Immersives Großbild-Rückprojektionssystem "CAVE"
Final Report Abstract
Die aixCAVE (Aachen Immersive eXperience CAVE), ein immersives Virtual Reality Display bestehend aus vier Projektionswänden sowie einer Boden-Rückprojektion, konnte im Jahr 2012 am IT Center der RWTH Aachen University installiert und in Betrieb genommen werden. Mit einer Grundfläche der Projektion von 5.25 x 5.25 m und einer Höhe von 3.3 m ist das System nicht nur eines der größten weltweit, sondern setzt auch bis heute neue Standards im Hinblick auf die Projektionsqualität. Eine Kombination aus 24 hochauflösenden Projektoren mit hoher Lichtleistung, speziell beschichteten Leinwänden für einen hohen lokalen Kontrast und eine gleichmäßige Verteilung der Helligkeit, einer ausgefeilten mechanischen Konstruktion sowie aktiver Stereo-Technologie erzeugt ein hohes Maß an Immersion und somit Präsenz in virtuellen Umgebungen. Die aixCAVE wird von den Instituten der RWTH Aachen und deren Kooperationspartnern zu etwa gleichen Teilen in der Grundlagenforschung sowie als Werkzeug der Forschung, insbesondere zur visuellen, explorativen Datenanalyse, eingesetzt. Die Grundlagenforschung konzentriert sich auf die Navigation und direkte Interaktion in virtuellen Umgebungen (3D User Interfaces). Darüber hinaus konnte mit Hilfe des Systems die Entwicklung von Methoden zur interaktiven Visualisierung komplexer technisch-wissenschaftlicher Phänomene, mit Fokus auf einer kombinierten Darstellung und semantischen Kopplung räumlicher bzw. geometrischer Daten und abstrakter Daten, vorangetrieben werden. Über eine konzertierte und nachhaltige Software-Entwicklung können die in der Grundlagenforschung entwickelten Methoden für die aixCAVE unmittelbar in technischwissenschaftlichen Anwendungen verwertet werden. In seiner Eigenschaft als Werkzeug der Forschung hat sich die aixCAVE insbesondere als effektives und effizientes Hilfsmittel zur Interpretation und (interdisziplinären) Kommunikation komplexer zeitvarianter, im dreidimensionalen Raum simulierter technisch-physikalischer Phänomene bewährt. So wird die aixCAVE an der RWTH Aachen sowie in Kooperationen mit dem Forschungszentrum Jülich im Rahmen der Jülich Aachen Research Alliance (JARA) schwerpunktmäßig in den Simulationswissenschaften, den Neurowissenschaften und der Produktionstechnik genutzt. Aktuelle Projekte betreffen die immersive Visualisierung simulierter neuronaler Netzwerke und das Volumenrendering von Hirnschnitten im europäischen Human Brain Project, die Fabrikplanung und Maschinenoptimierung im RWTH Exzellenzcluster „Integrative Produktionstechnik für Hochlohnländer", die Luftverkehrssimulation, oder die integrierte Visualisierung kombinierter Belastungen im öffentlichen urbanen Raum durch Feinstaub, Hitze und Lärm.
Publications
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Extended Pie Menus for Immersive Virtual Environments. IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics, Issue No.04 - April (2013 vol. 19)
Sascha Gebhardt, Sebastian Pick, Franziska Leithold, Bernd Hentschel, Torsten Wolfgang Kuhlen
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VisNEST – Interactive Analysis of Neural Activity Data. IEEE Symposium on Biological Data Visualization (BioVis) 2013
Christian Nowke, Maximilian Schmidt, Sacha J. Van Albada, Jochen M. Eppler, Rembrandt Bakker, Markus Diesmann, Bernd Hentschel, Torsten Wolfgang Kuhlen
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A 3D Collaborative Virtual Environment to Integrate Immersive Virtual Reality into Factory Planning Processes. International Workshop on Collaborative Virtual Environments (3DCVE) 2014
Sebastian Pick, Sascha Gebhardt, Benjamin Weyers, Bernd Hentschel, Torsten Wolfgang Kuhlen
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Quo Vadis CAVE – Does Immersive Visualization Still Matter? IEEE Computer Graphics and Applications Journal, Volume: 34, Issue: 5
Torsten Kuhlen, Bernd Hentschel
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Reorientation in Virtual Environments using Interactive Portals. IEEE Symposium on 3D User Interfaces 2014
Sebastian Freitag, Dominik Rausch, Torsten Wolfgang Kuhlen
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Interactive simulation of aircraft noise in aural and visual virtual environments. Frontiers in Neuroinformatics, 17 December 2015
Christian Nowke, Daniel Zielasko, Benjamin Weyers, Alexander Peyser, Bernd Hentschel, Torsten Wolfgang Kuhlen
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Design and Evaluation of Data Annotation Workflows for CAVE-like Virtual Environments. IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics, Volume: 22, Issue: 4
Sebastian Pick, Benjamin Weyers, Bernd Hentschel, Torsten Wolfgang Kuhlen
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Examining Rotation Gain in CAVE-like Virtual Environments. IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics, Volume: 22, Issue: 4
Sebastian Freitag, Benjamin Weyers, Torsten Wolfgang Kuhlen
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Interactive Simulation of Aircraft Noise in Aural and Visual Virtual Environments. Applied Acoustics, Volume 101, 1 January 2016, Pages 24–38
Abhishek Sahai, Frank Wefers, Torsten Wolfgang Kuhlen, Eike Stumpf, Michael Vorländer, Sebastian Pick
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Visual Quality Adjustment for Volume Rendering in a Head-Tracked Virtual Environment. IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics, Volume: 22, Issue: 4
Claudia Hänel, Benjamin Weyers, Bernd Hentschel, Torsten Wolfgang Kuhlen
