Faktoren für Präsenz in virtueller Architektur

HOLGER REGENBRECHT, BAUHAUS-UNIVERSITÄT WEIMAR, 1999
FAKTOREN FÜR PRÄSENZ IN VIRTUELLER ARCHITEKTUR GEGENSTAND
Das grundlegende Zusammenwirken der beteiligten Komponenten an einem
VR-System verdeutlicht Abbildung 1.1.
Abb� 1�1: Zusammenwirken der Komponenten eines immersiven VR-Systems
Der VR-Computer bildet das Kernstück des gesamten Systems. Auf ihm wird das
VR-Programm (die Applikation) ausgeführt und das VR-Modell (die virtuelle Umgebung)
verwaltet. Über die Eingabegeräte (i.d.R. Tracker) werden die Positionen
und Orientierungen von Objekten im realen Raum, insb. des Kopfes des Nutzers an
den VR-Computer übermittelt. Dieser nutzt diese Daten zur Auswertung im VR-
Programm und stellt dann auf den Ausgabegeräten das Ergebnis der Berechnungen
dar, hier insb. eine perspektivische Abbildung des Modells auf einem sogenannten
Display.
1.2.1.1 VR-Computer
Ein typischer VR-Computer zeichnet sich durch folgende wesentliche Eigenschaften
aus:
a) extrem schnelle Grafikgenerierung
b) hoher Gesamtdurchsatz in der Berechnung (number crunching performance)
c) schnelle und zuverlässige Schnittstellen zu externen Geräten
d) großer Arbeitsspeicher, der in der Lage ist, das Programm und das Modell aufzunehmen
Die Notwendigkeit dieser Eigenschaften wird deutlich, wenn man den Prozeß der
Generierung der entsprechenden Sichten auf das Modell für den Nutzer betrachtet.
Über serielle oder Netzwerkschnittstellen werden dem Programm die Position und
Orientierung des Kopfes des Nutzers übermittelt. Diese setzen sich aus drei Orts- (x,
y, z) und drei Richtungskomponenten (Azimuth, Höhenwinkel, Neigung) zusammen,
man spricht hier von sechs Freiheitsgraden oder 6DOF (six degrees of freedom).
Diese 6DOF-Daten werden nun vom Programm benutzt, um eine perspektivische,
gerenderte Sicht auf das Modell zu erzeugen. Diese Sicht (ein zweidimensionales
Abbild) muß danach über die Grafikeinheit des Computers auf das Ausgabegerät
übertragen werden. Dieser gesamte Prozeß (6DOF-Ermittlung, Berechnung der
Sicht, Ausgabe) läuft in einer Endlosschleife (loop) während des gesamten Programmablaufs,
also während des gesamten Aufenthaltes des Nutzers in der virtuellen Umgebung.
Die Zeit, die für einen Zyklus zur Verfügung steht, ergibt sich aus der gewünschten
(bzw. möglichen) Bildwiederholrate (Bilder pro Sekunde, frames per second
18