.AbernichtnurdieMedienbranchewurdedigital.AuchProduktionensindinzwischendigitalverzahntzwischenInformations-undKommunikationstechnik,sieheIndustrie4.01.BefürchtetemananfangsvorallemdenVerlustvonArbeitsplätzen,erschlossensichdurchdieDigitalisierungauchneueGeschäftsfelder,diewiederumneueProduktehervorbrachten.DieMedientechnikhatbereitseinendigitalenWandelhintersich.MitdemAufkommenvonA/D-WandlernkonntenanalogeSignaledigitalisiertwerden.DieserWechselverändertedieMedientechnik.NeueGeräteundneueMöglichkeitenwarenFolgedieserVeränderung.DerBereichderMedientechnikistimhandwerklichenDienstleistungsbereichangesiedelt.IchmöchtemichindieserArbeitmitdenMöglichkeitenunddemPotenzialeinerweiterenDigitalisierungimBereichderMedientechnikbeschäftigen.SpeziellmöchteichmichmittemporärenInstallationen2befassen.PaulMilgrambeschriebimJahre1994einSpektrumzwischenRealitätundkomplettervirtuellerRealitätalsMixedReality.DiesesSpektrumumfasstdasHinzufügenvondigitalenObjekteninunsereRealitätbiszumErstellenvonrealenObjektenineinervirtuellenWelt.DieseMöglichkeitenmöchteichaufzeigenundweiterverfolgen,wiemitDigitalitätumgegangenwerdenkann.

1 Industrie 4.0 ist ein Projekt, in demdie Teile derWertschöpfungskette durchKommunikationund Technikmiteinander verbunden sind. Menschen, Maschinen, Anlagen, Logistik und Produkte stehen im AustauschmiteinanderundkönnendurchKooperationdieProduktionsketteoptimieren(Energie,2018).2 Temporäre Installationen im Bereich Medientechnik sind komplexe Bauten, die mehrere Ebenen dermenschlichenWahrnehmungansprechen.Licht,Audio-undVideoaufbautengehörenzudenSchwerpunktenindiesenInstallationen.

1Einleitung 3

BeginnenmöchteichdieseArbeitmitdemaktuellenStandderTechnologienvonMixedReality(MR).Danach werde ich einige Projekte aus dem Bereich der Medientechnik vorstellen, die bereitshervorragend mit MR zusammengespielt haben. Ich möchte zeigen, dass MR nicht nur einkünstlerischer Aspekt der Medientechnik sein kann, sondern mit Mensch-Maschine-InteraktioneneinenproduktivenundeffizientenWegaufzeigenwird.

Die Fortschritte vonHard- und Software in Industrie 4.0unddiederzeitigeComputerpower sollenkonzeptionellbetrachtetwerden.DarüberhinauswirdeinePrognosegetroffen,wieundwanndieMR-Technologieproduktiveingesetztwerdenkann.

1.1 Zielsetzung

Ich möchte in dieser Arbeit zeigen: Was sind AR und VR? Wie weit sind diese Technologienfortgeschrittenundwowerdensiebereitseingesetzt?

WelcheProjektphasengibtesundinwelchendieserAbschnittekönnendigitaleModelleeingesetztwerden?Wowerdensietatsächlichschoneingesetzt;wasistinderPlanung;wieisthierderStand?

Ich möchte aufzeigen, wo Virtuelle Realität in temporären Medientechnikprojekten produktiveingesetztwerdenkannundwelcheHürdenaufdiesemWegzuüberwindensind.

1.2 Fazit

Ein Ingenieur der Medientechnik hat ein vielfältiges Aufgabenspektrum von der Planung bis zurUmsetzung.MedientechnikistTeilvonEntertainmentundUnterhaltungsindustrie;sieistverbundenmitDesign,ArchitekturundKunst. InspiriertdurchmeineArbeit anverschiedenenMedientechnik-ProjektenundmeinStudium„NextMedia“kammirder„Gedanke“,dieTechnologienvonAugmentedundVirtualRealitymitdenErfahrungenausdemBereichderMedientechnikzuverbinden.EsstelltesichdieFrage,wiedieseTechnologienbeieinemMedientechnik-ProjektvonNutzenseinkönnten.WiekönnenvirtuelleodererweiterteRealitäteneinenMehrwertineinemProjektdarstellen?

4 2MedienundMedien-Installationen

1.3 Gliederung

ImFolgendengebeicheineÜbersichtüberdiefünfKapiteldieserArbeit.DasersteKapitelbestehtausderEinleitung,derZielsetzungundendetmitdieserGliederung.

DaszweiteKapitalbeschäftigtsichmitaltenundneuenMedien:WelcheUnterschiedetrennendieseMedien;wassinddigitaleMedienundwasMedieninstallationen?

DasdritteKapitelbeschreibtdieBegrifflichkeitenVirtualundAugmentedRealityundsetztsiemitHilfedesMixedRealityContinuumineinenKontextzwischenRealitätundVirtualität.AußerdemsollhäufigverwendeteHard-undSoftwarevorgestelltwerdenundesgibteinenAusflugindieIndustrie4.0mitVR/ARLern-undLehrmethoden.

DasvierteKapitelsollsichbeispielhaftmehrerenProjektennähern,indenenmitMixedRealitybereitsgearbeitetwurde,unddieVor-undNachteiledieserTechnologieaufzeigen.AnhandvonBeispielenwie Festinstallationen und mobilen Anwendungen soll dargestellt werden, dass bereitsMedienprojektemitMR-Technologienzusammenarbeiten.AußerdemsollenProzesseinderIndustrie4.0gezeigtwerden,indenendieVR-Technologieangewendetwird,umLernvorgänge,DesignstudienoderArbeitsprozessevorzubereiten,zuerlernenoderzuoptimieren.

DasfünfteKapitelbeschäftigtsichmitdemKonzepteinesMessestandes.EswerdenArbeitsprozesseabgebildetundmiteinemkonzeptionellenvirtuellenModelldesMessestandesinunterschiedlichenProjektphasengearbeitet.

DassechsteKapitelenthältdasFazitdieserArbeit.

2 MedienundMedien-Installationen

DasWortMediumstammtausdemLateinischenundstehtfür„Mitte“oder„Mittelpunkt“.AlsMedienwerdenTechnologienbezeichnet,dieInformationenübertragen.DieTrägerderInformationenhabensichimLaufedermenschlichenundtechnischenEntwicklungverändert:vonHöhlenmalereienüberSchriftzeichenhinzumheutigenInternet.„WenneineneueTechnologieeinenodermehrereunsererSinneindiesozialeWeltausdehnt,werdensichneueVerhältnissezwischenallenunserenSinnenergeben.DiesistvergleichbarmitdemHinzufügeneinerneuenNotezueinerMelodie.WennsichdieVerhältnissederSinneinirgendeinerKulturändern,wirddas,wasvorherklarwar,trübwerden,undwasunklarodertrübwar,wird

2MedienundMedien-Installationen 5

durchsichtigwerden.“(McLuhan,1962,S.41).FürdenkanadischenMedientheoretikerMarshallMcLuhanlagendiemenschlicheSinneswahrnehmungunddietechnischenMedienengbeisammen.McLuhansagte,dieMedienseienselbsteineErweiterungdesGeistesunddurchdieBotschaftunddenTrägerderBotschaftwerdederMenschbeeinflusst(Leusch,2011).McLuhansBuch„DasMediumistdieBotschaft“stelltheutenocheinenMeilensteinderMedientheoriedar–obwohlMcLuhanselbstkeinFreundderMassenkulturwar.ImmernochwirdzwischenaltenundneuenMedienunterschieden;derBegriffNextMediawirdhieraufGrunddesHAWStudienfaches„NextMedia“mitverwendet.DieBegriffesollenaufdieUnterschiedeindenunterschiedlichenStrömungenderdigitalenMedienweltverweisen(Steinicke,2016).

2.1 OldMedia–AlteMedien

Unter dem Begriff „Alte Medien“ fasst man die Print- oder Druckmedien und die audio-visuellenMedienFilm,Fernsehen,Videosowiedieaudio-technischenMedienHörfunk/Radio,SchallplattenundMagnetbänderzusammen(UniversitätHamburg).

DieerstenlichtbeständigenfotografischenBildergelangen1826/27demfranzösischenErfinderJosephNicéphore Niépce. Die ersten Bewegtbilder folgten 1832 durch Simon Stampfer mit einerAneinanderreihungvonEinzelbildernindemvonihmerfundenenLebensrad(einAnimationsgerätfürBilder).

IndenfolgendenJahrzehntenwurdenweitereErfindungengemacht:

• Stummfilm(1895-1932),Schwarz-Weiß-Film(1927)undFarbfilm(ab1931bisheute)mitTonundEntwicklungder3D-Filmeseit1950

• ErfindungdesRadios:ersteRadioübertragungdurchReginaldFessendenam24.12.1906(Kottkamp,2006);späterDurchbruchalselektrischesMassenmedium

• ErfindungdesFernsehempfängers(PatentvonPaulNipkowaus1886)understeBildübertragunganeinfernsehähnlichesGerät,einenTelefunkenKarolusBildtelegraphen1925vonBerlinnachLeipzig,überRöhren-TVzudenheutigenFlatScreen4KHD3D-Geräten

EinigederaltenMedienhabenim21.JahrhunderteinComebackerlebt,wiez.B.die130JahrealteSchallplatte/VinyloderauchdieAudiokassette/Magnetband.BeideMedienwerdenheutenochaktivzumSpeichernvonMusikverwendetundgenießeneinennostalgischenundhaptischenRuf(Beckhoff,2017).AuchdasRadiohatmitdemAufkommendesInternetseinenWegindieDigitaleWeltgefunden:Podcasts und Internetradio sind immer noch äußerst populär und werden weiterhin verwendet.


Ebenfalls haben es Kino und Fernsehen ins Internet geschafft. Streaming-Plattformen sind derzeitdabei,denklassischenSenderndenRangabzulaufen.

2.2 NewMedia–NeueMedien

DerBegriff„NeueMedien“istbisheutenichtimDetailfestgelegt.MeinteLevManovichimJahre2001damitnoch„dieComputerisierungderMedien“(Manovich,TheLanguageofNewMedia,2001,S.20),wurdendamit2005vonHütherundSchorbdieBegriffeDigitalität,VernetzungundMultimedialitätbezeichnet (Jürgen Hüther, 2005, S. 82-83). Geprägt wurde der Begriff „Neue Medien“ wohlursprünglich in den 70er Jahren mit dem Aufkommen von Satelliten-TV, Bildschirmtext undVideografie3. Prinzipiell sind die neuen Medien gekennzeichnet durch Digitalität, Vernetzung,Globalität,Mobilität,KonvergenzundInteraktivität.

DieEntwicklungderNeuenMedienwurdedurchdieErfindungdesInternet4,derE-Mail5,derCD-ROM,DVDundBluRayentscheidendvorangetrieben,dasichhierdurchdieÜbermittlungvondigitalenDatenwesentlich vereinfachte. Dieser Trend ist anhaltend und wird nicht zuletzt durch die ständigenVerbesserungen in der Chipindustrie6 beflügelt, die die Herstellung immer kleinerer Computerermöglichen.AuchdurchdieEntwicklungderDisplay-Technologie,vonLCDüberPlasmazuOLED,wirddieEntwicklungderNeuenMedienweiterbegünstigt. Seit 2007 führtedasMultitouch-iPhonevonAppledieMedienineineneueFormdigitalerMobilität,dieeszuvornichtgegebenhatte.DieMixed-Reality-TechnologienwerdenebenfallsihrenBeitragzudenneuenMedienleisten.

2.3 NextMedia–NächsteMedien

ZudenNextMediawerdenvorallemdigitaleMediengezähltsowieMedien,dieihreKanälezusätzlichdigitalerweiternkonnten.

• CrossmediaCommunication• NewStorytelling• SocialMedia

3VideografiebezeichneteinekünstlerischeelektronischeAufnahmemitVideotechnik4TimBernersLeeWWW19905ersteE-MailvonRayTomlinsonimJahre19716MooreschesGesetzderjährlichenVerdoppelungvonTransistoreninComputerchips


• ImmersivesEntertainment

Crossmedia Communication, auch ein Synonym für „Integrated Communication“, beschreibt dieKommunikationundVerwertungvon InhaltenübereineMehrzahlvonanalogenwieauchdigitalenKanälen.BeispielsweisekanneinineinerZeitungpublizierterArtikelnachAuslieferungderZeitungalsPodcast besprochen oder als Online-Artikel veröffentlicht werden. Crossmedia ist ein zentralerBestandteilvomMarketinggewordenundwirdauchimJournalismusmedienübergreifendeingesetzt.Mixed-Reality-Technologien können einen weiteren Kanal in Crossmedia darstellen, um Inhalte ineiner neuen Form darzustellen und zu verwerten (Magdeburg-Stendal, Master Cross MediaHochschule,2018).

New Storytelling – auch Digital Storytelling, zu Deutsch „Geschichten erzählen“ – ist eineErzählmethode,mitderWissenweitergegebenwird.AlsDigitalStorytellingbezeichnetmaneineFormvon Geschichtenerzählen, die mit Hilfe von Interaktion und technologischen Kooperationenaufbereitetwird.DieaktiveEinbindungdesLesersspielthierbeieinegroßeRolle.DerJournalismusund auchdie Public-Relations-Industrie setzen dieseArt des neuenGeschichtenerzählens aktiv ein(Alexander Godulla, 2018, S. 81), um Wissen zu vermitteln oder Marken mit einem Branding zuversehen.KommendeTrends sindTech-Storytelling, You-StorytellingoderData-Storytelling: Storys,dieaufBasis vonTechnologie, Linksund Likesaus SocialMediaoder von/mit/ausBigDataerstelltwerden. Muster werden entdeckt und zu Erkenntnissen und Entscheidungen verarbeitet; es wirdeventuelleinMehrwertgeneriertundeineGeschichteerzählt,dieunterhaltsamerundverständlicheristalseinBalkendiagramm.

AlsSocialMediaoder„SozialeMedien“bezeichnetmandigitaleMedienundSoftware,umsich imInternet zu vernetzen und digitale Inhalte peer to peer oder auch innerhalb von Gruppenauszutauschen.BekannteVertretervonSozialenMediensindFacebookundTwitter.

ImmersivesEntertainmentbedeutetübersetztsovielwie„EintauchendeUnterhaltung“,kommtvomBegriff„Immersion“undbezeichneteinEintauchenineineUmgebung,hier:indigitaleUmgebungen.DerBegriffbeschreibteinenWahrnehmungseffekt,denvirtuelleoderfiktionaleRäumehabensollen.In Computerspielen wird dies mit Eigenschaften verbunden wie Stimmigkeit und innereGeschlossenheit des Spiels, realistisches Verhalten der Spielfiguren, reichhaltigeMöglichkeiten derInteraktion sowie eine hohe grafische Genauigkeit. Als Immersives Entertainment bezeichnetmanUnterhaltung, in die man eintauchen und sich in dieser „Entertainment-Welt“ gewissermaßenverlierenkann.DieSportindustrie,beispielweiseimFußball,versuchtderzeitmassiv,diesenMarktzuerobern (Wiederkehr,2018);siesuchtnachneuenMöglichkeiten,andenZuschauerheranzutreten


undihnweiterindasSpielgeschehenzuinvolvieren.Auchdieaufkommenden360-Grad-VideoszählenzumimmersivenEntertainmentundbeleuchtenVeranstaltungen,RundgängeundauchFilme7.

2.4 Medien-Installationen

DerBegriff„Medien-Installation“entstammtursprünglichdemkünstlerischenBereich.Installationenwurdenalsraumgreifendes,ort-odersituationsbezogenesKunstwerkbezeichnet. ImLaufederZeitwurdenausdiesenInstallationenselbstganzeRäume,undmittlerweileverbindenKunstinstallationenbeispielsweise auch Orte miteinander (Lüddemann, 2016). Beispiele für medial beachteteInstallationensinddieWerkedesKünstlersChristo,etwadieVerhüllungdesDeutschenReichstagesinBerlin1995(Cullen,2015)oderdieFloatingPiersaufdemIseosee2016.

In der Kunst bezeichnet der Begriff„Medieninstallation“Installationen,dieausdemBereich der Medienkunst kommen. DieseInstallationen nehmen sich derMedien an undlassendiesedurchdieInstallationsprechenoderstellen sogar selbstMedien dar, die im 20./21.Jahrhundertentstandensind,wiebeispielsweiseFilm, Video, Sound, Internet und MobileAnwendungen (Foundation, 2017). Mit denneuenMixed-Reality-Technologienkommen3D-

Anwendungen,Virtual-Reality-undAugmented-Reality-Anwendungenhinzu.

EsgibteineparadoxeHaltungzumThema„Medienkunst“,dadiesesichschwerdurchBücherbzw.durchSchriftundBilddarstellenoderlehrenlässt(RudolfFrieling,2004).BedingtdurchdenFortschrittderDigitalisierungwerdendieheutigenMedientechnologischverbreitet,sieheSocialMediaundNewStorytelling. Verlässt man den Kunstbereich und erweitert den Begriff „Medieninstallationen“ umArchitektur, Pädagogik, Werbung und Marketing, Datenvisualisierungen, Sportereignisse oderAusstellungenjeglicherArt,werdenInstallationenerschaffen,dienichtnurAufsehenerregen,sondernoftauchinteraktiv,begehbar,haptischundimmersivsind.MedieninstallationeninderKunstbedienensichunterschiedlicherMedien(Fotografie,Musik,Video),umdemSchaffenderKünstlerAusdruckzuverleihen.MedialeCrossoverversuchen,GrenzenzusprengenunddieBlickwinkelzuschärfenoderzu

7Der360-Grad-Musik-Kurzfilm„Pearl“ausdenGoogleSpotlightStoriesgeneriertedurchdieOscar-NominierunginderKategorie„ShortFilmAnimated“medialeAufmerksamkeit. InGooglesSpotlightStoriesstehenVirtual-Reality-ErzählungenimMittelpunktundkönnenperHMDsoderMobileHeadsetsangesehenwerden.

Abbildung1–KlubhausSt.Pauli


verändern. Medieninstallationen in Design und Architektur geben architektonischen Bauten denletztenSchliffundsindeinauffallendesMerkmalaufGebäuden(Squadrat.biz,2004).FürdieseArtvonMedieninstallationenwerdendieBegriffeHighend-LED-Videowalls,Retail-Screens,WerbedisplaysundMedienfassadenverwendet.EinBeispielfüreineMedieninstallationineinemGebäudeistdasam23.September 2015 eröffnete Klubhaus St. Pauli (Abbildung 18)auf der Reeperbahn in Hamburg. DasKlubhauswieauchdiedarinintegriertetransparenteMedienfassadewurdevonderHamburgerFirmaakyolkampsentworfenundistheuteintegralerBestandteilderReeperbahn.DieEntwicklungdersehr

präsenten Medienfassade entstand inKooperation mit dem BremerUnternehmenURBANSCREEN.

Die auf der Fassade abgebildetenMedieninhalte werden mit der StadtHamburgabgestimmtundspeziell fürdie7000 qm Fassade und die dreiunterschiedlich großen Medienmoduleangepasst.AnimationenundInteraktivitätder InhaltebestimmendieDarstellungen.(Zöch,2017)

Weitere populäre Medieninstallationensind die bekannten Medienfassaden inMetropolen wie New York, Seoul,

HongkongundShanghai.DieseInstallationenspielenmeistnurWerbungoderNachrichtenabodergebenperLauftextNachrichtenvonbekanntenvoreingestelltenKanälenwieder.DieStadtNewYorkhatindenBauvorschriftenfürNeubautenamTimesSquarefestgelegt,dassdiesemithellerleuchtetenWerbetafelnversehenwerdenmüssen.DieStadtsicherthiermitnichtnurdasbekannteBilddesTimesSquare,sondernhatsogareineeigeneBeleuchtungseinheitfürdieseUmgebungeingeführt(Millard,2009):dieLUTS-LightUnitforTimesSquare.

MicrosoftpräsentiertehierimJahr2012(Abbildung29)denLaunchvonWindows8undgenerierteaus39 unterschiedlich positionierten Werbetafeln die 360-Grad-Ansicht eines Startbildschirms (Hunt,

8 Quelle: https://www.horizont.net/agenturen/auftritte-des-tages/Klubhaus-St.-Pauli-Das-ist-Hamburgs-neue-Multimedia-Spielwiese-136547,Stand14.01.20189Quelle:https://puddledigital.co.uk/microsoft-takes-over-times-square-to-celebrate-windows-8Stand:04.01.2019

Abbildung2–Windows8PräsentationamTimeSquare


2012).DieseFormderMedieninstallationwirdauchalsDigitalSignage10bezeichnet.Die US-Modekette „Forever 21“ bezogFußgänger auf dem Times Square in ihreWerbereklamemiteinundgestaltetedenVideoinhalt interaktiv (Kim, 2010). DerkanadischeMobilfunk-KonzernSoloMobilvernetzte sogarHaltestellenmiteinander,um für seinen Push-to-talk Service zuwerben (Sascha Koesch, 2007).Medieninstallationen begegnen uns inGroßstädtenpermanent–größtenteilsalsAnzeigen fürWerbung oder Anzeigen für

die lokale Umgebung. Interaktive Medien waren bisher nur temporär und als Teil von Werbung,MarkenkampagnenoderKunstprojektenzusehen.MitderfortlaufendentechnischenEntwicklungundsteigenden Erfahrungswerten beiMensch-Maschine-Interaktionen werden sich weitere interaktiveMedien etablieren, z.B. so genannte MAIs (Media Architectural Interfaces) wie das Smart CitizenSentimentDashboardProject inSaoPaulo (MoritzBehrens,2014).Die indasFIESP(FederaçãodasIndústriasdoEstadodeSãoPaulo)GebäudeintegrierteMedienfassade(Abbildung311)wurdeübereinUserinterface auf der Straße angesteuert. Die Liste mit interaktiven, sensationellen, temporärenMedieninstallationenwirdweltweit jährlich umfangreicher und sowohl unter technischen als auchkünstlerischenAspektenimmerspektakulärer.

MobileMedieninstallationenhingegenbegegnenunsgrößtenteilsaufMessenoderfastschonauffälligunauffällig, wenn im Sommer das Open-Air-Kino auf einem Platz wiedereröffnet wird. DieseInstallationensindtemporär,arbeitenabermitdenselbenKonzeptenwiedieFestinstallationen.DieUnterschiedebestehen inderGrundstruktur,diemitgebrachtoderzurVerfügunggestelltwird.Beieiner Festinstallation werden Medienaufbauten in Gemäuer oder in die Bühnenaufbauten desTheatersverankert;einentsprechendesGebäudeexistiertbereits.EinKonzert,Open-Air-KinooderMessestandbringt dasGebäude in FormeinesGrundgerüstes oder einer Bühnemit. Durch diesesTraversen-Grundgerüst wird erst die benötigte Form erstellt. Mischformen, die teilweise ausMöbelgruppenundGrundgerüstbestehen–wieetwaEvent-ZelteoderPromotion-Zelte–sindschnell

10DigitalSignagedt.DigitaleBeschilderung:bezeichnetdenEinsatzdigitalerMedieninhalteaufWerbe-und/oderInformationssystemen. Die Bandbreite reicht von digitalen Plakaten über die Türbeschilderung anKonferenzräumen in Hotels bis zum Einsatz an Medienfassaden. Ein typisches Beispiel ist eine aufgestellteVideowall der Firma Ströer sowie dieMega-Light Net (sehr große digitale Videowall/digitalesWerbeplakat)derselbenFirma(StröerMediaDeutschlandGmbH,2018)11Quelle:http://moritzbehrens.com/2013/scsd_spStand:04.01.2019

Abbildung3–FIESPGebäudemitderMedienfassadeinSãoPaulo


Standardgeworden,gutsichtbaralsBautenaufKonzertenoderFestivals.VondigitalerWerbunganden Haltestellen des öffentlichen Nahverkehrs, Werbung in und an Shoppingcentern bis zuaufwändigenKunst-oderKonzertaufbauten:Medientechnikansichlässtsichbeliebigeinsetzen.AuchhierspielteskeineRolle,obessichumFestinstallationenodertemporäreBautenhandelt.GewichtoderStromaufnahmesindlösbareProbleme.Medientechnik-InstallationenwerdenaußeringrößerenAusstellungenoderKunstinstallationenalsetwasAlltäglicheswahrgenommen.Wemfällt schoneindigitales Plakat alsMedientechnik-Installation auf, sollman sich doch auf den dargestellten Inhaltkonzentrieren.DieTechnikwirddahervorzugsweiseunsichtbareingebaut.

DieTechnik,dieausdenAufbautenMedieninstallationenwerden lässt,wirdnachdemAufbaudesGrundgerüstesindieStruktureingebaut.DazumehrindenspäterenKapiteln.

2.5 Fazit

Medientechnik-InstallationensindinGroßstädtenallgegenwärtig.GrößtenteilssindsiekaumnochausdemStraßenbildwegzudenkenoderergebensogareinGesamtbildmitdemBeleuchtungskonzeptderUmgebung.Medientechnik-Installationensindvielfältigbisalltäglichundteilweisebereitssogut,dassunsihrePräsenzgarnichtmehrauffällt–vermutlicheinnatürlicherEntwicklungsschrittauchdankderallgemeinentechnischenEntwicklung.

12 3MixedReality

3 MixedReality

WasistMixedReality?DerBegriffumfasstdieBereicheAugmentedRealityundVirtualReality.MitdemBegriffMixedRealityContinuumimKapitel3.3.1werdeicherklären,wosichwelchesTeilgebietinunsererWahrnehmungbefindet.

Ein sehr präsenter, medialer Begriff12 ist Virtual Reality. Abbildung 313 zeigt die Entwicklung derSuchbegriffe „Virtuelle Realität“ (blau) und „Erweiterte Realität“ (rot) in Deutschland. Deutlich zusehen sind die Spitzen im April 201514, im März, Oktober und Dezember 201615 sowie an denWeihnachtstagendesJahres2017.

VirtualRealitystehtlängstnichtmehrnurfüreinTeilgebietderComputergrafikausden90erJahren(PeterMertens,1997,S.428).StattdessenumfasstderBegriffheutesowohlMedien,dieDatenineinerkünstlichen,computergeneriertenWeltdarstellenodertransportierenkönnen,alsauchTechnologien,die aus Brillen, Bildschirmen und kopfumfassenden Displays bestehen. Der US-amerikanische

12DerBegriff„VirtualReality“ liefert inderSuchmaschinevonGooglederzeit89,9MillionenSuchergebnisse,Stand05.09.201813Quelle:GoogleTrends-AbfragezudenBegriffenVirtuelleRealitätundErweiterteRealität,Stand05.09.201814DieAnkündigungdererstenHTCViveVirtual-Reality-BrillefälltindiesenZeitraum.15DerLaunchdesHTCVive-HeadsetsfälltaufAnfangApril,diePlaystationVRwirdimOktobervorgestelltunddasWeihnachtsgeschäftistgutinderGrafikzusehen.

Abbildung4–GoogleTrendsfürdieBegriffeVirtuelleRealitätundErweiterteRealität

3MixedReality 13

MusikvideoregisseurChrisMilkformuliertevoreinigenJahrentreffend:„Talkingaboutvirtualrealityislikedancingaboutarchitecture“(Milk,2015).MilkberichtetvoneinerexperimentellenTechnologie,dieunsereWahrnehmungverändernkannundunsbefähigt,unsemotionalstärkerineineDarstellungzuversetzen.

Im Buch „Virtual und Augmented Reality“ (VR/AR) aus dem Jahr 2013 beschreiben die AutorenEigenschaften, Charakteristika undWesen der Virtuellen Realität. Die Begriffe Cyberspace, VirtualEnvironmentundVirtualRealityentstandenaufdemGebietderComputergrafik(Dörner,2013,S.13).Die Autoren distanzierten sich schnell von der traditionellen Computergrafik und fokussierten aufEchtzeit-Computergrafik16.

DiebesonderenAnzeigemedienvonVRsindHeadset-DisplaysundtransparenteAugmented-Reality-Brillen. Mit der neuen Technologie geht auch eine neue Form von Mensch-Computer-Interaktioneinher. Für die Interaktion in einerVR-Umgebungmuss – ähnlichwie beim2D-Mouse-Tracking aneinem PC – ein 3D-Tracking für den Benutzer im realen Raum stattfinden, damit Position undOrientierungdesBenutzers indervirtuellenUmgebungverfolgtwerdenkönnen.ZusätzlichwerdenKörperbewegungenverfolgt,umbeispielweisedasGreifenvonObjektensimulierenzukönnen.

„Virtual Reality bezeichnet realistische 3D-Umgebungen, in denen eine virtuelle Welt in Echtzeitinteraktiv exploriert und manipuliert werden kann. Dazu werden Ausgabegeräte benötigt, diemöglichstdasgesamteSichtfeldumfassenundeinenStereoeffektvermitteln.“DieseknappeDefinitionstammtvondenInformatikernBernhardPreimundRaimundDachselt(Preim/Dachselt,2015,S.246).

DerfolgendeAbschnittdientderKlärungdergrundlegendenBegriffeausdenThemengebietenVirtualReality (VR)undAugmentedReality (AR)mitdemZiel, einVerständnis fürVRundARherzustellen(Dörner,2013).UmeineAbgrenzungzurwahrgenommenen,wirklichenRealitätherzustellen,werdeichzusätzlichdieSkala„Reality-VirtualityContinuum“vonPaulMilgramzitieren(PaulMilgram,1994).

3.1 DefinitionVirtualReality

AlsvirtuelleRealitätwirdeineimComputergenerierte360°Umgebunggenannt,indieeinBenutzereintauchenkann.DievirtuelleUmgebungkanndabeidieRealitätabbildenoderaucheinevölligneueRealitätdarstellen.

16AlsEchtzeit-Computergrafik(auch:Echtzeitrendern)bezeichnetmaneineReihedigitalerzeugterBilder,mitdenendieinteraktiveSzenefürdenBenutzergestaltetwird.

14 3MixedReality

3.1.1 MixedRealityKontinuum

Abbildung5–GrafikMixedRealityContinuum(PaulMilgram,1994)

DasSpektrumderMixedReality(GemischteRealität–Abbildung517) liegtzwischendenPolenRealEnvironment(RealeUmgebung)undVirtualEnvironment(VirtuelleUmgebung).GeprägtwurdederBegriff „Mixed Reality“ 1994 durch den kanadischen Wissenschaftler Paul Milgram. Das RealityContinuumzeigtdieAbstufungenvonmöglichenRealitätenaufeinerSkalavomRealEnvironment,alsodertatsächlichenRealität,biszueinervirtuellen,d.h.künstlichenRealität.Dazwischenbefindensich die Augmented Reality (enthält die Realität mit hinzugefügten virtuellen Objekten) und dieAugmentedVirtuality(enthältObjekte/AbbildungenausderRealität).

3.1.2 RealitätundWahrnehmung

UnsereWahrnehmung ist ein Prozess aus Sinneswahrnehmung durch das sensorische System desMenschen(Empfindung),ausperzeptuellerOrganisation18sowieIdentifikationundWiedererkennendes wahrgenommenen Reizes. Die Aufgabe der Wahrnehmung liegt darin, den sensorischenInformationeneinenSinnzugeben.

DassensorischeSystemwirdmitfolgendenMerkmalenbeschrieben:

Tabelle1–SensorischesSystem(PhilipG.Zimbardo,2002,S.120)

Sinnesmodalität Reiz Empfindung

Sehen Lichtwellen Farben, Muster, Texturen, Bewegung,Raumtiefe

17Quelle:AugmentedReality:Aclassofdisplaysonthereality-virtualitycontinuum,Seite2,Stand14.12.201818 Perzeptuelle Organisation bezeichnet Prozesse, die sensorische Informationen zu einer einheitlichen undkohärentenWahrnehmungzusammenfügen.

3MixedReality 15

Hören Schallwellen Geräusche,Töne

Hautempfindungen ÄußererKontakt Berührung,Schmerz,Wärme,Kälte

Riechen FlüchtigeSubstanzen Gerüche

Schmecken LöslicheSubstanzen Geschmack

Gleichgewicht MechanischeundErdanziehungskräfte

RäumlicheBewegungundGravitation

Kinästhesie Körperbewegungen BewegungundPositionvonKörperteilen

Schmerz ÄußereundinnereReize Schmerz

Basierend auf den einzelnen oder kombinierten Reizen der Sensorik entsteht die menschlicheWahrnehmung. Die Reize aus der Sensorik steuern nur einen Teil zur Wahrnehmung bei; dieEmpfindungensindnureinTeilderSignalverarbeitung.

DieStufendermenschlichenWahrnehmung

DiemenschlicheWahrnehmungisteinProzess(Abbildung619).SensorischeEinflüsse(sieheTabelle1SensorischesSystem)bringendenProzessinGang,beidemdassensorischeAbbildineinem3-Stufen-ModellauthentifiziertundalsObjektwiedererkanntwird(VorgangderWahrnehmungnachZimbardoundGerrig;PhilipG.Zimbardo,2002,S.161).

Das folgende Diagramm skizziert die Prozesse von eingehenden Informationen durch dieEmpfindung/Sinne,dieperzeptuelleOrganisationunddieIdentifikationundWiedererkennung.

19Quelle:PhilipG.Zimbardo,2002

16 3MixedReality

JenachMengeder sensorischenEinflüsseunddervorhandenen Informationenkommtes zueinerunterschiedlichen Signal- und Informationsverarbeitung: einer Top-Down- oder einer Bottom-Up-

Verarbeitung. Der Physiologe und PhysikerHermann von Helmholtz plädierte 1866 füreine Wahrnehmungstheorie, welche dieWichtigkeit von Erfahrungen für dieMehrdeutigkeit von Informationen inmentalen Prozessen beschrieb. Als Beispiel:WerfenSienureinen flüchtigenBlickaufeinvierbeiniges Wesen im Wald, wird diesesWesen wahrscheinlicher als Hund denn alsWolf interpretiert werden. ZurWahrnehmungstheoriegeselltesich1935derGestaltansatz durch den deutschenPsychologen Kurt Koffka, der dieWahrnehmung als organisiertes undstrukturiertes Ganzes betrachtete. Deramerikanische Psychologe James Gibsonbefasste sich 1966 mit der Theorie derökologischen visuellen Wahrnehmung. Diese

TheorieverneintdieNotwendigkeitkognitiverVerarbeitungfürdenvisuellenWahrnehmungsprozess.Stattdessen werden die nötigen Informationen direkt aus der Umwelt aufgenommen (Philip G.Zimbardo, 2002, S. 168). Zusätzlich zur Sinneswahrnehmung durchläuft der Mensch verschiedeneAufmerksamkeitsprozesse,diedieselektiveAufmerksamkeitzumZielsteuernoderReizeinduzieren.

DiemenschlicheWahrnehmungsetztsichzusammenausden InformationenunsererSensorenundEmpfindungenundzusätzlichausunserenErfahrungswerten.WiegenaumenschlicheWahrnehmungfunktioniert, daran wird heute nicht geforscht. Auf derMilgram-Skala stellt Real Environment diemenschlicheWahrnehmungderRealitätdar.

Abbildung6–StufenderWahrnehmung

3MixedReality 17

3.1.3 AugmentedReality

AugmentedReality(AR)–zuDeutsch:ErweiterteRealität–isteinecomputergestützteErweiterungunsererRealität,eineTechnologie,diedigitaleObjektederWirklichkeithinzufügt.ImJahr1992wurdeder Begriff Augmented Reality erstmalig von Tom Caudell im Rahmen seiner Arbeit für denFlugzeughersteller Boing benutzt: „Augmented reality is the interaction of superimposed graphics,audioandothersenseenhancementsoverareal-worldenvironmentthat’sdisplayed inreal-time.“(AnettMehler-Bicher,2011,S.13).RonaldT.Azumaformulierte1997inseinerStudie„ASurveyofAugmentedReality“einegenauereBegriffsdefinitionindreiPunkten:

1. KombinationausRealundVirtuell2. InteraktioninRealtime3. Darstellungin3D(Azuma,1997)

DieseBegriffsdefinitionetabliertesichundhat sich bis heute kaum verändert.Augmented-Reality-Anwendungen fügendigitale Objekte mit Hilfe einestransparenten Displays oder(beispielsweise bei Smartphone-Nutzung)eines durch die Kamera aufgenommenenBild-oderVideostreamshinzu.Sokönnenneue Objekte erschaffen oderZusatzinformationen zu bereitsvorhandenen eingeblendet werden. Diemobile Internetnutzung und die

Leistungsfähigkeit heutiger Smartphones führten zu einer aktiven Nutzung dieser Technologie.PopuläreBeispielefürAugmentedRealitysinddasSpiel„PokémonGo“,dieEinrichtungs-App„IKEAPlace“oderdasVermessungstool„Measure“.

Abbildung7–IKEAPlace:AR-AnwendungaufeinemSmartphone

18 3MixedReality

3.1.4 AugmentedVirtuality

AlsAugmentedVirtualitybezeichnetmaneine virtuelle Umgebung, in der realeObjekte einer computergeneriertenUmgebung hinzugefügt werden. ImBericht „Augmented Virtual Studio forArchitectural Exploration“ von 2010wurden beispielweise Hände, NotizenoderderEinsatzrealerWerkzeugeineinervirtuellen Umgebung beschrieben (GerdBruder, 2010). Chatnutzer kennen denEinsatz von Avataren in virtuellen

Chaträumen,währenddiewirklicheKommunikationdurchdenEinsatzrealerVideo-oderAudio-InputsderBenutzererfolgt(Regenbrecht,2004).InVideospielenwerdendenkünstlichenSpielfeldernhäufigrealeObjektehinzugefügt,umVertrautheitodereinenWiedererkennungswertzuerzeugen.HäufigeElementevonVideospielensinddie„Ich-Perspektive“unddiedazugehörigenHände.Diesekönnenmitdenentsprechenden,auswechselbarenWerkzeugenausgestattetwerden.Dasseitdem17.Juli2009eingesetzteVirtuelleStudiodesZDF(Abbildung820)benutzteinevirtuelleKamerasowieeinevirtuelleUmgebung, in der die Moderatoren mit oder auch ohne den Moderationstisch in virtuelleUmgebungeneingesetztwerden:eineWeiterentwicklungdesGreen-Screen-Verfahrens(Stein,2012).

3.1.5 VirtualEnvironment

VirtualEnvironmentbeinhaltetdieDarstellungeinervirtuellenRealität(VR).Unterschiedegibteshierim„Environment“,zuDeutsch:inderUmgebung.DieVirtuelleRealitätkanndurchunterschiedlicheAnzeigemedien dargestellt werden: vom Head-Mounted Display zur CAVE (siehe Kapitel 3.5.2Ausgabegeräte).

EineoptimalevirtuelleRealitätwärevonderWirklichkeitdesMenschennichtzuunterscheiden.Dievorher angesprochenen Sinneseindrücke würden angesprochen und in einer digitalen Umgebung

20Quelle:http://herrmarkusstein.net/2012/11/01/straight-from-the-green-hell-was-ist-ein-virtuelles-nachrichten-studio,Stand4.1.19

Abbildung8–DasVirtuelleStudiodesZDF

3MixedReality 19

dargestellt.ProgrammiererhabenallerdingsimHinblickaufGerücheundeinigehaptischeErfahrungennoch ein paar Umsetzungsschwierigkeiten. Bisher werden virtuelle Realitäten – wegen derexistierenden Hardware – auf das visuelle und haptische Wahrnehmungssystem des Menschenzugeschnitten und optimiert. Ausnahmen bestätigen auch hier die Regel, wie beispielsweise dasGeruchskino21.

VirtuelleRealitätwirdbishermiteinemsehrgroßenAufwandbetrieben.DievirtuelleWelt–obnundigitalisierteWirklichkeitodereineGame-Umgebung–mussgrundsätzlichkomplettnachgebautundallemöglichen Interaktionenmit integriertwerden.DieKosten füreinVR-Systemvariieren jenachUmfangdesSystems(Dörner,2013,S.128).

War Virtual Reality in der Vergangenheitdamitbeschäftigt,möglichstdetailgetreueDarstellungendererfahrenenWirklichkeitdarzustellen (was immer noch versuchtwird),sokreiertderGamingsektordieVRals Erfahrung und Entdeckung neuervirtueller Welten mit völlig neuenGegenständen und Darstellungen.Beispiel: das Ego-Shooter PS4-Spiel„Farpoint“fürdasHead-MountedDisplayvonPlayStationVR(Weber,2017),indemein ganzer Planetmit Bewohnern virtuell

gezeigtwird.HiergibtesvirtuelleRundgänge,virtuelleFlügeoderauchvirtuelleBeobachtungen inundanObjekten,diesonichteinsehbarwären,etwaeineTourdurcheinemenschlicheZelle22odereinen Ausflug in den Regenwald23. Steigender Beliebtheit erfreuen sich derzeit VR-Themenparks(Abbildung924),indenenmehrereSpielerinunterschiedlichenSettingseineodermehrereVR-Weltenerleben können (Koolonavich, 2018). Weitere beispielhafte Anwendungsgebiete sind eLearning-

21Dererste,vonHansE.LaubeproduzierteGeruchsfilmentstand1940.1960stellteCharlesWeissinNewYorkamBeispieldesDokumentarfilms„BehindtheGreatWall“dasAromaRamaVerfahrenvor.1989wurdeimPariserFilmpalast„GrandRex“derTaucherfilm„LeGrandBleu“mitMeeresduftuntermalt. ImSommer2016gabessogareinFestivalfürGeruchskunst:das„Osmodrama“inBerlin–einewitzige,immerwiederverwendeteIdee,diemitdemmechanischenVersprühenvonGerüchenwährendeinerVorführungeinhergeht(Stratmann,2016).22Die FirmaBodyVRbietet virtuelleRundgängedurcheinemenschlicheZelleoderdurchdenmenschlichenKörperaufBasismedizinischerDaten.Quelle:http://thebodyvr.comStand:02.12.201823DasArtScienceMuseuminSingapurmitseinerAusstellung„IntotheWild:AnImmersiveVirtualAdventure“zeigteineVR-undAR-AusstellungzumThemaNaturundRegenwald.Quelle:persönlicherBesuchimArtScienceMuseumam05.01.201824Quelle:http://www.vright.com/m/game/game2.asp,Stand04.01.2019

Abbildung9–VRMultiplayerGaming

20 3MixedReality

Plattformen, virtuelles Prototyping oder virtuelle Arbeitsplätze (Dörner, 2013, S. 297-309). VR-Anwendungen sind Einzelanfertigungen, entwickelt für ein bestimmtes Ziel oder einen konkretenAnwendungsfall. Daher lassen sich auf diesem relativ jungen Wissenschaftsgebiet bisher keineStandardszuRateziehen,manversuchtaber,dieErfahrungenvorangegangenerAnwendungenaufneueProjektezuübertragen(Dörner,2013,S.296).

3.2 ImmersiveMixedReality

Der Begriff „Immersion“wird im ZusammenhangmitMixed Reality in einem technischen Rahmenbetrachtet.ErbeschreibtdenGraddes„Eintauchens“ineinevirtuelleUmgebung.NachSlater&Wilbur(Slater,2009,S.603-616)gründetImmersionaufviertechnischenEigenschaftenvonAusgabegeräten:

a) ComputergenerierteSinneseindrückeunddamitmöglichstgroßeIsolierungdesBenutzersvonderrealenUmgebung

b) AnsprechenmöglichstvielerSinnec) UmfassendesSichtfeld:dieAusgabegerätesollendenNutzervollständigumgebenundihm

nichtnureinengesSichtfeldzurVerfügungstellend) Realitätsnähe:dieAusgabegerätesolleneine„lebendigeDarstellung“bieten,einhergehend

miteinerhohenAuflösungundFarbqualität

EinDisplay,dassichvoreinemBenutzerbefindet,hateinekleinereImmersionalsbeispielsweiseeinHead-MountedDisplay,welches das Sichtfeld desNutzers komplett umschließt. Die Immersion istdamiteingraduellesMerkmal,mitdemDisplay-Typenbewertetwerdenkönnen.

VollständigeImmersionistZielvonVR-SystemenunddenentsprechendenDisplaytypen.Erreichtwirdsie allerdings nur durch HMDs oder CAVEs. Die rein technische Beschreibung der Immersionwirdunterschiedenvoneinerzusätzlichen,mentalenDefinitiondesBegriffs(physikalischeversusmentaleImmersion).AlsmentaleImmersionbezeichnetmandaspersönlicheEmpfindendesBenutzers,wenndieserbereitist,indievirtuelleUmgebungzueinzutauchenunddieFiktionkomplettakzeptiert.

WeitereBegrifflichkeitenimZusammenhangmitImmersionsind:

Präsenz: das subjektiveGefühl des Benutzers, sich tatsächlich in einer virtuellenWelt zu befinden(beingthere).DasGefühlderPräsenzistnichtnuraufdasMediumVRbezogen;aucheinspannendesBuchodereinfesselnderFilmkönneneinestarkePräsenzauslösen(Dörner,2013,S.18).

Ortsillusion(PlaceIllusion):dasGefühldesBenutzers,sichaneinemanderenOrt(nämlichdemvonderVRsimuliertenOrt)aufzuhalten,obwohlerweiß,dassersichdortnurvirtuellbefindet (Slater,2009)

3MixedReality 21

Plausibilitätsillusion: Virtuell wahrgenommene Ereignisse werden als wirklich geschehenewahrgenommen.DieseIllusionbasiertvorallemaufdenInhaltendersimuliertenWelt.Weiterhinistdie Glaubwürdigkeit des virtuellen Systems ein starker Faktor für das Entstehen derPlausibilitätsillusion(Slater,2009).

Involviertheit: bezeichnet denGrad der Aufmerksamkeit und des Interesses des Benutzers an dervirtuellen Welt. Auch diese Erfahrung basiert, wie die Plausibilitätsillusion, vor allem auf derinhaltlichen Darstellung in der virtuellen Umgebung.Wenn der Benutzer sich in der VR langweilt,bedeutetdieseineniedrigeInvolviertheit(Dörner,2013,S.19).

3.3 TechnischeEntwicklung

Für den Einsatz von Mixed Reality ist Hardware nötig: Computer, Displays, HMD, AR-Brillen,Lautsprecher oder Kopfhörer. Wenn zusätzliche weitere Sinne angesprochen werden sollen, wieHaptik,isteinespezielleHardwarenotwendig,umdiesenSinneseindruckzuerzeugen.

DiefolgendenPunktesollenzeigen,welcheSchrittedieHardware-EntwicklungbishergemachthatundwohindieReisegehenwird.

MixedReality:Entwicklungsschritte

DieGeschichtederVRbeganninden60erJahrenmitdemAmerikanerIvanSutherland,einemPionierderComputergrafik.Über seineForschungenzu immersivenTechnologienschriebSutherland1965denBericht„TheUltimateDisplay“(Sutherland,1965).WeitvorderErfindungdesPersonalComputers

(1970)beschriebereinDesign,eineKonstruktion,eineNavigation und das Erleben mit einem Computer ineinerVR-Umgebung.

VorundnachIvanSutherlandgabesErfindungenvonWissenschaftlern und später Produkte, die miträumlichem Sehen und immersiven EindrückenexperimentiertenunddiemenschlicheWahrnehmungmit neuen Eindrücken konfrontierten. Einige davonsollenandieserStellekurzvorgestelltwerden.

Stereoskop,1860

DeritalienischeGelehrteGiovanniBattistadellaPorta(1535 bis 1615) begann mit dem Stereo-Sehen mithandgemaltenStereo-Bildern,umeinen3D-Effektzu

Abbildung10–O.W.HolmesStereoskope

22 3MixedReality

erschaffen (Nettleton, 2013, S. 260). Fortschritte wurden im 19. Jahrhundert durch den PhysikerCharlesWheatstoneundseineErfindungdesSpiegelstereoskops1833sowiedurchSirOliverWendellHolmes erzielt. Holmes erfand 1860 das Amerikanische Stereoskop mit einer Schärfe-Einstellung(Stajkoski, 2016). Das Stereoskop machte es möglich, einen Tiefeneffekt – also einen räumlichenEindruck–durchzweileichtunterschiedlicheBilderzuerzeugen:DenAugenwirdjeweilseineigenesBildmiteinemleichtabweichendenBlickwinkelvorgesetzt.Diewissenschaftlich-industrielleNutzungwurde1838möglichdurchSirCharlesWheatstoneund1861einfacher, preiswerterundvor allemhandlicherdurchOliverWendellHolmeskonstruiert.Das„holmsche“akaAmerikanischeStereoskop(Abbildung1025)wurdederStandard-BetrachtungsapparatfürJahrzehnte.

EinNachfolgerdesStereoskopsistdasDoppelbilddurchdasAnaglyphen-Verfahren.EshandeltsichhierbeiumzweiHalbbilderinKomplementärfarben,diemiteinerRot-GrünBrillebetrachtetwerden,umeinenTiefeneffektzuerzielen.

Sensorama,1962

DasSensorama,entwickelt1962durchdenUS-amerikanischenFilmemacher,KameramannundVR-Pionier Morton Heilig, galt als erste beispielhafte Maschine für immersive und multisensorischeTechnologie.Eshandelte sichumdiemultisensorischeDarstellungeinerMotorradfahrtdurchNewYork.DerBenutzerderMaschinewarinderLage,Vibrationen,Körperbewegungen,WindundGeruchwahrzunehmen.Das Sensorama setzte sich nicht durch,wurde aber 1971 durchMortonHeilig alsSensorama-SimulatorfürRealitätsillusionpatentiert(Brockwell,2016).

SwordofDamocles,1968

Das erste Head-Mounted Display (HMD) System, entwickelt durch Ivan E. Sutherland und seinenStudentenBobSproull,zeigteaufdemamKopfdesNutzersbefestigtenDisplayeineComputergrafikan,welchejenachKopfbewegungrichtungsgenauumgerechnetwurde(TrackingFunktion).Diesessogenannte„SwordofDamocles“warnochsoschwer,dassdasHMDanderDeckebefestigtundderBenutzerregelrechtimDisplayfestgezurrtwurde(Caracciolo,2016).

Videoplace,1975

DerUS-amerikanischeComputerkünstlerundVR-PionierMyronKruegerstellte1975mit„Videoplace“eine interaktive Videoinstallation in zwei Räumen vor, in denen die Benutzer das erste Mal mitvirtuellenObjektenin3Dinteragierenkonnten.KruegerinstalliertedazueinspeziellesBetriebssystemfürBilderkennung,BildanalyseundBildreaktioneninEchtzeit(Krueger,1993).

25Quelle:https://www.bostonglobe.com/ideas/2015/08/15/stereoscopes-could-change-how-see-world-again/JpA86fN29lawIC9YQrcuNP/picture.html,Stand04.01.2019

3MixedReality 23

NASAAmes–VirtualVisualEnvironmentDisplay,1986

Das Virtual Visual Environment Display (VIVED) wurde 1986 im Ames Research Center der NASAentwickelt, um Roboter in einem VR-System zu kontrollieren. Das Head-Mounted Flüssigkristall-Display(verbautineinemHMD)hatteeineAuflösungvon320x240PixelnundließeinTrackingvon6

Grad zu. Das System kam mit 3D-Audio,Datenhandschuhen und einer Spracherkennung(S.S.Fisher,1986).

PHANTOMOmni,1993

Beim PHANTOM Omni handelte es sich um einEingabegerät mit haptischem Feedback,hergestellt vonder Firma SensAble TechnologiesInc. (gegründet vom MIT Massachusetts). DasGerät (Abbildung 1126) konnte mit der Handbedient werden und der User erfuhr eineKraftrückkopplung(SensAbleTechnologies,1993).

DieFirmaSensAbleistmittlerweilein3DSystemsumbenanntundvertreibtdashaptischeEingabegerätalsTouchoder–imPremiumsegment–alsTouchX(3DSystems,2018).

VFX1Headgear,1995

1995 brachte das US-amerikanische Unternehmen Forte Technologies den VR-Helm VFX1 auf denSpielemarkt.DerHelmverfügtebereitsübereinHMDmitHeadtracking-Funktion,zweiKopfhörerdesösterreichischenHerstellersAKGundeinMikrofon.ImLieferumfangenthaltenwareinEingabegerätnamensCyberpuck.DieDatenzumundvomHelmwurdenübereineDB2627Schnittstellemiteinerspeziellen Karte an den Computer übertragen. Die verbauten Displays wiesen eine Auflösung von263x230Pixelnauf(Mnemonic,2010).

GoogleGlass,2012

DieFirmaGooglepräsentierte2012dasKonzeptfürGoogleGlass:eine„normale“Brille,mitderARInhalteeinseitigdargestelltwerdenkonnten.DieSteuerungerfolgteperSprachbefehloderTouchpad.

26Quelle:http://www.delfthapticslab.nl/device/phantom-omni,Stand04.01.201927DB26Schnittstelle–eine26-polige,analogeComputer-Schnittstelle

Abbildung11–SensAblePHANTOMOmni

24 3MixedReality

Auch wenn der Consumermarkt das Gerät ablehnte28 und Google den Verkauf seiner Datenbrilleoffiziell einstellte (Postinett, 2015), wurde Google Glass in der Industrie gut aufgenommen. DasArbeiten mit einem Wearable29, einem tragbaren Gerät zur Datenverarbeitung, erwies sich inProduktionsstraßenhandlicheralsdasArbeitenmiteinemTablet(Shamma,2017).

GoogleCardboard,2014

Das2014 indererstenVersion releasteGoogleCardboardwareineHalterungausKarton,die auseinigen Smartphones eine VR-Brille machte. Es enthielt zwei Sammellinsen und einenBedienungsknopffürdasSmartphone.DiegeringenKostendesCardboardsführtenzueinemSchubinderEntwicklungvonVR-Apps fürSmartphones.Hierbei reichtedasSpektrumvonTestfahrtenüberSpielebishinzuKonzerten(Google,2017).

SamsungGearVR,2015

Überdaserste SmartphoneHMD,einBrillengestell für SamsungSmartphones, konntenmit einemSamsungSmartphoneVR-Inhalteangesehenwerden(Ketterer,2016).

OculusRift,HTCVive&SonyPlayStationVR,2016

DasOculusHMDdesUS-amerikanischenTechnologieunternehmensOculusVRmitseparatenInfrarot-Raumsensoren zum Anschluss an einen Computer kam im Jahre 2016 auf den Markt. Zeitgleichpräsentierte der taiwanesische Hersteller HTC sein Head-Mounted Display Vive, ebenfalls mitseparatenundskalierbarenRaumsensoren,währendSony seine letztePlaystationumeinHMDalsZusatzmodulerweiterte.Ebenfallsseit2016verfügbar:dieMicrosoftHoloLens,eineAR-BrilleinFormeinesHMD.

FBOculusGo,AppleARKit2.0,2018

FacebookbrachtemitOculusGoeinekabelloseVR-Brille(2560x1440Pixel)ohneexternesPositions-TrackingaufdenMarkt(Austinat,2018),undApplestelltebereitsdaszweiteAR-KitfürEntwicklervor(Grohganz,2018).

Aussichten:

Nicht selten ist Science Fiction, ob in der Literatur oder im Film, ein Indikator für zukünftigeEntwicklungen.Warenes1997inLucBessons„DasfünfteElement“fliegendeAutos,andenenimmer

28UrsachenfürdasScheiternvonGoogleGlassaufdemConsumermarktwarenderhohePreisunddieSorgeumdie Privatsphäre. Quelle: http://swaay.com/what-happened-to-google-glass-and-other-failed-digital-innovations-of-the-21st-century,Stand:15.12.201829WearableoderauchWearableComputing:Forschungsgebiet,welchessichmittragbaren,inderKleidungoderamKörperbefestigtenComputersystemenbeschäftigt

3MixedReality 25

nochgetüfteltwird,sindesheuteKontaktlinsenmitAR-FunktionalitätenwieinNetflix„AlteredCarbon–DasUnsterblichkeitsprogramm“von2018oderdieberühmtenHolodecksausStarTrek(seitTheNextGeneration 1987) mit komplett realistisch gestalteten virtuellen Umgebungen. Firmen wie Apple,Google oder Samsung arbeiten angeblich bereits an Kontaktlinsen mit AR-Funktionalitäten(Wuerthele, 2016). Allerdings wurde eines der bekanntesten Gesundheitsprojekte des Google-MutterkonzernsAlphabetinKooperationmitdemPharmaunternehmenAlcon–dieEntwicklungeinerdigitalenKontaktlinsefürDiabetespatienten,diedenBlutzuckerspiegelinderTränenflüssigkeitmisst– wegen unzuverlässiger Messwerte im November 2018 gestoppt (Farr, 2018). An weiterenAnwendungsmöglichkeitenfürdigitaleKontaktlinsenwirdjedochauchkünftiggeforscht.

AugmentedRealitywirdalsdernächstegroßeSchrittindertechnologischenEntwicklungbetrachtet,vor allem, weil die Technologie bereits als alltagstauglich gilt. Mit der kommenden Hardware-Entwicklung–obBrille,KontaktlinseoderneuronalesImplantat–werdenauchAnwendungsgebieteundApplikationenrasantwachsen.DasSmartphonehatdieseEntwicklungvorgemacht.

3.4 Schnittstellen

Als Schnittstellen werden Übergangsstellen zwischen verschiedenen Komponenten einesComputersystemsbezeichnet,diedenDatenaustauschoderdieDatenverarbeitungermöglichen.DieSchnittstellenkönnenMensch-Maschine-SchnittstellenoderMaschine-Maschine-Schnittstellensein.

Schnittstellen eines Mixed-Reality-Systemsbeschreiben die Interaktionsmöglichkeiten desAnwenders mit dem System. Das folgendeKapitel soll kurz beschreiben, welche Ein- undAusgabemöglichkeiten Mensch und Maschinezur Verfügung stehen und welche Grundregelnfürdieseexistieren.

Abbildung1230zeigtdengrundsätzlichenAufbaumit den Teilsystemen eines VR-Systems. DieSensoren-Daten des Eingabesystems (orange)

30Quelle:(Dörner,2013S.23)

Abbildung12–TeilsystemeeinesVR-Systems

26 3MixedReality

werdenimRechensystem(blau)verarbeitetunddieUmgebung(Ausgabeingrün)denBewegungen,AktionenundEingabendesAnwendersentsprechendangepasst.

3.4.1 Mensch-Maschine-Interaktion

DamiteinAnwenderineinervirtuellenUmgebungagierenkann,müssenInformationenzwischenihmunddemausführendenSystemausgetauschtwerden.DieseKommunikationwirdMensch-Maschine-Interaktion(engl.Human-ComputerInteraction,HCI)genannt.Design,EvaluierungundRealisierungsind feste Bestandteile der HCI-Entwicklung. Psychologische Aspekte, Kognitionswissenschaft undUsability beeinflussen die Gestaltung von HCI-Schnittstellen. Der Anwender soll die Schnittstellenmöglichstinnovativ,selbstlernend,schnellundsicherbenutzenkönnen.BeispieleseitderEinführungdesPersonalComputerssinddiegrafischenBenutzerschnittstellen.

Die grafische Schnittstelle WIMP (engl. Windows, Icon, Menu, Pointer) beschreibt das derzeitdominierendeKonzeptvongrafischenBenutzerschnittstellen:Fenster,Symbole,MenüsundZeigeraufzweidimensionalenAnzeigemedien.

DasvermehrteAufkommeninteraktiver3D-ModellewirdinZukunftneue,effizientereFormenvonHCIhervorbringen.Währendinder2D-Umgebungein"pointandclick"vorherrschendwar,werden3D-Modelle deutlich vielfältigereMethoden entwickeln können, wie „Anfassen und Verformen “. DieVorstellungeinesMauszeigersim3D-Raumistschonziemlichabsurdundanwenderunfreundlich.Dergesamte3D-Raumkann für verschiedene Interaktionenausgenutztwerden.Möglicherweise istdieInteraktion im3D-Raumeinfach zuerlernen,dawirunsohnehin ineinem3D-Raumbewegen.DasAufkommen von Sprachassistenten, Eye-Tracking oder Gestensteuerung könnte dies aber auchkomplettandersausfallenlassen.

Grundlegende Interaktionen in einem 3D-Raum sind Selektion, Manipulation, Navigation undSteuerung:

Selektion: Auswählen eines Punktes, einer Fläche oder eines VolumensManipulation: Verändern der Eigenschaften eines vorher selektierten Objektes, beispielsweisehinsichtlich seines Ortes oder seiner GrößeNavigation:ErreicheneinesZielesdurchWegfindung(EntwicklungeinerkognitivenKartedesSystems)und Bewegungskontrolle (Bewegung im virtuellen Raum)Steuerung:DieInteraktionmitdemVR-Systemselbst,umbeispielsweiseeineneueSzenezuladen

Umfangreiche Anwendertests werden dringend empfohlen, damit künftige Anwender genau undzielsicherdurchVR-Umgebungennavigierenkönnen(Dörner,2013,S.158-183).

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3.4.2 Eingabegeräte

Damit Benutzer über die Schnittstellenmit einem virtuellen System interagieren können, müssenEingabegeräte zur Verfügung stehen. Diese Eingabegeräte sind vielfältig und existieren in sehrverschiedenenAusführungen:vomeinfachenKnopfbishinzukomplexenEingabegerätenwieetwaHandcontrollern.

Handelt es sich um ein Tracking-System, kommen „Freiheitsgrade“ ins Spiel. Bei Freiheitsgradenhandelt es sich um einzelne und unabhängige Bewegungsgrade eines physikalischen Systems:Bewegungen indiedreiDimensionen (Translation)unddieRotationumdieBewegungsachsenderDimensionen(Rotation).MitderAnzahlvonFreiheitsgradenwirdangegeben,wievielefreiwählbareBewegungsmöglichkeitenvorhandensind.

BeimTrackingkommenzusätzlichzurAnzahlderverfolgtenFreiheitsgradenoch folgendeFaktorenzumEinsatz:

• JenachAnwendungwirddaraufgeachtet,wievieleObjektegleichzeitigverfolgtwerden.• GrößederüberwachtenFlächebzw.desüberwachtenVolumens;hierbeihandeltessichum

jeneBereiche,diebeispielsweisemiteinemArmin2D(Fläche)oder3D(Volumen)abgedecktwerdenkönnen.

• Genauigkeit, wobei auch hier der Anwendungsfall betrachtet werden muss. Bei GPS-getrackten Systemen ist die Höhenbestimmung deutlich schlechter als diePositionsbestimmung.AuchkommteshierzueinerUngenauigkeitimMeterbereich,währendineinerVR-UmgebungmitMillimetergenauigkeitgearbeitetwerdenkann.

• DieWiederholratebeschreibtdasAuflösungsvermögeneinesEingabegerätes inderZeit.SogiltdieAnzahlderMesspunkteproSekundealsWiederholrate.

• DieLatenzwirdbenötigt,umZeitspannenzumReagiereneinzuarbeiten.DurchKabelwegeunddieVerarbeitungvonDatenkommteszuVerzögerungen,dieeingerechnetwerdenmüssen.

• WeitereFaktorensindKalibrierung,Drift(relativeÄnderungenvonEingabegerätenübereinebestimmte Zeit), Beeinflussung durch externe Rahmenbedingungen (Temperatur,Raumbeleuchtungetc.)undUsability(wirddasEingabegerät intuitivbenutztodermussderBenutzerdasSystemgedanklichverlassen,umdenentsprechendenControllerzubedienen).

OptischesTracking:OptischeTracking-VerfahrensindvermehrtimEinsatz,dasiesichdurcheinehoheGenauigkeitauszeichnenundflexibeleinsetzbarsind.ManunterscheidetzwischenmarkenbasiertenundmarkenlosenVerfahren.OptischesTrackingverwendetMarken,diesichdurchFarbe,Helligkeit,KontrastoderbestimmteReflexionseigenschaftenauszeichnen,sowieoptischeFilterimVideostrom,umdieseEigenschaftenspäterzuidentifizierenunddamiteinePositionsbestimmungzuermöglichen.MarkenloseVerfahrenbasierenaufEigenschaftenderwahrgenommenenFormen(Kanten,Eckenund

28 3MixedReality

andereAuffälligkeiten).EineweitereMöglichkeitistdieVerwendungvonRGB-DTiefenkameras,diemiteinemInfrarotmusterarbeitenodermitdenLaufzeitendesreflektiertenLichtes.

Mechanische Eingabegeräte: Diewohl einfachste Form des Eingabegerätes ist die 3D-Mouse. Allesechs Freiheitsgrade können mit diesem Gerät angesprochen werden31. Weitere Geräte sind mitSeilzügen oder Stangen ausgestattet und können sogar ein haptisches Feedback liefern32. DieLatenzzeitenbeimechanischenEingabegerätensinddurchdiedirekteMessungmeistgering.

AkustischesTracking:DiesesTrackingarbeitetmitUltraschallundbenötigtmindestensdreiSenderundEmpfängerfürdieFreiheitsgrade.ObwohldasSystemrechtgünstigist,mussesbeiTemperatur-und/oderLuftdruckveränderungenneukalibriertwerden.

Elektromagnetisches Tracking: Dieses Verfahren arbeitet mit stromdurchflossenen Spulen undMagnetfeldern.KleineBauteileermöglicheneinekompakteBauweise,dieAnwendungistallerdingsnurineinerferromagnetischen33Umgebungmöglich.

InertialTracker:DieseAnwendungistausgestattetmitSensorenzurErfassungvonBeschleunigungen.DadieErdgravitationalsReferenzmitverwendetwird,kommteshäufigzuDrift-EffektenunddamitzuUngenauigkeiten.

Bewegungsplattformen:SiesindähnlichdenLaufbändern imFitnessstudioaufgebaut.EsgibtauchLösungenmitMehrfachbändernundKugelnalsLauffläche,diesesindaberkostenintensiv.

Finger Tracking: Diese Form der Eingabe soll eine natürliche Interaktion anbieten. Die Gesten,beispielsweiseZeigegesten,müssen jedochzuerstgezeigtunderlerntwerden.AußerdemistFingerTrackingeinesehrkomplexeHerausforderung,daproHand27FreiheitsgradezurVerfügungstehen,dieüberwachtund interpretiertwerdenmüssen.Vieleder zuvorbeschriebenenTrackingverfahrenkommen beim Fingertracking zum Einsatz: Der Data Glove34 verwendet optisches Tracking, derfunktionstüchtigeMIT LED Glove35 verwendet ein optisches Trackingmit geklebten LEDs auf dem

31Die sechs Freiheitsgrade - six degreesof freedom–beschreibendie sechsBewegungsmöglichkeiteneinesstarrenKörpersineinem3D-Raum.32SieheKapitel3:Hardware-Entwicklung–PHANTOMOmni33EineferromagnetischeUmgebungisteinenicht-magnetischeUmgebung.34DataGlove:DerDatenhandschuhvonThomasZimmermannausdemJahr1986arbeitetemitLichtröhrenimHandschuh. Per Lichtquelle und Fotozelle wurden die Gelenkwinkel annähernd bestimmt. Die kommerzielleVersiondesDataGlovedesSpielwarenherstellersMattellittunterUngenauigkeit.35MITLEDGLove,entwickelt1983vomMITMediaLab.

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Bildschirmund einemexternen Kamerasystem sowie zusätzlichem Inertial Tracker36 für eventuelleÜberlagerungenundVerdeckungen.

Eye Tracking: Bei diesem Verfahren unterscheidet man zwischen invasiven und nichtinvasivenVerfahren.InvasiveVerfahrenbedeutenimmereinenEingriffamKörper(beispielsweiseElektroden).NichtinvasiveVerfahrenhingegenverfolgenkontaktlosdieBewegungdesAuges.WarendieerstenEye-Tracking-Verfahreninvasiv,sinddieheutigenallekontaktlos.

3.4.3 Ausgabegeräte

Um die Modelle einer virtuellen Umgebung sinnvoll für einen Benutzer auszugeben, werdenAusgabegeräte benötigt. Die verschiedenen Typen von Ausgabegeräten sind in der Lage,unterschiedlichhoheImmersionen,AuflösungenundPräsenzinderVRzugenerieren.AuchbestehenUnterschiede in den Anwendungsgebieten: Für manche Bereiche werden unterschiedlicheTechnologienverwendet.AuchwennSpezialkonstruktionenmitDüften,WindoderdemVerspritzenvonWasservorkommen,sollenprimärdiewichtigstenSinnewieOptik,AkustikundHaptikbetrachtetwerden.

EineKlassifikation vonAusgabegeräten ist schwierig:Das Spektrum reicht vomFieldofView (demSichtfeld)überdenAktionsradiusbiszutechnischenAspektenwieAuflösungundWiedergaberaten,mobiloderstationär,kabelgebundenoderkabellosundobessichumeinodermehrereAusgabegerätehandelt.EbensoentscheidendistderKostenfaktor.

Head-MountedDisplays–HMD

EinHead-MountedDisplay,kurzHMD,isteineaufdemKopfangebrachteAnzeigefürVirtualReality(Dörner,2013,S.142-153).DiebekanntestenHMDssindwohlderzeitdieHTCVive,diePlaystationVR-BrilleunddieGoogleCardboardVR-BrillefürSmartphones,umnureinigezunennen.KostentechnischliegenHMDsineinerweitenRange,vonunterzehnEurobiszuvierstelligenBeträgen.PrinzipiellwirdzwischenfolgendenHMD-Formenunterschieden:

Direktsicht-HMD: Hierbei handelt es sich um eine sehr einfache Architektur: Der Benutzer schautdurcheineVergrößerungsoptikaufeinDisplay;dierealeWeltwirdkomplettabgeschottet.EsfließenkeineParameterderAußenweltindievirtuelleUmgebungein.

36InertialTrackeroderauchInertialSensorenbestehenausBeschleunigungs-undDrehraten-Sensoren,dieinKombinationBewegungenerfassenkönnen.

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Video-HMDs können als Erweiterung der Direktsicht-HMDs verstanden werden: Eine Kamera inBlickrichtungdesBenutzerszeichnetdieAußenweltaufundintegriertdieempfangenenInformationenindievirtuelleUmgebung.DerBenutzerbleibtdennochvonderAußenweltabgeschottet.

Durchsicht-HMDssindSysteme,mitdenenBenutzerdierealeunddievirtuelleWeltgleichzeitigsehenkönnen.GeeignetsindsiefürAugmented-Reality-Anwendungen.UmgebungsparameterwieHelligkeitund Kontrast müssen kontinuierlich an die Umgebung angepasst werden, damit der BenutzerInformationenwahrnehmenkann.

Als Interaktive HMDs werden HMDs bezeichnet, in denen der Benutzer mit den angezeigtenInformationeninteragierenkann.DieskanndurchEingabegeräteanArmoderHanderfolgen,durchHand-oderFinger-TrackingoderdurcheininsHMDeingebautesEye-Tracking-System.

Displaysysteme: Die derzeitigen verwendeten Monitore oder Projektionsflächen sind senkrechteFlächen,dievordemBenutzerstehen.RäumlichesSehenisthiernurmitmehrerenMonitorenodereinergebogenenProjektionsflächemöglich.

CAVE (Cave Automatic Virtual Environment): Damit wird eine Art von Display-Konstruktionbezeichnet,diedenUserdirektalsRaumumgibt.DasersteCAVEwurde1992vonCarolinaCruz-Neira,DanielJ.SandinundThomasA.DeFantianderUniversitätIlliniosentworfen.ArbeitetemanfrühermitBeamer-Projektionen auf einer durchscheinenden Wand, werden Wände heute aus Flat Displaysgebaut37. IneinerCAVE istderBenutzervollständigvonseinerUmgebungabgeschlossenundkannsich,wieausderrealenUmgebunggewohnt,biszurGrenzederCAVE-Wändeauchdarinbewegen.

37DieKostenentwicklungundHerstellungvonwirklichpreisgünstigenFlat-Displaysmachtediesmöglich.

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L-Shaped

BeiL-ShapedhandeltessichumDisplays,die von der Seite betrachtet wie ein Lgeformtsind.DieseArtvonDisplayswirdeingesetzt,umbeispielsweisevirtuelle3D-Arbeitsplätze zu erstellen. Das vertikaleDisplay dient hier als reinesAnzeigemedium. Das horizontale DisplayunterdenHändendesUsersundzuseinenFüßen ist ein virtueller Arbeitsplatz. DasbelgischeUnternehmenBarcoentwickeltebeispielsweise mit dem TAN Holoscreen(Abbildung 1338) einen immersiven L-Shaped-Bildschirm mit einer drei Meterlangen Projektion in jede Richtung. Die

GrößemachtediesenL-Shaped-Screensogarmultiuserfähig.

AnderHochschuleRheinMainarbeitetenMitarbeiteraneinemL-Shaped-Display,umArmprothesenin einer virtuellen Umgebung zu testen (Gernot Heisenberg, 2014). Die immersive 3D-UmgebungbedientesicheinerShutterbrilleundzweierindenTischintegrierterBeamer.ZieldieserArbeitwareinVR-Trainingsszenario,umeinBrain-Computer-InterfacefüreineHandprothesezutesten.

CurvedScreens:AlsCurvedScreensbezeichnetmangebogeneDisplays.DieseDisplayssindderzeitimConsumermarkt bei TV-Geräten sehr beliebt. Gebogene Displays können aber auch verwendetwerden,umeineimmersive3D-Simulationzuerzeugen.SokanneinSimulatorrealistischereBilderundUmgebungenmiteinemCurved-Displayerzeugen,alswennermiteinemFlatscreenausgestattetwäre.Die360°WeiterentwicklungvonCurvedwirdalsDomeProjectionbezeichnet39.

TiledDisplays(gekachelteSysteme):DiesobezeichnetenDisplay-SystemesetzensichausmehrereneinzelnenMonitorenzusammen.HierunterfallenzumBeispielVideowalls,wiemansievonKonzerten,MessenoderanderenGroßveranstaltungenkennt.Vorteil istdiehoheVerfügbarkeitdereinzelnenMonitore,dadieseausGerätenmitleichtverfügbarenAuflösungenbestehen.DieVerwendungvielerMonitorelässteineeinfacheZunahmederGesamt-Pixelzahlzu,sodassineinergrößerenEntfernung

38Quelle:https://www.barco.com/de/product/tan-holoscreen,Stand4.1.1939DasHamburgerPlanetariumarbeitetmiteinerDomprojektion.DieHalbkugelwirdmitfünfBeamernundderdazugehörigenWellenfeldsynthese-Anlagefürdenperfekten3-D-Klangausgesteuert.

Abbildung13–BarcoTANHoloscreen

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einhochauflösendesBildentsteht.TiledDisplaysunterliegeneinergroßenAnzahlvonProzessen,diemiteinanderübereinexternesRechensystemgesteuertwerdenmüssen.DiesesRechensystemwirdvor dem Betrieb speziell für das entsprechende Ausgabesystem optimiert und eingestellt. Dieeinzelnen Monitore müssen geometrisch kalibriert und die Farb- und Helligkeitsuniformität musshergestelltwerden.

AkustischeAusgabegeräte:ZieldieserFormderAusgabe istes,TöneundGeräuschedervirtuellenWeltsowiederzugeben,wiemansieausderrealenWeltkennt.HierbeikannessichumeineinfachesStereo-Audiosystemhandeln,dasdieräumlicheWahrnehmungunterstützt.Mehrkanal-Systemewie5.1oder7.1SystemekönnendemRaumakustischeTiefegebenundbereitsverschiedeneKlangquellenabbilden.Umeinen„echten“Raumklangzugenerieren,kommtdasPrinzipderWellenfeldsynthese(„SpatialSoundWave“,patentiertdurchdasFraunhoferInstitutfürDigitaleMedientechnologieIDMT)zum Einsatz. Ziel ist es, eine beliebige Schallquelle an jedem Ort auszugeben. Für dasWellenfeldwerden allerdings eine sehr hohe Anzahl von Lautsprechern sowie ein eigenes Computersystembenötigt,dasdieAnlagesteuert.

HaptischeAusgabegeräte:DieseAusgabegerätesollendemBenutzereinhaptischesFeedbackgeben;ersolldievirtuellenObjekteregelrechterfühlen.MeisterfolgtdiesdurchNutzungvonMotorenmiteinerUnwucht.DieAusgabederHaptikgestaltet sichkompliziert,weilunabhängigvomgrafischenModelleinhaptischesModellderVRgebautwerdenmussunddieUpdateratefüreinenrealistischenhaptischenEindruckdeutlichhöherausfallenmussalsdiedesvisuellenSystems.

3.4.4 InterfaceDesign

ZurBedienungundKommunikationmiteinemMaschinensystemsindSchnittstellen(engl.interfaces)erforderlich, die Kommandos und Handlungen von Menschen entgegennehmen und an dasMaschinensystem weitergeben. Die nachfolgenden Eigenschaften in der Gestaltung von Mensch-Maschine-Interfaces sollten generell beachtetwerden. Sie entscheiden grundlegend über Haltung,WahrnehmungundAkzeptanzdesUsers.WerdendieseEigenschaftenüberlegteingesetzt,kannderBenutzersich„fallen“lassen,ineinevirtuelleUmgebungeintauchenundsieerleben.

DasUserInterfaceDesignfolgtzweiRichtungen:demGestaltendesUserInterface,alsoderPlattform,auf der die Mensch-Maschine-Interaktion stattfindet (UI Design), und dem Erleben des Nutzerswährendder InteraktionmitdemProdukt (UserExperienceDesign,abgekürztUXDesign).Darüberhinaus entstand durch virtuellen Raum in 3D zusätzlicher Platz für Design (Cohen, 1995). Die 2D-Grafikenund-Normenfunktionierenim3D-Raumimmernoch,wirkenaberdeplatziert.

Die folgenden Eigenschaften sollten beim Programmieren einer grafischen User-Schnittstelle nachMöglichkeitbeachtetwerden(AndreasButz,2014,S.67-81).

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Affordancebedeutet,eineEigenschaftodereinebestimmteHandlungmiteinemObjektzuverbinden.DieFähigkeitdesdargestelltenObjekteswirddemBenutzerunmittelbarklar.BeieinemSmartphonesinddiesbeispielsweisedieaufdemBildschirmdargestelltenTasten,diederNutzer„drücken“kann,weilihmdasvonmechanischenTastenherbekanntist.Invisuellen/grafischenSchnittstellenmussderCharakterderdargestelltenFunktionklarfürdenBenutzererkennbarsein.Eskannsonstschnellzueiner Fehlbedienung und einem erhöhten Frustrationslevel kommen, wenn der Nutzer Buttons(Knöpfe)nichtmehrdrücken,sondernnachrechtsoderlinksschiebenmuss.

ConstraintmeintdiephysikalischeEinschränkung,bestimmteElementezubedienen.EinBeispielsinddieverschiedenenWasserhähne,dieunsimAlltagbegegnen.EinkontaktfreierWasserhahnlässtsichnicht mit einem Hebel bedienen, weil ein solcher dort nicht vorhanden ist. Das nennt manphysikalischesConstraint.EsgibtauchkulturelleConstraints,beispielsweisedieBedeutungvonFarben(Rot=Stop,Grün=Go),undlogischeConstraints,etwadieTatsache,dassLichtnichtgleichzeitigan-undausgeschaltetseinkann.

MappingnenntmaninderphysikalischenWeltdieZuordnungvonBedienelementen.EinbekanntesBeispielfüreinsehraltesMappingsinddieVor- und Rückspultasten anAbspielgeräten. Technisch gesehenorientiert sich dieses Mapping an altenTonbandgeräten, wo die Spule linksabgespielt und rechts aufgerollt wurde.Die Position dieser Tasten liegt beim

VorspulenrechtsvonderPlay/Stop/PauseTaste,dasZurückspulenlinksdavon.

Abbildung1440zeigteinMapping;dieLeserichtungistvonrechtsnachlinks.DieAnordnungfolgtderBewegungsrichtung des Tonbandes. Obwohl reale Tonbänder längst nicht mehr flächendeckendvorhandensind,existiertdievertrauteTastenanordnungnachwievorundhatsichdigitalebenfallsbewährt.

Konsistenz und Vorhersagbarkeit: Konsistenz (Widerspruchsfreiheit) ist ein wichtiger Faktor beiBedienerschnittstellen, da sie es erlaubt, dem Benutzer das Vorhandensein und die Funktion vonBedienelementenvorherzusagen.

ManunterscheidetzwischensyntaktischerundsemantischerKonsistenz.DiesyntaktischeKonsistenzbesagt,dassDingestrukturell gleich funktionieren.So sindbeispielsweiseButtonsmitdergleichenFunktionauch immerandergleichenStellezu finden.DiesemantischeKonsistenzbesagt,dassein

40Quelle:https://www.wandtattoos.de/products/motive/musik/wandtattoo-tasten.html,Stand04.01.2019

Abbildung14–Tasten-Mapping

34 3MixedReality

ElementdergleichenFormauchdiegleicheFunktionbeinhaltet.EinBeispielwäreder„Zurück-Pfeil“oderdie„Undo-Funktion“inverschiedenenApplikationenundBetriebssystemen.

Feedback isteinewichtigeAnforderungundDarstellung,damitderBenutzerweiß,dassdieAktion(beimDrückeneinesButtonsaufeinergrafischenOberfläche)ausgelöstwurde.BeimBerühreneinesButtonsaufeinergrafischenOberflächeverändertdiegrafischeDarstellungleichtihreForm,sodassderKnopf„gedrückt“erscheint.

Fehlertoleranz und Vermeidung: Die vorgestellten Regeln von Affordance bis Feedback dienenprinzipielldemVermeidenvonFehlern.RichtigeOperationenwerdendurchAffordancesignalisiert;Constraints beschränken die Bedienbarkeit auf sinnvolle und erlaubte Möglichkeiten; Mapping,KonsistenzundFeedbackerleichternVerständlichkeitundHandhabungdesSystems.

Esisthilfreich,wennRegelnfüreinSystemfestgelegtwerden.Beispiel:WerdenineinerEingabemaskeZahlenerwartet(ValidierungderEingabedaten),werdenauchnurZahlenzugelassen.EntsprechendeMeldungenkönnendemUserHinweisegeben,FehlervermeidenunddenFrustrationslevelverringern.User-Interfaces dienen beiden Seiten eines System:. Der User muss lernen, mit dem Systemumzugehen;dasSystemmussdenUserverstehen.FürdasEntwickelneineroptimalenSchnittstellewirdeinProzessnamensUserCenteredDesign(nutzerorientierteGestaltung)verwendet,dasheißt,die Evaluation der Bedürfnisse und Ziele der Anwender ist Voraussetzung für ein passendesSchnittstellendesign(AndreasButz,2014,S.103).

3.4.5 ProblemeundStolpersteine

Der Informatiker Frank Steinicke, Professor für Mensch-Computer-Interaktion an der UniversitätHamburg,beschreibtinseinemBuch„BeingReallyVirtual“(Steinicke,2016)einenSelbstversuch,beidemerimJahr2013eineninsgesamt24-stündigenAufenthaltinzweivirtuellenSzenarienabsolvierte.Dieser bis dahin einmaligeVersuch solltemenschliche Empfindungen,Wahrnehmungen,Verhaltenundmotorische Funktionen in einerVR-Umgebung aufzeigen.Die beiden Testszenarienbestandenzum einen aus einem virtuellen Raummit Schreibtisch, Couch und Bett, zum anderen aus einemvirtuellenRaummiteinertropischenInsel.

ObwohlSteinickedasExperimentüberwiegendimLiegenabsolvierte,ereilteihnschonnachkürzesterZeitdieSimulator-Krankheit,einGefühlvonÜbelkeit,dasentsteht,wenndieBewegungendesKörpersnicht mit den visuellen Eindrücken korrespondieren. Die negative Empfindung ließmessbar nach,wennSteinickeeineRuhepauseeinlegte.AbgesehenvomAuftretenderSimulator-KrankheitschätztederProbandunterVR-BedingungenEntfernungenfalscheinundspürtetrotzstetsgleichbleibenderUmgebungstemperaturWärme- und Kälteunterschiede. Im Laufe der 24 Stunden verwischten für

3MixedReality 35

SteinickezunehmenddieGrenzenzwischenechterRealitätundVR:ErkonnteseinenAufenthaltsort,seine Erlebnisseoder auchnurdie Farbe vonObjektennichtmehr zuverlässig der jeweiligenWeltzuordnen.

IneinerFotoserieistSteinickeaucheinegewisseFarblosigkeitdesGesichtesanzusehen:bei0,nach12undnach24Stunden.OffenkundigführteineLangzeit-VR-ErfahrungbeimMenschenderzeitnochzumassiverErschöpfung.

AuchaufdieErgonomiedesHMDwurdeimVersucheingegangen.SteinickekonntediePixeldesHMDzumTeilwahrnehmen.EinbreiteresSichtfeldhättevermutlichdiebessereErfassungdergezeigtenWirklichkeitbegünstigt.DieseProblemewurdenallerdingsaufdiedamaligefürdenTestverwendeteHardware zurückgeführt, da das verwendete Oculus Rift DK141 HMD 2014 noch nicht technischausgereiftwar.

41DasOculusRiftDK1kommtmiteinem7-Zoll-DisplayundeinerAuflösungvon1280x800Pixeln.DiemenschlicheWahrnehmungbenötigtungefähr8-12MegapixelfüreinepixelfreieDarstellung.

36 3MixedReality

3.5 MixedReality–Anwendungsbereiche

FürMixedRealitygibtesbereitsheutesehrumfangreicheAnwendungsgebiete,Tendenz:steigend.Abbildung1542 zeigteineUmsatzprognosevonGoldmanSachsausdemJahr2016 fürAR-undVR-

Anwendungsfelder im Jahr 2025. DiePrognose zeigt Consumer-Anwendungenbei60%,währendsichdie anderen 40% auf Bildung,Gesundheit und wissenschaftlicheAnwendungenverteilen.

Die folgenden Punkte beschäftigensichmitdenKernthemendesvonmirinKapitel5vorgestelltenMessestand-Konzeptes. Ich möchte auf denfolgenden Seiten erläutern, umwelche Eigenschaften undAnwendungsgebieteesmirgehtund

wie sie heute bereits eingesetztwerden. Die vorgestellten Eigenschaften und AnwendungsgebietestellendieGrundlagedesMessestandesdar.

42DieFirmaGoldmanSachsveröffentlichte2016eineStudiezuEntwicklungundkünftigenAnwendungsgebietenvon VR- und AR-Anwendungen im Jahr 2025. Quelle:https://www.goldmansachs.com/insights/pages/technology-driving-innovation-folder/virtual-and-augmented-reality/report.pdf,Stand18.01.2019

Abbildung15–AnwendungsfelderAR/VRbiszumJahr2025

3MixedReality 37

3.5.1 VirtualPrototyping

VirtualPrototyping(VP)isteineMethodederProduktentwicklung(engl.ProductDevelopment)undumfasstComputer-AidedDesign(CAD)undVirtualReality.CADentstandbereitsEndeder1950erJahreundwirdbisheutebeinahezujederindustriellenAnwendungeingesetzt.MitHilferechnergestützterKonstruktionenlassensichgeometrischeModelleerzeugen.Produktion,ArchitekturundKonstruktion

kommen nicht ohne CAD-Zeichnungenaus.CADsetztenichtnurdenStandardfürZeichnungen, sondern veränderte denUmfang des gesamten Designprozesses(Peter McLeod, 2001, S. 5-6). Mit CADkönnen 3D-Ansichten erstellt werden, eslässt jedoch keine Interaktivität zu. Der

Umwandlungsprozess(sieheAbbildung1643)einesCAD-ModellszueinemVR-ModellistbisherimmernochmehrstufigunderfordertNacharbeiten.VieleDetailsausCAD-Modellenmüssenspätermanuellhinzugefügtwerden,aberauchhierwerdenTechnikundAlgorithmenimmerbesser44.

VorteilevonVirtuellemPrototyping:

- Zeit-undKostenreduktion- frühzeitigesTestenamdigitalenModell- ReduktiondesBedarfsfürphysischePrototypen- Ortsunabhängigkeit- BeteiligenallerParteienamEntwicklungsprozess

Existieren während der Entwicklung eines Prototyps geografische Entfernungen, muss die IT-InfrastrukturdesbetreffendenUnternehmensinderLagesein,digitaleModellezutransferierenundanzuzeigen.EinweitererVorteildesvirtuellenPrototypingistdasgemeinsameArbeitenanundmitVR-ToolsüberdasInternetoderinnerhalbvonFirmenstrukturen.DiesführtzueinerVereinheitlichungderTool-undDesignstandardsundermöglichteinengrößerenAktionsradius(PeterMcLeod,2001,S.15).

43Quelle:(J.Whyte,1999,S.44)44 Auf 3D-Visualisierung spezialisierte Unternehmen wie die deutsche KISTERS AG mit ihrer 3DViewStationwerbenmit einer performantenÜbernahme vonCAD-Daten zuVR-Modellen.Gesprächemit VR-Entwicklernzeigenaberimmerwieder,dasseineNachbearbeitungderVR-Modellenotwendigist,daesandernfallsnichtzueinem100%zufriedenstellendenErgebniskommt.

Abbildung16–UmwandlungsprozessCADzuVR

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VP-Entwicklungheißt,dasseinProduktnichtsofortalsrealerPrototypgebaut,sondernzunächstalsModellimRechnerentworfenwird(FZorriassatine,2003).ZieldieserVorgehensweiseistes,AussagenüberdasVerhaltendesModellszuerhalten,bevoreinrealerPrototypgebautwird,dennandigitalenPrototypen lassen sich Änderungen bei Bedarf schneller und kostengünstiger vornehmen (Runde,2009,S.22).

Als virtuellen Prototyp bezeichnetman die rechnerinterne Präsentation des realen Prototyps. DiePrüfungeinesdigitalenPrototypserfolgtmitHilfeeinesdigitalenVersuchsmodells,dessogenanntenDigitalMock-Up45,kurzDMU.IndiesemDMUerfolgtinderRegeldanndieEntwicklungdesProduktsoderauchderBaustruktur.DervirtuellePrototypwirdalsErweiterungdesMock-Upsangesehen,weilnicht nur dessen Gestalt berücksichtigt wird, sondern auch die Aspekte Bewegung, Reaktion undKrafteinwirkung(Hemmerling,2011,S.140).

Da es bei rein virtuellen Objekten zu skalierten Darstellungsformen mit wenig Bezug zur Realitätkommt, entstand eine Mischform: Die sogenannte „Spatial Augmented Reality“ (SAR) projiziertvirtuelle Objekte auf reale Körper. SAR wird verwendet, um beispielweise virtuelle Einzelteile aufrealenPrototypendarzustellen.AufeinemrealenDesignmodel–etwaeinerphysikalischvorhandenenFührerkabine–kannbeispielsweiseeinCockpitvirtuelldargestelltwerden(Dörner,2013,S.315).

DigitaleMethodenwieVirtualEngineering(Mahler,2018)oderDigitalManufacturing(Trummer,2018)können z.B. dabei helfen, Planungsphasen zu verkürzen oder Fehler durch den Einsatz digitalerModelle zu identifizieren und zu beheben. Die Einsatzmöglichkeiten sind je nach Projektumfangvielfältig.

3.5.2 VirtualTraining

Das Entwickeln, BauenundWarten komplexer technischerGeräte erfordert von Facharbeitern einhohesMaßantechnischemWissen,VorstellungsvermögenundAbstraktionsfähigkeit.DiesesWissenmitdenherkömmlichenLehrmethodenpraxisnahweiterzugebenwirddadurcherschwert,dassvieleVorgängeandenGerätenselbstnichtdarstellbarsind.Beispiele:Wasser fließtmeist innerhalbvonRohren;Stromistunsichtbar.

VirtuellesTrainingbeinhaltetdasLernenundEntwickelnvonFähigkeiten inkünstlichen,computer-generiertenWelten. Vorgänger dieser mittlerweile sehr umfangreichen Trainingsmaßnahmen sindunter anderem die Flugsimulatoren für angehende Piloten. Ursprünglich bestanden sie aus der

45Mock-Up–derenglischeBegriffbedeutet:ModellinnatürlicherGröße;Attrappe

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HardwareeinesFlugzeug-Cockpits,demSimulationsrechnersowieeinemComputerbildschirmfürdieSimulationderUmgebung46.ModerneOffshore-TrainingsprogrammeaufvirtuellerBasisersparendenAusbildernsehrvielZeitundGeld,weildieAuszubildendennichtmehrdirekt zudenAnlagenaufsMeer transportiert werden müssen, sondern ihre ersten Lernschritte virtuell machen können.AußerdemkanndasSicherheitsverhaltenineinerungefährlichenUmgebungeingeübtwerden,dennOffshoreanlagengeltenalsgefährlicheArbeitsplätze(EON,2018).AirbuszumBeispielverwendetfürdie Trainingseinheiten am A320 ein vom Fraunhofer Institut entwickeltes, virtuellesModell (KlausJenewein,2010,S.11).

VirtuellesTrainingwirdzunehmendBestandteildessogenanntenOrganisationellenLernens.GemeintisthiermitdasTrainierenvonHandlungswissen47.DiesesHandlungswissenwirdinvirtuellenSzenariendetailliertundpräzisetrainiert.

VorteiledesVirtuellenTrainings:

• AbbildungvonRealitätundGefahrensituationenohnekörperlichesRisikofürdieTeilnehmer• detaillierteAbbildungkomplexerProzesseundSzenarien• individuelleAnpassungvonInteraktionundLerntempo• zeitlicheundräumlicheFlexibilität• KostenreduktionfürMaschinenoderauchGebäude,diedurchfalscheHandhabung

beschädigtoderzerstörtwerdenkönnten

NachteildesVirtuellenTrainings:

Einziger nennenswerter Nachteil ist der Umfang der Programmierung und die Höhe der damitverbundenenKosten:JedeInteraktivität,jedereventuelleLernschrittmussfürjedeseinzelneObjektprogrammiertwerden.

VirtuellesTrainingwarBestandteildesVirtualRealityBarcampimApril2018aufdemPhilips-Geländein Hamburg. Vorgestellt wurde ein virtuelles Trainingsprogramm mit haptischem Feedback alsHilfestellungfürmedizinischeMitarbeiter.DieÜbungfandineinervirtuellenUmgebungmitHilfeeinesHMDstatt;diewiederzubelebendePuppewarreal(Gesellschaft,2018).

ÜberhauptisteinesderinteressantestenEinsatzgebietevonVirtualRealitydieMedizin.SomöchtedasHamburger StartupMETRONUS teure orthopädische Reha-Maßnahmen jedem zugänglichmachen,

46DieerstenReal-Time-Flugsimulatorenexistiertenindenfrühen1960erJahren.DavorsimuliertemannurdieBedienungdesCockpitsunddieFlugbewegungen(PeterMcLeod,2001,S.7)47 Als Handlungswissen bezeichnet man das Wissen (Informationen in Form von Daten/Erinnerungen undInformationen von Handlungsabläufen und Bewegungen), um komplexe Aufgaben zu lösen. Es geht umProzeduren,StrategienundWegederProblemlösung.

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indem es die Reha-Programme in einer VR abbildet und durch die Visualisierung vonKörperbewegungeneinspielerischesTrainingerstellt(Jäger,2018).

Mit VR-Technologien lassen sich Prozesse in Schulungen und Training detailliert, transparent undnachvollziehbarabbilden.FehlerkönnenineinerspäterenAuswertungerkanntundbehobenwerden.

3.5.3 VirtuelleArbeitsumgebungen

InProjektenmitvielenZeitzonenundgeografischenPositionenkönnenvirtuelleArbeitsumgebungenein Hilfsmittel sein, um derart verteilte Projekte effizient durchzuführen. Es gibt hierfürunterschiedliche Bezeichnungen, darunter "Virtual Collaborative Environments". Pioniersystemewaren Blogs, Wikis und Podcasts, also Systeme, die als digitale Mehrfachbenutzersystemedaherkamen.BekanntevirtuelleArbeitsumgebungensindVideo-oderTelefonkonferenzen.Interaktivität mit der virtuellen Welt und anderen (sich dort befindlichen) Anwendern,EchtzeitkommunikationsowieeindeutigePräsenzdesAnwenders(IdentifikationdurcheinenAvatar)sind Eigenschaften virtueller Arbeitsumgebungen. Planungs-, Evaluierungs- undEntscheidungsprozesse sollen heutzutage standortübergreifend undweltweit verteilt durchgeführtwerden. VorteilevirtuellerArbeitsumgebungen:

• Flexibilität,Wissens-undRessourcenzugriff• globalePräsenz• Kostenersparnis(z.B.WegfallvonReisekosten)

NachteilevirtuellerArbeitsumgebungen:

• EinschränkungderWahrnehmungübereinendigitalenKanal:Bild,TonundPräsenzsindgefiltertundwerdenteilweiseverfremdetdargestellt.

• SchwierigkeitenbeidervirtuellenFace-to-FaceKommunikation:Körpersprache,AtmungundTonalitätkönnennichtinihrerGesamtheitwahrgenommenwerden.InTelefonkonferenzenkommtesdurchFreisprechanlagen,SchallreflexionenodergarRückkopplungenzudiversenunerwünschtenEffekten(Planview,2018)unddieKommunikationwirktgestört.

• DerAufbauvonVertrauensverhältnisseninvirtuellenArbeitsteams,besondersbeiBestehenkulturellerUnterschiede(Universität,2018),gestaltetsichschwierig.

EineStudiedesUnternehmensPlanviewüberdieZusammenarbeitunterschiedlicherTeamszeigte,dasssichderProjektalltagbei75%derBefragteninFormvonAudiokonferenzenundbei73%inForm

3MixedReality 41

vonWebkonferenzenabspielt(Planview,2018,S.9).DaessichbeiTelefon-undWebkonferenzenumbereits seit langem etablierte virtuelle Tools handelt, ist davon auszugehen, dass virtuelleArbeitsumgebungenaufBasis vonMixed-Reality-Konzeptensich schnellerals frühereTechnologiendurchsetzenwerden. Das Spektrum virtueller Arbeitsumgebungen umfasst deutlich mehr als nur den Faktor derZusammenarbeitvielerörtlichgetrennterMenschenaneinemgemeinsamenProjekt.DieisländischeFirma Mure produziert personalisierte "Virtual Reality Office Spaces": voll funktionsfähige VR-Arbeitsumgebungen, optimiert auf spezielle Bedürfnisse und persönliche ästhetische Aspekte. DieAnwendungsollnichtnureinenoptimalenArbeitsplatzabbilden,sondernlässteinenpersonalisierten,virtuellen Arbeitsplatz entstehen. Damit werden Störfaktoren, wie sie beispielsweise fürGroßraumbürostypischsind,reduziert(Mason,2011).Virtuelle Arbeitsumgebungen haben großes Potenzial, werden aber noch eingeschränkt durch diederzeitige Hard- und Softwareentwicklung. Umsetzungen auf diesemGebiet stellen Arbeitsabläufeund Umgebungen digital dar. Doch kann ein Benutzer sich einen ganzen Arbeitstag lang in einervirtuellenUmgebungaufhalten?OdergehtesnichtvorrangigumdieIntegrationspeziellerElementewieMeetings,dieineinervirtuellenUmgebungstattfindenunddamitdieZusammenarbeitaneinemProjekt vervollständigen können?

3.5.4 MixedRealityundInternetofThings

DerSammelbegriffInternetofThings(IoT,InternetderDinge)beschreibtkeineeinzelneTechnologie,sondern ein Konzept, das Objekte mit Eigenschaften wie Vernetzbarkeit, Services, Heterogenität,Dynamik beschreibt und umfasst. IoT-Geräte können je nach Anwendungsgebiet unterschiedlichausfallen.Die Organisation IERC (European Research Cluster on the Internet of Things) definiert IoTfolgendermaßen:„Adynamicglobalnetworkinfrastructurewithselfconfiguringcapabilitiesbasedonstandard and interoperable communication protocols where physical and virtual ’things’ haveidentities, physical attributes, and virtual personalities and use intelligent interfaces, and areseamlesslyintegratedintotheinformationnetwork(OvidiuVermesan,2014,S.46-47).DerwissenschaftlicheDienstdesBundestagesbeschreibtIoT:„DietechnischeVision,ObjektejederArtineinuniversalesdigitalesNetzzuintegrieren“(Horvath,2012).WasistdemnacheinIoT-Gerät?IoT-GerätekönnenSensoren,Betriebssysteme,Interfaces,Hardwareund Software enthalten. Die damit implementierten Funktionen stellen Interaktionen zwischen

42 3MixedReality

MenschundMaschineher,ohnedassderAnwenderdirektmitderMaschineinphysischenKontaktkommenmuss.DasIoT-SpektrumistgroßundreichtvonLampenmitSelbstauskunftüberinternetfähigeKühlschränke(Klauß, 2016) bis zu vernetzten Autos (Richard Viereckl, 2014) und Smart Buildings (Volker P.Andelfinger,2015,S.33).MitHilfederempfangenenDatenkönnenbeiBedarfAnpassungenandieUmgebung vorgenommen werden. So leitet zum Beispiel ein Fahrassistent automatisch denBremsvorgangein,wennseineSensorenHindernisseaufdemFahrwegerkennen.Ähnlichverhältessichmitdem„AssistedLiving“insogenannten„SmartBuildings“,wovomEntertainmentbiszudenHeizkörperthermostaten alles überMotoren, SensorenoderAktivatoren aus einer Zentrale herausgesteuertwerdenkann(VolkerP.Andelfinger,2015,S.36).FürIoTexistierenderzeitdreiAnwendungsszenarien:

• DasInternetofThings(IoT)beziehtsichprimäraufmenschlicheInteraktionenmitvernetztenGerätenoderObjekten,wobeidieGerätemitdenAnwendernüberFunktionenundSchnittstelleninteragieren(Turbide,2016).

• BeimIndustrialInternetofThings(IIoT)stehenindustrielleProzesseundAbläufeimMittelpunktdesIoT-Konzeptes(Litzlel,2017).IIoTgehtüberdieFunktionenvonIoThinaus.IIoT-DeviceserfassenDatenzumÜberwachenundSteuernvonProduktionsprozessensowieDatenfürdasQualitätsmanagementoderfürDokumentationen.JemehrDatenerfasstwerden,destogenauerlassensichProzessebetrachtenundoptimieren(MatthewN.O.Sadiku,2017).

• DasHumanInternetofThings(HIOT)isteinSzenario,indemMenschenalsDaten-Mittelpunktbetrachtetwerden.DieDatenhabenalsUrsprungdenAnwender;verwendeteGerätesindbeispielsweiseActivity-TrackeroderSmartwatchesmitverschiedenenSensorenzumMonitorenvonKörperfunktionen(MarkkuTurunen,2015).

EineweitereFormvernetzterGerätestellenCyberPhysicalSystems(CPS)dar.Auchhierbeihandeltessich um einen vernetzten Verbund mechanischer oder elektronischer Geräte. CP-Systeme sindhochkomplex und agieren dynamisch. Charakteristisch für CPS sind verteilte Anwendungen(DistributedComputingEnvironment)undeinvernetztesSteuersystem(NetworkControl).SowerdenetwadiekommendenFormenvonEnergienetzen(SmartGrids)oderVerkehrssteuerungssystemenalsCP-Systemerealisiert(RadhakisanBaheti,2011).DieVerbindungvonIoTundVirtuellerRealitätkannmansichfolgendermaßenvorstellen:Die3D-GrafikdesvirtuellenModells stelltdasObjektdar,wieesphysikalischexistiert. IoT-GerätekönnenDatenaufnehmenundverarbeiten,welchedannalsFunktionendesObjektesdargestelltwerden.

3MixedReality 43

Es folgen zwei Beispiele für die Anwendung von IoT mit virtuellen Modellen: Die in Schenefeldansässige inray IndustriesoftwareGmbHentwickelt virtuelleObjektevonMaschinen,AnlagenoderGerätenundbindetdieseüberARanaktuelleProzesswerte.DigitaleInhaltekönnenmiteinemAR-AnzeigemediumamphysikalischenObjektangesehenwerden(INRAY,2018).DasMünchnerAR-StartupRE‘FLEKTentwickeltezusammenmitderFirmaBoscheinLive-Diagnostik-Tool, das auf Basis realer Daten eine Auswertung dieser Daten über eine mobile AR-Anwendungermöglicht48.DieZahlderApplikationsmöglichkeitennachAuswertungdergesammeltenDatenistenorm.AlbertoVaccaribeschreibtinseinemBericht"HowVirtualRealitymeetstheIndustrialIoT"MöglichkeitenzumVerbinden von VR und IIOT. Die Verknüpfung von IIoT- und VR-Technologie würde nicht nurAnwenderndieFähigkeitverleihen,ineinervirtuellenUmgebungzuagieren,sondernauchIIoT-fähigeGerätemiteinerVRverbinden(Vaccari,2015).Das Internetof Things ist ein Schritt indieRichtung, denklassischen,mitBildschirm, TastaturundKeyboardausgestattetenComputerverschwindenzu lassenundstattdesseneinzelneGerätedurchjeweilsintegrierteundvernetzteComputersmartzugestalten.DiesesmartenGerätesindinderLage,viele Daten zu sammeln und weiterzuverarbeiten. Eine Datenvisualisierung kann durch virtuelleModelleineinerMixed-Reality-Umgebungstattfinden.IoT-DatenerschaffensoeindigitalesAbbildderRealität. Aber entspricht dieses Abbild exakt der Wirklichkeit? Wie genau sehen wir unsereWirklichkeit? Ich denke, das digitale Abbild aus diesen Daten ist sogar noch präziser, denn dasmenschliche Spektrum derWahrnehmung ist begrenzt:Menschen hören und sehen nur in einembestimmten Spektrum, sie sind schlechte Temperaturfühler, und der physikalische Zugriff aufgeschlosseneMaschinenistihnenhäufigschwerbisgarnichtmöglich.WenndieMengenvonDatenaus IoT übersichtlich und grafisch zum virtuellenModell passend aufbereitetwerden, könnteMR-TechnologienichtdasoptimaleAnzeigemediumfürdieseDatenmengenwerden?

3.5.5 VirtuelleDokumentation

EinetechnischeDokumentationdientderInformationundInstruktion,derHaftungsabsicherungdesHerstellers sowie der Rückverfolgbarkeit und Reproduzierbarkeit des Produktes. Der Umfang von

48DasStartupRE‘FLEKTmitSitzinMünchenundSanFranciscoentwickeltMixed-Reality-ApplikationenfürdenIndustriesektor.BASFundBoschsindInvestorendesUnternehmens.

44 3MixedReality

Gebrauchsanleitungen und Produktbeschreibungen ist grundlegend in den EU-Richtlinienfestgehalten,ebensowiedieallgemeineProduktsicherheitoderdieMaschinenrichtlinie.AuchdasEU-Produkthaftungsgesetz „Haftung für fehlerhafte Produkte“ hat Einfluss auf die technischeDokumentation(Kothes,2011,S.11-18).DIN-NormenwiedieDINEN82079-149gebeneinenLeitfadenfürdasErstellenvonAnleitungenvor.

Mit der Digitalisierung werden technische Anleitungen und Dokumentationen nicht mehr nur inschriftlicher Form verfasst und nicht mehr nur ausgedruckt und in Ordnern abgelegt.Redaktionssysteme verbessern die Suche nach den benötigten Informationen und den Zugriff aufdiese.KürzereEntwicklungs-undAuslieferungszyklenerfordernweitereMethodenundMaßnahmenfür das Erstellen von Dokumentationen. So arbeitet AX Semantics50 am sogenanntenRoboterjournalismus, dem automatischen Erstellen von Texten und der Generierung natürlicherSprache.DieseMethodenkönnenebensoaufDokumentationenangewendetwerden(Prause,2018).Neue filmische Medien, beispielsweise der Utility-Film51, können als eine Art technischerDokumentationangesehenwerden,auchwennsiebereitsAnteilevonTrainingsszenarienbeinhalten.

Der Lern- und Aufnahmeprozess von Informationen hat einen wichtigen Anteil am Lesen vonDokumentationen: So zeigte eine Studie aus China deutliche Verbesserungen bezüglich derAufnahmebereitschaft undWissensbewahrung,wenn indieDokumentationVR-bzw.AR-Elementeintegriertwurden(ACaseStudy-TheImpactofVRonAcademicPerformance,2016).

HeutekönnentechnischeDokumentationenalsAR-undVR-Lösungenumgesetztwerden.IhrVorteil:Virtuelle Modelle erlauben ein Begehen geschlossener Maschinen und eine Einsicht in nichtzugänglicheBereiche.DieNachteilesindeineschwereLesbarkeitineinervirtuellenUmgebungunddienochdamitverbundenenhohenKostenbeiderEntwicklung.

So bietet das Dresdner Unternehmen 3D Interaction Technologies GmbH das Erstellen von 3D-ModellenmitangeschlossenerDatenbankan.DabeiwerdenkomplexeMaschinenalsinteraktive3D-ModellezurVerfügunggestellt,beidenendieBenutzernurnochdasentsprechendeBauteilauswählen

49DINEN82079-1–DINNorm„ErstellenvonGebrauchsanleitungen–Gliederung,InhaltundDarstellung“50 Die 2001 gegründete Firma AX Semantics aus Stuttgart generiert Software, die in der Lage ist, ausklassifizierbarenInhaltenlesbareTextezugenerieren.DiesewerdenzuProduktbeschreibungeninOnline-Shops(ContentMarketing),Geschäftsberichten,ProspektenoderInhaltenfürWebseiten.DasUpdateaus2018enthälteine grafische Benutzerschnittstelle für die Datentransformation, einen AI-Assistenten und beherrscht 110Sprachen.(Quelle:https://www.ax-semantics.com/de/company.html,Stand:10/2018)51EinUtility-Filmisteinspracharmer,interaktiverAnleitungsfilm,bestehendausmehrerenverlinktenVideoclips,dieProzessedarstellenundHandlungswissenübertragensollen.(Löffelholz,2008,S.2)

3MixedReality 45

müssen und alle dazu hinterlegten technischen Dokumente zur Auswahl angezeigt bekommen.Orientierung und Auswahl erfolgen hier visuell. Gleichzeitig können Shops hinterlegt werden, umSucheundEinkaufnachdemrichtigenErsatzteilzuvereinfachen52.

Von der Firma RE´FLEKT53 werden Augmented-Reality-Lösungen umgesetzt, um Arbeits- oderRecherche-Schritte durch AR-Anzeigemedien darzustellen und den User zu unterstützen. DazuidentifizierenKameraoderMarkerdasProduktfürdastragbareManualaufeinemTablet.

VirtuelletechnischeDokumentationenwerdentechnischbereitsumgesetzt.MR-TechnologienkönnendasDarstellen,AuffindenundErlernenvonInformationenverbessern,dasAnzeigenvonDokumentenselbst kann ein herkömmliches Content-Management-System alsMischformmit einer 2D-Anzeigeübernehmen.

Der Digitalisierungsprozess wird auch die Art der Dokumentenablage verändern. Daher istanzunehmen,dasssichderEinsatzvirtuellerDokumentationenpositivaufsämtlicheBereicheeinesProduktionsablaufesauswirkenwird.

Die Entwicklung des Internet im digitalen Kommunikationsalltag beförderte den Durchbruch dermobilenComputer.DiemarktreifeEinführungdesSmartphones54verhalfderdigitalenKommunikationzu einem enormen Aufschwung. Die Weiterentwicklung der Hardware, beispielsweise vonkabelgebundenzumobil,wirdauchaufdemGebietderMRstattfinden.WurdedasInternetnoch2016lediglichzu40%perSmartphonegenutzt,lagdieserAnteilimOktober2017weltweitbereitsbei73%(Karepin,2017).DieseEntwicklungbrachteweitereMixed-Reality-KomponentenindiedigitaleWeltein. Von Applikationen in Smartphones bis zu 360° Darstellungen von Konzerten wurden digitaleElementederWirklichkeitinverschiedenstenAusprägungenundDarstellungenhinzugefügt.

52 Die Firma 3D Interaction Technologies mit ihrem Portfolio für Wartungs- und Dokumentationslösungenhttps://3dit.de/de/technische-dokumentation-wartung.html,Stand:04.01.201953 Die Firma RE´FLEKT bietet bereits ein Portfolio mit augmentierter Dokumentation https://www.re-flekt.com/de/portfolio-item/augmented-reality-technische-dokumentation54 Smartphones werden seit 1994 vertrieben, aber erst das Apple iPhone 2007 mit seiner Multi-Touch-Oberfläche bewirkte einen größeren Umbruch auf dem Smartphone-Markt, siehe Statistik Absatz vonSmartphones weltweit nach Hersteller Quelle: Statista -https://de.statista.com/statistik/daten/studie/173175/umfrage/weltweiter-smartphone-absatz-fuehrender-hersteller-seit-2007,Stand:04.01.2019

46 3MixedReality

3.6 Aussichten

Ichpersönlichbindavonüberzeugt,dassdieZukunftderAR-undVR-TechnologievonderBeschaffenheitzukünftigerHardwareundderEntwicklungsinnvollerwieanwendungsfreundlicherApplikationenabhängt.DieFrageisthiersichernicht:„WaskönnenwirmitderneuenTechnologiekreieren?“,sondern:„WiekreativwerdenwirmitdemEinsatzderneuenTechnologieumgehen?“ImSeptember2018wurdendieerstenHead-MountedDisplayskabellos;derHerstellerHTCbrachtefürseinHMD„Vive“einenkabellosenAdapterheraus(Leger,2018).BetrachtetmandiePrognosenzudenUmsätzenmitVirtualReality(Abbildung1755),zeichnetsicheindeutlichesWachstumab.DerMarktfürMR-Technologieistnochlangenichtgesättigt.DieEinführungvonGoogleGlass56imJahre

2013stießauferheblichenWiderstandausSorgeumdiePrivatsphäre57;dieMicrosoftHoloLensisteinvollentwickeltesHMDundwirdmittlerweilesogarvomUS-MilitärfürAusbildungs-undTrainingszweckeeingesetzt(CALLAHAM,2016)–gegendenProtestvonrund50Microsoft-Mitarbeitern,dieesineinemoffenenBriefandieUnternehmensführunggrundsätzlichablehnen,TechnologiefürKriegsführungundUnterdrückungzuentwickeln(Quelle:AssociatedPress,23.02.2019).EineVariantederaugmentiertenRealitätistdieErweiterungderRealitätmitDisplays

undBildschirmen,größtenteilsinSmartphonesoderTablets.ImZugedertechnischenEntwicklungwirdeszueinerZunahmevonfaltbaren58,verschiebbaren,verstecktenundabschaltbarenDisplaysinunsererUmweltkommen.DassüdkoreanischeUnternehmenLGpräsentierteimJanuar2019aufderjährlichinLasVegasstattfindendenConsumerElectronicsShow(CES)miteinemaufrollbarenOLED-TV-DisplayeineneueDimensiondesFernsehens(Wedekind,2019).EinweiteresBeispielistdie

55 Quelle: Statista, https://de.statista.com/statistik/daten/studie/318536/umfrage/prognose-zum-umsatz-mit-virtual-reality-weltweit,Stand28.01.201956GoogleGlasszähltzudensogenanntenWearablesundzurnicht-immersivenAR-Technologie.EshandeltsichdabeiumeinenwieeineBrilleamKopfgetragenenMini-Computer.57DerWiderstandgegenGoogleGlasshattemitdereingebautenKamerazutun,diedurchdenTrägerausgelöstwerden konnte. Funktionalitäten und Möglichkeiten der Brille wurden durch diese Diskussion größtenteilsüberdeckt.58 Bereits im Jahr 2013 stellte Samsung auf der CES ein flexibles Display vor.Quelle:https://www.youtube.com/watch?v=mLMWXBv5rY4,Stand:28.09.2018

Abbildung17–UmsatzprognosefürVRbis2016

3MixedReality 47

Zunahmevon„PublicDisplays“zuWerbezweckenundInformationszweckenanstellederPapier-oderWechsel-PlakateimöffentlichenRaum.DankderVernetzungvonIoTunddemvermehrtenAuftretenvonSmartObjectswerdenauchsolcheDisplaysdasAnzeigenvonInhaltenjeglicherForminZukunftinteraktivergestaltenkönnen.EbenfallseinenZuwachsvonAR-undVR-AnwendungenkönnenTabletsundSmartphonesaufweisen.DieentsprechendenAR-KitsderHerstellerwerdenimmerbesser,genauerundsindeinfacherzubedienen.AberistdaswirklichdieUmsetzung,dieichmiralsNutzervorstelle?WillichnachalldenScience-Fiction-Filmen,indenenwieselbstverständlichAR-BrillenundKontaktlinsenzumEinsatzkommen,inderechtenWeltweiterhinaufmeinSmartphonesehen?BeialldenbereitsexistierendenAR-Apps,vonIKEAbisPokémonGo,bleibtdieFrage:WarumhabeichdasSmartphonenochimmerinderHand?GehtdasnichtmitfreienHänden?WardasnichtdieZukunftsvision?WarumkanndasmeineBrillenicht? UnterderVoraussetzung,dassdieHardwarefürARundVRsichkontinuierlichverkleinert,kabellosundmitpassablenAkkulaufzeitenausgestattetist,seheicheinevirtuelleimmersiveZukunft,dieunserenAlltagumfassendverändernwird.DieArtderAnwesenheitwirdeineanderesein,obam virtuellenArbeitsplatz,imHomeOfficeoderbeiKonferenzen.WarumnochRessourcenfürdenphysikalischenTransportverschwenden,wennMitarbeiterauchproblemlosalsdigitaleAvatareanihrenEinsatzortenerscheinenkönnen?Industrie4.0undMR-Technologiewerdenumfassendmiteinanderfusionierenundzusammenwachsen.DerEinsatzvonGoogleGlassinProduktionsstraßenwarnurderAnfang.WarumsolltemanderartigeTechnologiennichtauchaufnormalenBaustelleneinsetzen?WievieleProblemeließensichmiteinemdigitalenModellperAnzeigedirektvorOrtneutralisieren? IchseheallerdingsnichtnurVorteile.SchonheutebeobachteichjedenMorgeninBusundBahn,wiedieBesitzervonSmartphones(alsofastalle)abwesendaufihreDisplaysstarren.Wasmagerstgeschehen,wennVR-undAR-HardwareEinzuginunserenEinzughält?WennunsbisherdieHandamTelefonimmernochvonderdigitalenWelttrennt:WerdenwirunsereBildschirmedemnächstaufderNasetragen?WieweitkönnenwirüberhauptinimmersivedigitaleUmgebungeneintauchen,ohneunserUmfeldausdenAugenzuverlieren?ErlebenwirmiteinemDisplayvorAugen,obperSmartphoneoderHMD,nichteineweitereFormderWahrnehmung?NatürlichwerdensichdadurchvölligneueArtenvonGeschäftsmöglichkeitenauftun,aberwirbekommensichernochmehrWerbung,nochmehrEntertainment,nochmehrShoppingtippsundinsgesamtnochmehrAblenkunginunserSichtfeldgespielt.

48 3MixedReality

3.7 Mixed-Reality-Beispiele

DieHamburgerSpeicherstadtdigital–GeschichteerlebeninVRundAR

Die Kulturbehörde der Stadt Hamburg initiierte in Kooperation mit der HAW für das UNESCOWeltkulturerbe„SpeicherstadtHamburg“eineAR-ApplikationfürSmartphones(Abbildung1859)sowieeineVR-Ausstellung,dievom14.12.2017biszum31.03.2018imDialoghausHamburgzusehenund

zu erleben war. Ziel dieser Initiative ist es, diehistorischen vorhandenen Dokumente derSpeicherstadt zu präsentieren. Die Applikation„SpeicherstadtDigital“stellteineAR-Umgebungbereit und lässt den Nutzer mit Hilfe derStandortbestimmung auf dem Smartphone dieUmgebungderSpeicherstadthistorischerleben.Das in der Speicherstadt eingerichtetekostenloseWLAN sorgt für die entsprechendenDatenraten, um die AR-Umgebung fließend zu

erleben. Zusätzlich zur Speicherstadt, die von der Kamera aufgenommenwird, werden Teile alterFotoaufnahmenindieAnzeigeintegriert.DerBenutzerbekommteinenSchwarz-Weiß-EinblickindieVergangenheitderSpeicherstadt.

EinevirtuelleUmgebungzurApp„SpeicherstadtDigital“,diedasArbeitenvor100Jahrenzeigt,istimDialoghausHamburgimFoyeraufgebaut.DerBesucherkannhiermittelsVR-BrilleindasLebeneinesHafenarbeiterseintauchen(Hamburg,2018).EinHMDmitAudioausgangunddenEingabegeräteneinesHTCVivemachenesmöglich,verschiedeneArbeitenalsTeilderBelegschaftverschiedenerUnternehmeninderdamaligenZeitauszuführen(Kohleschaufeln,SäcketransportierenundDampfmaschinenölen).FürdenNervenkitzelkannmaneinmalkurzausdemoffenenFenster(gefühlte12mHöhe)springen.

59Quelle:https://fink.hamburg/2017/12/speicherstadt-digital-kostenloses-w-lan-und-neue-app-in-der-speicherstadt,Stand04.01.2019

Abbildung18–SpeicherstadtDigitalApplikation

3MixedReality 49

ArtScienceMuseumSingapur

Das ArtScience Museum Singapur zeigt derzeit die Dauerausstellung „FutureWorld –Where ArtMeets Science“ in Form von vier verschiedenen, teilweise interaktiven und technisch ausgereiftenMedieninstallationen.DieInstallationenumfassendieThemengebiete„Nature“,„Town“,„Park“und„Space“.JederdieserBereicheinterpretiertaufunterschiedlicheWeisedasentsprechendbenannteThema.

„Nature“isteine180°Leinwandmiteinercomputergenerierten,inständigerBewegungbefindlichenWellenformationmitSoundunterstützung.„Town“isteineinteraktiveLandschaft,indieSchablonen,

von den Besuchern auf A4-Blätternbemalt,perScannerdigitalineinevirtuelleLandschaft hinzugefügt werden. DasThema „Park“ ist ein haptisches undinteraktives Bällebad: Hier könnenverschieden große Bälle in Formationgebracht werden, um damitunterschiedliche Töneund Farben in denBällen durch Spiel oderZufallsbewegungen zu generieren. DerBereich„Space“(Abbildung1960)erscheintauf den ersten Blick wie ein

ungewöhnlichesBeleuchtungskonzept,entwickeltsichdannaberzueinerbegehbaren3D-Installation,derenFormenundKonturenerstsichtbarwerden,wennmandasKonstruktverlassenhat.

IndenverschiedenenAusstellungenwerdennichtnurdieunterschiedlichenEin-undAusgabemediendervorgestelltenMixed-Reality-Technologienverwendet, sondernauchneueArtender Interaktionausprobiert. Die Ausstellung des japanischen Künstlerkollektivs TeamLAB61 ist wirklich sehr zuempfehlen, zeigt sie doch spielerisch und in beeindruckender Umsetzung, wie mit Mixed Realityumgegangenwerdenkann.

60Quelle:https://www.marinabaysands.com/museum/future-world.html,Stand04.01.201961 TeamLAB ist ein Kollektiv sogenannter Ultratechnologen, die am 21. Juni 2018 in Tokio ein rein digitalesKunstmuseum eröffnet haben, dasMori BuildingDigital ArtMuseum. TeamLAB setzt Beziehungen zwischenMenschundNaturindigitaleProjekteum.https://www.teamlab.art/

Abbildung19–SpaceExponatimSingaporeSienceArtMuseum

50 3MixedReality

MetroVirtualVRWalkthrough

DerfranzösischeGroßhändlerMETRObenutzteVR-Technologie,umdieKundenbewegungeninseinenneuen Stores zu ermitteln (Abbildung 2062). Die in Planung befindlichen Gebäude wurden virtuell

gebildetundKundenmiteinerEinkaufslistezumEinkaufengeschickt.DieBewegungsmusterundInterviews wurden später genutzt, um dieräumlichen Gegebenheiten „on the fly“anzupassen.

WeitereBeispiele fürangewandteAR-oderVR-Technologie: Die Siemens AG versucht, per ARihr Personalmarketing aufzufrischen63, IKEAPlaceermöglichtes,MöbelvordemKaufindenvirtuellenRaumzustellen(Chang,2018),unddieOper Leipzig erweiterte ihren gedruckten

Spielplan per AR (Leipzig, 2016). Diese Beispiele lassen sich mit Android- oder iOS-basiertenMobilgerätennachvollziehen.ErlebenswertistauchdasjährlicheSundanceFilmFestivalinSaltLakeCity(USA),woStorytellingmitVR-undAR-TechnologieninverschiedenstenFormendargestelltwird(Robertson,2018).

3.8 Fazit

In diesem Kapitel wollte ich die Definition von Mixed Reality erläutern und aufzeigen, welcheBedeutungdasreality-virtualitycontinuumvonPaulMilgramfürdiesesThemahat.Ichhabeerläutert,worin die Unterschiede zwischen Virtual Reality und Augmented Reality liegen und dass es zweiweitere Formen im reality-virtuality continuum gibt. Im Anschluss habe ich kurz die technischeEntwicklungderdiversenEin-undAusgabegeräteimVerlaufderMR-GeschichtedargestelltsowiedieSchnittstellenunddieAspektebeiderInteraktionvonMenschundMaschineaufgezeigt.

62Quelle:https://www.42dp.com/projects/metro-vr-store,Stand05.01.201963SiemensverteiltaufMessenundEventsseinemitAR-Inhaltenangereicherte„YoungTalent“-Broschüre,uminAbgrenzungzumreinenPrintproduktArbeitundUnternehmenskulturbesondersplastischdarzustellenundinsbesonderejungeMenschenfürSiemenszubegeisternundzuaktivieren.Quelle:https://www.appear2media.de/appear2media-entwickelt-die-siemens-young-talent-augmented-reality-app,Stand05.01.2019

Abbildung20–MetroVR-Store

3MixedReality 51

MitdenAnwendungsbereichenvonMixedRealitywollteichdieMöglichkeitendesEinsatzesvonMR-Technologie in Methoden und Prozessen zeigen. Ich habe mich hier auf Prozesse undMethodenbeschränkt,dieichindenspäterenKapitelnnocheinmalaufgreifenmöchte.DieMengeanderzeitigenMR-AnwendungsmöglichkeitenwürdedenUmfangdieserArbeitbereitssprengen.

52 4Projektphasen

4 Projektphasen

In diesem Kapitel beleuchte ich die vorhandenen und potenziellen Möglichkeiten von MR-Technologien im klassischenProjektmanagement64. Abbildung2165 zeigt PhasenmodelleverschiedenerAutoren.DieEinteilungerfolgt nach dem Modell desSchweizer Projektmanagers JürgKuster66. Darin sollen möglicheAnwendungsgebiete von MR inProjektphasen dargestellt werden.Ich werde kurz die einzelnenProjektphasen skizzieren underklären, welche Bedeutung undPotenzialediesemeinerAnsichtnachfürMR-Technologienhaben.

MR-Anwendungen(HardwareundSoftware)solltenjenachEinsatzgebietundübereinenbestimmtenZeitraumeinenMehrwert fürAnwenderdarstellen.DieAnwender sollteneinenklarenVorteil vonLösungenmitMR-Technologieerkennen.Weil neueAnwendungennicht immeraucheinenVorteildarstellen,werdenvertrauteAnwendungenhäufiginanderenMedienaufgearbeitet.EinBeispielsind

64 Im Projektmanagement wird unterschieden in das Klassische Projektmanagement und das AgileProjektmanagement.DasAgileProjektmanagementzeichnetsichdurcheinekürzereReaktionszeitundeinensehrstarkenundkurzenKommunikationszyklusaus.Eswirdnicht inProjektphasenaufgeteilt, sondersagiertdirekt und selbstorganisierend mit den Problemen und den dazu entstehenden Lösungen mit eingebautenFeedbackschleifen.MixedRealitykannsicherlichauchindieseAbläufe/Sprintseingearbeitetwerden,sollaberandieserStellenichtTeildieserArbeitwerden.65Quelle:Prof.Dr.DirkH.Hartel,VorgehensweiseinderProjektarbeit,SpringerFachmedienWiesbaden2015,S.9466JürgKuster:HandbuchProjektmanagement,4.Auflage,SpringerVerlag,2011

Abbildung21–Projektphasenmodelle

4Projektphasen 53

dievirtuellenTastenaufSmartphones.NeueTechnologiewirdnurakzeptiert,wennderBenutzerfürsichund/oderseineArbeiteinenMehrwertsieht(DirkSchart,2018).

WährendichdieseArbeitschrieb,habeichdiverseGesprächemitMedientechnik-SpezialistenausdenBereichenSound-, Licht-,Bühnen-undShow-Aufbau sowieProjektmanagementgeführt. Ichwollteerfahren,obundwoSpezialistenderBrancheheuteundmorgeneinenmöglichenEinsatzvonVirtualund Augmented Reality sehen. Die Annäherung an das Thema erfolgte als lockeres Gespräch. DieResonanzaufeineneueTechnologieinverschiedenenPhaseneinesMedientechnikprojekteswarsehrgut.DieKernpunkteundgedanklichenMöglichkeitenvonMRsindinAnlage2zusammengefasst.DieAnwendungsmöglichkeiten aus diesen Gesprächen sind im weiteren Verlauf dieser Arbeit in denverschiedenenProjektphasenabKapitel5abgebildet.

Medientechnik-Installationen sind normalerweise nicht dauerhaft. Sie reichen von temporärenAufbauten bei Konzerten,Messen oder Festivals bis zu Festinstallationenwie beispielsweise einer

Medienfassade. Veränderung istein fester Bestandteil derMedientechnik. Teilweise ist dieVeränderung gewollt, teilweisewird sie durch den technischenFortschritt erzwungen. Dietechnische Veränderung wird sozum Vorteil und zur Stärke derBranche. „Multimedia“ war dasWort des Jahres 199567 undbeschriebnichtnurmultimedialeAusführungen von digitalenMedien, sondern den Beginneines bis heute andauernden

Medienwandels: Klassische Medien sind und waren einer Disruption ausgesetzt und wurden undwerdendurchneueMedienverdrängt.Abbildung2268zeigtdieAbsätzeunddenWandelvonanalogenzu digitalen Datenträgern69. DieMedientechnikwar dieser Disruption ebenfalls ausgesetzt, jedochvollzog sich hier der Wandel für den Endverbraucher unbemerkter als beispielweise bei denPrintmedienunddendazugehörigenVerlagen(Gröner,2019).AusanalogenÜbertragungenwurdendigitale Signale. Digitale Audio- und Videoverarbeitung verdrängten die bis dahin klassischen

67Quelle:https://gfds.de/aktionen/wort-des-jahresAbschnitt:1995/,Stand:07.02.201968Quelle:https://money.cnn.com/interactive/technology/itunes-music-decline,Stand:15.01.201969Quelle:https://www.macerkopf.de/wp-content/uploads/2016/09/musik_branche_charts.jpg?x19957,Stand07.02.2019

Abbildung22–Datenträgerverteilungvon1980-2010

54 4Projektphasen

Aufnahme-undAbspieltechniken.DasAufkommenderAudio-CDAnfangder90erJahreimConsumer-MarktverdrängtegrößtenteilsMagnetbänderundSchallplatten.DieCDwurdeaußerdemalsTrägerfür Daten und Videos sowie alswiederbeschreibbaresMedium nutzbar gemacht.Möglichwurdendadurchdaseinfacheundreproduzierbare,synthetischeErzeugenvonKlängen,derTransportunddieWandlung zurück in analoge Signale. Digitale Steuerungen,Netzwerkprotokolle, Signalkodierungenund Kopierschutzfunktionen wurden allgegenwärtig (Hendrich, 2000, S. 74-174). MeineSchlussfolgerung daraus ist, dass dieMedientechnik-Branche auf einenweiteren digitalenWandelvorbereitetistoderzumindestneuendigitalenMethodenaufgeschlossengegenübersteht.AusmeinerPerspektivealsMedientechnikermöchteichhinzufügen:HabenwireineandereWahl?Dennsobaldneue technische Lösungen auf den Markt kommen und ein Kunde diese einsetzen will, werdenMedientechnikereinenWegfinden,umdiesenWunschzurealisieren.

MeineGesprächemitIngenieurenundMedientechnik-Spezialistenzeigten,dasseingroßesInteresseanMR-Werkzeugenvorhandenist.BesondershäufigerwähntwurdefolgenderWunsch:freieHände,um beispielsweise einen Stromlaufplan lesen zu können, während man gleichzeitig den Stromanschließt. Die Vorstellung, mit einer AR-Brille zu arbeiten, war eine mehrfach erwähnteZukunftsvision70.

Zusammengefasst: MR-Technologie wurde in vielen zukünftigen Vorgängen und Prozessen inMedientechnikprojektengesehen.

70DieEinsatzgebietevonMRindeneinzelnenProjektphasenwurdenmitHilfevonMedientechnik-Fachleutenevaluiert.GesprächspartnerwarenMessebau-,Sound-undLicht-Experten, InstallateureundProjektmanager,dieihrejeweiligenfachlichenPerspektivendarstellten.

4Projektphasen 55

4.1 Projektphasen

Ein Projekt ist die Arbeit, die von einerGruppe vonMenschen zu einemeinmaligen, einzigartigenErgebnisgeführtwird. „Einmalig“heißt,dieArbeithateineneindeutigenAnfangundeineindeutigesEnde.„Einzigartig“istdasArbeitsergebnis,weilessichineinerodermehrerenArtenvon allem, was die Organisation bisher erstellt hat,unterscheidet(Neugebauer,2009,S.3).

Das idealeProjektphasen-Konzept teilt dieeinzelnenPhasen(Abbildung2371)desProjektesinfünfTeileein(Wüst,2011,S.17) mit dem Ziel, die Abfolge von Milestones in messbareTeiletappen einzuteilen. Damit wird gewährleistet, dass einPlanungs-, Entscheidungs- und Konkretisierungsprozess mitMilestones undKorrekturpunkten eingehaltenwird. Für denEinsatzvonMixedRealityzeigeichamPhasenmodell,wodieseTechnologiezumEinsatzkommenkann.EntscheidendfürdieWahlderProjektphasensindmeinepersönlichenErfahrungenmit diesem Modell. Es stehen noch weitere Modelle zurVerfügung, wie beispielsweise Simultanes Engineering alsüberlappendes Phasenkonzept aus dem Bereich derProduktentwicklung oder das Versionenkonzept, das mit

zunehmenderBetriebserfahrungVerbesserungenerfährtundaufgrundderverbessertenVersionenindieser zyklischen Vorgehensweise auch Spiralmodell genannt wird (Kuster J., 2011, S. 27). DiefolgendenKapitelsollendieProjektphasenabbilden,indenenichexemplarischbereitsexistierendeMR-Anwendungengefundenhabe.

71Quelle:Neugebauer,2009,S.3

Abbildung23 –ProjektphasennachKuster,HandbuchProjektmanagement

56 4Projektphasen

4.2 Initialisierung/Projektinitiierung/Pitch

Die Projektinitiierung beinhaltet in der Regel einen Pitch. Als Pitch bezeichnet man dieVerkaufsveranstaltungbzw.dieVorstellungdesProjektes,beiwelcherderzukünftigeAuftragnehmerbeschreibt,wieersichdasProjektvorstelltoderumsetzenwürde.EsgibtProjekte,dienichtüberdieseStufehinauskommen,daderKundedasAngebotablehnt.EinPitchkanninschriftlicherFormerfolgen,ineinerPräsentationodereinemFilm,einemModelloderauchinFormeinerVR-Umgebung.

InFormeinerVR-Umgebungzupitchen,isteinerelativneueFormderDarstellungundderKunden-Akquise.DabeiwerdendieGrenzenvonWeb-AuftrittenundgrafischenElementendeutlicherweitert.

Auf der VRHAM72 wurde in Gesprächen mitFilmemachernundKreativenaberauchdeutlich,dass immer häufiger nach VR-Lösungen gefragtwird. Grenzen und Vorstellungen vonWebauftritten, Präsentationen sowie das SpielmitgrafischenElementenwerdendurchVRnichtnur um eine weitere Dimension erweitert: DieHamburger Firma customQuake GmbH73 stellte2018 auf der Veranstaltung Virtual RealityBarcamp74eineVR-Anwendung(Abbildung2475)vor, inderdieBedeutungeinesKabelbinders in

einemvirtuellenWindradsimuliertwurde.EinKabelbinderansichisteinunscheinbaresObjekt,dasschwerlichdienötigeAufmerksamkeiterzielenwürde,umeinVerkaufsgesprächzustartenodersogareinen Pitch zu gewinnen. Die Simulation eines gesamten Windrades inklusive einer virtuellen

72VRHAM-VirtualRealityandArtsFestival inHamburg:eineAusstellungmitWorkshopszumThemaVirtualRealityalsArbeitstoolam15.06.201873DiecustomQuakeGmbHunterGeschäftsführerMarkusMeyer-WestphalbefasstsichmitdemEntwurfundder Entwicklung individueller internetbasierter B2B-Software-Anwendungen in den BereichenProzessmanagement,Handelslösungen/E-CommerceundEnterpriseContentManagementundsetztsichdabeiauchmitdigitalerKommunikationauseinander.https://www.customquake.de74VirtualRealityBarcamp:eineVeranstaltungderStadtHamburgzumThemaVRam06.04.201875Quelle:mitfreundlicherGenehmigungderFirmacustomQuakeGmbH,2018

Abbildung24–VR-WindradmodellmitKabelbindern

4Projektphasen 57

BegehungdiesesWindrades(samtderAussicht,einmalvoneinemWindradzuspringen)erwecktedienötigeKundenneugier,umsichaufeinevirtuelleTouraufeinerMesseeinzulassen.GeschäftsführerMarkusMeyer-WestphalvoncustomQuakeerklärte:„WenndaraufauchnureinKundeanspringtunddeshalbdiesenKabelbinderfürseineWindräderbestellt,hatsichderAufwandfürdieVR-Umsetzunggelohnt“76.

Dieses Beispiel zeigt, wie sich für einen potenziellen Kunden eine „Look and Feel“-Umgebunggenerieren lässt,umvergleichsweiseunbedeutendeGeräteoderProduktealsTeileeinesgrößerenProjektesdarzustellenunddiese ineineVerkaufsgeschichteeinzubauen:NewStorytellingmitdemMediumVirtualReality.

Durch die Generierung einer VR-Umgebung kann der Fokus des Benutzers direkt gesteuert odergestreut werden. Im beschriebenen Beispiel des Kabelbinders lag der Fokus zunächst auf demWindrad.DerKabelbinderwurdeindieseimmersive,virtuelleUmgebungintegriertundkonntesoimAnwendungsbereicherlebtwerden(ohnedassdabei500StufenmitoderohneHöhenangsterklettertwerdenmussten)–wärediesehrdetaillierteTournichtgeführtgewesen,hättendieBesucherdenKabelbindervermutlichniemalsentdeckt.EinvirtuellerSprungvomWindradbeendetedieTourunderzeugteeinenletztenNervenkitzel,derlangeimGedächtnisblieb.

Das Streuen der Aufmerksamkeit erfolgt in diesem Beispiel durch das Erkunden des Windrades,welchesumdenKabelbinderherumgebautwurde.DerKabelbinder,dieKabel,dieTurbineundsogarderAusblickvomDachdesWindradeskomplettierenhiereineGeschichte.DasErlebeneinernichtselbstinitiierten,künstlichenFortbewegung(ArtificialLocomotion),dienichtselbstgesteuertwerdenkann, sondern durch den „Fall vomWindrad“ durch das VR-System veranlasst wird, ist eine sehraußergewöhnlicheErfahrung.

Die VR-Umgebung ist der Eyecatcher, mit dem der Kunde gelockt wird. Der Kabelbinder an sichverschwindetinderGeschichtebzw.istnureinkleinerTeilvonihr.

VirtuelleModellebringenabernichtnurvorteilhafteEigenschaftenmit;esistauchmitKomplikationenzurechnen.

Vorteile:

• InteraktiveVR-PräsentationenladenzumErlebenundEintauchenein,nichtnurzumpassivenKonsumieren.

76Quelle:eigenesGesprächmitMarkusMeyer-WestphalaufderVRBarcamp2018

58 4Projektphasen

• Abstraktes,KomplexesoderObjekte,dieineinemBezugzueinanderstehen,lassensichbesserineiner3D-Ansichterklären.

• EinWow-EffektstelltsichbeiMR-Technologieneherein77,daesbisherkeinengesättigtenMarktgibt:DieTechnologieisteinfachnochzuneu.PlakateundWerbefilmesindheutedigitalallgegenwärtig,deshalbmussetwasHerausragendeserstelltwerden,umAufmerksamkeitbeimKundenzuerzeugen.

• 360°FilmeundVirtualRealitywerdeninPRundMarketingbereitslängerundsehrerfolgreicheingesetzt.BettyMohlervomMax-Planck-InstitutfürIntelligenteSystemeinTübingenerforschtdenEinflussvonVRaufdiemenschlicheWahrnehmung.SieerklärtdieveränderteWahrnehmungdurchdasSehenauseineranderenPerspektive,waseinengrößerenEinflussaufdasHandelnhatalsdasLesenoderdasHörenvonNachrichten(LERETZ,2018).

Nachteile:

• DasBegeheneinesjedenvirtuellenModellsmusserlerntwerden.DieAbschottungvonderUmweltdurcheinHMDlässteineakustischeUnterstützungzu.

• DerModeratoroderVerkäufereinerrealenVeranstaltungistbeieinervirtuellenBegehungnichtzusehen(möglichsindAvatare).

• CybersicknessistbeieinerVR-Benutzungnichtzuunterschätzen.WasnütztdiebestePräsentationinVR,wenndenUsernbeimBegehenschlechtwird?

IstdasProjektverkauftundderKundehatseineProblemeoderVorstellungengrobgeschildert,kannesindienächstePhasegehen.

4.3 Vorstudie

DiePhasederVorstudiewirdalsMachbarkeitsstudie,PlanungsphaseoderauchVorprojektbezeichnet.Hierbei werden vorhandene Ideen in unterschiedlichen Lösungsmöglichkeiten ausgearbeitet. DasProjekt wird in groben Zügen umrissen und auf seine technische, politische und wirtschaftlicheMachbarkeit überprüft. Kernfragen von Vorstudien sind: Durchführbarkeit, Ressourcenplanung,

77 Im Marketing wird vom Wow-Effekt gesprochen, wenn innerhalb der normalen Kommunikation einherausragendes Ereignis generiertwird,welches den Kunden positiv überrascht. DieWerber reden hier vonInfotainment:Kundenmöchtenunterhaltenwerden.Nurwerpositivwellenschlagendauffällt,wirddenZuschlagbekommen.

4Projektphasen 59

Aufwand und Nutzen. In Vorstudien werden Fragen gestellt und mögliche Lösungen undLösungsalternativen diskutiert. Voruntersuchungen passieren ein Projekt im Schnelldurchlauf; siedienen der Entscheidung für oder gegen die Durchführung des Projektes (Hartel, 2015, S. 53).VerschiedenetechnischeAspektewerdeninVorstudiengetestetundaufihrenNutzenimeigentlichenProjekt bewertet. Funktioniert eine getestete Methode, kann sie in der nächsten Projektphaseverwendetwerden. Erweist sich eineMethode als unbrauchbar, kann sie abgelegt und eine neueVorstudiegestartetwerden.DieErgebnissekönnendannexplorativzusammengefasstwerdenundinandereMethodeneinfließen(Rademacher,2014,S.94-95).

MR-TechnologiekannindieserPhasealsWerkzeug,EntscheidungshilfeoderMittelzurVisualisierungverwendetwerden.

In der Vorstudie „Perceived Quality in der zivilen Luftfahrt“ erforschten Lennart Weber und IngeWetzelmittelsEye-TrackingundVR-SimulationeinVerfahren,umdiesubjektiveKundenwahrnehmungineinerFlugzeugkabinezumessen(LennartWeber,2014,S.198).DieWirkungderFlugzeugkabineundihreWahrnehmungdurchdenFluggastsolltenaufdiesemWegebeleuchtetwerden.

SinddieVorstudieneinesProjektesabgeschlossen,gehtman indienächsteProjektphaseüber:dieKonzeption.

4.4 Konzept

Aus den verschiedenen Lösungsansätzen der Vorstudien-Phase wird in dieser Phase einGesamtkonzeptmit Lösungsvariantenentwickelt.BestandteilediesesKonzeptes sinddie folgendenTeilschritte:

• ErzeugeneinesRahmenplansmitMilestones;ErstelleneinesMasterplans• DefinitionvonTeilprojekten• AufzeigenvonEinsparungen• FormulierenvonInvestitionsentscheidungen

InteraktivitätkannhilfreichinderKonzeptionsphasesein,umineinem3D-RaummehrInformationenzu verarbeiten. Bei der Vorplanung eines Kreuzfahrschiffes etwa werden CAD-Pläne derentsprechenden Baubereiche78 an die Projektteilnehmer verschickt. Diese fügenweitere Layermit

78 Als Bereiche oder Venues bezeichnet man einzelne Räume oder auch einen aus mehreren RäumenbestehendenVeranstaltungsraum.BeispielsweiseisteinTheateraufeinemKreuzfahrtschiffeinVenue,deraberausmehrerenEinzelbereichenbesteht,wiederBühne,demZuschauerraumunddenTechnikräumen.

60 4Projektphasen

Informationen hinzu, wie benötigte Geräte oder Racks. Diese Zeichnungen sind in der Regel inzweidimensionalenAnsichtenerstellt.DabeikommteshäufigzuÜberschneidungenundKonflikten

mitanderenGewerken,dadieseindenAnsichtennichtsichtbarwerden. Auchwird nicht gleichzeitig an denZeichnungen gearbeitet. Selbst, wenn Größen undPositionenmitangegebenwerden,kommtesdurchdieVielfalt der Layer häufig zuMissverständnissen. Eineinteraktive VR-Umgebung würde alles zu einem 3D-Bild zusammenführen. Ebenso könntemanmit einerentsprechend programmierten VR-Anwendung inWände, Decken oder später möblierte Räumehineinsehen und dabei schneller Konflikte erkennen.Die Münchner Actano GmbH bietet im Bereich der

Automobilbranche mit RPLAN Enterprise eine Projektmanagement-Software und eine RenderingEngine (Abbildung 2579) an,mit der 3D-Modelle importiert und eingesehenwerden können80. Dieenglische3DRepoLtd.,Entwicklerdigitaler,cloudbasierterKonstruktionsplattformen,arbeitete2017mit dem Londoner Architekturbüro Bryden Wood zusammen und bearbeitete verschiedeneProjektphasenineinervirtuellenUmgebung81.Kerngedankewar,alle InformationenwährendeinesgesamtenProjektlebenszykluszugänglichundnutzbarzumachen.

MitAbschlussderKonzeptionsphasebeginntdieRealisierung.

4.5 Realisierung

DieProjektphaseRealisierungsetztdieKonzeptedervorangegangenenProjektphaseum.

ArbeitsschritteeinerRealisierungsphasesind:

• AufbauderAnlageundEinsatzderGeräte(UmsetzungderNullserie/desPiloten)• ErstellenderDokumentationundderBedienungsanweisungen• WartungundInstandhaltungskonzepte

79Quelle:http://www.zerspanungstechnik.de/2017/04/01/4d-projektmanagement,Stand:18.12.201880http://4d.rplan.com,Stand:18.12.201881https://www.virtual-reality-magazin.de/cloudplattform-mit-4d-vr-modellen-fuer-bauprojekte,Stand:18.12.2018

Abbildung25–InteraktiveProjektmanagementSW

4Projektphasen 61

Pilotierung

AlsPilotierungsphasebezeichnetmaneineTeilphaseeinesProjektes,indereinFeldversuchgestartetwird,umdasentwickelteKonzept technisch zuüberprüfen. In vielenTechnikprojektenwerdendieKomponenten ineinemLaborversuchaufgebaut,verkabelt,konfiguriertundprovisorisch inBetriebgenommen.DiesePhasebringt Erkenntnissedarüber, obder technische Entwurfwie vomKundengewünschtfunktioniertoderobweitereÄnderungenamKonzeptvorgenommenwerdenmüssen.

EsgibtweitereSzenarien,indeneneinePilotierungzumEinsatzkommt,wennz.B.derInstallationsortnichtfreibegehbarodereinerstarkenWechselfrequenzunterworfenist.IndiesemFallkannnichtvorOrtgearbeitetwerdenundderAufbauwirdineinemLaborvorgenommen.

BeieinerPilotierungsindfolgendePunktehilfreich:

1. SimulationderÖrtlichkeit:DieEinsatzortevonMedientechnik-Installationensindvielfältig.NichtalleOrtesindohneHilfsmittelbegehbaroderstehenfürdengesamtenZeitraumeinesPilotprojekteszurVerfügung.ModelleineinerVR-Umgebungkönnenhelfen,dievorhandenenGegebenheitenzuvisualisierenundentsprechendParameterwieDimensioneneinesRaumesodereinesganzenGebäudesanzuordnen.SolassensichbeispielsweisedieVerhältnisseeinerBühneineinemRaumdarstellen,umentscheidenzukönnen,obdieBühnezuklein,zugroßodergenaurichtigdimensioniertwurde.

2. SimulationderPositionierung(Mapping):Bislangfertigtmanaufwändige2D-Zeichnungenan,umzuzeigen,welcheGerätewieundwoeingesetztwerden.DieseCAD-ModellekönnenineinVR-SystemübertragenunddieGeräteimDetailvirtuellangesehenwerden.GleichesgiltfürdiePositionierungvonLampen,LautsprechernundVideo-Anzeigen,dainderRegelfreieSichtbeispielsweiseaufeineBühnegewährleistetwerdensoll.LampenundLautsprecherwerdensorgfältigaufdieentsprechendenPositionengesetztundenthaltenzusätzlicheParameterwieAbstrahlwinkeloderBeleuchtungsstärke.AuchdieseParameterlassensichmittlerweilevisualisieren.

3. SimulationderzeitlichbegrenztenBedingungen:AußenveranstaltungenimSommerunterliegenanderenLichtverhältnissenalsimWinter.Siemüssendeshalbmitdemörtlichundzeitlichvorherrschenden,sichändernden,natürlichenLichtgeplantwerden.DadieseParameterbekanntsind,lässtsichmiteinervirtuellenTag-Nacht-SimulationeingenauesBeleuchtungskonzepterstellen.

4. SimulationvonTexturenundOberflächen-Eigenschaften(etwabeiDeckenoderWänden):KonzertsäleoderauchMusikstudioswerdenmitspeziellen,schallstreuendenWändenausgestattet.IhreEigenschaftenlassensichperVRsimulierenunddarstellen.

62 4Projektphasen

Dokumentation,Schulung,Support

Ein großer Schritt im Verlauf eines Projektes ist die Übergabe der Dokumentation. BisherwerdenDokumentationenentwederausgedrucktoderaufeinemdigitalenTrägerarchiviert.

Üblich bei abgeschlossenen Projekten ist eine Gewährleistungsfrist, während der defekte System-Komponenten sofort ausgetauscht und behoben werden. Eine zusätzliche Option ist ein Support-VertragübereinenvereinbartenZeitraum.

HierkanndieDokumentationineinerVR-UmgebungvonVorteilsein.Besondersbeisehrgroßenodersehr komplexenMaschinen oder Bauten ist eine begehbare VR-Ansicht attraktiv. Woman frühertechnischePläneimA1-Formatundin2D-AnsichtaufPapierentschlüsselnmusste,lässtsichheutediebegehbare3D-VersionderentsprechendenSystemkomponentenaufrufen.DieentsprechendePersonkannsehen,wodieBauteilesind,wiesieverbautwurdenundwiemansieerreicht.EinentsprechenderReparaturfilm kann aus den gleichen grafischen Komponenten bestehen wie die Dokumentationselbst.DiesgiltauchfürdieSchulungs-undTrainingsmaßnahmen.SchulungenfürMitarbeiterkönntenzeitgleichundhochwertighinterlegtwerden,umdieWissensübergabesoumfangreichwiemöglichzugestalten.EinAblegenalszweidimensionalesModellaufeinemdigitalenTrägeristweiterhinmöglich.

WartungskonzepteundSchulungsmaßnahmen

Wartungs-undSchulungsmaßnahmenkönnenamvirtuellenModellgezeigtwerden.DieKölnerLeyboldGmbH,spezialisiertaufVakuumpumpen-Technologie,nutztbeispielsweiseAugmentedReality,umihrenWartungstechnikerndieArbeitandenMaschinenzuerleichtern82.

DerÜbergangvonderRealisierungsphaseindieEinführungsphaseistabhängigvonderGrößedesProjektes.NebenerscheinungenundAbhängigkeitenmacheneinenstufenartigenÜbergangsinnvoll(KusterJ.,2011,S.22).

4.6 Einführungsphase/Implementierungsphase

Die Einführungsphase beschäftigt sich mit der Implementierung des entwickelten Systems. In derImplementierungsphase (auch: Commissioning Phase83) wird das System in Betrieb genommen.FunktionstestundFeintuningderAnlagesindBestandteiledieserpraktischenProjektphase,umdiegewünschtenFunktionenderAnlage zu testen.EingewünschterEffektdieserPhase ist, eventuelle

82 Quelle: https://www.virtual-reality-magazin.de/augmented-reality-fuer-reparaturen-und-wartung, Stand18.12.201883Commissioning:PhasederInbetriebnahmeallerGeräteundFunktionstestderInstallation

4Projektphasen 63

Fehler der Installation aufzudecken und zu beseitigen. AR bietet meiner Meinung nach imImplementierungsprozesskeineHilfe.DieGeräteundFunktionenvonAudio,LichtundVideo-Technikmüssen von entsprechenden Fachspezialisten in Betrieb genommenwerden, denn dazu ist nebenumfangreichem Fachwissen große Erfahrung mit Gerätefunktionen und ihren Einstellungenerforderlich.

Installation

Mit der Installation werden die Pläne aus der Konzeption sowie die Erkenntnisse aus derRealisierungsphasepraktischumgesetzt.WährendderInstallationwirdzueinemhohenAnteilnachdenPlänenausderKonzeptionsphasegearbeitet.KommteszuAbweichungen(wenntrotzgenauerPlanungKomplikationenauftauchen),werdendieseimRegelfallnachRücksprachemitdemBauträgeroderKundendirektanOrtundStellekorrigiert.

Medientechnik-Installationen kommen nicht ohne Medien zur Datenübertragung aus. DieseÜbertragungswege sind in der Regel Kupfer- oder Glasfaserleitungen. Eine klassische analogeMusikanlage (Pieper, 2015, S. 47)mit zwei Vocals, Bass, Gitarre, Schlagzeug, Keyboard und einemzentralenPowermixer84kommtbereitsauf14verschiedeneLeitungswege.DieseKonfigurationistabernichtausreichendfürgrößereVeranstaltungen.KommenzusätzlichzurMusikanlagenochLicht-undVideo-Installationenhinzu,verdreifachtsichdieMengederLeitungen.Audio-,Licht-undVideoanlagenbenötigen separate Steuerungen. Eine Mehrfachnutzung von Leitungen (jede Signalart zurentsprechendenSteuerung)istnichtimmermöglich.AusnahmenbildengroßeFestinstallationen,beidenen beispielsweise ein Glasfasernetzwerk als Basis verwendet wird und die einzelnenEntertainment-AnlagenübereinVLAN85andieSteuerungengekoppeltwerden.BeispielefürsolcheGrößenordnungensindEntertainment-Systeme,wiesieaufKreuzfahrtschiffen,beiMusicalsoderauchfürmoderneTheater-SystemezumEinsatzkommen.ModerneAudioanlagenarbeitenmitAnalog-undDigital-Technologie. Analog-Digital-Wandler übernehmen die Wandlung der analogen in digitaleSignale. Die digitalen Signale werden über ein IP-Netzwerk an die entsprechenden digitalenKomponentengesendetundverarbeitet.DerRückwegerfolgtdanndigitalzurücküberDigital-Analog-WandlerzuanalogenAusgangsgerätenwieLautsprechern.DieAnzahlderLeitungenvervielfachtsich

84EinPowermixeristeinMischermiteingebauterVerstärker-Anlage.85VLAN=VirtualLocalAreaNetwork:einlogisches,virtuellesTeilnetzinnerhalbbestehenderNetzwerkeQuelle:http://www.ieee802.org/1/pages/802.1Q.html,Stand:20.12.2018

64 4Projektphasen

mitderAnzahlvonGeräten.ModerneLichttechnikarbeitetdigital.DasDMX-Signal86etwa füreineLampebenötigteineseparateSteuerleitung(Netzwerk)undeinenNetzanschluss(Power).

InderKonzeptionsphaseeinesProjekteswirdmitMonitorenzumErstellenvonCAD-Plänengearbeitet.Währendder InstallationkommenTabletsund/oderverschiedeneausgedrucktePlänezumEinsatz.Größe und Anzahl der Pläne (ein Plan pro Gewerk) machen eine Übersicht über die Installationschwierig.WennLicht,VideoundAudioeingebautwerden, sindbereitsdreiPlänenotwendig.DasVerdichtenderInformationenaufeineneinzigenPlanerweistsichalsunpraktischundführtzueinergrößeren Fehlerquote87. Beispielsweise bringt es ein Theater auf einem Kreuzfahrtschiff imDurchschnittauf16A1-SeitenalleinfürdieBlockschaltbilder88fürdenAudioanteil.Hinzukommenca.10-12 Ansichten für die verwendeten Racks89, die dazugehörigen Schiffspläne mit verschiedenenLayern und ihren Einzelansichten sowie mit den Positionen der eingesetzten Geräte, etwa denLautsprechern.DiemedientechnischenDateneinesKreuzfahrtschiffeserreichenGigabyte-Größen90.

IchsehefürdenEinsatzvonMR-TechnologiengroßesPotenzial.ZurVeranschaulichungmöchte ichbeimBeispieleinesKreuzfahrtschiff-Theatersbleiben.EinemoderneTheaterbühnebestehtausdersichtbarenBühneunddenbeidenBühnentürmenrechtsundlinks.DerHintergrundisteineLED-Wall,die Videoinhalte anzeigen kann. Fast jede Position dieses Raums enthält Lautsprecher,Beleuchtungskomponenten und – in Zuschauerrichtung – Video-Elemente. In einer VR-UmgebungkanndieserRaumkomplettbegehbarundmitallenDetailsdargestelltwerden.DieSchiffskonstruktionsowie die Auf- und Abhängungen, die Leitungswege, selbst einzelne Steckdosen, Anschlüsse undSchrauben sind virtuell darstellbar. Da die Schiffspläne weit vorher fertiggestellt und in derPlanungsphasekonsolidiertwerden,lässtsichinderInstallationsphasemitHilfeeinerAR-Anwendungdetailliert darstellen, wo die Geräte verortet und wie sie anzuschließen sind. EventuelleBehinderungen wie Kollisionen mit der vorhandenen Raumausstattung werden so bereits in derPlanungsphasesichtbargemacht.DerRohbaueinesTheatershatmehrmitunkontrolliertemChaoszutun alsmit konzeptionellemArbeiten.Mit einerAR-Ansicht könnendieseAnsichtenbereits in denRohbaugebrachtundInstallationsfehlervermiedenwerden.

86DMX:digitalesSteuerprotokollzumSteuernvonLichttechnik87eigeneErfahrungbeimEinbauvonEntertainment-SystemeninKreuzfahrtschiffe88EinBlockschaltbildzeigtin2DdiephysikalischenSignalwegeallerEingängezudenAusgängenan.89EineRack-Ansichtisteine2D-Darstellungeines19-Zoll-Geräteschranks,dieanzeigt,anwelcherStellegenaueinGerätverbautwird.90 eigeneErfahrungmitdemEinbauvonEntertainment-Anlagen inKreuzfahrtschiffe aufderMeyerWerft inPapenburg(2013-2016)

4Projektphasen 65

BilderkennungundAR-FunktionalitätenkönnendieInstallationenvorOrteffizientergestalten.KabelundGerätewerdenmitBeschriftungenoderStrichcodesgeliefert.DieseMarkersindmaschinenlesbarundbeiderIdentifikationvorOrthilfreich.

PositionsmarkierungoderBilderkennunginRacks,FoHs91,imBühnenauf-undUnterbauermöglicheneine„Indoor-Navigation“.

Zusätzliche Informationen zu komplexen Installationen können ebenfalls angezeigt werden.Kontextbezogene InformationenwieRelevanzbeiContentMarketing92,beidemnur InformationenpassendzurUmgebungundzumUmfeldangezeigtwerden,helfenInstallateuren,ihreArbeitsschrittezu optimieren – beispielweise Kontrollschritte, die nach einer erfolgreichen Installation ausgeführtwerdenunddenArbeitsschrittabschließen93.KonzeptionellkönnenElementeausPRundMarketing

ebenfalls Einzug halten, damit derBenutzerandieser Stelledie „RightTimeExperience“94sinnvollerfährt.Eine„RightPlace Experience“ kann und sollteebenfalls stattfinden, da vieleInstallationsschritte nur ortsbezogenausgeführtwerden.

Autohersteller wie Volvo und Software-Unternehmen wie Microsoft arbeitenbereits daran, per AR-TechnologieMontageanleitungengrafischdarzustellen(Abbildung 2695) und sie per Spracheanzusteuern. Vorteil dabei ist, dass dieTechniker ihreHändedurchgängig inden

Arbeitsvorgängen einsetzen können und sie denMontageort nicht mehr verlassenmüssen, wennetwasüberprüftodernachgeschlagenwerdensoll(Wright,2017).DieProduktionsstraßevonVolvoistindiesemZusammenhangnocheinFeldversuch ineinersehrklardefiniertenUmgebung.Hingegenkommt es beim Bau von Kreuzfahrtschiffen grundsätzlich zu Abweichungen. Hier bewirken schon

91FoH(FrontofHouse):einspeziellerPunktimPublikumsbereich,dervonLicht-undTontechnikerngenutztwird,umMusikundLichtfürdasPublikumzuoptimieren92Vgl.DirkSchart,AugmentedundMixedReality,2018,S.13493Beispiel:dieelektrischeKonnektivität,wenntechnischeGerätemiteinanderverbundenwerdenodereinfachnurderKabelwegüberprüftwird94 Right Time Experience: ein Begriff aus Big Data undMobile; beschreibt Funktionen, die nur zum für sievorgesehenenZeitpunktstattfinden95Quelle:https://www.volvocars.com/at/volvo/unsere-innovationen/hololens,Stand:05.01.2019

Abbildung26–AR-unterstützteAutomobilmontage

66 4Projektphasen

minimaleVeränderungenKaskadeneffekte,die zuPositionsänderungen führen,wodurchwiederumentwederderUmbauvonz.B.BelüftungundVersorgungsleitungennotwendigwirdodereineneueGerätepositiongesuchtwerdenmuss.EntsprechendeAR-ApplikationenwerdensichdieserDynamikanpassenmüssen.

SystemabnahmeundÜbergabe

Nachder Inbetriebnahmewird inderRegeldieAnlagedurchdenKundenabgenommen.AndieserStelleseheichdenEinsatzvonMR.IndenvorausgehendenProjektphasenwerdenvirtuelleModellebenutzt.DieAbnahmedurchdenKundenerfolgtdurcheineBesichtigungundeinenFunktionstestvorOrt.DerAbnahmeprozessisteinsehrkomplexesVerfahren,beidemdiePläneausderKonzeptionmitder gebauten Wirklichkeit konsolidiert werden. Pläne und Umsetzung sollen in der Regelübereinstimmen,weichenabertatsächlichmeistvoneinanderab.ErgebensichVeränderungenaufderBaustelle, reicht die Zeit normalerweise nicht für eine korrigierte Planung und einen neuerlichenAbnahmeprozess.SoentstehenAbweichungenimAbnahmeprozess.

ImFallsolcherAbweichungenkanneinvirtuellesModell(basierendaufdenCAD-ZeichnungenausdenvomKundenabgenommenPlänenderKonzeptionsphase)beimAbnahmeprozesseinemaßgeblicheHilfe darstellen: Beide Seiten können das virtuelle Modell einsehen und einen Vor-Ort-Vergleichdurchführen. Die Aufarbeitung durch E-Mails, Telefonate und ausgedruckte Pläne zieht denAbnahmeprozessoftunnötigindieLänge.DeshalbseheichdasvirtuelleModellalsGrundlageeinerVermittlungzwischendenParteien.EventuellkanndurchdieDarstellungderPlanungunddieAnsichtder Umsetzung auf Kundenseite ein größeres Verständnis dafür geschaffen werden, warum dieUmsetzung genau so und nicht anders erfolgte. Die Absprache zwischen den Gewerken und demKundenkanndiesesModellnatürlichtrotzdemnichtersetzen.

DieerfolgreicheÜbergabedesProjektesandenKundensamtkompletterDokumentationbeendetdieletzteProjektphase.

4Projektphasen 67

4.7 AngewandteMRinMedientechnikprojekten

„Equinox“am22.März2018imPlanetariumHamburg

Das Projekt „Equinox“ im Frühjahr 2018 war eine Zusammenarbeit der HAW Hamburg mit demPlanetarium Hamburg (Abbildung 2796). Achtstudentische Projekte aus dem MedientechnikDepartment, demMasterstudiengang Sound&Visionund dem Studiengang Illustration setzten sichaudiovisuellmit demThema „Tag- undNachtgleiche“auseinander.DieBesonderheitdiesesProjektes lag inderFulldome-Projektionsfläche97desPlanetariums.FürdievisuelleUmsetzungstandenfünfVideo-ProjektorenzurVerfügung.DerSoundwurdedurch36Lautsprecherin einer kreisförmigen Anordnung bereitgestellt. EineHerausforderung dieses Projektes war die visuelleGrößendarstellung der einzelnen Beiträge, da die 21MeterdurchmessendeKuppeleine360°Ansichtbietetund die Filme speziell für diesen Fulldome erstelltwerdenmussten.

Eine weitere Besonderheit war der Einsatz einesimmersiven 3D-Sounds, der durch den Klangwelt-Beitrag hörbar gemacht wurde. Der Beitrag„Somewhere in the Woods“ brachte zusätzlich eineInteraktion zwischen der 360° Projektion und dem

Publikum:DasKlatschendesPublikumskonntedenBewegungsablaufderanimiertenProtagonistendesBeitragsbeeinflussen.

96Quelle:PlanetariumHamburg,März2018,AnhangA.1.,Anlage597Fulldome(Ganzkuppel):einekuppelartigeProjektionsflächeinPlanetarien

Abbildung 27 – Equinox-Flyer der HAW undPlanetariumHamburg

68 4Projektphasen

DieMasterstudentinGloria Schultz programmierte für dieses Projekt eine virtuelle Kuppelmit dergrafischenEntwicklungsumgebungvvvv98unddemVR-SystemSteamVR99.AlsAusgabegerätwurdedasHead-Mounted-DisplayHTCViveverwendet.DievirtuelleKuppeldientederEntscheidungsfindung.

FolgendeErkenntnisseergabensichausdemvirtuellenKuppelmodell:

• DieHöhederdargestelltenObjektekonntemitdemvirtuellenModellverifiziertwerden.• DieAnsichtderIllustrationenbezüglichderRänderdersichüberlappendenBilderkonnte

zuvorsimuliertwerden.• SteuerungundTimingderAnimationenließensichvorabüberprüfen:Diedargestellten

FigurenbenötigteneinendefiniertenZeitraumzumDurchschreitenderKuppel.AnhanddesvirtuellenModellskonntemantesten,obdieFigurendieKuppelauchtatsächlichinderdefiniertenZeitdurchschreitenwürden.DadurchwareinFeintuningmöglich,wievieleMeterdieAnimationenproSekundezurücklegenmussten.

Bei einer Fulldome-Projektionsfläche müssen visuelle Projekte nicht nur auf einen 360°-View hinangepasst, sondern speziell für einen solchen 360° Fulldome-Screen entwickelt werden. Da dasPlanetariummehrereVorstellungenproAbendanbietet,wurdendie jeweiligenAnsichten zuvor ineinerVR-Umgebungvisualisiert.ZeitraubendeProbeninderausgebuchtenKuppeldesPlanetariumsließensichsovermeiden.EsfandeinvirtuellesDevelopmentstatt,beidemErkenntnisseausderVR-UmgebunggewonnenwurdenundindennächstenProjektablauftestwiedereinflossen.

4.8 Fazit

DerEinsatzvonMR-Technologieist innachPhasenaufgeteiltenProjektenmöglich.DieTechnologielässtsichzurVisualisierungvonProjektinhaltenverwenden.IndenProjektphasenInitialisierungundVorstudiesindVR-InhaltebereitsimEinsatz.

In der Konzeptionsphase wird hingegen eher selten MR verwendet, weil sich der Einsatz derklassischenCAD-ProgrammedortüberJahreetablierthat.AuchdieBearbeitungvonInhaltenineinerVR-Umgebungistmöglich,wirdaberbislangkaumpraktiziert.EssindinersterLinieMaschinenbaueroderFlugzeughersteller,dieVR-UmgebungenbereitsinderKonzeptionsphaseeinsetzen.

98vvvv:einegrafischeEntwicklungsumgebungfür"CreativeCoding",diederErzeugungundManipulationvonVideo-,Grafik-undDatenströmeninEchtzeitdient;https://vvvv.org99SteamVRderFirmaValveisteinePlattform,aufderVR-Projekteangebotenwerden.DiePlattformliefertundverteiltauchPatcheszudenangebotenenSpielen;https://steamcommunity.com/steamvr

4Projektphasen 69

Auch inderRealisierungsphasewirdnochseltenmitVR-oderAR-Umsetzungengearbeitet.Gründedafür sind Probleme mit der bisher recht unförmigen Hardware sowie das sehr teure undzeitaufwändige Erstellen von MR-Lösungen. Allerdings gibt es erste Schritte, z.B. beimFahrzeugherstellerVolvomitdemEinsatzderMicrosoftHoloLens.

Die Einführungsphase ist die Phase, die in der klassischen Projektabwicklung noch am wenigstenKontaktmitMR-Technologiehat.DasEinsetzen,EinbauenundÜbergebenvonSystemen findet imrealenRaumstatt.AberauchhierexistierenPotenzialewiebeispielsweisedasvirtuelleArbeiten inunzugänglichenoderkörperlichgefährlichenUmgebungen.

Ichdenke,dasssichmitderzuerwartendenEntwicklungderHardwarevielepotenzielleMöglichkeiteneröffnenwerden:FlexibleoderfaltbareDisplays,kabelloseHead-Mounted-Systeme,kabelloseHDMI-Datenübertragungssysteme wie Wireless HDMI und nicht zuletzt die deutliche Verbesserung derAkkuleistungwerdengroßenEinflussaufdieEinsatzmöglichkeitenvonMR-TechnikinProjektenhaben.Bedienungsmöglichkeiten wie Eye-Tracking, neuronale Interfaces oder Gesten-Steuerung werdenEinsatzundAkzeptanzdieserTechnologieverbessern.

Die globale Verfügbarkeit virtueller Objekte, das einfache Erstellen von MR-Projekten undApplikationen,derreibungsloseundnachbearbeitungsfreieImportundExportzuCAD-ProgrammenundeinPendantzuglobalenDatenbankenmitfreienvirtuellen3D-ObjektenwerdenindennächstenJahrendenEinsatzvereinfachen.

Schwierigkeiten bezüglich der Akzeptanz von 3D-Anwendungen auf Nutzerseite sollten nichtvernachlässigtwerden.NachJahrzehntenvorden2D-AnsichtenvonBildschirmenundSmartphoneswirkt eine 3D-Ansicht fremd und ungewohnt. Diese Hürde muss noch genommen werden.AnzustrebenistdieEntwicklungneuer,gängigerundgriffigerNavigationsideen,dieeinheitlichwirkenundintuitivbedienbarsind.

SchnittstellenzuanderenSystemenwieInternetofThings,IntegratedSystemsundBetriebssystemenwerden meiner Einschätzung nach den Einsatz der MR-Technologie in Projekten verbessern undvoranbringen.

70 5Projekt„Messestand“

5 Projekt„Messestand“

Ich habe mich für die Konzeption eines Messestandes entschieden, weil diese Form derMedieninstallationKomponentenenthält,diebeiFest-undMobilinstallationeneingesetztwerdenunddieanschaulichInterfunktionalitätundInteroperabilitätdarstellen.

Ich möchte einen digitalen Prozess aufzeigen, der in einem digitalen Modell einen gesamtenProduktzyklus abbildet. Der digitale Arbeitsprozess (Abbildung 28) wird über alle Projektphasen

hinweg beschrieben. Dieeinzelnen Projektphasenenthalten jeweils ein eigenes,für die Phase optimiertesModell. Jedes Phasenmodellbekommt eine eigeneBezeichnung und spezifischeFunktionen. Ich habe mich fürgetrennte Modelleentschieden, da die Modelleaufeinander aufbauen. Ein

einzelnes,durchgängigesModellwürdezuvieleFunktionenenthalten.Eswäreunüberschaubarundnicht inArbeitspaketeunterteilbar.BeispielsweisewerdenModellewiedasDokumentationsmodellunddasTrainingsmodellnurnachBedarfverwendet.

DerhierbeschriebeneMessestand(Abbildung29100)enthältAudio-,Licht-undVideo-Installationenund umfasst Hardware wie Traversen, Verkabelung, Steuerungen, Netzwerke und diverse Einzel-KomponentensowieLautsprecher,MonitoreundLampen.

Messestände sind Flächen, die bestimmte Vorgaben hinsichtlich Größe, Form, Präsentation undPersonalbedarferfüllenmüssen.HiergibtesVariationen,dieaufbestimmteArtenderPräsentation

100Quelle:eigenerEntwurf

Abbildung28–VirtuelleModelleimProduktzyklus

5Projekt„Messestand“ 71

hinoptimiertwerden.DasvorliegendeKonzeptbeschreibteinenInsel-Messestand101,derVideo-undAudio-PräsentationenabspielenkannsowieeinBeleuchtungskonzeptenthält.

Die Fläche ist von allen Seiten ausgeleuchtet und begehbar. Zusätzliche Beleuchtung wird für diePräsentationsflächezurVerfügunggestellt.DasLicht-SzenariowirdübereinLichtsteuerpultbedient.

Die Video-Wall hinter der Präsentationsfläche soll über Video-Schnittstellen angesteuert werden.Weitere Bildschirme für separate Produktpräsentationen sollen unabhängig voneinander, d.h. mitunterschiedlichenVideosignalenbespieltwerden.

Die Akustik-Anlage verfügt ebenfalls über eine zentrale Steuerung. Einsatzmöglichkeiten sind einPräsentationsmodusundeineHintergrundbeschallung.

Beide Service-Desk-Einheiten enthalten Schnittstellen für Audio, Licht und Video. Die eingesetzteTechnikwird zentral verwaltet und ist verdeckt eingebaut.Der Zugriff erfolgt über eineNetzwerk-Schnittstelle,mitderdieFunktionenderAnlageverwaltetwerden.

Abbildung29–KonzeptionellerAufbauMessestand

BeschreibungderHardware:

- 9Einzelbildschirmezueiner3x3VideoMatrix

101Insel-Messestand:freistehender,vonallenSeiteneinsehbarerundbegehbarerMessestand


- 8weitereseparateBildschirme- 6Lautsprecher+1Subwoofer- 12xLicht,8xSpotlight,2xMoving-Lights- 1xmobilesBedien-Interface- 2xNetzwerk-Schnittstellen+2xHotspotsfürdasFunknetz- SteuerungenfürLicht,SoundundVideo

FunktionendesMessestandes:

EineProduktpräsentationistaufderVideo-Wallabspielbar(proZeitraum,keinSplitscreen);dieachtEinzeldisplaysbekommenjeweilseineigenesVideosignalundkönnenachtverschiedeneVideofeedsanzeigen bzw. abspielen. Die Videofeeds liegen auf einem zentralen Videoserver in derTechnikzentrale.

EinexternesVideosignalkannperSchnittstelle(NetzwerkoderWiFi)indenVideoservereingespeistunddortaufeinengewünschtenMonitoroderaufdieVideo-Wallgestreamtwerden.

AudioistfürdieProjektpräsentationaufderPräsentationsfläche und für dieHintergrundbeschallung optimiert. DieEinzelbildschirme verfügen über integrierteLautsprecher und werden akustisch durchdenentsprechendenVideofeedversorgt.

EineStromversorgungstehtaufdenService-DeskfürexterneGerätezurVerfügung.

EinNetzwerkwirdfürdieBedienungunddieSchnittstellen zu Video, Audio und Lichterstellt.EinzusätzlichesWLANsorgtfürdenInternetzugangfürGästeundMitarbeiter.

DieBeleuchtungwirdfestindieTraversenmontiert.DieBeleuchtungspunktederFestinstallationensindklardefiniert.DieMoving-Lights102könnenverschiedenePositionenaufderPräsentationsflächeerreichen.

102 Moving-Lights: Geräte aus der Lichttechnik, die motorisch die Kopfposition und damit die Position desLichtkegelsverändernkönnen

Abbildung30–BlockschaltbildMessestand


TechnischerAufbau

Licht, Audio undVideo enthalten separate,miteinander vernetzte Steuerungen, die Signale an diePeripherie-Geräte geben können. Video, Licht und Sound sind miteinander verbunden. AlleKomponentenarbeiten ineinemIP-Netzwerkmiteinander;alleGerätesind IoT-fähig.SchnittstellengewährleistenNetzwerk-undZuspielzugängefürAudio-undVideosignale.

Die Aufteilung der Steuerungen – dargestellt im Blockschaltbild (Abbildung 30103) – ist bis heuteklassisch vorhanden und hat sich bewährt. Hauptgründe dafür sind die Ausfallsicherheit sowie dieMöglichkeitdesschnellenWechselnsvonKomponenten,fallsFehlerauftreten.DiegesamteAnlagekommuniziertdigital;einTimecodesynchronisiertzuverlässigalleGerätemiteinander.

Die eingesetzten IoT-Geräte – Lampen, Spotlights,Moving-Lights, Lautsprecher, Bildschirme etc. –könnenmiteinerangeschlossenenStromversorgungeineSelbstauskunfterteilen,AnfragenausführenundeigeneAnalysendurchführen.

DieInterkonnektivitätfürsämtlicheGeräteistgegeben.AlleKomponentensindüberSchnittstellenineinemNetzwerküberWiFioderBluetoothan-undabfragbar.

Selbstauskunft-undDiagnose-FunktionenkönnenDatenundAnalysenüberdenStatusdesjeweiligenGerätesausgebensowieFragenbeantwortenwieetwa:WannistdiemaximaleLebensdauereinerLEDoderdieWartungsphaseeinesLüfterserreicht?

ImZugederStrömungdesSpeculativeDesign104entstandderGedanke,Signalleitungen,diebishernoch Steuerdaten mittels physikalischen Kontakt übertragen, in Zukunft durch kabelfreieÜbertragungstechnikenzuverbinden.MiteinerdeutlichenVerbesserungderAkku-Technologiewäreesmöglich,auchaufdieelektrischenLeitungenkomplettzuverzichtenundjedeseinsetzbareGerätmiteinerautonomenStromquelleauszurüsten.EineVerkabelungdesbeschriebenenMessestandeswäredamitnichtmehrnotwendig;eine„ArbeitsgruppeElektrik“würdekomplettentfallen.

DiefolgendenKapitelsollendemonstrieren,wiesicheinProjektdurchgängigdigitalbeschreibenlässt.IchwerdedieunterschiedlichenProjektphasenohneeinenWechseldesdigitalenMediumsdarstellenundaufzeigen,wieeindigitalesModellnichtnurdurchgängigwährendeinesProjektesbestehenkann,sondernauchnachderpraktischenRealisierungBestandhat.

103Quelle:eigenerEntwurf104 „Speculative Design“ beschreibt einen forschungsorientierten und experimentellenDesignansatz, der dasPotenzial von Technologien in der Zukunft auslotet, indem er fragt, was uns als Menschheit in Zukunftbeschäftigenwirdundwelche technologischenAntwortendaraufvorstellbarsind.GeprägtwurdederBegriffdurchdasbritischeDesigner-DuoAnthonyDunneundFionaRabyinihremBuch„SpeculativeEverything:Design,FictionandSocialDreaming“ausdemJahr2013.


Für die Umsetzung von Arbeitsschritten habe ich Arbeitsgruppen entworfen. Grundlage sind dieErfahrungen meines eigenen Berufsalltags in der Medientechnik. Die einzelnen ArbeitsgruppenumfassenjeweilsSpezialistenderentsprechendenFachgebiete.EineAbgrenzungistnichtnurdurchdenNamen,sondernauchdurchdieunterschiedlichenFähigkeitenderMitwirkendenvorhanden.

Tabelle2–ArbeitsgruppenfürdenMessestand

Name BeschreibungundFähigkeiten

Kunde AuftraggeberdesProjektes

Vertrieb

Gruppe:dieVertriebsabteilung,dieDienstleistungenoderProduktedesbeauftragtenUnternehmensaufeinenentsprechendenMarktbzw.direktandenKundenbringt

Erforderlich:ausgeprägteKommunikationsfähigkeit

Konzeption

Gruppe:Spezialisten/Ingenieure,dieeinlauffähigesSystemausdemProdukt-undDienstleistungs-PortfoliodesUnternehmenserstellen

Erforderlich:FachwissenaufdenGebietenSound,LichtundVideo

Installation

Gruppe:InstallateureundSpezialisten,dienachdenVorgabenderKonzeptionarbeitenunddaskonzipierteSystempraktischumsetzen

Erforderlich:sehrgutehandwerklicheFähigkeiten;KompetenzinderLösungvonProblemendirektamInstallationsortinnerhalbderSystem-undSicherheitsgrenzen

Leitung&Supervising

Gruppe:ProjektaufsichtmitKontroll-undÜberwachungsfunktionen;offiziellerKommunikationskanalzumKunden

Erforderlich:guteKommunikationsfähigkeiten;sehrguteVernetzungmitdenanderenArbeitsgruppen

Inbetriebnahme

Gruppe:Spezialisten,dieausdeminstalliertenSystemeinlauffähigesSystemmachen.OftsindandiesemTeamSpezialistenausderKonzeptionbeteiligt,meistExpertenaufdenGebietenSound,LichtundVideo.

Erforderlich:langjährigepraktischeErfahrungswerteaufdemGebietderInbetriebnahme;guteNetzwerk-undKommunikations-Skills


Training

Gruppe:eineAusbildungsabteilungdesUnternehmens

Erforderlich:guteKommunikations-SkillsundErfahrungenbeiderWissensvermittlung

TemporäreInstallationensind,imGegensatzzuFestinstallationen,eindeutigcharakterisiert(Tabelle3).

Tabelle3–CharakteristikatemporärerInstallationen

Name Beschreibung

MobilitätMesseständesindnichtdauerhaftortsgebunden.Siekönnenabgebaut,aneinenanderenOrttransportiertunddortwiederaufgebautwerden.

ModularitätBestandteilevonMesseständensindmodularaufgebaut.DieBasiskomponentenbestehenausvorgefertigtenModulenundkönneninverschiedenenKonfigurationeneingesetztwerden.

Wiederverwend-barkeit

GroßeTeilevonMesseständenwerdenwiederverwendet.TraversenundTechnikwerdennachBedarfauf-undabgebautundwiedereingelagert.

Flexibilität

DurchdenmodularenAufbausindAnpassungenandieUmgebungmöglich.ÄnderungenanDesign,Font,StyleundanderGrößekönnenjederzeitvorgenommenwerden,ebensowieAnpassungenanEcken,InsellösungenoderReihenkonstruktionen.

IndenKapiteln5.1bis5.5nehmeichdieProjektphasenausKapitel4wiederauf.IchbeginnemiteinemPitchundentwerfedasdigitaleModelleinesMessestandes.MitdiesemModellmöchteichdannindenfolgendenProjektphasenweiterarbeiten.

DieArbeitsgruppenausTabelle3kommenindenentsprechendenProjektphasenzumEinsatz.


5.1 ProjektInitiierungMessestand

Arbeitsgruppen:Kunde,Vertrieb,Konzeption

VirtuellesModell:Pitch-Modell

Ein Projekt wird einem Kunden vorgestellt bzw. gepitcht105. Hierbei können verschiedene analogeund/oderdigitaleTechnologienverwendetwerden,umeinenodermehrereEntwürfezupräsentieren.Ein virtuellesModell kann die Form, die Struktur sowie den generellen Aufbau desMessestandeswiedergeben. Ich sehedarineinengroßenVorteilbeimEinsatzmehrererPitch-Modelle (Abbildung31),dennwarumdemKundennichtbereitsindererstenProjektphasemehrereVorschlägeanbieten?Zusätzlich und unabhängig von der Art der Visualisierung kann man beim Pitch nicht nur denMessestandvorstellen,sondernauchdieGrößenrelationendesStandesbeispielsweiseinnerhalbeinerHalleoderaufeinerFreiflächedarstellen.AufdieseWeisekannsichderKundeeinenÜberblicküberdie Größe des Messestandes und seine Wirkung in Bezug zur Umgebung verschaffen. MeinGrundgedanke ist es hier, einen umfassenden visuellen Eindruck des vorgestellten Projektes zu

vermitteln.EineakustischeSimulation–zusätzlichzumvisuellenEindruck– lässtdiePräsentationbesondersauthentischwirkenunderzielteineaußergewöhnlichePräsenzdesStandes.WirdderMessestandmiteinemAR-Anzeigegerät präsentiert, kann die Präsentationsogar am vorbestimmten Standort stattfinden. Siekann dann von mehreren Personen (jeweilsausgestattetmit einer Brille oder einem Tablet bzw.Smartphone)gleichzeitigangeschautwerdenundeinModeratorkanndurchdenPitchführen.Einvirtueller

Messestand,„aufgebaut“beispielsweiseineinerleerenHalle,verändertdieProdukterfahrungdurchmehrTiefeundkanneinzusätzlichesEntscheidungskriteriumfürdenKundensein.

EinfacheMesseständesindinvorgefertigtenFormenundGrößenbeidiversenHerstellernbestellbar.Die Vorkonfiguration mittels virtueller Modelle in einer AR- oder VR-Präsentation ist praktischmöglich106.

105DerBegriff„Pitch“entstammtderAgentur-undWerbebranche.HieristdamitdieProjekt-PräsentationvoreinemKundengemeintmitdemZiel,vonihmdenZuschlagfürdieUmsetzungdesProjekteszuerhalten.106DievonderKölnerBLICKFANGOnlinemarketingGmbHbetriebeneWebsitewww.messebau.debietetz.B.eineumfangreicheAuswahlmodulartigerMesseständesowieMöbel,WändeundStoffsystemean.SinddiesealsvirtuelleObjektevorhanden,isteinemodulareKonfigurationmöglich.

Abbildung31–VirtuelleModelleinderInitiierung


Auch beiMesseständen, die für eine einmalige Benutzung vorgesehen sind, sowie im Bereich desCorporateDesignseheicheinenBedarffürdievirtuellePräsentation.DieeinmaligeArchitektur,dasStorytellingunddieAuswahlderMaterialiensindhierbeivongroßerBedeutung.Warumsolltemannicht während der Präsentation dem Kunden selbst verschiedene Auswahlmöglichkeiten für dieMaterialien an die Hand geben? Ein virtueller Pitch kann dieseMöglichkeit optisch zur Verfügungstellen.

5.2 VorstudieMessestand

Arbeitsgruppen:Kunde,Konzeption

VirtuellesModell:Vorstudienmodelle,basierendaufdemPitch-Modell

DienächsteProjektphase istdieVorstudie.ZieleinerVorstudie istdieSchärfungdesProblems,dasdurch das Projekt gelöst werden soll. Das heißt, dieKonzeptionsetztsichmitmöglichenLösungenfürdasGesamtprojekt auseinander. Die Vorstudie ist einePhasederPlanungundderVorbereitung.

InderProjektphasederVorstudiefürdenMessestandsehe ich mehrere Einsatzmöglichkeiten für die MR-Technologie.Wie inKapitel4.2erwähnt,kann indenVorstudieneinevorläufigeEvaluierungstattfinden,umAussehen, Branding und Positionierung etwa vonLogos oder Bannern auf die Besucher abzustimmen.BevoresindieKonzeptiongeht,könnenverschiedenevirtuelle Modelle (Abbildung 32) entwickelt werden.

DieseModellemüssennichtsoumfangreichwiedasvorangegangenePitch-Modellsein.IchwürdeandieserStellemitverschiedenen,unterschiedlichenAusführungendesPitch-Modellsbzw.mitKopiendesvorangegangenenModellsarbeiten.DieArbeitsgruppeKonzeptionkannanhanddieserModellegemeinsammitdemKundenentscheiden,wieweitergearbeitetwird.

EinzelneAspektedesMessestandeskönnengewissermaßengenau„unterdieLupegenommen“undaufihrenZweckhinoptimiertwerden.DasPitch-ModellausKapitel5.1.wirdwiederverwendetunddieentsprechendenEvaluierungspunkteeinzelnodergemeinsamaufgezeigt.

AufdieserGrundlagekönnenbeispielsweisefolgendeFragenbeantwortetwerden:WiegroßmussdasLogo der Firma sein, damit es in der Halle auffällt? Wie viele Besucher können auf dem Standuntergebracht werden? Wann kippt die Wohlfühlatmosphäre in Abhängigkeit von der Dichte der

Abbildung32–VirtuelleModelleinderVorstudie


Möbelund/oderGeräteaufdemStand?WiestarksolldiePräsenzvonTechnikund/oderProduktensein?

DieseAntwortenlassensichdurchdieVorstudienmodelleevaluieren.DabeigehtesnichtvorrangigumdenMessestandansich,sondernumeinzelneDetails,dievisualisiertundverifiziertwerden.

5.3 KonzeptionMessestand

Arbeitsgruppen:Kunde,Konzeption

VirtuellesModell:Konzeptionsmodell

NachunterschiedlichenVorstudiengehtdasProjekt indie nächste Projektphase: die Konzeption. DerDesignentwurfausdemPitchunddieErkenntnissederVorstudienwerdenhierzueinemGrobkonzeptvereint,die Funktionen des Messestandes dem Modellhinzugefügt. Der Kunde sollte in diesem Stadiuminvolviert werden, um seine Vorstellungenberücksichtigen und eventuelle Änderungswünschenoch einarbeiten zu können. Es können mehreremodifizierte Kopien des Konzeptionsmodellsverwendetwerden,jedochsollteamEndedieserPhase

dieEntscheidungfüreinesderModellefallen,damitinderanschließendenPhasemitdiesemModellweitergearbeitetwerdenkann.KorrekturenamKonzeptionsmodellsindindieserfrühenPhasenochmöglich; die Bearbeitung zu einem späteren Zeitpunkt wird durch die vernetzten Funktionen desMessestandeserschwert.Materialien,TechnikundInneneinrichtungkönneninmehrerenModellenkonzipiert werden. Ich setze dabei voraus, dass eine umfangreiche Datenbank virtueller ObjekteexistiertunddieseperDrag-and-Drop-VerfahreninsModellimplementiertwerdenkönnen.Beispiel:GefälltdemKundeneinMöbelteilnicht,kannesohnerealeAnschaffungskostenausgewechseltunddurch ein neues Teil ersetzt werden. Dank des Einsatzes mehrerer Konzeptionsmodelle könnenverschiedene Teams parallel und zeitgleich an unterschiedlichen Aufgaben arbeiten. Die Modellemüssen am Ende miteinander verschmolzen (gemergt) werden. Das Kopieren und Modifizierendigitaler Objekte mit ihren jeweiligen Eigenschaften macht dies möglich. Sicherungskopien derverschiedenenModelleinihrenunterschiedlichenStadiengewährleisteneineFallback-Strategie.

Abbildung33–VirtuelleModelleinderKonzeption


Tabelle4–MöglicheEigenschaftendereinzelnenKonzeptions-Modelle

Name BeschreibungundEigenschaften

Texturen,FarbgebungSimulationderOberflächenundihrerBeschaffenheit,derFarbenunddesReflexionsgrades

Position,Richtungswinkel

Für Licht und Sound gibt es Vorgaben zu Positionen, Abstrahl- undNeigungswinkeln.ImvirtuellenModellkönnenLicht-undSound-ExpertendieGerätebereitssoeinstellen,dassWinkelundPositionenmaximaleineFeinabstimmungbenötigen107.

Konflikt-undKollisions-

Management

Licht-undSound-DesignerarbeiteninderRegelnichtmitgemeinsamenZeichnungen.EinvirtuellesModellermöglichtnichtnurdasgemeinsameArbeiten,sondernauchdaseinfacheDarstellenvonKonflikten,z.B.hinsichtlichderFrage,obLautsprecheroderLampediegleichePositioneinnehmen.GemeinsamkannmitHilfedesModellsnacheinerLösunggesuchtoderdieEinzelmodellemiteinanderverschmolzen(gemergt)108werden.

Lasten-undGefahren-Management

TraversensindaufgrundihrerKonstruktionnurinderLage,biszueinerbestimmtenLastGeräteaufzunehmen.ImVR-ModelllässtsichdieseBegrenzungbeispielsweisedurcheinenAmpelcodevisualisieren:LeuchtetdieTraversegrün,istdasMaximumnochnichterreicht;erscheintsiegelbodersogarrot,istdasMaximumerreichtoderüberschritten.

KomponentenundGeräte-Management

ImvirtuellenModellwerdenalleKomponentenundGerätedargestellt:vonderSteckdoseüberdenDeskbiszudenGerätenindenTraversen,WändenundBoden.NachderKonzeptiondesStandeskanneineKomponentenlisteexportiertwerden.Kunde,ArchitektenundMöbelbauerkönnenindiesenProzessmiteinbezogenwerdenundbeiBedarfeingreifen,fallsKomponentenmanuellgefertigtwerdenmüssen.

ContentSimulation

DerKundekannvordemAbschlussderKonstruktionspläneimvirtuellenModelldeneinspielbarenContentfürdieDisplaysund/oderdiePräsentationsflächeansehen.DieGrößeunddasVerhältnisderVideo-DarstellungenoderdieWirkungdesMessestandeswerdensoperSimulationerfahrbar.

107BeiSoundundLichtgehtesinderVRumdieprinzipielleAusrichtungderGeräte;dieFeinabstimmungerfolgtwährend der Inbetriebnahme. Audio-System Designtools wie beispielsweise die Software MAPP XT desamerikanischenSoundspezialistenMeyerSoundsindbereitsdazuinderLage,Soundvisuellanzeigen.108BeiSoundundLichtgehtesinderVRumdieprinzipielleAusrichtungderGeräte;dieFeinabstimmungerfolgtwährendderInbetriebnahmedesProjektes.


Umgebungssimulation

undPublicRelations

WiewirktderMessestand ineiner vollenHalle?WelcheMöglichkeitenvisuellerEffektekönnenaußerdemgenutztwerden,umAufmerksamkeitzu generieren? Marketingspezialisten können das virtuelle Modellverwenden, um zusätzliche PR-Maßnahmen einfließen zu lassen(Corporate-Design-Elemente:Banner,LogoPlacement,Branding).DamithatderKundeeinToolinderHand,dassichsowohlfürsehrgroßeStände(wiez.B.denvonApple)eignetalsauchfürdeneherkleinenMessestandeinesmittelständischenUnternehmens.

DerbeschriebeneMessestandistnureinBeispielfürdiemöglicheUmsetzungeinesvirtuellenModells.GehtesumandereBereichewieetwaWindanlagen,Ölplattformen,TransportmitteloderKraftwerke,werdendieParameterzwarunterschiedlichausfallen,könnenaberalleindividuellzusammengeführtwerden. Diese Flexibilität ist wichtig, weil jede Branche ihre eigenen Eigenschaften und Konzeptemitbringt.

Hat der Kunde sich für ein finalesModell entschiedenunddie Konzeption „abgesegnet“, kann zurnächstenProjektphasegewechseltwerden.

5.4 RealisierungMessestand

Arbeitsgruppen:Kunde,Installation

VirtuellesModell:Installationsmodell

Mit abgeschlossener Konzeptionsphase und derAuswahleinesfinalenKonzeptionsmodellswirdindiePhase der Realisierung übergegangen.Wichtig dabeiist die Auswahl eines finalen Modells aus dervorherigenPhase.

VoraussetzungenfüreineerfolgreicheInstallationundImplementierung sind abgeschlosseneKonstruktionszeichnungen, technische ZeichnungensowiedieStrom-undBlockschaltbilder,dietechnischeKonfiguration sowie der erfolgte Einkauf derbenötigtenKomponenten.Das virtuelleInstallations-Modell liegt vor und kann von den verschiedenen

ArbeitsgruppenfürdiejeweiligenAufgabenverwendetwerden.

Abbildung34–VirtuelleModelleinderRealisierung


Die Projektphase Realisierung wurde zur besseren Übersicht von mir in weitere Untergruppenunterteilt:Kommunikation,Installation,Inbetriebnahme,Supervising,Abnahme,FehlerkontrolleundDokumentation.

Die Untergruppen Installation, Inbetriebnahme und Dokumentation (Abbildung 35) sind linearmiteinander verbunden. Die Inbetriebnahme dertechnischenGerätekannnurnacheinererfolgreichenInstallation stattfinden. In den Zeiträumen vonInstallation und Inbetriebnahme kommt es zu einerAnsammlung von Daten durch die ArbeitsgruppenKommunikation und Supervising, die mit dem EndeihrerArbeiteineumfassendeDokumentationabgeben.

DieAbgabederDokumentationstelltfürmichdasEndederProjektphaseRealisierungdar.

Kommunikation

Arbeitsgruppen:Leitung&Supervising


Ein übergreifender Prozess in der Realisierung von Projekten ist die Kommunikation. Dazu zählen:Absprachen am Installationsort, Organisation von Texten, Sprache, Zeichnungen sowie gebündelteInformationen aus den Untergruppen. Ein virtuelles Modell kann visuell Kommunikationskanälezusammenfassen: Zeichnungen und Protokolle, die Kommunikation zu Bauteilen und Kopien vonAbsprachen können im virtuellenModell abgelegtwerden – das heißt, dass an virtuellen GerätenInformationen als eine Art Hyperlink hinterlegt werden. Die Ablage von Dokumenten erfolgtklassischerweise in einem Dokumentationssystem, was hier jedoch zu einer Verdichtung vonInformationenandendafürbenötigtenStellenführenwürde.DeshalbbestehtbeiInstallationeneinBedarf an einermodernen Dokumentenablage, die besser bedienbar und strukturierter ist als eineinfachesE-Mail-Postfach.

AlsAnzeigemediumisteineMR-Umgebungnichtzuempfehlen.DokumenteetwaineinerVRzulesen,istwegenderAuflösungderHMD-Displaysderzeitunrealistisch.EinÖffnenvonDokumentenausdemModell mit einem PDF-Reader ist technisch machbar. Ich sehe das virtuelle Modell alsKommunikationszentrale,inderdieInformationskanälegebündeltwerden.BenötigteKanälevomE-Mail-Client über die Videotelefonie bis zur Chat-Funktion können in die Benutzeroberfläche desvirtuellenModellsintegriertwerden.

Abbildung35–AnordnungUntergruppen


Installation

Arbeitsgruppe:Installation,Konzeption


In der Installationsphase wird das entwickelte Konzept umgesetzt. Diese Phase umfasst denpraktischenAuf-undEinbaudesgesamtenMessestandes.AlleKomponentenwerdenindieserPhasezueinemSystemzusammengefügt.JenachGrößedesMessestandeskönnenweitereUntergruppenerstelltwerden,umArbeitenparalleldurchzuführenoderbesserzukoordinieren:

• Grundgerüst:beschäftigtsichmitAufbaudesTraversensystems• Möbelbau:enthältdiePositionierungderMöbelstücke,dasEinsetzenvonTexturenund

farbigenOberflächen• Elektrik:EinbauwegeundEinbaupositionenallerstromführendenTeilekönnenimvirtuellen

Modellangezeigtwerden.DieÜberprüfungderKabelwegeundderAnschlussvonGerätenkönnendirektvorOrtimArbeitsprozessstattfinden.

• Licht,Audio,Video:EinbauvonBildtechnik,Datentechnik,Präsentationssystemen,LichttechnikundBeschallungsanlagengemäßdemvirtuellenModell

Die Untergruppen können an dieser Stelle mitdedizierten virtuellenModellen arbeiten, dienur ihreeigenenArbeitsumgebungenanzeigen,aberbeiBedarfauch Informationslayer der anderen Arbeitsgruppeneinblendenkönnen.EventuellkannsoeinvereinfachtesKonfliktmanagement bei der Installationszeitstattfinden109. DieGröße des Standes beeinflusst denArbeitsumfang der unterschiedlichen Gruppen. DieArbeitenkönnenteilweisevondengleichenPersonenin unterschiedlichen Untergruppen realisiert werden.Als primäre Arbeitsgruppen sehe ich Installation undKonzeption.

Aus der Art des Messestandes ergibt sich die Abfolge bei der Installation von Grundgerüst undKomponenten.Das hier eingesetzte Traversensystemwird als Erstes installiert110, dadie restlichen

109EinKonfliktmanagementsolltebereitsinderKonzeptionsphaseabgeschlossensein.MeineErfahrungzeigt,dasseskeine100%sicherePlanunggibtundesimmerzukleinenStörungenkommt.110Messeständekönnen sicherheblich voneinanderunterscheiden. Sehr große,personalisierteMesseständewerdenzumTeilmitTraversensystemenausgestattet,währendAutomessennichtseltenganzohneodernurmitwenigTraversenauskommen.HiersindBühnenfürdieFahrzeugeMittelpunktderAnlage.

Abbildung 36 – Mögliche Arbeitsgruppen für denMesseaufbau


Komponenten imGrundgerüst verankertwerden. DerMöbelbau und die Elektrik folgen daraufhinparallel. Medientechnik wie Licht, Video und Sound werden in der Regel zuletzt in die Anlageeingebaut, da man die Grundstruktur bestimmter Möbel (beispielsweise Monitortische) und denStromanschlussvorherbenötigt.HierkanndasvirtuelleModellalsInstallationshilfedienen.MiteinerAR-Applikation(aufeinemTabletoderSmartphone)kanndaszuinstallierendeGerätgesehenwerdenundeinegenauePositionierungstattfinden.DieOrientierungderAppkanndurchMarkerodereineBildidentifikation erfolgen. Ein Zugriff auf ein zentrales Dokumentensystem ist während derInstallationeingroßerVorteil;diessolltedasvirtuelleModellebenfallsgewährleisten.

Supervising

Arbeitsgruppe:Leitung&Supervising


DerbeispielhaftvorgestellteMessestandbedarfkeinerununterbrochenenBeaufsichtigung;dafüristdasProjekteinfachzuklein.InsolchenFällenübernimmtinderRegelderProjektleiterdieAufsicht.BeigrößerenProjektenwiedembereitserwähntenKreuzfahrtschiffisteshingegenunabdingbar,mitSupervising-Funktionenzuarbeiten,denndieVielzahlderKomponentensowiederzeitlicheUmfangmachen es dem Projektleiter unmöglich, theoretischen und praktischen Aufgaben gleichzeitignachzukommen.EsgibtimAblaufeinehierarchischeStrukturvonBauleiternundTeilprojektleiternausderKonzeptionsphase,diedieseAufgabenübernehmen,sichuntereinanderaustauschenunddurcheinenProjektleitergesteuertwerden.

EinvirtuellesModellkanndabeihelfen,dieÜbersichtzubehaltenunddieKoordinationzwischendenProjektmitarbeiternunddeneinzelnenGewerkendeutlich zu verbessern111.AktuelleUmsetzungenarbeitenmitPlanungs-undSteuerungssoftwarewieMicrosoftProjectoderdemOnlinetoolEvernote.ImBereichderSoftwareentwicklungexistierenbereitsAR-PrototypenzumFührenvonProjekten.SoentwickeltedasUnternehmenAccentureinseinenTechnologyLabseinSystem,mitdemProjektleiterEinblickinlaufendeProjektenehmenkönnen,ohneaktivindenArbeitsflussderübrigenMitarbeitereingreifen zumüssen (Vibhu Saujanya Sharma, 2018). In einemMedientechnik-Projekt kann jederProjektfortschritt anhand eines virtuellen Modells mit Hilfe zusätzlicher Elemente wie einerAmpelfunktion oder einem Zeitstrahl angezeigtwerden. Einzelne Arbeitsbereiche bzw. der EinsatzeinesvirtuellenModellsproGewerk–etwaMöbelbauoderElektrik–könnenangezeigtundvondenProjektleitern nachvollzogen werden. Tabelle 7 soll vereinfacht darstellen, was sich grafischaufbereitenlässt.

111 Supervising-Funktionen sehe ich vordemHintergrundmeiner Erfahrungen indenBereichenProjekt- undBauleitung.


Tabelle5–MöglicheSupervisingFunktionenfürdenMessestand

Steuerung

ZeitlicheSteuerung:Wann istwelcherAbschnitt fertiggestellt;wannkönnendie Nachfolgearbeiten beginnen? Während der Planungsphase werdenebenfallsZeitpläneerstellt,die imvirtuellenModellmituntergebrachtoderabgebildet werden können. Dabei können farbliche Unterschiede denBaufortschrittdarstellen.

Aufsicht

Koordination zwischen den Gewerken: Erfahrungsgemäß lassen sich Pläneimmer nur bis zu einem bestimmten Grad einhalten. Kommt es zuVerzögerungen,beeinflusstdieslangfristigalleweiterenFortschritte.DieMR-Technologie könnte visuell darstellen, an welchen Punkten die Arbeitfortgeführt werden soll und welche Auswirkungen eine eventuelleVerzögerungmitsichbrächte.

Kontrolle

IndieserFunktionkannderAuftraggeberüberprüfen,obdieausgearbeitetenPläne aus der Konstruktionsphase baugleich umgesetzt werden. Mit dementsprechendenTaggingderBauteilezurIdentifizierungkönntedasvirtuelleModell auch auf einem Smartphone oder Tablet mit einer AR-Applikationlaufen.

WieundinwelcherArtdiesegrafischeAufarbeitungstattfindet,kannichandieserStellenichtsagen,dennderUmfangsolchergrafischenFunktionensprengtmeinenFachbereich.Voraussetzungisthierdie Dateneingabe durch ein Verwaltungssystem, das den Mitarbeitern auch ermöglicht, ihrenArbeitsfortschritteinzutragen.DieseDatenwürdenausgewertetundimvirtuellenModellvisualisiert.

Dokumentation

Arbeitsgruppen:Konzeption,Installation

VirtuellesModell:Dokumentationsmodell

Die technische Dokumentation ist laut Jürg Kusters Handbuch Projektmanagement in derKonzeptionsphaseverortet (KusterJ.,2011,S.22).Dies istumsichtigundgutdurchdacht, ichhabejedochpraktischeEinwände.Meineneigenen,praktischenErfahrungenzufolgekommtesbeijedemProjektzuUmbautenund/oderÄnderungen.EingroßerTeilderDokumentationwirddeshalbwährendderKonzeptionerstelltunderstmitdemAbschlussderInstallationundInbetriebnahmekomplettiert.

Die technische Dokumentation umfasst alle Bestandteile, die den Messestand beschreiben. Eineklassische Dokumentation hinterlegt sämtliche Zeichnungen, Pläne, Bedienungsanleitungen undKommunikationsnotizenrundumdasObjektineinerOrdnerstrukturoderDatenbank.Ein3D-Modellkann als Wissensplattform und Grundlage bzw. Navigationsursprung dienen. Das virtuelle ModellwurdebereitsindenvorangegangenenProjektphasenerzeugt.


DieDokumentefüreinzelneObjektewieetwaZeichnungen,SchaltbilderoderBedienungsanleitungenkönnen alsZusatzinformationen in einemvirtuellen Modell an denObjekten (beispielweiseSensoren oder Geräten, sieheAbbildung 37112) angezeigtwerden. HerkömmlicheDokumentensysteme arbeitenmit Schrift- undStichwortsuche. Ein virtuellesModellkönntealleDokumente

zueinemGerätvisuelldemjeweiligenGerätzuordnen.DerAufrufderhinterlegtenDokumentewürdeimvirtuellenModellerfolgen;fürdasLesenderDokumentewäreeinklassischerPDF-ReaderaufeinemTablet vorstellbar. Die Schriftgestaltung in virtuellen Umgebungen unterliegt anderenGesetzmäßigkeitenundGewohnheitenalsdasklassischeLesenvonDokumentenaufPapieroderaufzweidimensionalenMonitoren.InvirtuellenUmgebungensindderOrtderTextprojektion,dieFormderProjektionsflächesowiedieSchriftartzubeachtendeVariablen(FrederikHamester,2016).

Vorstellbar sind neue Formen von Dokumentationssystemen, die begehbare Objekte mitZusatzinformationen (angezeigte Beschriftung, Pläne, Ordnerstruktur in 3D, Videos) enthalten.Trainingsschritte wären möglich, wobei der Übergang zwischen Dokumentation undSupport/Schulungsschrittenfließendwäre.

112Quelle:eigenesDokument

Abbildung37–DokumentationsmodellmitAblagesystemundDatenbank


5.5 EinführungMessestand

Arbeitsgruppen:Inbetriebnahme,Konzeption,Installation


In der Einführungsphase werden alle technischenGeräte an das elektrische Systemangeschlossen undgemäß den Vorgaben aus der Konzeptionsphasekonfiguriert. Auch in diesem Arbeitsschritt könnenweitereArbeitsgruppengebildetwerden(Tabelle8).

Mit dem Installationsmodell der vorherigen Phasekann weitergearbeitet werden; ich sehe den Einsatzdieses Modells übergreifend in den PhasenRealisierung und Einführung. Die InstallationsphasebeinhaltetdieInstallationderKomponentensowiedieEinführung mit der Inbetriebnahme. Beide könnenmeinerMeinungnachdasInstallationsmodellnutzen.Die Monitoring-, System- und Trainingsmodelle sind

modifizierte Kopien aus dem Installationsmodell, in denen die gleichen Komponenten verwendetwerden.DieInbetriebnahmedesMessestandeskann,wieinderInstallationsphase,inverschiedenenArbeitsgruppenerfolgen(sieheTabelle6).JenachGrößeundUmfangdesProjektesistesmöglichundsinnvoll,dassdieArbeitsgruppenmiteigenenInstallationsmodellenarbeiten.

Tabelle6–MöglicheCommissioning-ArbeitsgruppenfürdenMessestand

Elektrik AblagevonSchaltbildern,Rack-Ansichten

LichtAblage von technischen Zeichnungen, Positionen, Abstrahlwinkeln,Schaltbildern

SoundAblage von technischen Zeichnungen, Positionen, Richtungswinkeln,Schaltbildern

VideoAblage von technischen Zeichnungen, Positionen, Schaltbildern undKonfigurationenderBildschirmeundderVideo-Wall

AnlagenteilewieetwadieElektrikmüssenvorInbetriebnahmederSoundanlagefunktionstüchtigsein.ZwischendenAufgabenderArbeitsgruppenbestehenlineareAbhängigkeiten:Sound,LichtundVideo

Abbildung38–VirtuelleModelleinderEinführung


können erst nach erfolgreicher Inbetriebnahme der Elektrik funktionieren, da für die Geräte eineSpannungsquelle notwendig ist. Die Arbeitsschritte sind jenen der Installationsphase sehr ähnlich,allerdingsbeinhaltensieandereFunktionenwiez.B.SystemtestsunddieLokalisierungvonFehlern.Im virtuellen Modell werden mit der Dokumentation der vorherigen Phase Zeichnungen,BlockschaltbilderundChecklistenabgelegt.DieInbetriebnahmekanndieseDokumenteverwenden,umihreAufgabenzuerfüllen.EinedarüberhinausgehendeVerwendungfürdasvirtuelleModell,etwaalsNavigationspunktzuAnleitungenoderBlockschaltbildernwährendderInbetriebnahme,seheichnicht.

Übergabe,AbnahmeundFehlerkontrolle

Die Abnahme mit und durch den Kunden ist ein wichtiger Schritt, um ein Projekt erfolgreichabzuschließen.DasausgearbeiteteModellausKapitel5.1.wirdaufeinemdigitalenMediumdargestelltundkannzuerstoptischvomundvorallemmitdemKundenüberprüftwerden.DerEinsatzanalogerZeichnungenundPapierausdruckekannandieserStelleentfallen.

Checklisten und Funktionenwerden imModell dargestellt und können somit imDokumentations-Modus abgelegt und bei Abnahme während der Umsetzung überprüft werden. Abnahme undÜbergabewerdenaufdieseWeisebeschleunigt.

Bei jeglicher Art von Installation können auch kleine Fehler zu größeren Problemen im gesamtenSystemführen.DerAusfalleinerLampekannbeispielsweisenichtnuraufdasFehlenvonelektrischemStromzurückzuführensein, sondernauchaufdasFehlenvonDaten inNetzwerken,SteuersignalenodereinfachaufeindefektesLeuchtmittel.AndieserStellekanndasvirtuelleModelleinesehrgroßeHilfe sein, um derartige Fehlerquellen schnell und effizient zu identifizieren. Die Abbildung vonLeitungswegen,logischenSteuerungen,FeedbacksignalenundStatusanzeigendesgesamtenSystemsineinemMonitor-ModuswürdedieFehlersuchedeutlichvereinfachen.

Eine zukünftige Fehlerkontrolle kann durch ein Monitoringmodell dargestellt werden. EineTrainingssimulationkanndurcheinvirtuellesTrainingsmodellerfolgen.


Training

Arbeitsgruppen:Training,Konzeption

VirtuellesModell:System-undTrainingsmodell

Das Trainingsmodell soll eine Möglichkeit desKnowhow-Transfers zum Kunden darstellen. EinMessestand bietet sich meiner Meinung nach für einTrainingsmodellnurdannan,wennernichtzukleinundzuübersichtlichist.BeigroßenProjektenhingegensindAufwandundNutzeneinesvirtuellenModellsdurchausgegeben,geradehinsichtlichdesFehler-Managements.

Die Möglichkeiten der Interaktion mit derArbeitsumgebung müssen virtuell abgebildet werden.Simulierte Fehler wären: Geräteausfall, ersteMaßnahmen,periodischeWartungsmaßnahmen.

Monitoring

Arbeitsgruppen:Inbetriebnahme,Konzeption

VirtuellesModell:Monitoringmodell

Ich sehe das Monitoring während der Phase derInbetriebnahmealsübergeordneteKontrollinstanz,dienach der Inbetriebnahme – falls gewünscht – zurAnzeige des laufenden Betriebes verwendet werdenkann. Das Monitoringmodell soll als Überwachungs-und Beobachtungstool verwendet werden. Imvirtuellen Modell werden die zu überwachendenGeräte in einem 3D-Raum angezeigt. Ob die Anzeigemit einem HMD oder mit einer Bildschirmlösungangezeigt wird, ist dabei nicht relevant. DerBetriebszustandkannmiteinereinfachverständlichenAmpelanzeigeabgebildetwerden:

Abbildung39–Trainings-Szenario

Abbildung40–Monitoring-Szenario


• Betriebnormal:Grün• Betriebnichtnormal:Gelb• Betriebkritisch/ausgefallen:Rot

Monitoring-Systeme sind sinnvoll, um Systeme zu überwachen, in denen störungsfreie Funktionengewährleistet werden müssen. Für einen kleinen Messestand in einer Halle wird diese Form derÜberwachung inderPraxiswahrscheinlichnichteingesetztwerden.WennabergroßeAnbieterwieApple oder Google Präsentationen auf eigenen Ständen abhalten, muss meiner Ansicht nach einMonitoringderPräsentationstechnikstattfinden.InjedemFallwollteichdieEinsatzmöglichkeiteinesvirtuellenModellszumMonitoringnichtunerwähntlassen.IchhaltevirtuellesMonitoringimmerdannfür angemessen, wenn die verwendete Menge von Geräten die Anzeigemöglichkeiten vonzweidimensionalenAnzeigenübersteigt.

5.6 Fazit

Kapitel 5 zeigt meine Vision eines digitalen Messestandes, der in verschiedenen AusführungenwährendunterschiedlicherProjektphaseneingesetztwerdenkann.Hierbeiwollteichaufzeigen,wiemaneinenkomplettenProduktzyklusrealisiert,ohnedasdigitaleMediumzuverlassen.ReintechnischstehtdemheutenichtsmehrimWege;Equipment,KnowhowundIdeensindvorhanden.

EinProjektmiteinemvirtuellenPitchvorzustellen,istheutebereitsproblemlosmöglich.VorstudienmitvirtuellenUmgebungenundProduktendurchzuführen,digitaleKonzeptezuerstellenunddarausvirtuelleModellezuerzeugen,stelltkeinegroßeHerausforderungmehrda.Nachwievoristjedochein hoher Aufwand notwendig, und der daraus resultierende Nutzen für ein Projekt wie einenMessestand steht zum erwähnten Aufwand – noch – in keinem ausgewogenen Verhältnis. VR-Simulationen sind für Piloten in CAVE-Simulatoren, Chirurgen mit Head-Mounted Displays undhaptischem Feedback sowie für Offshore-Ingenieure auf virtuellen Bohrinseln schon heute einangemessenes Vorgehen, um Menschenleben nicht zu gefährden und zugleich Reise- undAusbildungskosten zubegrenzen.EinenMessestandperMR-Technologie zupitchen, vorzubereitenundzubauen,istjedochbishernochZukunftsmusik.

DerEinsatzverschiedenervirtuellerModellemitdendazugehörigenAnwendungeninverschiedenenProjektphasen ist möglich; praktische Anwendungsbeispiele für den Einsatz von VR- und AR-UmgebungeninverschiedenenArbeitsgruppensindbereitsvorhanden.DasdurchgängigeBearbeitenvon Projekten mit Unterstützung virtueller Modelle konnte ich bei meinen Recherchen undUntersuchungenallerdingsnichtidentifizieren.MR-TechnologiewirdbisherallenfallsalszusätzlichesWerkzeugeingesetzt,umeinzelneProblemeoderProblemsträngegenauerzubeleuchten.


ObwohlderderzeitigetechnischeStandzahlreicheUmsetzungenvonundmitMR-Technologiezuließe,wirddieseTechnologieaufdemGebietderMedientechnikmeinerBeobachtungnach(noch)vielzuseltengenutzt.BeispielewiedasinKapitel4.7beschriebeneEquinox-ProjektderHAWstellenselteneAusnahmendar.SpeziellimBereichMessebauistmirnichtbekannt,dassfürPlanungoderUmsetzungder Messestände MR-Technologie eingesetzt würde. Dabei wäre die Unterstützung durch AR-Technologie längst machbar: Computerpower, Bandbreite, Hard- und Software liegen bereits vor.Fehlende IT-Infrastrukturkönnte imFall temporärer InstallationeneinfachdurcheinenzusätzlichenArbeitsschritt hinzugefügt werden. Mobile WLAN-Stationen und IT-Komplettlösungen decken denBedarf an Mobile Computing bei Messe- oder Konzert-Installationen. Zwar bereitet die nichtverlustfreie Konvertierung von und zu CAD-Applikationen heute noch einige Probleme, an diesemPunkt werden aber bereits große Fortschritte gemacht und eine dauerhafte Lösung ist meinerEinschätzungnachinabsehbarerZukunftzuerwarten.

ModulareVR-BaukastensystemefürdieunterschiedlichenAnforderungenliegenheuteebenfallsnochnichtvor.VR-ModellewurdenbisherfürindividuellePlattformenundfüreigensbestimmteHardwareerzeugtundmüssenbeiBedarfaufwändigvonSpezialistenprogrammiertwerden.EineHandhabungdurch Laien ist derzeit noch nicht möglich. Sehr wohl möglich ist hingegen der Einsatz von MR-TechnologiemitHilfederheutigenSmartphone-Technik:AnwendersindnichtmehraufunhandlicheHMD und riesige Bildschirme angewiesen; dieMR-Technologie ist längstmobil geworden und dielatenzfreieSimulationvonUmgebungenbeinaheschonmöglich.

CharakteristikavonMesseständen

GemäßdenansiegestelltenAnforderungensindMesseständetemporär,mobil, flexibel imAufbauund vielseitig anpassungsfähig an ihre Umgebung. Berücksichtige ich nur diese Eigenschaften undwende sie auf andere temporäre Medientechnik-Installationen an, fallen mir folgendeVeranstaltungenein:

• Musik-FestivalsundwiederkehrendemusikalischeGroßveranstaltungen• temporäreAufbautenmitLicht,SoundundVideomitbiszukonzertartigen

Qualitätsmerkmalen• zusätzlicheKunst-undGaleriekonzepte,diedieFestival-AtmosphärejenachMusikrichtung

oderThemengebietverfeinern• Open-Air-VeranstaltungenwieTheateroderKinounterfreienHimmel• temporäreAufbauten–ineinigenFällenmitZuschauertribünen–alsTeiledes

Gesamtkonzeptes• KonzerteundMusikveranstaltungeninverschiedenenGrößenordnungen,beidenen

teilweisedreimobileBühnenfürAufbau,DarbietungundAbbauimEinsatzsind,weildieKonzerteinAbständenvonnurjeweilseinemTagstattfinden


Angenommen,MesseständewürdenperdigitalemModellgepitcht,konzipiertundgebaut,dannwäredies auch bei den oben erwähnten Veranstaltungen möglich. Folgende Fragen hinsichtlich derAnforderungenkönntendigitalbereitsvordemBaugetestetwerden:SindausreichendFluchtwegefürdie zu erwartenden Menschenmassen vorhanden? Ist die Raumaufteilung – von der Position derToiletten bis zu derjenigen der Lautsprecher – optimal? Auf diese Weise wären ganz neuePlanungsmöglichkeitenfürderartigeVeranstaltungenmöglich.

DieEinführungvirtuellerModelleundvirtuellerProzesseistbishersehrkostenintensiv.Wiekönntesich dieser Schritt letztendlich rechnen? Ich denke, die Schlüsselworte an dieser Stelle sind:WiederverwendbarkeitundWYSIWYG113.

AufderHandliegenFragenwie:KönnendieverwendetenModellefürdennächstenKundenerneuteingesetztwerden? Erhält der Kunde,was er bestellt hat? Entspricht dieUmsetzung letztlich demKonzept? Der Mehrwert muss für die verschiedenen Projektmitglieder greifbar gemacht werden:SobalddieaneinemProjektBeteiligtendieVR-UmgebungnichtmehralszusätzlicheArbeitverstehen,sondernalseinenselbstverständlichenTeildesGesamtprozesses,wirdMR-TechnologieaufdiesemGebietfunktionieren.

GestalteichdieCharakteristikadesMessestandesoffener,ergebensichnochweitereMöglichkeitenfürdenEinsatzdigitalerModelle.BeispielsweisewürdedieÄnderungvonmobilzuimmobil/festdieKonzeptionmedientechnischerFestinstallationenändern,etwaimTheater,inKonferenzräumenoderin Veranstaltungshallen mit fest installiertem Equipment. Dort werdenMedieneinrichtungen übereinenlängerenZeitraumgenutztunddieverwendeteTechnikinderRegelnichtmehrabgebaut.Zwarkäme es – bedingt etwa durch den Spielplanwechsel am Theater – häufig zu einem teilweisenAustauschderTechnikundderlokalenAufbauten,dergrößteTeilderTechnikbliebejedochanOrtundStelleundwürdeweiterverwendet.

ÜbertragbarkeitundErweiterungderCharakteristika

Auf anderen Gebieten – beispielweise Offshore oder auf dem Energiesektor – könnten weitereParameterdieEinsatzmöglichkeitenfürMR-Technologieerweitern.InGefahrenzonenwieetwaeinemAtomkraftwerk könnten Sensoren Daten über Radioaktivität und Strahlung sammeln und diese ineinemvirtuellenModellanzeigenlassen.Daten,diedermenschlichenSensorikentgehen,könntenindiesenBereichensoangezeigtwerden,dassdarauseinrealerNutzenundebensorealeSchutzeffekteentstehen. Große Gefahren stellen in diesen Bereichen Feuer undWasser dar. Ein Netzwerk ausSensorenkönntedieseGefahrenbereicheerfassenund ineinementsprechendenvirtuellenModell

113WYSIWYG–Whatyouseeiswhatyouget

92 6Konklusion

anzeigen. Daraus resultierend könnten im Ernstfall Maßnahmen zur Evakuierung und zurGefahrenbekämpfungentsprechendangepasstwerden.

Für die menschlichen Sinnesorgane nicht sichtbare Daten, nicht wahrnehmbareLichtstrahlungswellenlängenodernichthörbareTönekönntenmitvirtuellerHilfealseineErweiterungdesmenschlichenSensoriumserfassbargemachtwerden.DieAusweitungderCharakteristikakönnteinfastjedemArbeits-undAnwendungsbereichvorgenommenwerden,dennjeglicheEigenschaft,dievisualisierteinenMehrwert/Nutzendarstellt,ließesichineinentsprechendesVR-Modellintegrieren.

6 Konklusion

6.1 Zusammenfassung

Mixed-Reality-Technologie wird in der Medientechnik bislang nicht im Konzeptions- undInstallationsbereicheingesetzt,verfügtaberüberdasPotenzial,sichzueinemnützlichenWerkzeugfürdieBranchezuentwickeln.WostehtMR-Technologieheute;wiegutistdieverwendeteHard-undSoftwarebisher?DieHardwarefürvirtuelleTechnologiehatindenletztenJahrengroßeFortschrittegemacht:EsgibtHead-MountedDisplays, AR-Brillen sowie Smartphones, die in Realtime virtuelle Objekte in einer wirklichenUmgebung anzeigen können. Viele dieser technologischen Hervorbringungen finden bereits ihreAnwendungimMainstream,etwainSmartphone-ApplikationenundSpielekonsolen.PilotprojekteundForschungen beschäftigen sichmit dieser Technologie, generieren digital neuesWissen und neueErfahrungen.Der Einsatz vonMR-Technologie ist allerdings nochmit großemAufwandund hohenKosten verbunden. Es gibt weder für das Erstellen einer Applikation noch für das Erstellen einesvirtuellen Objektes einen Weg oder eine Vorlage. MR-Applikationen sind deshalb größtenteils„handgemacht“undspeziellfürdaszuerwartendeErgebnisspezifiziert.Waswäreheutemachbar,wennallerealenObjektebereitsdigitalineinerDatenbankvorhandenunddie Entwicklungsplattformen mit Drag-and-Drop-Verfahren bedienbar wären? Würde sich MR-Technologieetablieren,wennwirvirtuelleUmgebungensoeinfachwieeineExcel-Tabelleerstellenkönnten? Ich bin sicher,manwürde zumindest deutlich häufigermit dieser Technologie arbeiten.WennMitarbeiter dieMR-Entwicklungstools so bedienen könnten, als wären es Excel oder etwaskomplexereCAD-Programme,würdesichderStandardfürtechnischeUmsetzungenmassivverändern.

6Konklusion 93

MeinkonzeptionellerVersuch,indieserArbeiteinenMessestandvorseinerFertigstellungvirtuellzuerzeugenunddieArbeitsschrittezueinemProduktdigitalzuerstellen,wäremeinerAnsichtnachmitderzeitiger Hardware, Software und den Erfahrungenmit virtuellen Techniken bereits realisierbar.AberwürdesichdieserProzess–ausökonomischerSichteinesmittelständischenUnternehmens–rechnen? Ichdenkenicht,denndieSchnittstellenzwischenMenschundMR-Technologiesindnochnichtausreichendundintuitivbedienbar.Würde sich diese Arbeitsweise aber überhaupt jemals rentieren? Könnte sich ein digitalesMedientechnik-Projektalsotatsächlichrechnen?SobalddigitaleObjektevorhandenodersehreinfachzuerstellensind,sobalddieEntwicklungsumgebungohnehochspezialisierteFachleuteauskommtundsichdreidimensionaleNavigations-undBedienungstechnikenallgemeinetablierthaben,dannseheichauch den Zeitpunkt für eine ausgeglichene Kosten-Nutzen-Rechnung, die eine Verbreitung dieserTechnologieinderMedientechnikzulässt.AngesichtsdesaktuellenfinanziellenInvestitionsbedarfsfürVR-ProjektewirddieserAufwandnichtohneGrundbishernurindenBereichenAkquiseundForschungbetrieben.KeinmittelständischesUnternehmenverfügtüberdieRessourcen,umsichdenzusätzlichenAufwandfürvirtuelleUmsetzungenzuleisten.NichteinmalderEinsatzvonCAD-ProgrammenistimMittelstand bislang eine Selbstverständlichkeit. Vielleicht kommen der Entwicklung andereTechnologien entgegen und Anwender werden künftig mit Smartphones 3D-Scans von Objektenmachen und diese digitalen Abbilder ohne größere umfangreiche Bearbeitung weiterverwendenkönnen.Virtual Reality ist bereits eine Hilfe in der Planung und wird es in Zukunft verstärkt sein. InMedientechnik-Projektenwird jedoch auchweiterhinmit CAD gearbeitet undMR-Technologie nurzaghafteingesetztwerden.VRundARfindenbereitsinvielenMedieninstallationenAnwendung:aufFestivals, bei Ausstellungen, in Form virtueller Drehorte und als Ausdrucksmittel in der Kunst. AlsWerkzeugezurProjektplanungoderUmsetzungwerdensiehingegennocheherselteneingesetzt.

Vorreiter im Umgang mit MR als Projekt-Tool sind Universitäten und Hochschulen, die teilsungewöhnlicheWegebeschreiten,umdasSpektrumdieserTechnologieauszuloten.StudentenundHochschulmitarbeiterzeigensichnochamehestenbereit,neueIdeenzuentwickelnundumzusetzen.

Heute werden bereits Teilschritte in virtuellen Umgebungen geplant, entworfen und vor allemdargestellt.Dieimmersive,dreidimensionaleDarstellungkannKundenundEntwicklerüberzeugen.BisheutesinddieGesamtkostenfürsolcheProjekteallerdingssehrhoch,trotzerschwinglicherPreisevonHard-undSoftware.Hauptgrund:Spezialisten,dieeinimmersivesRaumgefühlmiteinembedienbarenPrototyp,einemModellodereinerDarstellungkreieren,sindaufdemMarktbisherkaumverfügbar.DabeiwächstdererforderlicheGradanErfahrungundSpezialisierungmitderGrößederProjekteundderArtdervirtuellenAnwendungen.

94 6Konklusion

VordiesemHintergrundstelltsichfolgendeFrage:WärenKundenbereit,füreinMR-Projektzuzahlen,wenn sie damit Umsetzungen bereits in den ersten Entwicklungsschritten sehen könnten? DieAntwort,basierendaufmeinereigenenberuflichenErfahrung:Kundengehenwieselbstverständlichdavon aus, dass Optimierung und wunschgemäßes Ausarbeiten eines Projektes bereits im Preisenthaltensind.UnternehmenderMedientechnikrealisiereninderRegelnurTeilprojekteinnerhalbgrößererUmsetzungen.WoderdigitaleProzesseinenphysischenTeildesProjektesersetzt,bezahltderKundediesenProzessautomatischmit.WürdedagegenderdigitaleProzesslosgelöstundparallelbehandelt, würden sich meiner Ansicht nach nicht sehr viele Kunden auf ein solches Vorgeheneinlassen,daesausihrerSichtkeinenMehrwertliefert:MessestandoderTheaterwerdenamEndesowiesogebaut–egal,wie.Je nach Ausbildungslevel, technischem Sachverstand und Alter wird die neue Technik von ihrenAnwendern in unterschiedlichem Maß akzeptiert. Ältere Generationen von Technikern undMonteuren–gewissermaßendieVorgängerder„DigitalNatives“–tunsichoftschwer,neuedigitaleAnwendungen und Bedienkonzepte zu erlernen. Demgegenüber haben Fachspezialisten, die ihrWissen imZugedertechnischenEntwicklungohnehinständiganpassenmüssen, erfahrungsgemäßweniger Schwierigkeiten. Grundsätzlich gehen technikaffine Menschen vorurteilsfreier an neueTechnologienheranundweisendeshalbaucheinebessereLernkurveauf.DerGenerationswechselinderMedientechnikisteinlangsamerProzess:EtablierteTechnikfindetsolangeVerwendung,wieihrEinsatzmöglichist.Erstnachdem„Ableben“dervorhandenenTechnikwirdeineneueGenerationvonMaschineneingesetzt.DasBedürfnis,neueTechnikenzu lernen,entstehtdeshalb inderRegelerstdann,wennneueGeräteangeschafftwerden.Projektteilnehmer,KundenundMonteurekönnentheoretischvondieserTechnikprofitieren.WärenHard-undSoftwarekostenüberschaubaroderbefändesichdieTechnologiebereitsimUnternehmen,könntediesesinnvolleingesetztwerden.DieFrageistauchhier:WannfälltdieEntscheidung,sichvoneiner bestehenden und funktionierenden Vorgehensweise zugunsten eines neuen, ungewohntenVerfahrens zu verabschieden? Meine Prognose: Falls es überhaupt zu einem Einsatz von MR-Technologie kommt, wird diese nur langsam in bestimmte Verfahren und Prozesse eingearbeitetwerden.Wiederverwendbarkeit und digitales Recycling sind offene Fragen für die Zukunft. Lässt sich dieHaltbarkeit einesdigitalenAbbildesmitderHaltbarkeitdes realenObjektes vergleichen?KannmitdigitalenObjektenweitergearbeitetwerden,wenndasphysischePendantnichtmehrexistiert?Eventuellkommtesdochganzanders:DieMR-TechnologiefindetnichtdenWegindenMainstreamundwirdnichtdasnächste„großeDing“.DannwerdendieErfahrungenundErkenntnisseausdem

6Konklusion 95

EinsatzvonMixedRealitytrotzdembeidernächstenAnzeigen-,Display-undHologramm-GenerationeinegroßeHilfesein.Besonders problematisch ist derzeit noch immer die viel zu sperrige Hardware: Viele VR-Ausgabegerätesindeinfachzugroß,zuunhandlichundzukabelgebunden,umeffizientdamitarbeitenzukönnen. ImZeitraumdesEntstehensdieserMasterarbeitkamdaserstekabelloseHMDaufdenMarkt: dasHTCVive. Es gibt hier alsodurchausBewegungund Fortschritte. Zwar sindPixeldichte,AlltagstauglichkeitundEnergie-undAkkulaufzeitnochimmernichtausreichend,aberdieEntwicklungderHardwarezeigtbereitsErfolge.

DieSoftwarezumErstellenvonMR-ProjektenerfordertspezielleundsehrumfangreicheFachkenntnis.Ohne dieses Expertenwissen lassen sich nicht einmal die kleinsten MR-Realisierungen erstellen.Einfache Drag-and-Drop-Verfahren, um virtuelle Welten entstehen zu lassen, sind noch nichtvorhanden.

ExperteninterviewsundFachgesprächemitMedientechnikernlassenerkennen,dassdieTechnikmehralswillkommenwäre,aberderderzeitigeAufwandeinesVR-ProjektesdenProjektrahmendeutlichvergrößernwürde.EingrundlegendesVerständnisimManagementfürdieEinsatzmöglichkeitenderVR-TechnologieaußerhalbvonGaming,virtuellenStudiosoderKunstinstallationenmusssicherstnochentwickeln.

ErfahrungenausderIndustriedeutenaufVerbesserungenundverkürzteProjekteinderZukunfthin.DadurchließensichKostenundAufwandreduzieren,aberderanfänglicheMehraufwandschrecktab,ebensowiediegeringeErfahrungbeimUmsetzenvonProjektenmitHilfederMR-Technologie.

6.2 Ausblick

EinstetswiederholterWunschinGesprächenmitMedientechnik-ExpertenfürdieseMasterarbeitwares,währenddesAbrufensvonInformationendieHändefreizuhaben.DaswiederumwürdenichtnureinepraktikableDaten-bzw.AR-Brillevoraussetzen,sondernaucheinstimmigesBedienungskonzeptundApplikationsdesign.DerEinsatzvonAR-TechnologiezumAnzeigenvonInformationen,Mappingund Konfigurationseinstellungen per Pads oder Smartphones wurde seitens der Experten zwarebenfalls erwähnt, aber durch die händische Bedienung als nicht ausgereifte Lösung empfunden.TabletsundandereAnzeigemedienwerdenschonheuteeingesetztunderleichternbeispielweiseaufBaustelleneinenschnellenZugriffaufInformationen.

Für den Einsatz von MR-Technologien fehlt in der Medientechnik die Initialzündung, die denDurchbruchliefert,weilsieeinensichtbarenundgefühltenMehrwertdarstellt.

96 6Konklusion

Ich persönlich bin davonüberzeugt, dassMR-Technologie über ein enormes Potenzial verfügt, umProjektabläufe zu optimieren, wenn nicht gar grundlegend zu verändern. Der enorme Umfang anDarstellungsmöglichkeiten von Informationen als Grafik plus Schrift plus einer hochkomplexenInteraktivität könnte inder sehr visuell geprägtenWeltderMedientechnikweitreichende,positiveVeränderungenbringen.

Die Vorteile in Planung und Konzeption wurden in den vorangegangenen Kapiteln erwähnt, aberMethodenundProzesseinderKonzeption,Installation,ImplementierungundDokumentationmüssensich für eine Durchsetzung ebenfalls verändern. Dieser langsame Prozess kann nur durch neueBedürfnisseausgelöstwerden,diebishernichtvorhandensind.NachwievorkannauchohneMR-Technologie gebaut werden. Mit den kommenden Hard- und Software-Generationen kann MR-TechnologieabereventuellhinterdenKulissenderMedienbereitsEinzughalten.EswärenichtdasersteMal,dassBedürfnisseerstmitdemVorhandenseinderTechnikentstehen.

DasKonzepteinesdigitalenMessestandesmussmitdemBauunddemMonitoringdesMessestandesnichtbeendetsein.VorstellbarwärenbeispielsweisedigitaleMessen.WarumsolltemannichtmitdemvorhandenenModelldiephysischeMesseumeinedigitaleDimensionerweiternkönnen?WarumnichteinevirtuelleParallelweltzurphysischenPräsenzaufbauen?

VergrößernwirdieParameternochweiter,könnenwirdigitaleFestivalsbesuchenunderleben.EineneueEbenevonErfahrungenundEntertainmenterwartetuns.

A. Anlagen

A.1.Anlage1–Statistik„PhysischerAbsatzvonTonträgerninDeutschlandindenJahren2010bis2017“.TonbänderwerdeninderStatistiknichtmehraufgeführt,daTonbänder(außerimprofessionellenStudiobereich)nichtmehralsTonträgeraufdemMusikmarktvorhandensind.

98 6Konklusion

A.1.Anlage2–GesprächsnotizmitMedientechnik-ProfessionalsüberdenmöglichenEinsatzvonMR-TechnologieninderMedientechnik-Branche

GesprächspartnerwareneinProjektmanagerundeinBauleiterausdemBereichMedientechniksowieein Ingenieur und ein Musical-Spezialist. Sie sehen folgende Einsatzmöglichkeiten für die MR-Technologie:

• alsWerkzeugwieMaßstab,Lineal,Zollstock• zurSimulationvonOberflächenundStrukturen• zurFarbtonbestimmungundFarbsimulationaufOberflächenundUmgebungen• zumAnzeigenvonCAD-ObjektenundzumMappingvorOrt• zumAnzeigenvonAnleitungenzumAufbauenoderReparieren• zumAuslesenvonStrichcodesundZahlen,zurSchrifterkennungundfürDiktierfunktionen• imEventbereich:zumAbgleichvonGästelistenperAR-BrilleimlaufendenBetrieb• zumgenauenArbeitenanTrassen(EinhängenvonBeleuchtungundSound)• zumAnzeigenvonAbstrahlwinkelnundAufbaupunkte(Mapping)• fürdenTransportinklusiveAuf-undAbbauundalsUnterstützungfürmobileEvents(LKW

Tetris)• zumVergrößernundZoomen• zurNotendarstellungundfürTeleprompter-Funktionalitäten• zurKommunikation/AnweisungenimLife-BetriebbeiShows,TV,Eventsetc.

A.1.Anlage3–vonMedientechnikerngewünschteFunktionenderMR-Technologie

CAD-Unterstützung

VerwendungalsToolindirekterZusammenarbeitmitCAD-Anwendungen:Vorhandene CAD-Zeichnungen sollen visualisiert und möglicheRealisierungendirekt ineinemvirtuellenModellsimuliertundüberprüftwerden.

Entscheidungshilfe

Verwenden der virtuellen Umgebung als Simulationsraum, umUmgebungen und Situationen darzustellen: Farbe oder Struktur vonOberflächen können vorab simuliert werden und damit alsEntscheidungshilfedienen.

ZusatzinformationenAnzeigenvonZusatzinformationenwieGewicht,Größe,Befestigungsart,Anschlussmöglichkeiten,VoraussetzungenvorderInstallation.

Fehlerkontrolle/

Fehlervermeidung

PräventiveFehlervermeidungdurchvirtuelleDarstellungeinesBauplanesambenötigtenOrt:AnschlussplänewerdendirektwährendderArbeitamObjektangezeigt,wobeiZuordnungenundBelegungeneindeutigfarblichgekennzeichnetsind.

Trainings-undSchulungs-Möglichkeiten

Unterstütztes Lernen von zukünftigen Prozessen oderMethoden in VR-Umgebungen

PositionierungAnzeigen von Gerätepositionen; Abgleich mit schon vorhandenenmessbarenPunktenimRaum

Sicherheits-vorschriften

Anzeigen herrschender Sicherheitsvorschriften: Erdung von Anlagen;Vorkehrungen gegen Hitze oder Feuchtigkeit; Absicherung in der HöheoderbeistromführendenTeilen

KnowledgeBase/Anleitungen/

Dokumentation

Zugriff in VR- oder AR-Umgebungen auf Dokumentationen oderBauanleitungenvonGeräten

WerkzeugeFunktionen als Werkzeug: Wasserwaage, Maßstab, Lineal, Zollstock,Winkelmesser,LupenfunktionoderZoom

SimulatorFarbton-undLichtbestimmunginsimuliertenUmgebungen;DarstellenderUnterschiede mit Tages- und Kunstlicht sowie Lichtszenarien;SichtbarmachendesReflexionsgradeseingesetzterOberflächen

SecurityEventbereich: EingangsundEmpfangsbereich;Abgleich vonGästelisten;Gesichtserkennung

ÜbersetzungAR-Übersetzungen von Beschriftungen, Schriftzeichen, Formelzeichen;sprachlicheUnterstützungundÜbersetzungenunbekannterSchriften.

A.1.Anlage4–EintrittskarteArtScienceMuseum:FutureWorld

100 6Konklusion

A.1.Anlage5–FlyerPlanetariumHamburg+HAWHamburg:Equinox

Abkürzungsverzeichnis

2D–zweidimensional

3D–dreidimensional

AR–AugmentedReality

A/D–analog/digital

CAD–ComputerAidedDesign

CAVE–CaveAutomaticVirtualEnvironment

CPS-CyberPhysicalSystems

CD-ROM–CompactDiskRead-OnlyMemory

CES–ConsumerElectronicShow

DMU–DigitalMock-Up

DMX–DigitalMultiplex

DVD–DigitalVersatileDisc

EU–EuropeanUnion

FoH–FrontofHouse

HD–HighDefinition

HMD–Head-MountedDisplay

IoT–InternetofThings

IIoTIndustrialInternetofThings

IT–Informationstechnik

LCD–LiquidCrystalDisplay

LED–LightEmittingDiode

LUTS–LightUnitforTimesSquare

MR–MixedReality

OLED–OrganicLightEmittingDiode

SAR–SpatialAugmentedReality

VIVED–VirtualVisualEnvironmentDisplay

VP–VirtualPrototyping

VR–VirtualReality

WIMP–WindowsIconMenuPointer

102 6Konklusion

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Abbildungsverzeichnis

Abbildung1–KlubhausSt.Pauli.............................................................................................................8Abbildung2–Windows8PräsentationamTimeSquare.......................................................................9Abbildung3–FIESPGebäudemitderMedienfassadeinSãoPaulo.....................................................10Abbildung4–GoogleTrendsfürdieBegriffeVirtuelleRealitätundErweiterteRealität.....................12Abbildung5–GrafikMixedRealityContinuum(PaulMilgram,1994)..................................................14Abbildung6–StufenderWahrnehmung..............................................................................................16Abbildung7–IKEAPlace:AR-AnwendungaufeinemSmartphone......................................................17Abbildung8–DasVirtuelleStudiodesZDF..........................................................................................18Abbildung9–VRMultiplayerGaming..................................................................................................19Abbildung10–O.W.HolmesStereoskope...........................................................................................21Abbildung11–SensAblePHANTOMOmni...........................................................................................23Abbildung12–TeilsystemeeinesVR-Systems.....................................................................................25Abbildung13–BarcoTANHoloscreen.................................................................................................31Abbildung14–Tasten-Mapping...........................................................................................................33Abbildung15–AnwendungsfelderAR/VRbiszumJahr2025..............................................................36Abbildung16–UmwandlungsprozessCADzuVR.................................................................................37Abbildung17–UmsatzprognosefürVRbis2016.................................................................................46Abbildung18–SpeicherstadtDigitalApplikation.................................................................................48Abbildung19–SpaceExponatimSingaporeSienceArtMuseum.........................................................49Abbildung20–MetroVR-Store............................................................................................................50Abbildung21–Projektphasenmodelle.................................................................................................52Abbildung22–Datenträgerverteilungvon1980-2010.........................................................................53Abbildung23–ProjektphasennachKuster,HandbuchProjektmanagement......................................55Abbildung24–VR-WindradmodellmitKabelbindern..........................................................................56Abbildung25–InteraktiveProjektmanagementSW............................................................................60Abbildung26–AR-unterstützteAutomobilmontage............................................................................65Abbildung27–Equinox-FlyerderHAWundPlanetariumHamburg....................................................67Abbildung28–VirtuelleModelleimProduktzyklus.............................................................................70Abbildung29–KonzeptionellerAufbauMessestand...........................................................................71Abbildung30–BlockschaltbildMessestand.........................................................................................72Abbildung31–VirtuelleModelleinderInitiierung..............................................................................76Abbildung32–VirtuelleModelleinderVorstudie...............................................................................77Abbildung33–VirtuelleModelleinderKonzeption............................................................................78Abbildung34–VirtuelleModelleinderRealisierung...........................................................................80Abbildung35–AnordnungUntergruppen............................................................................................81

Abbildung36–MöglicheArbeitsgruppenfürdenMesseaufbau.........................................................82Abbildung37–DokumentationsmodellmitAblagesystemundDatenbank........................................85Abbildung38–VirtuelleModelleinderEinführung.............................................................................86Abbildung39–Trainings-Szenario........................................................................................................88Abbildung40–Monitoring-Szenario....................................................................................................88

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Tabellenverzeichnis

Tabelle1–SensorischesSystem(PhilipG.Zimbardo,2002,S.120)....................................................14Tabelle2–ArbeitsgruppenfürdenMessestand..................................................................................74Tabelle3–CharakteristikatemporärerInstallationen.........................................................................75Tabelle4–MöglicheEigenschaftendereinzelnenKonzeptions-Modelle............................................79Tabelle5–MöglicheSupervisingFunktionenfürdenMessestand......................................................84Tabelle6–MöglicheCommissioning-ArbeitsgruppenfürdenMessestand.........................................86

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VersicherungüberSelbstständigkeit

Hiermitversichere ich,dass ichdievorliegendeArbeit imSinnederPrüfungsordnungohne fremdeHilfeselbstständigverfasstundnurdieangegebenenHilfsmittelbenutzthabe.

Hamburg,18.03.2019 ThomasThiel-Hegmann

Ort,Datum Unterschrift

masterarbeit- rolle von interaktiver vr bei der planung ... · informationen haben sich im laufe...

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