DEMO TO GO

Austausch mit der Zivilgesellschaft

Demonstrationen sind wesentliche Elemente für den Transfer von Ideen und Technologien. Zielsetzung des Teilvorhabens DEMO TO GO ist die Entwicklung eines Demo-Konzeptes, das virtuelle Technologien wie Virtual Reality mit einbezieht. Diese können dann zum Beispiel Forschungsresultate aus den Anwendungsbereichen Smart Home, Smart Energy oder Smart Mobility an Kooperationspartner der Hochschule sowie weitere Interessenten kommunizieren. Die interaktiven und ortsunabhängigen Demos ermöglichen somit nicht nur die flexible Nutzung an verschiedenen Standorten der Hochschule, sondern auch Vor-Ort-Demonstrationen bei Unternehmen, in Schulen oder auf Messen.

Um die Nachhaltigkeit solcher Demos zu verstärken, werden Autorenwerkzeuge in Form von Software für das Demo-Konzept entwickelt. Mithilfe der Autorenwerkzeuge soll die Erstellung von VR-Demos nicht nur von Expertinnen und Experten sowie eingewiesenem Personal, sondern auch von jedem Forschenden selbst durchgeführt werden können. Dazu sollen Methoden aus dem Bereich der Serious Games genutzt werden, um Nutzerinnen und Nutzern ein motivierendes und unterhaltsames Demo-Erlebnis zu vermitteln. Die im Teilvorhaben entwickelten Demonstrationen sollen darüber hinaus auch in der Lehre Verwendung finden.

Wie eine solche Demonstration aus Nutzersicht aussehen kann, vermittelt das folgende Video:

Kurzes Video der Brennstoffzellen-Simulation

  • Erstellung von Demonstratoren, mit deren Hilfe ohne großen Vorbereitungsaufwand Forschungsresultate aus den Anwendungsbereichen Smart Home, Smart Energy und Smart Mobility demonstriert werden können
  • Realisierung von Demos mithilfe von Virtueller Realität als neuem Medium
  • Entwicklung eines Autorensystems (Visuelle Programmierumgebung) zur Unterstützung des Forschungspersonals bei der Erstellung von Virtual-Reality-Demos
  • Etablierung und Evaluation des Autorensystems in Forschung und Lehre
  • Erweiterung des Autorensystems und der Virtual-Reality-Demos um Elemente aus den Bereichen Serious Games und Gamification
  • Diffusion der Demo- und Autorenkonzepte sowie der Autorenwerkzeuge

Im Teilvorhaben DEMO TO GO werden verschiedenste Zielgruppen adressiert. Für Forscherinnen und Forscher sowie für Lehrende wird Software entwickelt, die mittels einer visuellen Programmierumgebung bei der Erstellung von Virtual Reality-Demos unterstützt und Elemente aus dem Bereich Serious Games implementiert.

Zum anderen wird durch die Virtual Reality-Demos selbst eine heterogene Zielgruppe angesprochen. Mit den Demos sollen Adressaten wie Experten aus Industrie oder Politik sowie Vertretern zivilgesellschaftlicher Gruppen aktuelle Forschungsergebnisse präsentiert und vermittelt werden.

Zudem werden die Demos Einsatz in der Lehre der Hochschule finden, womit auch Studierende verschiedener Fachbereiche mit den Virtual Reality-Demos in Kontakt kommen.

Prof. Dr. Ralf Dörner  I  Teilvorhabenleiter

E-mail: ralf.doerner(at)hs-rm.de

 

Robin Horst  I  Mitarbeiter

E-mail: robin.horst(at)hs-rm.de

 

Virtual Reality Nuggets

Der zentrale Ansatz, der vom Teilprojekt DEMO TO GO verfolgt wird, um virtuelle Techniken für Demos und deren Erstellung zu nutzen, nennt sich Virtual Reality Nuggets. Virtual Reality Nuggets (VR Nuggets) sind kleine und in sich geschlossene Virtual-Reality-Anwendungen, die in kurzen Virtual-Reality-Erlebnissen für Nutzerinnen und Nutzer resultieren. Die Anwendungsdauer eines einzelnen VR Nuggets beträgt in der Regel nur wenige Minuten – teilweise sogar weniger als 60 Sekunden.

VR Nuggets bauen konzeptuell auf dem Konzept der Learning Nuggets aus dem Bereich des Mikrolernens auf. Learning Nuggets verschiedener Medien können miteinander kombiniert werden. Eine Demo kann daher aus einer Kombination aus verschiedenen Learning und VR Nuggets bestehen, sodass das Medium Virtual Reality sich in bestehende Demos integrieren kann. Das Konzept der VR Nuggets wurde eigens im Teilprojekt DEMO TO GO entwickelt und findet sowohl in der Praxis als auch in der Forschung großen Anklang.

Anwendungsszenarien

In der Praxis wurden VR Nuggets bereits genutzt, um Demos in verschiedenen Anwendungsszenarien zu unterstützen. Beispielsweise wurde mithilfe von VR Nuggets des Typs „360°-Video“ eine Demo erstellt, in der ein hochschuleigenes Labor der Arbeitsgruppe Photonik vorgestellt wird. Virtual Reality war hier als Medium geeignet, da Demos aufgrund der Beschaffenheit der Geräte sowie Sicherheitsvorkehrungen nur vor Ort und nur in Kleinstgruppen durchgeführt werden können. Durch die Nutzung von Virtual Reality kann das Labor nun ortsunabhängig und ohne Sicherheitsbeschränkungen vorgestellt werden. Ein weiteres Beispiel ist die Erstellung einer Demo, in der VR Nuggets die Präsentation des Hochschullabors für Wasserstofftechnologie und Energiespeicher erweitern. Hier wurden einzelne Aspekte bezüglich der Funktionalität von Brennstoffzellen durch virtuelle Inhalte ersetzt und erweitert. Diese konnten vorher nicht gezeigt werden, da Brennstoffzellen während der Nutzung keine Einsicht in ihr Innenleben geben, was eine virtuelle Simulation jedoch erlaubt.

Verbreitung in der VR Community

Die Autorenprozesse und Werkzeuge, die im Teilprojekt DEMO TO GO entwickelt werden, um VR Nuggets zu erstellen, werden mit hohem Interesse verfolgt. So wurde das Team um DEMO TO GO bereits auf diverse wissenschaftliche Konferenzen auf der ganzen Welt eingeladen, um die vorläufigen Ergebnisse rund um das Konzept der VR Nuggets vorzustellen. Neben der Platzierung auf Konferenzen von namhaften Organisationen wie der Eurographics Association, der Gesellschaft für Informatik, der Association for Computing Machinery (ACM) und weiteren Institutionen wurde dem Team für seine Arbeit auch der Best-Paper Award von einem Komitee des Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) auf deren Konferenz für Engineering, Technology, and Education verliehen. Hiermit wird der Transfer mit Hilfe von VR weiterentwickelt, umgesetzt und anderen zugänglich gemacht.

Conference Proceedings:

  • Horst, R. and Dörner, R., “Opportunities for virtual and mixed reality knowledge demonstration,” in 2018 IEEE International Symposium on Mixed and Augmented Reality Adjunct (ISMAR-Adjunct), IEEE, 2018, pp. 381–385, isbn: 978-1-5386-7592-2. doi: 10.1109/ISMAR-Adjunct.2018.00110
  • Horst, R., Diez, S., and Dörner, R., “A 360° video virtual reality room demonstration,” in Advances in Visual Computing, Bebis, G., Boyle, R., Parvin, B., Koracin, D., Ushizima, D., Chai, S., Sueda, S., Lin, X., Lu, A., Thalmann, D., Wang, C., and Xu, P., Eds., Cham: Springer International Publishing, 2019, pp. 431–442, isbn: 978-3-030-33723-0
  • Horst, R., Diez, S., and Dörner, R., “Highlighting techniques for 360° video virtual reality and their immersive authoring,” in Advances in Visual Computing, Bebis, G., Boyle, R., Parvin, B., Koracin, D., Ushizima, D., Chai, S., Sueda, S., Lin, X., Lu, A., Thalmann, D., Wang, C., and Xu, P., Eds., Cham: Springer International Publishing, 2019, pp. 515–526, isbn: 978-3-030-33720-9
  • Horst, R., Naraghi-Taghi-Off, R., Diez, S., Uhmann, T., Müller, A., and Dörner, R., “Funplogs – a serious puzzle mini-game for learning fundamental programming principles using visual scripting,” in Advances in Visual Computing, Bebis, G., Boyle, R., Parvin, B., Koracin, D., Ushizima, D., Chai, S., Sueda, S., Lin, X., Lu, A., Thalmann, D., Wang, C., and Xu, P., Eds., Cham: Springer International Publishing, 2019, pp. 494–504, isbn: 978-3-030-33720-9
  • Horst, R. and Dörner, R., “Integration of bite-sized virtual reality applications into pattern-based knowledge demonstration,” in Proceedings of the 16th Workshop Virtual and Augmented Reality of the GI Group VR/AR, Gesellschaft für Informatik, Shaker Verlag, 2019, pp. 137–148, isbn: 978-3-8440-6887-0. doi: 10.2370/9783844068870
  • Horst, R., Degreif, A., Mathy, M., and Dörner, R., “Virtual Reality Callouts - Demonstrating Knowledge With Spatial-Related Textual Information,” in Computer Graphics and Visual Computing (CGVC), Vidal, F. P., Tam, G. K. L., and Roberts, J. C., Eds., The Eurographics Association, 2019, isbn: 978-3- 03868-096-3. doi: 10.2312/cgvc.20191252
  • Horst, R., Alberternst, S., Sutter, J., Slusallek, P., Kloos, U., and D¨orner, R., “Avatar2avatar: Augmenting the mutual visual communication between co-located real and virtual environments,” in VISIGRAPP 2019 : proceedings of the 14th International Joint Conference on Computer Vision, Imaging and Computer Graphics Theory and Applications : Prague, Czech Republic, February 25-27, 2019 - Vol 2. HUCAPP, Chessa, M., Ed., INSTICC, SciTePress, 2019, pp. 89–96, isbn: 978-989-758-354-4. 
  • Horst, R., Alberternst, S., Sutter, J., Slusallek, P., Kloos, U., and D¨orner, R., “A video-texture based approach for realistic avatars of co-located users in immersive virtual environments using low-cost hardware,” in VISIGRAPP 2019 : proceedings of the 14th International Joint Conference on Computer Vision, Imaging and Computer Graphics Theory and Applications : Prague, Czech Republic, February 25-27, 2019 - Vol 1. GRAPP, Cl`audio, A. P., Ed., SciTePress, 2019, pp. 209–216, isbn: 978-989-758-354-4.
  • Horst, R. and Dörner, R., “Virtual reality forge: Pattern-oriented authoring of virtual reality nuggets,” in 25th ACM Symposium on Virtual Reality Software and Technology, ser. VRST ’19, Parramatta, NSW, Australia: Association for Computing Machinery, 2019, isbn: 9781450370011. doi: 10.1145/3359996. 3364261. [Online]. Available: https://doi.org/10.1145/3359996.3364261
  • Horst, R. and Dörner, R., “Mining virtual reality nuggets: A pattern-based approach for creating virtual reality content based on microlearning methodology,” Proceedings of the IEEE International Conference on Teaching, Assessment and Learning for Engineering (IEEE TALE 2019), 2019
  • Horst, R., Rau, L., Dieter, L., Feller, M., Gaida, J., Leipe, A., Eversheim, J., Wirth, J., Bachmeier, J., Müller, J., Melcher, M., and Dörner, R., “Presenters in virtual reality in slideshow presentations,” in INFORMATIK 2020, Gesellschaft für Informatik, Bonn, 2020, to appear (8 pages)
  • Naraghi-Taghi-Off, R., Horst, R., and D örner, R., “Gamification mechanicsfor playful virtual reality authoring,” in Smart Tools and Apps for Graphics -Eurographics Italian Chapter Conference, The Eurographics Association, 2020, to appear (11 pages)

Journal Publications

  • Horst, R., Klonowski, F., Rau, L., and Dörner, R., “The shared view paradigm in asymmetric virtual reality setups,” i-com Journal of Interactive Media, vol. 19, no. 2, pp. 87–101, 2020. doi: https://doi.org/10.1515/icom-2020- 0006
  • Horst, R., Naraghi-Taghi-Off, R., Rau, L., and Dörner, R., “Bite-sized virtual reality learning applications: A pattern-based immersive authoring environment,” Journal of Universal Computer Science, vol. 26, no. 8, pp. 947–971, Aug.  28, 2020. doi: http://www.jucs.org/jucs_26_8/bite_sized_virtual_reality

(Stand Dezember 2020)