3D- & Virtual-Reality-Menschmodelle: VDC-Whitepaper

1,879 views
1,793 views

Published on

Überblick über Typen, Anwendungen und Nutzen von 3D- und Virtual-Reality-Menschmodellen, erstellt vom Virtual Dimension Center (VDC) in Fellbach

Published in: Technology
0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total views
1,879
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
2
Actions
Shares
0
Downloads
16
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

3D- & Virtual-Reality-Menschmodelle: VDC-Whitepaper

  1. 1. Whitepaper 3D-Menschmodelle Typen, Anwendungen, Nutzen von:www.vdc-fellbach.de info@vdc-fellbach.de Tel.: +49 (0) 711 58 53 09-0© Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. – Virtual Dimension Center VDC
  2. 2. Whitepaper 3D-Menschmodelle Vorstellung VDC Zielsetzung & Nutzen Beschreibungsdimensionen Anwendungsgebiete Digitalisierung Anwendungsklassen Inhalt  Anwendungsklassen 3D-Menschmodelle  Zielsetzung und Nutzen 3D-Menschmodelle  Beschreibungsdimensionen  Anwendungsgebiete  Aufnahme, Digitalisierungwww.vdc-fellbach.de info@vdc-fellbach.de Tel.: +49 (0) 711 58 53 09-0© Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. – Virtual Dimension Center VDC
  3. 3. Whitepaper 3D-Menschmodelle Anwendungsklassen Vorstellung VDC Zielsetzung & Nutzen Beschreibungsdimensionen Anwendungsgebiete Digitalisierung Anwendungsklassen Anwendungsklassen 3D-Menschmodelle  Digitaler Entwurf und Test von (technischen) Systemen für Benutzung durch Menschen (Beispiele: Bedienbarkeit, Erreichbarkeit, Sichtbarkeit, Komfort, Sicherheit, Schutz, Crash, Orthetik, Prothetik)  Digitaler Entwurf und Test technischer Systeme unter Berücksichtigung der Anwesenheit von Menschen: Mensch als physische Einflussgröße etwa in Simulationsmodellen (Beispiele: Crash, Luftströmung Cockpit, Schwingungsanalyse Sitz)  Physikalische Simulation von Körperfunktionen (Beispiele: Kräfte, Strömung)  Entwurf, Test, Training von Abläufen unter Einbeziehung weiterer Akteure/Avatare (Beispiele: Trainingsumgebungen Militär, Noteinsatz-Simulatoren)  Training und Ausbildung am digitalen Menschen (Beispiel: Chirurgie)  Virtueller Mensch als Trainer zur Verbesserung Wissenstransfer  Medien, Entertainment, Infotainment, Tele-Konferenzenwww.vdc-fellbach.de info@vdc-fellbach.de Tel.: +49 (0) 711 58 53 09-0© Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. – Virtual Dimension Center VDC
  4. 4. Whitepaper 3D-Menschmodelle Vorstellung VDC Zielsetzung und Nutzen Zielsetzung & Nutzen Beschreibungsdimensionen Anwendungsgebiete Digitalisierung Anwendungsklassen Zielsetzung und Nutzen 3D-Menschmodelle  Vermeidung (Unfall-/Lebens-)Gefahr  im Systementwurf Betrachtung vieler Altersklassen, Perzentile, Somatotypen: Absicherung Produktfunktionalität für großen Bevölkerungsteil erzielbar  objektive, wiederholbare Aussagen zu Komfort  aussagekräftige Simulationsergebnisse (Physik) tw. nur unter Berücksichtigung Menschmodell möglich  realistische aber risikofreie militärische und medizinische Simulatoren: besserer Trainingseffekt  Diagnoseunterstützung  Simulationsumgebungen mit Avataren mittelfristig kostengünstiger als Feldübungen; unabhängig von Störeinflüssen (wie Wetter)  Steigerung Unterhaltungswert, Verbesserung Transferwww.vdc-fellbach.de info@vdc-fellbach.de Tel.: +49 (0) 711 58 53 09-0© Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. – Virtual Dimension Center VDC
  5. 5. Whitepaper 3D-Menschmodelle Vorstellung VDC Zielsetzung & Nutzen Beschreibungsdimensionen Beschreibungsdimensionen Anwendungsgebiete Digitalisierung Anwendungsklassen Beschreibungsdimensionen 3D-Menschmodelle Menschmodell Funktionale Darstellung und Zeitbezogene Autonomie Individualität Sicht Visualisierung Sicht Animation, Grad der Rollen-Anthropometrie Biomechanik Physiologie Kognition Sprache Emotionalität Detailgrad Ausgabesystem Manipulation Autonomie beschreibung Umsetzbarkeits- Körper- Dynamische Desktop- Bewegungs- Ganzkörper- temperatur- Wahrnehmen Spracheingabe Emotions- basierte Keyframing Proaktivität Konversation bewertung analysen modell analysen zustände 3D-Darstellung Haltungs- Immersive VR Parametrisierte Kraftanalysen Problemlösen Sprachausgabe Gesichtsmodell Reaktivität Präsentation analysen (graphisch) Animation Komfort- Belastungs- Inverse Entscheiden Kleidermodell Haptik Robustheit Assistenz analysen analysen Kinematik Erreichbarkeits- Motion Unfall Lernen Haarmodell Adaptivität Pädagogik analysen Capturing Anatomische Gesichts- Kulturelle Sichtanalysen Analysen Kognition Modelle animation Aspekte Lippensynchrone Sprechanimation Sozialitätwww.vdc-fellbach.de info@vdc-fellbach.de Tel.: +49 (0) 711 58 53 09-0© Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. – Virtual Dimension Center VDC
  6. 6. Whitepaper 3D-Menschmodelle Vorstellung VDC Zielsetzung & Nutzen Beschreibungsdimensionen Anwendungsgebiete Anwendungsgebiete Digitalisierung Anwendungsklassen Anwendungsfelder  Engineering: Entwurf Arbeitsplätze, Cockpit, Arbeitsabläufe, Werkzeuge, Sportgeräte, (Schutz-)Kleidung  Verteidigung: Training, Gefechtsfeld-Simulation  Medizin: Training Chirurgie, Entwurf Implantat mit CT-Daten, Simulation als Diagnoseunterstützung  Fashion Design  Unterhaltung: Spiele, Film  Ausbildung: digitale Trainer Anwendungsbereiche für digitale Menschmodelle [Badler, Norman (1997): Virtual Humans for Animation, Ergonomics, and Simulation. Los Alamitos, Calif.: IEEE Computer Societywww.vdc-fellbach.de info@vdc-fellbach.de Tel.: +49 (0) 711 58 53 09-0© Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. – Virtual Dimension Center VDC
  7. 7. Whitepaper 3D-Menschmodelle Vorstellung VDC Zielsetzung & Nutzen Beschreibungsdimensionen Anwendungsgebiete Anwendungsgebiete Digitalisierung Anwendungsklassen Anthropometrische Modelle  Komfort- und Erreichbarkeitsanalysen  Sichtbarkeitsanalysen  Kollisionsüberprüfungen (etwa im Fahrzeugbereich) Jack (Siemens PLM)  Realitätsnahe Bewegungssimulation  Anthropometrie-Datenbank zur statistischen Körperformdimensionierung  Automatische, statisch fundierte Generierung von Körpertypen, die auf Angabe drei bestimmter Maße basiert  Skelett mit Knochen und Gelenken IDO:Ergonomics (ICIDO) (Kinematiken), Winkelbeschränkungen RTT Ramsis (RTT)www.vdc-fellbach.de info@vdc-fellbach.de Tel.: +49 (0) 711 58 53 09-0© Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. – Virtual Dimension Center VDC
  8. 8. Whitepaper 3D-Menschmodelle Vorstellung VDC Zielsetzung & Nutzen Beschreibungsdimensionen Anwendungsgebiete Anwendungsgebiete Digitalisierung Anwendungsklassen Anthropometrische Modelle  Fashion Design  Virtual Prototyping von Fashion, Evaluation Styling  Generierung Schnittmuster Fashion Visualisierung (RTT) Fashion Visualisierung (Wurzel-Medien)www.vdc-fellbach.de info@vdc-fellbach.de Tel.: +49 (0) 711 58 53 09-0© Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. – Virtual Dimension Center VDC
  9. 9. Whitepaper 3D-Menschmodelle Vorstellung VDC Zielsetzung & Nutzen Beschreibungsdimensionen Anwendungsgebiete Anwendungsgebiete Digitalisierung Anwendungsklassen Biomechanikmodelle  Digitale Atlanten und Analyse CT- und MRT-Daten  räumliche Darstellung menschlicher Anatomie DigiHom für die Ausbildung (Fraunhofer IPA)  CT- und MRT-Daten ebenfalls immersiv darstellbar  räumliches Arbeiten (Navigation, Schnitte) möglich Google Body Browser (Google)www.vdc-fellbach.de info@vdc-fellbach.de Tel.: +49 (0) 711 58 53 09-0© Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. – Virtual Dimension Center VDC
  10. 10. Whitepaper 3D-Menschmodelle Vorstellung VDC Zielsetzung & Nutzen Beschreibungsdimensionen Anwendungsgebiete Anwendungsgebiete Digitalisierung Anwendungsklassen Biomechanikmodelle  Analyse des menschlichen Bewegungsapparats  Muskel- und Gelenkkräfte  Elastische Energie in Sehnen  Muskelaktivität  Entwicklung von Prothesen und Implantaten  Ergonomische Untersuchungen  Bewegungsanalysen im Sportbereich  Rehabilitation Menschlicher Bewegungsapparat (AnyBody)www.vdc-fellbach.de info@vdc-fellbach.de Tel.: +49 (0) 711 58 53 09-0© Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. – Virtual Dimension Center VDC
  11. 11. Whitepaper 3D-Menschmodelle Vorstellung VDC Zielsetzung & Nutzen Beschreibungsdimensionen Anwendungsgebiete Anwendungsgebiete Digitalisierung Anwendungsklassen Biomechanikmodelle  graphische und haptische Darstellung invasiver Eingriffe mit zugehöriger Gerätetechnik (Endoskope, Laparoskope, …) zur Ausbildung Laparoskop--Simulator Endoskop--Simulator Virtuelle Operation mit der dazugehörigen haptischen Schnittstelle (The Medical News (2010): http://www.thaimedicalnews.com)www.vdc-fellbach.de info@vdc-fellbach.de Tel.: +49 (0) 711 58 53 09-0© Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. – Virtual Dimension Center VDC
  12. 12. Whitepaper 3D-Menschmodelle Vorstellung VDC Zielsetzung & Nutzen Beschreibungsdimensionen Anwendungsgebiete Anwendungsgebiete Digitalisierung Anwendungsklassen Physiksimulationsmodelle  Analyse von Strömungs- und Struktursimulationsergebnissen  räumliche Darstellung und Interaktion für die Analyse von Simulationsergebnissen Strömungssimulation Aneurisma (Visenso)www.vdc-fellbach.de info@vdc-fellbach.de Tel.: +49 (0) 711 58 53 09-0© Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. – Virtual Dimension Center VDC
  13. 13. Whitepaper 3D-Menschmodelle Vorstellung VDC Zielsetzung & Nutzen Beschreibungsdimensionen Anwendungsgebiete Anwendungsgebiete Digitalisierung Anwendungsklassen Physiksimulationsmodelle  Belastungsrechnung für Implantate auf der Basis FEM und MKS  Produkt AnyBody: Kinematik der Wirbel festlegen  Produkt ANSYS: FEM-Analyse (Belastung, Festigkeit) des Wirbel-Implantats auf der Basis der Wirbel-Kinematik Implantatberechnung (CADFEM, Anybody)www.vdc-fellbach.de info@vdc-fellbach.de Tel.: +49 (0) 711 58 53 09-0© Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. – Virtual Dimension Center VDC
  14. 14. Whitepaper 3D-Menschmodelle Vorstellung VDC Zielsetzung & Nutzen Beschreibungsdimensionen Anwendungsgebiete Anwendungsgebiete Digitalisierung Anwendungsklassen Avatare  Digitale Trainer  Multimodale Kommunikation: Sprechen, Gestikulieren, Zeigen gleichzeitig Assistent Steve erläutert, was zu tun ist (University of Southern California )www.vdc-fellbach.de info@vdc-fellbach.de Tel.: +49 (0) 711 58 53 09-0© Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. – Virtual Dimension Center VDC
  15. 15. Whitepaper 3D-Menschmodelle Vorstellung VDC Zielsetzung & Nutzen Beschreibungsdimensionen Anwendungsgebiete Anwendungsgebiete Digitalisierung Anwendungsklassen Avatare  Einsatz von Menschmodellen als eigenständige Akteure  Erstellung parametrischer Bewegungen  Modelle fest programmiert oder Verhaltens-basiert  Spezielle Modellier- und Spezialisierte Software: Poser (li.) und MakeHuman (re.) (POSER - Complete 3D Figure Design & Animation http://poser.smithmicro.com/poser.html , Animationswerkzeuge, MAKEHUMAN - Open Source Tool for making 3D charakters, http://www.makehuman.org) Animations-Bibliotheken  Verarbeitung Motion-Capturing-Daten  Zusatz-PlugIns (etwa Stoffsimulation)  Morphing (etwa für Gesichtsanimation)  Haarsimulation Virtuelle Schauspielerin aus dem Spiel „Heavy Rain“ [Heavy Rain - Playstation 3 (2010), http://www.heavyrainps3.com]www.vdc-fellbach.de info@vdc-fellbach.de Tel.: +49 (0) 711 58 53 09-0© Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. – Virtual Dimension Center VDC
  16. 16. Whitepaper 3D-Menschmodelle Vorstellung VDC Zielsetzung & Nutzen Beschreibungsdimensionen Anwendungsgebiete Anwendungsgebiete Digitalisierung Anwendungsklassen Avatare  Bereitstellung von Handlungsszenarien Learn2work der Fa. Korion  Nachstellen von Produktionsszenarien: Mitarbeiterführung, Entlohnungssysteme  Schulung, Team-Training, Einsatzplanung, : Team-Training, Überprüfen von Abläufen, Virtuelle Unfallübungen, Üben des Einsatzes ADMS der Fa. ETC  Nachstellen von Katastrophenszenarien, Simulation, Florida/USA Rekonstruktion von Abläufen in Zusammenhang mit Katastrophen und den anschließenden Rettungsmaßnahmen  Abnahme von Bauwerken und Anlagen: Überprüfung hinsichtlich der Eignung zur Evakuierung, zur Isolation eines Störfalls XVR der Fa. E-Semble, Niederlandewww.vdc-fellbach.de info@vdc-fellbach.de Tel.: +49 (0) 711 58 53 09-0© Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. – Virtual Dimension Center VDC
  17. 17. Whitepaper 3D-Menschmodelle Vorstellung VDC Zielsetzung & Nutzen Beschreibungsdimensionen Anwendungsgebiete Digitalisierung Digitalisierung Anwendungsklassen Aufnahme, Digitalisierung  länderweite Reihenmessungen (z.B. iSize)  Body Scanner: Oberflächenmodell  Computer-Tomographie (CT): v.a. Knochen  Magnetresonanztomographie (MRT): v.a. Gewebe und Organe 3D Bodyscanner (Vitus)  Kraft-Momenten-Sensoren CT-Daten (Wikipedia) Aufnahme Kraft-Weg-Verlauf (hier noch mittels Tierpräparat) Quelle: TU Münchenwww.vdc-fellbach.de info@vdc-fellbach.de Tel.: +49 (0) 711 58 53 09-0© Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. – Virtual Dimension Center VDC
  18. 18. Whitepaper 3D-Menschmodelle Vorstellung VDC Zielsetzung & Nutzen Beschreibungsdimensionen Anwendungsgebiete Digitalisierung Digitalisierung Anwendungsklassen Aufnahme, Digitalisierung Motion Capturing  Aufnahme der Positionen von Gliedmaßen und Gelenken  Übertrag auf Avatar  echtzeitfähig  hoher Realismus der Bewegungen Motion Capturing optisch, magnetisch, mechanisch und gyroskopisch [Tümmler, Jörn (2007): Avatare in Echtzeitsimulationen. Dissertation, Kassel University Press GmbH, Kassel]  optisch, elektromagnetisch, mechanisch, gyroskopischwww.vdc-fellbach.de info@vdc-fellbach.de Tel.: +49 (0) 711 58 53 09-0© Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. – Virtual Dimension Center VDC
  19. 19. Whitepaper 3D-Menschmodelle Vorstellung VDC Zielsetzung & Nutzen Beschreibungsdimensionen Anwendungsgebiete Digitalisierung Digitalisierung Anwendungsklassen Literatur  Brechter, Matthias: Entwicklung einer Auswahlsystematik für digitale Menschmodelle. Masterthesis, Hochschule Reutlingen, 2010  Badler, Norman (1997): Virtual Humans for Animation, Ergonomics, and Simulation. Los Alamitos, Calif.: IEEE Computer Society  Bubb, Heiner: A Scientific perspective of digital human models: past, present, and future. In: Duffy, Vincent; R aton, Boca: Handbook of Digital Human Modelling.CRC Press, 2009  Jens Mühlstedt, Hans Kaußler und Birgit Spanner-Ulme: Programme in Menschengestalt: Digitale Menschmodelle für CAx- und PLM-Systeme. The Software Incarnate: Digital Human Models for CAx- and PLMSystems. In: Zeitschrift für Arbeitswissenschaft, 2/2008 Organisationen  Global Human Body Models Consortium, www.ghbmc.com  SAE G-13 Committee on Digital Human Modelling Technology http://www.sae.org/standardsdev/aerospace/g13.htm  IEA Technical Committee on Human Simulation and Virtual Environments (TC HSVE), http://www.iea.cc/02_about/Technical%20Committees/Human%20Simulation%20and%20Virtual%20Environ ments.html  International Society for Human Simulation http://www.societyhumansimulation.org/www.vdc-fellbach.de info@vdc-fellbach.de Tel.: +49 (0) 711 58 53 09-0© Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. – Virtual Dimension Center VDC
  20. 20. Whitepaper 3D-Menschmodelle Vorstellung VDC Zielsetzung & Nutzen Beschreibungsdimensionen Anwendungsgebiete Digitalisierung Digitalisierung Anwendungsklassen Normen, Richtlinien, Ausschüsse  ISO 7250 Anthropometrie /Wesentliche Maße des menschlichen Körpers für die technische Gestaltung  ISO 15535 General requirements for establishing anthropometric databases  ISO 15536-1/-2 Ergonomics - Computer manikins and body templates  ISO 13407 Benutzer-orientierte Gestaltung interaktiver Systeme  ISO 20685 3-D scanning methodologies for internationally compatible anthropometric databases  ISO/IEC 19774 Information technology - Computer graphics and image processing – Humanoid Animation (H-Anim)  DIN EN 547-1/3 Körpermaße des Menschen  VDI 3633-6 Simulation - Abbildung des Personals in Simulationsmodellen  VDI 4499 Part 4 Features and Limitations of Human Models, German Guidelinewww.vdc-fellbach.de info@vdc-fellbach.de Tel.: +49 (0) 711 58 53 09-0© Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. – Virtual Dimension Center VDC
  21. 21. Whitepaper 3D-Menschmodelle Vorstellung VDC Zielsetzung & Nutzen Beschreibungsdimensionen Anwendungsgebiete Digitalisierung Digitalisierung Anwendungsklassen Mitglieder im Themawww.vdc-fellbach.de info@vdc-fellbach.de Tel.: +49 (0) 711 58 53 09-0© Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. – Virtual Dimension Center VDC
  22. 22. Das Thema interessiert Sie und Sie suchen nach Umsetzungspartnern? Sprechen Sie mit uns. VDC. Netzwerk für Virtual Engineering. Virtual Dimension Center (VDC) Auberlenstr. 13 70736 Fellbach Tel.: 0711 / 58 53 09-0 info@vdc-fellbach.de www.vdc-fellbach.dewww.vdc-fellbach.de info@vdc-fellbach.de Tel.: +49 (0) 711 58 53 09-0© Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. – Virtual Dimension Center VDC

×