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29. Oktober 2013, 19:13
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Wie werden sich Passanten am neuen Wiener Hauptbahnhof zurechtfinden? Dies wollen Forscher bei Fraunhofer Austria in Graz mit einem virtuellen, begehbaren 3-D-Nachbau herausfinden

Wer "Dave" betritt, versteht im ersten Moment nur Bahnhof. Das ist in diesem Fall nicht einmal das Schlechteste. Denn auch das kann zu wertvollen Schlussfolgerungen darüber führen, wie sich ein Fußgänger auf einem Bahnhof zurechtfindet. Genau das ist es, was die Forscher von Fraunhofer Austria, Geschäftsbereich Visual Computing, mithilfe der 3-D-Installation "Dave" (Definitely Affordable Virtual Environment) herausfinden möchten. Konkret geht es um den neuen Wiener Hauptbahnhof, der bald in Vollbetrieb gehen soll.

"Es ist der Wunsch der ÖBB, zu evaluieren, wie sich Fahrgäste auf dem neuen Bahnhof bewegen werden, um so Anhaltspunkte zu bekommen, wie man das Leitsystem optimieren könnte", sagt Eva Eggeling, Leiterin des Geschäftsbereichs, der an der Technischen Universität Graz untergebracht ist. Schließlich gäbe es auf jedem Bahnhof eine Unzahl an Anzeigetafeln, Hinweisschildern und Wegweisern, dazu noch Geschäfte, Durchsagen etc. - eine Umgebung, in der sich die Passanten zurechtfinden müssen.

"Moving" heißt das dazugehörige Forschungsprojekt, das vom Austrian Institute of Technology (AIT) geleitet wird und an dem neben den ÖBB unter anderem auch ein Architekturbüro und das Center for Usability Research (CURE) beteiligt sind. Die finanziellen Mittel kommen von der Fördergesellschaft FFG. Die Forscher designten einen virtuellen Hauptbahnhof, der dem echten bis auf die letzte Rolltreppe gleicht, und schickten 120 Probanden mit diversen Zielvorgaben - "Suchen Sie Gleis 8" oder "Finden Sie die Toilette" - auf die Reise.

Das ist ein Erlebnis: Ausgestattet mit einer 3-D-Brille, auf der wiederum Sensoren befestigt sind, steht man in einem 3,3 mal 3,3 Meter großen, dunklen Raum. Ein Fadenkreuz auf einem Teppich markiert den Punkt, auf dem man auf der Stelle treten sollte - was gar nicht so einfach ist. Vorn, unten, links und rechts wird der Bahnhof auf Leinwände projiziert.

Täuschend echte Umgebung

Tatsächlich hat man von Anfang an das Gefühl, vor Ort zu sein und sich fortzubewegen, nur ohne sich im eigentlichen Wortsinn zu bewegen. Betritt man beispielsweise eine Rolltreppe, fährt man nach oben, zumindest gefühlsmäßig. Auch die virtuellen Passanten reagieren auf die Anwesenheit der Probanden und weichen aus. Die Projektion folgt der Blickrichtung, man kann "um die Ecke" schauen. Man weiß, dass man sich in einer artifiziellen Umgebung befindet, und dennoch schreckt man sich, wenn die Wände plötzlich näherkommen. Das Gehirn lässt sich täuschen.

Wie funktioniert das? "Es werden vor allem zwei Technologien eingesetzt, damit der 3-D-Eindruck so überzeugend und realistisch wirkt", schildert Eggeling. "Eine davon ist das stereoskopische Sehen, das wir aus dem 3-D-Kino kennen." Wie auch in der Realität sieht dabei jedes Auge ein leicht unterschiedliches Bild.

Das erreicht man in der "Dave"-Box mithilfe eines speziellen Videoprojektors pro Wand, der abwechselnd das Bild für das rechte und für das linke Auge anzeigt. Die erwähnte 3-D-Brille ist mit den Projektoren synchronisiert und dunkelt immer ein Auge abwechselnd ab, sodass der Nutzer nur das passende Bild sieht. "Der zweite wichtige Aspekt beim räumlichen Sehen ist die sogenannte Bewegungsparallaxe", sagt Eggeling weiter. Dabei wird die Augenposition des Nutzers ständig erfasst, das Bild dementsprechend für jede Ansicht neu berechnet.

"Deshalb kann der Nutzer zum Beispiel den Kopf seitwärts bewegen und damit um die Ecke in der virtuellen Welt blicken", sagt die Forscherin. Das hierfür eigens entwickelte optische Erfassungssystem benutzt Infrarotscheinwerfer und vier Kameras. Es ermittelt die Position und die Blickrichtung der Brille. Ein handelsüblicher "Kinect"-Sensor, bekannt aus der X-Box, erfasst die Position und die Bewegungen der Person im Raum.

Komponenten wie "Kinect" und andere Standardhardware machen das System "affordable", also kostengünstig, worauf die Forscher großen Wert legen. Ist es doch das Ziel von Fraunhofer, Dienstleistungen auch KMUs anzubieten, die über kein großes Forschungsbudget verfügen. Offiziell eröffnet wurde "Dave" 2006, betrieben wird die Installation gemeinsam mit dem Institut für Computergrafik und Wissensvisualisierung der TU Graz.

Hilfe beim Planen

In den nächsten Wochen soll noch ein Eye-Tracking-System hinzukommen. "Wir können damit die Blickrichtung erfassen und so ermitteln, wo zum Beispiel ein Hinweisschild hilfreich wäre", sagt Eggeling. Ziel von "Moving" ist es, die gewonnenen Erkenntnisse in die Entwicklung einer Methode zur Evaluierung von Leitsystemen und Navigationslösungen in öffentlichen Infrastrukturen einfließen zu lassen.

Eggeling nennt weitere Einsatzmöglichkeiten von "Dave": "Man kann damit Gebäude bereits in der Planungsphase dreidimensional und realitätsnah erleben", sagt sie. So könnten die Pläne des Architekten dem Bauherrn besser vermittelt und kostenintensive nachträgliche Umbauten vermieden werden. "Der virtuelle Rundgang funktioniert auch interaktiv. Man kann Objekte verschieben oder deren Form verändern und die ganze Wohnung probeweise einrichten." In diesem Fall kommt ein Joystick zum Einsatz, den man von einer Spielkonsole kennt.

Mit ihm kann man sich in der virtuellen Wohnung bewegen, Möbel auswählen und diese dann auch gleich in die passende Ecke stellen - oder werfen. In der virtuellen Welt hat der Küchentisch aus Eiche nämlich kein Gewicht. (Markus Böhm, DER STANDARD, 30.10.2013)

  • Am Fraunhofer-Institut in Graz werden Probanden mit verschiedenen Zielvorgaben durch ein virtuelles 3-D-Abbild des neuen Wiener Hauptbahnhofs geschickt. Die gewonnen Daten sollen helfen, das Leitsystem zu optimieren.
    foto: fraunhofer austria

    Am Fraunhofer-Institut in Graz werden Probanden mit verschiedenen Zielvorgaben durch ein virtuelles 3-D-Abbild des neuen Wiener Hauptbahnhofs geschickt. Die gewonnen Daten sollen helfen, das Leitsystem zu optimieren.

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