Immersive Visualisierung
Aus BAWiki
Die mit mehrdimensionalen numerischen Verfahren modellierten Abschnitte der Bundeswasserstraßen werden zunehmend größer und die Auflösung der Modelle immer feiner. Der Detailreichtum wird durch verfeinerte Datenaufnahmetechniken und hohe Rechenkapazitäten immer umfangreicher. Die Qualität von aufbereiteten Naturdaten - wie digitale Geländemodelle - lässt sich immer schwerer kontrollieren. Gleichzeitig erlauben die Modellierungsergebnisse eine Vielzahl von Rückschlüssen auf das natürliche System. Dadurch nimmt das Pre- und Postprocessing der Modelle inzwischen den größten Zeitanteil bei der Aufgabenbearbeitung mit Hilfe von mathematischen Verfahren ein. Die klassischen "2½"-dimensionalen Visualisierungstechniken am Bildschirmarbeitsplatz erlauben, bedingt durch die Modellgröße und Datenmenge, im Pre- und Postprocessing nur ein eingeschränktes Arbeiten. Zum einen sind große Modelle häufig unübersichtlich, so dass es schwierig ist, die korrekte Diskretisierung der Modellgeometrie, die gewählten Parameterzuordnungen und die Auswahl der An-fangsbedingungen zu überprüfen. Zum anderen kann der Informationsgehalt der Modellergebnisse nur sehr aufwändig vollständig extrahiert werden. Für den Modellierer wird es immer aufwändiger, Auftraggebern, Entscheidungsträgern oder der interessierten Fachöffentlichkeit den vollen Informationsgehalt der Modellergebnisse zu vermitteln.
Daher setzt die BAW für große Datensätze bereits seit einigen Jahren die Technik der großflächigen immersiven Visualisierung ein. Diese Technik beruht darauf, dass beim natürlichen Sehen die beiden Augen zwei Bilder aus unterschiedlichen Blickwinkeln liefern, welche unser Gehirn zu einem Gesamt-bild mit Tiefeninformation verrechnet. Die mehrdimensionalen Datensätze werden mit speziellen Projektoren auf eine blickfeldfüllende Leinwand projiziert. Zur Vermeidung von Schattenwurf wurde eine rückwärtige Projektion gewählt. Mittels einer Farbkodierungstechnik wird für das rechte Auge eine Abbildung aus einem anderen Betrachtungswinkel berechnet als für das linke Auge. Eine Spezialbrille trennt die beiden Bilder wieder, so dass jedes Auge nur ein Bild sehen kann. Die Farbkodierung ermölicht es, dass jedes Auge die komplette Farbpalette wahrnehmen kann. Als Sinneseindruck entsteht ein räumliches Bild des Datensatzes, in welchem mit Hilfe eines Zeigegerätes ("Laserschwert") und/oder eines Headtrackings online navigiert werden kann.
Die Größe und die Dreidimensionalität der Projektion füllen das Gesichtsfeld des Betrachters vollständig. Das periphere Sehen wird aktiviert und alle optischen Ablenkungen, die sich sonst um den Bildschirm herum befinden, entfallen. Die Datenwahrnehmung wird somit intuitiv. Die Darstellungsgröße und die Online-Navigation im Datensatz ermöglichen die visuell gestützte Datenexploration und Entscheidungsfindung im Team ohne die Enge, die bei Diskussionen vor einem Monitor entstehen würde. Für die großflächige immersive Stereovisualisierung werden die Programmsysteme Covise der Firma Visenso und Ensight der Firma CEI eingesetzt.
Ansprechpartner: Dr.-Ing. Rebekka Kopmann email: rebekka.kopmann@baw.de, Tel: 0721-9726-4960