Um auf dem globalen Markt konkurrenzfähig zu bleiben, sind Unternehmen angetrieben ihren Produktentwicklungsprozess stetig zu verbessern und zu beschleunigen. Dann führt Innovation auch zu nachhaltigem Erfolg. Der Einsatz virtueller interaktiver Technologien ist in heutigen Produktionsumgebungen ein unverzichtbares Entwicklungs- und Evaluierungswerkzeug zur Gestaltung effektiver und effizienter Produktionsprozesse (Sturm, 2009). In diesem Kontext kommen virtuelle Prototypen in Form von dreidimensionalen (3D-) Modellen und Simulationen als kostengünstige Alternative zum Bau von physikalischen Prototypen oder Mockups verstärkt zum Einsatz. Seit einiger Zeit ergänzen und ersetzen Anwendungen der computervermittelten Realität, insbesondere virtuelle Prototypen, in vielen Industriebranchen die Produktionsschritte zwischen Konstruktion und Fertigung neuer Produkte. Intention vorliegender Bachelorthesis ist es, das enorme Potential dieser Technologie für den Yacht- und Schiffbau aufzuzeigen und anhand der Entwicklung einer immersiven, dynamischen Umgebung für die interaktive Visualisierung eines virtuellen 3D-Yachtmodells praktisch zu verdeutlichen. Es soll ein rekonfigurierbarer, flexibler Ansatz geschaffen werden, 3D-Boot- und Yachtmodelle in einer voll-immersiven Head Mounted Display-Umgebung real explorierbar zu machen. Nach der Evaluation der Anforderungen für eine realistische Simulation und anschliessender Einführung in Funktionsweise und Eigenschaften der verwendeten Software wird die Implementierung einer virtuellen Realität unter Verwendung der Game Engine Unity3D dokumentiert.
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Inhaltsverzeichnis
- Zusammenfassung
- Abkürzungsverzeichnis
- 1 Einleitung
- 1.1 Motivation
- 1.2 Problemstellung
- 1.3 Zielsetzung
- 1.4 Organisation der Arbeit
- 1.5 Was nicht behandelt wird
- 2 Anforderungen an die Visualisierung
- 2.1 Visualisierung Wetter
- 2.2 Dynamisches Wasser
- 2.3 Yachtvisualisierung
- 2.4 Immersion
- 2.5 Zusammenfassung
- 3 Unity3D
- 3.1 Interface
- 3.2 Szenenaufbau
- 3.3 GameObject
- 3.4 Component
- 3.5 Scripting
- 3.6 Tools
- 3.6.1 Terrain Engine
- 3.6.2 Particle System
- 3.6.3 ShaderLab
- 3.6.4 Animation Tool
- 4 Implementierung
- 4.1 Island
- 4.2 Ocean
- 4.2.1 Ocean Indie (Script)
- 4.2.2 Ocean Control (Script)
- 4.3 Ansatz Ocean Own
- 4.3.1 Mesh Waves (Script)
- 4.3.2 Ocean Position (Script)
- 4.3.3 Wave Floater (Script)
- 4.4 Yacht
- 4.4.1 Buoyancy Indie (Script)
- 4.4.2 Particle Effects
- 4.4.3 Yacht Splash Speed (Script)
- 4.5 Audio
- 4.5.1 Sound in Unity3D
- 4.5.2 Yacht Sounds (Script)
- 4.6 Player
- 4.6.1 Character Motor (Script)
- 4.6.2 FPSInput Controller (Script)
- 4.6.3 Main Camera
- 4.6.4 Position Control (Script)
- 4.7 Animation
- 4.7.1 Tween Animation (Script)
- 4.7.2 Yacht Orientation (Script)
- 4.8 Weather
- 4.8.1 UniSky
- 4.8.2 Weather Control (Script)
- 4.9 Oculus Rift
- 4.9.1 Implementierung in Unity3D
- 4.9.2 Cam Switcher (Script)
- 5 Video Beispiele
- 6 Diskussion und Ausblick
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Diese Bachelorarbeit befasst sich mit der Entwicklung einer immersiven, dynamischen Umgebung für die interaktive Visualisierung eines virtuellen 3D-Yachtmodells. Ziel ist es, das enorme Potential von virtuellen interaktiven Technologien für den Yacht- und Schiffbau aufzuzeigen und einen rekonfigurierbaren, flexiblen Ansatz zu schaffen, um 3D-Boot- und Yachtmodelle in einer voll-immersiven Head Mounted Display-Umgebung real explorierbar zu machen.
- Entwicklung einer immersiven, dynamischen Umgebung für die Visualisierung von Booten und Yachten
- Einsatz von virtuellen interaktiven Technologien im Yacht- und Schiffbau
- Implementierung einer virtuellen Realität mithilfe der Game Engine Unity3D
- Realistische Simulation von Wetter- und Wasserbedingungen
- Interaktive Exploration von 3D-Boot- und Yachtmodellen in einer Head Mounted Display-Umgebung
Zusammenfassung der Kapitel
Kapitel 1 führt in die Thematik der interaktiven Visualisierung von virtuellen Booten und Yachten ein und erläutert die Motivation, Problemstellung, Zielsetzung, Organisation und den Umfang der Arbeit. Kapitel 2 definiert die Anforderungen an die Visualisierung, die für eine realistische Simulation notwendig sind, und beschreibt die Aspekte Wetter, Wasser, Yachtvisualisierung, Immersion und Zusammenfassung.
Kapitel 3 stellt die Game Engine Unity3D vor und erläutert die Funktionsweise und Eigenschaften der Software. Es werden wichtige Elemente wie Interface, Szenenaufbau, GameObjects, Components, Scripting und Tools wie die Terrain Engine, das Particle System, ShaderLab und das Animation Tool vorgestellt.
Kapitel 4 beschreibt die Implementierung der virtuellen Realität in Unity3D. Es werden die einzelnen Elemente wie Island, Ocean, Yacht, Audio, Player, Animation, Weather und Oculus Rift detailliert erläutert, wobei die einzelnen Scripts und Funktionen vorgestellt werden.
Kapitel 5 zeigt Videobeispiele der entwickelten interaktiven Visualisierung. Kapitel 6 diskutiert die Ergebnisse und gibt einen Ausblick auf zukünftige Entwicklungen.
Schlüsselwörter
Interaktive Visualisierung, virtuelle Realität, Yacht- und Schiffbau, Unity3D, 3D-Modellierung, Simulation, Immersion, Head Mounted Display, Wetter, Wasser, Animation, Oculus Rift, Game Engine.
- Quote paper
- Katrin A. M. Gruber (Author), 2014, Interaktive Visualisierung von virtuellen Booten und Yachten, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/282718
