Ralf Breining - Icido

ICIDO – Forschung und Entwicklung für
VR-Innovation
I see, I do. [ aisi: | aido: ]
Dipl.-Ing. Ralf Breining
ICIDO GmbH, 70565 Stuttgart (www.icido.de)

Inhalte
• Visual Decision Platform VDP – Basis für VR in Industrie und Forschung
• Überblick VDP
• Neues: IDO:Pointcloud, DesktopStereo, StereoVideo Ausleitung
• Zukünftiges: Kinematics, Global Illumination
• Use Cases – Fokusierung auf die Lösung von Aufgaben
• Software Development Kit – IDO:Develop
• Foschungsaktivitäten und –themen
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2010 Presentation

1. Visual Quality
2. IDO:Explore
3. IDO:Present
4. IDO:Behave
5. IDO:Package
6. IDO:Ergonomics
7. IDO:Flexibles
8. IDO:Pointcloud
9. IDO:Capture
10. IDO:Cooperate
11. IDO:DesktopStereo
12. IDO:Develop
VDP 2008 – die wichtigsten Module
• IDO:Connect for CATIA V5 VDP IDO:Connect for CATIA V4 VDP IDO:Connect for JT VDP IDO:Connect for cgr import IDO:Connect
Pro/Engineer (Pro/E 16 - Wildfire 2) Loader (*.prt) VDP IDO:Connect ACIS Modeller Format (*.sat) VDP IDO:Connect PLMXML-Loader
(*.plmxml) VDP IDO:Connect Solidworks IDO:Connect Maya (Import / Export) IDO:Connect FBX IDO:Connect Server VDP
• IDO:SpecialTrack
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1. Visual Quality
2. IDO:Explore
3. IDO:Present
4. IDO:Behave
5. IDO:Package
6. IDO:Ergonomics
7. IDO:Flexibles
8. IDO:Pointcloud
9. IDO:Capture
10. IDO:Cooperate
11. IDO:DesktopStereo
12. IDO:Develop
VDP 2008 – die wichtigsten Module
• NVIDIA NVSG Renderer supporting CgFx
• Enjoy seamless data exchange between Autodesk product family and ICIDO via FBX (Import) and Maya® (Im- and
Export)
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1. Visual Quality
2. IDO:Explore
3. IDO:Present
4. IDO:Behave
5. IDO:Package
6. IDO:Ergonomics
7. IDO:Flexibles
8. IDO:Pointcloud
9. IDO:Capture
10. IDO:Cooperate
VDP 2008
11. IDO:DesktopStereo
12. IDO:Develop
• New desktop based selection method and user defined group functionality for faster preparation
• Better performance through improved multi-core scalability
• 2D UI usability improvements
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1. Visual Quality
2. IDO:Explore
3. IDO:Present
4. IDO:Behave
5. IDO:Package
6. IDO:Ergonomics
7. IDO:Flexibles
8. IDO:Pointcloud
9. IDO:Capture
10. IDO:Cooperate
VDP 2008
11. IDO:DesktopStereo
12. IDO:Develop
• Create your presentation in advance
• Orchestrate freely variants, states, camera flights and animations on a timeline
• Document your presentation as video
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Definition of multiple tracks of several clips
VDP on one 2008 timeline. – IDO:Present
Supported clips:
VRML97 and IDO:Package animation data
(imported via IDO:Behave)
Camera flights (created via IDO:Behave)
Motion-recorded data (created via IDO:Behave)
Visibility of objects (created via IDO:Behave)
Cutplane
Marker
Measurement
Activation of individual VDP states
Simple Animation Authoring Interface
e.g. playback mode
Video-Export of tracks
Real-time generation of video content
Frame rate controlled generation of video
content
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1. Visual Quality
2. IDO:Explore
3. IDO:Present
4. IDO:Behave
5. IDO:Package
6. IDO:Ergonomics
7. IDO:Flexibles
8. IDO:Pointcloud
9. IDO:Capture
10. IDO:Cooperate
VDP 2008
11. IDO:DesktopStereo
12. IDO:Develop
• Simple motion recording of any scene interaction
• Create and import key-frame animations for enhanced behavioral realism
• Prepare camera flights etc.
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VDP 2008 – IDO:Behave
Import of VRML97 and IDO:Package
animation data
Motion and visibility recording as key-frame
values
Camera movement
User data geometry movements
Cutplane movement
Human model movement
Marker and measurement visibility
Animation via IDO:Capture
Desktop-based manipulation of animations
Start/stop/pause animation
Key-frame-based visualization of motion
paths
Keyframe-based change of position-,
orientation-, duration values
Mapping of object independent animation
information to scene objects
Activation of animation playback via
IDO:SpecialTrack
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1. Visual Quality
2. IDO:Explore
3. IDO:Present
4. IDO:Behave
5. IDO:Package
6. IDO:Ergonomics
7. IDO:Flexibles
8. IDO:Pointcloud
9. IDO:Capture
10. IDO:Cooperate
VDP 2008
11. IDO:DesktopStereo
12. IDO:Develop
• Complex constraint definition and handling (ranges, etc.)
• Assembly path visualization
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Constraint movement in reference to center
VDP of mass 2008 – IDO:Package
Possible online manipulation of reference
coordinate system (local, global, bounding box)
Define constraint limits (ranges)
Objects movement limited to translate / rotate
within specified range
Auto switch off constraint handling if actual
position exceeds range definition
Desktop-based manipulation of animations
Activate / Deactivate constraint handling
Global button to enable / disable constraint
handling
Constraint visualization
Translational ranges,
Rotational ranges
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1. Visual Quality
2. IDO:Explore
3. IDO:Present
4. IDO:Behave
5. IDO:Package
6. IDO:Ergonomics
7. IDO:Flexibles
8. IDO:Pointcloud
9. IDO:Capture
10. IDO:Cooperate
VDP 2008
11. IDO:DesktopStereo
12. IDO:Develop
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Inhalte
• Visual Decision Platform VDP – Basis für VR in Industrie und Forschung
• Überblick VDP
• Neues: IDO:Pointcloud, DesktopStereo, StereoVideo Ausleitung
• Zukünftiges: Kinematics, Global Illumination
• Use Cases – Fokusierung auf die Lösung von Aufgaben
• Software Development Kit – IDO:Develop
• Foschungsaktivitäten und –themen
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IDO:Pointcloud
• Visualisierung von 3D Scan-Daten
• Offene Datenbasis: XYZ RGB
• Kombination mit CAD Daten
• Nutzung im Kontext der VDP Module
• Die Einsatzgebiete von VR-Systemen im
Anlagenbau sind mittlerweile sehr vielfältig.
Beispielsweise: AS built /AS planned
• Die Frage nach dem „As-built“-Zustand einer Anlage
oder dem Abgleich zwischen „As planned“ zu „As
built“ wird für den industriellen Anlagenbau immer
wichtiger.
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3D Scan
Real

IDO:DesktopStereo
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Mobiler aktiv Stereo- Stereo-
Projektor
Einsatzgebiet:
• vom 21” StereoMonitor
• bis zum großen Stereofernseher
BILDDIAGONALE / Screen Ca. 1,70 m / ca. 1,50m x 0,85 m
SEITENVERHÄLTNIS 16:9
PROJEKTION 1920x1080 Pixels
TRENNVERFAHREN Aktiv Stereo
UMSPIEGELUNG intern
RECHNERTECHNIK Single PC ohne Tracking

Inhalte
• Visual Decision Platform VDP – Basis für VR in Industrie und Forschung
• Überblick VDP
• Neues: IDO:Pointcloud, DesktopStereo, StereoVideo Ausleitung
• Zukünftiges: Kinematics, Global Illumination
• Use Cases – Fokusierung auf die Lösung von Aufgaben
• Software Development Kit – IDO:Develop
• Foschungsaktivitäten und –themen
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• Definition
von Achsen
/ Gelenken
• Abhängigkei
ten der
Gelenke
IDO:Kinematics
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Global Illumination
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Inhalte
• Visual Decision Platform VDP – Basis für VR in Industrie und Forschung
• Überblick VDP
• Neues: IDO:Pointcloud, DesktopStereo, StereoVideo Ausleitung
• Zukünftiges: Kinematics, Global Illumination
• Use Cases – Fokusierung auf die Lösung von Aufgaben
• Software Development Kit – IDO:Develop
• Foschungsaktivitäten und –themen
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... für ein breites Spektrum von etablierten
Anwendungsszenarien
Variantenanalyse
SchnittstellenundKollisionsprüfung
Kabel- und
Leitungsverlegung
Erreichbarkeiten
HMI, Usability
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Ästhetische
Konzeptprüfung
Baubarkeit
Konstruktions-
Konstruktionsprüfung,Arbeitsvorbereitung
Sichtbarkeiten
und Sichtbehinderungen
Arbeitsplatzgestaltung
• Die Visual Decision Platform
unterstützt Tausende von
Meilensteinen, Gates und
Entscheidungen im Produktentwicklungsprozess
• Die Visual Decision Platform
erlaubt abteilungs- und
prozessübergreifendes
Arbeiten
• Die Visual Decision Platform
bedient ein breites Spektrum
von Kollaborations- und
Entscheidungsszenarien
• Ergebnisse:
• Stärkere Präsenz und
Bewußtsein für das Produkt
in der Organisation
• Bessere Zusammenarbeit
• Höhere Kapazität und
Belastbarkeit von
Entscheidungen

Bsp. Produktentwicklungsprozess PEP
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Baubarkeitsuntersuchung
Engineering Reviews
Ergonomische Konzeptprüfung
Interaktive Produktpräsentation
Public Relations
Service und Instandsetzung
Workflow Visualisierung
Generischer Produktentstehungsprozess (PEP)
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Konzept Entwurf Validierung Konstruktion Erprobung Fertigungsplanung
Ergonomische Konzeptprüfung
Baubarkeitsuntersuchung
Engineering Reviews
Interaktive Produktpräsentation
Public Relations
Service & Instandsetzung
Workflow Visualisierung
Fertigung Service

Virtuelle Begehungen
• Was bedeutet eine virtuelle Begehung:
• Planungsdaten, aus diversen 3D – CAD-Systemen oder
auch Scandaten in 3D werden in realer Größe vor den
Entscheidern mit einem ICIDO-System projiziert.
• Es entsteht ein realistischen Eindruck der Anlage und
ermöglicht eine virtuelle Begehung in vollem Umfang.
• Erstmals werden in einer 3D-Modellvisualisierung die
Abmessungen einfach und realistisch abschätzbar.
Das gesamte Projektteam taucht im Maßstab 1:1
in die Planungswelt ein, so dass die Beteiligten
den Eindruck gewinnen, sie befänden sich direkt
vor Ort.
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Realitätsnahe
Betrachtung des
aktuellen
Planungsstandes
Verbesserung der Montage
und Demontage
(Shutdown-, Hilfsmittel-,
Abstellungsplanung)
Einsatzgebiete: Virtuelle Begehungen
Varianten evaluieren
- As Built - As Planned
-Ergonomie Aspekte
Wartbarkeitsstudien
- Ergonomie
-Hilfsmittelplanungen
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Zugänglichkeitsuntersuchungen
- Behälterbergehungen
Vereinfachte
Dokumentationen
- in 3D Graphiken
Verkürzung von
Stillstandszeiten
- Schlauchverlegung für
Spülprozesse
Marketing und
Vertriebssprozese
- Entscheidungen
beeinflussen
- USP darstellen
Optimierte Transportund
Fluchtwegeplanung
Training
- Arbeitssicherheit
- Wartungsprozesse

Inhalte
• Visual Decision Platform VDP – Basis für VR in Industrie und Forschung
• Überblick VDP
• Neues: IDO:Pointcloud, DesktopStereo, StereoVideo Ausleitung
• Zukünftiges: Kinematics, Global Illumination
• Use Cases – Fokusierung auf die Lösung von Aufgaben
• Software Development Kit – IDO:Develop
• Foschungsaktivitäten und –themen
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Die Schulungen beinhalten
Schulungsablauf und -inhalte
• die live Präsentation, immersive und am Desktop, der gesamten Funktionalität einzelner Module anhand
Beispiele sowie
• Übungsaufgaben und – lösungen.
Das Schulungsmaterial beinhaltet
• Datensätze von IC.IDO für die Übungen, Folien und Handbücher
• Ausdrucke der Übungen
• Ausdrucke der Folien
Die Teilnehmer erhalten eine Teilnahmeurkunde für jeden Schulungsblock, an welchem sie
teilgenommen haben. Auf Basis dieser Urkunde kann eine Zertifizierung angestrebt werden.
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Ziele
Ziele der Ausbildungsinitiative
• Verbreiterung der Nutzung von Virtual Reality (VR) durch Nutzung
der VDP auf Desktop-Systemen
• Durchgängigkeit beim Einsatz von VR vom Desktop bis zur CAVE
schaffen
• Ausbildung der Studenten auf Basis der VDP
• Verstärkte Zusammenarbeit mit den Universitäten und
Hochschulen
• Push neuer VR-Anwendungen durch den „ICIDO Virtual Reality
Excellence Award“
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Leistungen von ICIDO im Rahmen der Ausbildungsinitiative
• Kostenfreie Ausbildungslizenzen für den Desktop an Lehrstühlen,
die VR lehren, von folgenden Modulen
•IDO:Explore
•IDO:Package
•IDO:Ergonomics
•IDO:Flexibles …
• Voraussetzung ist ein immersives VR-System mit mindestens einer
VDP-Lizenz
• Die Ausbildungslizenzen werden jeweils für 2 Semester ausgestellt
und danach entsprechend verlängert, sofern die Voraussetzungen
erfüllt bleiben
• Forschung und Lehre Rabatt von 50% auf alle anderen Module der
VDP
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IDO:Devlop: The Visual Decision Platform SDK
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VDP Develop Partnerschaft
Zielsetzung der VDP Develop Partnerschaft
• Bereitstellung einer Entwicklungsumgebung um Partnern die Erweiterung der VDP um
Schnittstellen, Funktionen und Add-Ons zu ermöglichen.
• Generierung eines VDP Ökosystems, dass eine
• massive Nutzung und Verbreitung der VDP in Industrie und Forschung schafft
• Gemeinsam mit Partnern Industrieprojekte (Piloten etc.) bearbeiten
Umfang IDO:Develop VDP
• Application Programming Interface [Header / Bibliotheken (Dynamic Link Libraries) /
Geometriedaten (Koordinatenkreuz, …) / Konfigurationsdateien]
• Dokumentation (Doxygen, PDF Manual, PPT)
• Tutorials (C++ Programmier Beispiele)
Leistungsmerkmale IDO:Develop VDP
• Renderer-Unabhängigkeit
• Unterstützung moderne Multi-Core-Prozessoren
• Verteilungsmechanismen für Clusterbetrieb
• Skalierbarkeit von Notebook bis zum Mehrwand-Projektionssystem
• Module für Datenimport und Export
• Rendering-Module
• Simulationsmodule
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1 May 2008

Schulungsunterlagen
VDP 2008
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Programmers Guide
1. IDO:Develop
2. Plugin-Interface
3. Referenzsystem + Szenengraph
4. Config-Management
5. Material-Handling
6. Event-Handling + Listener
7. Modul Manager
8. Extractor Interface
9. Multi-Threading
10. Dynamic Parameter
11. Collision Manager
12. Testsysteme

Dokumentation
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Function-references
(DoxyGen)
• Documented Functions
• Class - hierarchy
• Relations
• …

Tutorials
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Examples
Description of
Tutorial-Functions

Inhalte
• Visual Decision Platform VDP – Basis für VR in Industrie und Forschung
• Überblick VDP
• Neues: IDO:Pointcloud, DesktopStereo, StereoVideo Ausleitung
• Zukünftiges: Kinematics, Global Illumination
• Use Cases – Fokusierung auf die Lösung von Aufgaben
• Software Development Kit – IDO:Develop
• Foschungsaktivitäten und –themen
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Transferprojekt zum SFB 396
• Visualisierung von toleranz- und produktionsbedingten
Abweichungen
• Uni Erlangen, Daimler, ICIDO
• BMBF
•
ForLog
• Supraadaptive Logistiksysteme
• TU München, BMW, ICIDO, Metaio,
Schenker, RaySono, Zollner
• Bayrische Forschungsstiftung
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WiMoPlan
• Wissensbasierte Montageplanung in
virtueller Realität
• HS Mittweida,
camos, ICIDO, IMM Gruppe,
Hiersemann Prozessautomation,
SITEC Industrietechnologie GmbH,
Tisora Sondermaschinen GmbH,
Technologiepark Mittweida GmbH,
• Sächsisches Staatsministerium für
Wissenschaft und Kunst

ARVIKA
• Augmented-Reality-Technologien (AR) zur
Unterstützung von Arbeitsprozessen in Entwicklung,
Produktion und Service für komplexe technische
Produkte und Anlagen
• Airbus, EADS, Siemens, Volkswagen, BMW, Daimler,
Ford, Thyssenkrup
• BMBF
•
RealReflect
• The RealReflect project is an endeavour to increase the
realism of Virtual Reality technology to levels where it
can be used for meaningful qualitative reviews of virtual
prototypes and scenes.
• EU / IST
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CATER
• Enabling mass customization of
vehicles
Supporting personalisation of
products to the explicit & emotional
needs of clients
• Volvo, Fiat, Fraunhofer, UNISEL, …
• EU / IST

AVILUS - Angewandte Virtuelle
Technologien im Produkt- und
Produktionsmittellebenszyklus
ca. 45 mio € Projektvolumen
18 Unternehmen, inkl. 7 KMU,
u.a. aus den Branchen
Automobil, Flugzeug, Schiffbau,
Automatisierung und Optische
Industrie, sowie 11
Forschungspartner aus
Hochschulen und Instituten
AVILUS Projektstruktur
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Simulation und Rendering
Interaktion
In immersiven Systemen
Sowie in Vorstufen
VDP als SW-Plattform zur
Abstimmung / Integration der
Technologien
ICIDO Themen in AVILUS
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ICIDO Themen in Avilus
• Anwendungen aus Avilus TP 1.1 zielen direkt auf virtuelle Produktabsicherung
• VDP ist zentrale Integrationsplattform dieser Themen
• TP 1.1 ist Bestandteil der ICIDO-Strategie und damit zentraler Innovationsmotor der VDP
Visuelle Absicherung Funktionale Absicherung Flexible Bauteile
• • [2.2.06] [2.2.06] HDR-Rendering
HDR-Rendering • • [2.1.01] [2.1.01] Datenschnittstellen
Datenschnittstellen • • [2.2.02]Physikalische [2.2.02]Physikalische Simulation
Simulation
• [2.2.07] Tone-Mapping /
Farbkalibrierung
• [2.1.02] Datenaustausch /
Kollaboration
flexibler Bauteile
• [2.1.01]Datenschnittstellen
• [2.2.08] Spieglungen
• [2.2.01] Kollisionserkennung
• [2.2.09] Rendering großer
• [2.2.03] Physikalische Simulation
Datenmengen
starrer Bauteile
• [2.5.03] Erfassung von
• [2.2.04] Zusammenführung von
Beleuchtungsumgebung
Simulationsdaten
• [2.3.01] Motion Capture für
Ergonomieuntersuchungen
• [2.3.02] Trackingsysteme für hohe
Genauigkeit
• [2.4.01] Interaktionsmetapher
• [2.4.02] Einfache
Benutzerinteraktion
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Vielen Dank
Nichts bringt sie näher an die Realität als ICIDO
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Ralf.Breining@icido.de
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