Fraunhofer-Gesellschaft

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Verteilte Virtuelle Welten

Konzeption und Implementierung von Multiuser-Funktionalität in ein bestehendes Virtual Reality-Basissystem
 
: Beer, T.
: Roth, M.

Darmstadt, 2003, 52 pp.
Darmstadt, FH, Bachelor Thesis, 2003
German
Bachelor Thesis
Fraunhofer IGD ()
distributed virtual environment; Multi-User; Virtual reality (VR); collaboration network

Abstract
Verteilte virtuelle Welten erlauben ihren Benutzern Echtzeit-Interaktion, auch wenn Sie sich physisch an verschiedenen Orten befinden. Moderne Computerspiele vermitteln einen Eindruck von realistischer Visualisierung virtueller Umgebungen. Unter dem Aspekt der Verteilung hat der virtuelle Raum eine interessante Eigenschaft: Da dieser an sich nicht physisch existiert, ist auch seine Darstellung in Form von Computergraphik nicht an feste Orte gebunden. Durch Computernetze wird es möglich, ein und die selbe virtuelle Welt an verschiedenen physischen Orten darzustellen und zu betreten. So kann der Spezialist aus Tokyo mit dem Chef-Designer aus München kooperativ die Integration seiner Arbeit in ein gemeinsames Modell vornehmen.
Derzeitig vorhandene VR-Systeme sind für ihre jeweilige Anwendung spezialisiert. Die seit Jahren vom WEB3D-Konsortium angestrebte Standardisierung hat bis heute nur unzureichend stattgefunden. Letzter Stand sind das 3D-Dateiformat VRML sowie entsprechende VRML-Browser zum Anzeigen statischer und dynamischer 3D-Szenen (aus dem Jahr 1997). Diese Browser lassen nur unzureichende Interaktion innerhalb und zwischen den dargestellten Szenen zu. Mit dem Avalon-Projekt des ZGDV (Zentrum für graphische Datenverarbeitung) in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer IGD (Institut für graphische Datenverarbeitung) entsteht ein leistungsfähiges komponentenbasiertes System, mit dem man Anwendungen zur virtuellen Realität einfach modellieren und an übrige Umgebungen anpassen kann. Das Ziel dieser Arbeit ist die Konzeption und Implementierung weiterer Komponenten, auf denen verteilte Multiuser-Systeme aufgebaut werden können. Dazu wurden die vorhandenen Ansätze verteilter virtueller Welten mit ihren spezifischen Ausprägungen kurz skizziert: Beginnenden militärischen Anwendungen (SIMNET) folgten akademische und kommerzielle Systeme (z.B. DIVE). Versuche auf diese Art Internetkommunikation zu betreiben wurden von den Nutzern bislang nur wenig angenommen. Um im Umfeld verteilter interaktiver Systeme Erfahrungen zu sammeln, wurde im Vorfeld dieser Erweiterung des VR-Systems Avalon ein Kurzprojekt in Form eines verteilten 3D-Spiels (distributed 3D Pong) durchgeführt. Die im Anschluss daran entwickelte zusätzliche Avalon-Komponente erlaubt Netzwerk-Verbindungen von Szenen auf VRML-Ebene (remote Routes).

 

Disrtibuted virtual Worlds allow users to interact in realtime while actually beeing on physically distributed sites. Modern computer games are an example for the state of the art of realistic visualization of interactive virtual environments. Concerning the aspect of distribution the virtual space provides an interesting option: As the virtual space does not exist physically, it's representation as computer-generated images is not bound to any special physical place. Computer networks make it possible to visualize and enter the same virtual world at physically distant sites. Such systems make it possible to co-work on a common virtual prototype while preventing the need for a physical travel.
Existing VR-systems are highly specialized for special tasks. The proposed standarizations lead by the web3d-consortium have not proceeded far enough yet. Usable results are the VRML scene description language and appropriate VRML-browsers that are capable of displaying 3d-scenes. Those browsers lack interactivity with and between such scenes. The Avalon project, jointly developed by the ZGDV and the Fraunhofer IGD, provides a component based framework for rapid development of virtual/augmented/mixed reality applications with full integration of the VRML standard.
This thesis deals with the conception and implementation of additional components to this framework, providing a base for the development of distributed multiuser systems. Concepts of existing mulituser sytems have been described: Started as military applications (SIMNET) multiuser systems were developed for academic and commercial use (e.g. DIVE). Attempts of internet communication using virtual environments have not gained much user acceptance yet. To get a better idea of distributed interactive applications a multi user distributed 3d computer game was developed (distributed 3d pong) beforehand. The new components described and developed for the avalon VR system provide network connections between scenes at VRML-level using the concept of "remote routes" over networks.

: http://publica.fraunhofer.de/documents/N-33978.html