Demonstratoren (Maritime)

OceanView

Der Demonstrator nutzt einen Datensatz des Leibniz-Instituts für Ostseeforschung Warnemünde zur südlichen Ostsee und ermöglicht eine interaktive Visualisierung über einen beliebigen Web-Browser. Interaktionselemente unterstützen die freie Wahl der Blickposition, das Anspringen vordefinierter Viewpoints, die Änderung der Darstellungsparameter des Wassers sowie die Einstellung des Wasserpegels. Zudem können gewählte Visualisierungen als Bild abgelegt und wieder aufgerufen werden.

 Interaktive Visualisierung von 3D-Bathymetriedaten im Desktop-Browser

Durch die Nutzung von Webstandards wie HTLM5 und X3D bzw. WebGL kann der Demonstrator nicht nur auf Desktop-PC, sondern auch auf mobilen Plattformen wir Smartphones oder Tablet-PCs genutzt werden.

Interaktive Visualisierung von 3D-Bathymetriedaten auf dem Smartphone

 

VI:MAR:CON - The Virtual Maritime Interior Configurator

Mit dem virtuellen Schiffskonfigurator VI:MAR:CON können Schiffbauer zukünftig die Innengestaltung ihres Schiffes betrachten, bevor dieses überhaupt gebaut ist. Mittels VR-Technologien machen die Fraunhofer-Forscher ein 3D-Modell des zukünftigen Schiffes begehbar. Dort ist die komplette Inneneinrichtung eines Schiffes vom Stoffmuster der Stühle bis zu den Bodenbelägen realitätsnah nachgebildet. Dabei kommt ein sogenannter HDR-ABTF-Scanner zum Einsatz. Dieser scannt reale Materialien in Minuten bis auf das kleinste Detail und erzeugt daraus präzise virtuelle Abbilder. So sieht der Kunde bereits vor dem ersten Montageschritt die zukünftige Innengestaltung seines Schiffes und kann Änderungen veranlassen. Diese sind direkt im virtuellen Schiff umsetzbar.

Interaktive Schiffskonfiguration über die Multitouch-Anwendung VI:MAR:CON

 

Marine Visual Analytics

Über das generisch einsetzbare DataViZ-Tool der TU-Graz können prototypische Visual Analytics-Anwendungen erstellt werden. Das Tool ermöglicht den Zugriff auf Big Data-Quellen und kann diese über graphisch programmierbare Filter, Analyse-Funktionen, und Transformationen für eine interaktive graphische Darstellung aufbereiten. Die Demonstration nutzt Daten des Leibniz-Instituts für Ostseeforschung Warnemünde und zeigt, wie Visual-Analytics den Meeresforscher bei der Auswertung seiner umfangreichen Messdaten unterstützen können.

Auf dem DataViz-Toll der TU Graz basierender Demonstrator

 

SimLink-3D

Zur Umsetzung des Demonstrators wurde ein 3D-Modell in X3DOM mit einer Physics Engine für Web-Anwendungen gekoppelt. Hierzu wurde eine Schnittstelle entwickelt, die automatisiert ein physikalisches Modell basierend auf dem 3D-Modell ableitet. Dieser Prozess erfolgt in mehreren Phasen. In einem ersten Schritt erfolgt die Vorverarbeitung des 3D-Modells. Diese ist gekennzeichnet durch eine für die physikalische Simulation ausreichende Abstrahierung des 3D-Modells, indem beispielsweise nicht sichtbare Objekte entfernt werden und mehrere Objekte sinnvoll zu einem Objekt zusammengefasst werden. Darüber hinaus wird das 3D-Modell mit Metadaten angereichert. Zu den Metadaten gehört beispielsweise die Masse, die für die physikalische Simulation notwendig ist und im reinen Geometriemodell nicht enthalten ist. Im Anschluss daran erfolgt die Ableitung des physikalischen Modells, indem basierend auf dem 3D-Modell zunächst die einzelnen Objekte generiert werden, die in einem zweiten Schritt durch so genannte Constraints miteinander verknüpft werden. Schließlich steht für das 3D-Modell ein äquivalentes physikalisches Modell zur Verfügung, die permanent miteinander synchronisiert werden können, indem die durch die Physics Engine berechneten Bewegungsänderungen des physikalischen Modells kontinuierlich an das 3D-Modell übergeben werden.

Interaktiver Demonstrator einer Kinematiksimulation im Web-Browser

Die Anwendung kann im Browser geöffnet und ausgeführt werden. Zusätzlich zum 3D-Modell, das eine Davit-Anlange darstellt, steht im Browser eine GUI zur Steuerung des Modells zur Verfügung. Mit Hilfe der Steuerelemente können einwirkende Kräfte auf des 3D-Modell beeinflusst werden, die wiederum Auswirkungen auf die Bewegung des 3D-Modells haben. Somit kann die Davit-Anlage ausgefahren werden, um eine typische Bewegung, Rettungsboote ins Wasser zu lassen, zu simulieren.