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Volkswagen Forschung und Entwicklung

VR Test Case „Virtual Passat“
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Virtual Reality im Schärfetest

Das digitale Passat-Modell, das wir für den Bereich Forschung und Entwicklung von Volkswagen als Virtual Reality auf der HTC Vive umgesetzt haben, diente der Entscheidungsfindung bezüglich professioneller produktiver Nutzbarkeit derzeitig realisierbarer Virtueller Realitäten. Ein technisch korrektes und realitätsgetreu aufbereitetes virtuelles 360 Grad Abbild eines Volkswagen Passats in wechselnden Szenerien und Lichtverhältnissen.

Die Idee: digital vs. digital

Die Technische Entwicklung von Volkswagen in Wolfsburg ist eine der weltweit größten innerhalb der Automobilindustrie. Ihr Erfolg basiert auf den Kernwerten Innovation, Verantwortung und Werthaltigkeit. Ganz im Sinne des Kernwertes Innovation sollte überprüft werden, ob die aktuellen Versionen von VR-Brillen, insbesondere die HTC Vive, bereits professionell produktiv eingesetzt werden können. Der Clou unserer Lösung besteht darin, dass wir die Darstellungsmöglichkeiten der HTC Vive in Vergleich zu denen eines hochauflösenden 4K Monitors mit entsprechender Detailtiefe gesetzt haben. Indem wir das digitale 3D Modell sowohl auf der VR-Brille als auch einem State oft the Art Display betrachtet haben, konnten wir alle relevanten Aspekte rein digital vergleichen.

Der Inhalt: der virtuelle Passat.

Ein Volkswagen Passat, von allen Seiten zugänglich, mit virtuellen Abbildern aller realen Spezifikationen in wechselnden Szenerien. So schlicht, so ergreifend. Doch genau wie beim realen Auto machen auch bei seinem virtuellen Modell die Details den Unterschied. Genau, wie bspw. der reale Autolack aus verschiedenen Schichten besteht – dem Base Coat, Flakes für Metallic Effekte und dem abschließenden Glossy Coat – wurden auch im virtuellen Modell mehrere Shader (3D Oberflächen) übereinandergelegt. Außerdem wurde die Beleuchtung dynamisch aufgebaut, damit Licht und Spiegelungen in unterschiedlichen Szenerien realistisch abgebildet werden und veränderbar bleiben.

Eine besondere Herausforderung zur akkuraten Darstellung der gezeigten Inhalte bestand darin, die flüssige Live-Berechnung der 3D Animationen zu gewährleisten. Um Performance zu sparen, wurden für Reflexionen bspw. vorgerenderte Cubemaps auf die Geometrie projiziert.

Die Technik: hochauflösend und engmaschig

Wir haben die gesamte VR-Umgebung mit der Unreal Engine umgesetzt.

Zur Gewährleistung der notwendigen 60 bzw. 90 Frames pro Sekunde haben wir auf diverse Tricks zurückgegriffen, etwa vorgerenderte Cubemaps und diverse Screen Space Effekte wie Screen Space Reflections und Ambient Occlusion.

Die durch die Kombination der besonders engmaschigen Geometrie mit nicht durchgängig realisierbarer höchster Anti Aliasing Stufe auftretenden Stufeneffekte haben wir durch etliche Testläufe eliminiert.

Hochauflösende Meshes (Formen) bei naher Betrachtung konnten wir durch die Level of Detail Technik lösen, die bei größerer Entfernung niedriger auflösende Modelle einblendet.

Die User Experience: tief in Erlebnis und Detail

Betrachter des virtuellen Passats erleben ein äußerst realitätsnahes Abbild des Volkswagen Passats, das sie von allen Seiten in Augenschein nehmen können; mit realistischem Autolack, korrekten Lichteffekten und Spiegelungen, flüssigen Übergängen und sehr hoch auflösenden Formen bei genauer Betrachtung. Die Teilnehmer des Präsentations-Workshops sahen daneben zusätzlich ein hochauflösendes digitales 3D Referenzmodell auf einem 4K Monitor. Damit haben wir dem Erlebnis der Immersion eine weitere Ebene zur Seite gestellt. Die Tiefe der Realitätserfahrung durch eine virtuelle Welt stand im Kontrast zur maximalen Detailtiefe digitaler Modelle.

Diese zwei Erfahrungsebenen haben es den Betrachtern ermöglicht, Virtuelle Realität nicht nur eindrucksvoll zu erleben, sondern gleichzeitig intersubjektiv und neutral ihre derzeitigen professionellen Einsatzmöglichkeiten zu bewerten.

Das Ergebnis: ein überzeugtes Später

Die Einsatzmöglichkeit Virtueller Realität für professionelle Forschung und Entwicklung wurde grundsätzlich positiv beurteilt. Gleichzeitig hat die vergleichende Beurteilung von virtuellem und digitalem Modell ergeben, dass die aktuellen VR-Brillen noch nicht die Auflösung bieten, die für einen professionellen produktiven Einsatz notwendig ist.

VR Technologie eignet sich auch für den professionellen produktiven Einsatz, selbst in hochtechnischen Bereichen wie der Forschung und Entwicklung für die Automobilindustrie. Allerdings erst dann, wenn eine ausreichend hohe Pixeldichte erreicht ist. Dies ist jedoch nur eine Frage des wann, keine des ob. Das konnten wir mit dem VR Test Case „Virtual Passat“ eindrucksvoll unter Beweis stellen.



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