Rechnerverbund für virtuellen Wissensraum
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Unified Collaboration – Arbeiten mit virtuellen Wissensräumen. In vielen Bereichen wissenschaftlicher Forschung spielen die Erzeugung, Analyse und Präsentation von Bewegtbild eine entscheidende Rolle. Allerdings stellt die geringe Auflösung klassischer Videokomponenten Forschende vor erhebliche Herausforderungen. Entweder nehmen sie eine geringere Auflösung in Kauf, die zwangsläufig mit einem Qualitätsverlust in Bezug auf die Auswertungsmöglichkeiten verbunden ist. Oder sie müssen auf teure Speziallösungen ausweichen, die aber spezielles Wissen zur Nutzung erfordern und nicht durchgängig in verschiedenen Settings zur Verfügung stehen. Medienbrüche beim Übergang vom Labor zur Standardhardware am Arbeitsplatz sind vorprogrammiert und bringen sowohl Einschränkungen hinsichtlich der Bearbeitbarkeit als auch hinsichtlich der Präsentation und Verbreitung mit sich. Neben der Auflösung und Bereitstellung von hoch auflösendem Video stellt die Frage nach adäquaten computergestützten kooperativen Forschungsprozessen ein wichtiges Forschungsfeld dar, das erschlossen werden sollte. So müssen Videoströme in die alltägliche Arbeitsumgebung von Forschenden integriert werden. Da Forschungsaktivitäten vielfältig mit kooperativen und kommunikativen Prozessen verwoben sind, reicht es nicht aus, isolierte Aufzeichnungs-, Speicher- und Abspielsysteme zu installieren. Vielmehr geht es darum, Videosequenzen zugänglich zu machen und sie verteilt zu bearbeiten. Dazu sind virtuelle Arbeitsräume erforderlich, die es gestatten, Videoströme abzuspielen, sie zu annotieren, alternative Szenenfolgen zu erstellen (z. B. von einer Visualisierung mit unterschiedlichen Parametern) und diese vergleichend gegenüberzustellen. Eine entscheidende Frage ist dabei, wie jeweils Videosequenzen unabhängig von ihrer Quelle mit anderen Daten so verknüpft werden können, dass die entstehenden Aggregate über einen langen Zeitraum verteilt bearbeitet werden können (vgl. Projekt Studiolo communis, Fachgebiet Kontextuelle Informatik, Prof. Dr.-Ing Reinhard Keil). Remote-Usability-Studien (vgl. Projekte im Fachgebiet Mensch-Computer-Interaktion und Softwaretechnologie, Prof. Dr. rer. nat. Gerd Szwillus), die multimediale Evaluation von Unterricht (vgl. Projekt ViLM, Fachgebiet Didaktik der Informatik, Prof. Dr. phil. Johannes Magenheim) sowie die kooperative Steuerung von Visualisierungsprozessen (vgl. Projekte im Fachgebiet Computergrafik, Visualisierung und Bildverarbeitung, Prof. Dr. techn. Gitta Domik) sind beispielhafte Szenarien aus dem Forschungsalltag am Heinz Nixdorf Institut und Einsatzbereiche mit jeweils unterschiedlichen Anforderungen und verschiedenen Forschungsfragestellungen. Das High Definition Video Konferenzsystem unterstützt auch maßgeblich die Kommunikation der Simulationsergebnisse zu virtuellen Prototypen mit externen Projektpartnern aus der Industrie (Hella und Visteon, jetzt Varroc) und aus der Forschung (Shanghai Jiao Tong Universität) sowie bei der Dokumentation der erzielten Resultate. Der für das Virtual Prototyping von innovativen Scheinwerfersystemen am Heinz Nixdorf Institut entwickelte Nachtfahrsimulator (vgl. Projekte im Fachgebiet Produktentstehung, Prof. Dr.-Ing. Jürgen Gausemeier) ermöglicht eine Simulation der Leuchtcharakteristika der Scheinwerfer im Rahmen einer simulierten Nachtfahrt in sehr hoher visueller Qualität in Echtzeit. In Kombination mit der hochauflösenden Großprojektion des HD-Visualisierungscenters am HNI können virtuelle Prototypen innovativer Scheinwerfersysteme einfach und günstig unter reproduzierbaren Laborbedingungen getestet werden. Dies ermöglicht die Analyse von vorausschauendem dynamischem Kurvenlicht, adaptiven Leuchtweitenregelungen oder blendfreier kollektiver Ausleuchtung des Straßenraums durch kommunizierende Scheinwerfersysteme. Auch im Rahmen des Virtual Prototyping von fortgeschrittenen Fahrerassistenzsystemen (FAS) unterstützt das HD Video Konferenzsystem die Testphase dieser Systeme durch Bereitstellung von HD-Videostreams von aufgezeichneten Testfahrten entlang zuvor bestimmter Teststrecken. Die HD-Videostreams dienen als eine Art Videofeed für kamerabasierte FAS und ergänzen die ansonsten aus rein virtuellen Teststrecken bestehende Testbasis für diese Art von FAS erheblich. Die HD-Videostreams stellen die aufgezeichnete Testfahrt aus Kamerasicht deutlich realitätsnaher dar, als die vollständig synthetische virtuelle Testfahrt dies im Fahrsimulator im HD-Visualisierungscenter ermöglicht. Das Virtual Prototyping der kamerabasierten FAS wird so entscheidend gestärkt.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- Interdisciplinary Collaboration in a Visualization Course. Informatics Education Europe (IEE IV), Freiburg, Germany, November 2009 (IEE IV 09)
Domik, G.
- Computerunterstützte koaktive Wissensarbeit. Risch, N. (Hrsg.), ForschungsForum Paderborn, Universität Paderborn, Bd. 13, S. 10-17, 2010
Keil, R.; Niehus, D.; Selke, H.; Schulte, J.
- Integration of a Video Annotation Tool into a Coactive Learning and Working Environment. Reynolds, N.; Turcsányi- Szabó, M. (Eds.), KCKS 2010, Vol. 324, IFIP AICT, S. 257-268, 2010
Magenheim, J.; Reinhardt, W.; Roth, A.; Moi, M.; Engbring, D.
(Siehe online unter https://doi.org/10.1007/978-3-642-15378-5_25) - Systematic Testing of Intelligent Mechatronic Systems in a Virtual Environment. Proceedings of the ASME 2010 International Design Engineering Technical Conferences & Computers and Information in Engineering Conference, August 15-18, 2010, Montreal, Quebec, Canada, Aug.
Radkowski, R.; Krupp, A.
(Siehe online unter https://doi.org/10.1115/DETC2010-28845) - Virtual Prototyping of an Advanced Leveling Light System Using a Virtual Reality-Based Night Drive Simulator. Journal of Computing and Information Science in Engineering, 10(2), Jun. 2010
Berssenbrügge, J.; Kreft, S.; Gausemeier, J.
(Siehe online unter https://doi.org/10.1115/1.3428734) - Unterstützung des koaktiven Forschungsdiskurses durch Synergien zwischen E-Learning und E-Science. Köhler, T.; Neumann, J. (Hrsg.): Wissensgemeinschaften: Digitale Medien – Öffnung und Offenheit in Forschung und Lehre. Waxmann Verlag, Münster, S. 81-91, 2011
Schulte, J.; Keil, R.; Oberhoff, A.
- MuCoTa – Multitouch-Anwendung für Teilnehmer eines Meetings. Reiterer, H.; Deussen, O. (Hrsg.), Mensch & Computer 2012, Workshopband: interaktiv informiert allgegenwärtig und allumfassend!? München: Oldenbourg Verlag, S. 413-417, 2012
Hülsmann, A.; Szwillus, G.
