Remote-Zusammenarbeit

Wir entwickeln den Prototyp eines tele-immersiven Systems für die kollaborative visuelle Datenanalyse, das aus drei Hauptkomponenten besteht. Das Rückgrat des KeckCAVES-Prototyps ist ein verteiltes System, das eine gemeinsam genutzte virtuelle 3D-Welt darstellt und als eine Reihe von Client/Server-Protokollen auf Anwendungsebene implementiert ist, die über Standard-Internetprotokolle wie TCP oder RTP gelegt werden. Dieses Backbone ermöglicht die Sitzungsverwaltung, d. h. die dynamische An- und Abmeldung der Benutzer beim System, stellt sicher, dass alle Teilnehmer eine einheitliche Sicht auf die gemeinsame Welt haben, und bietet grundlegende Dienste für den Datenaustausch zwischen den Teilnehmern.

Darüber liegen anwendungsspezifische Protokolle, die die Visualisierung von und die Interaktion mit bestimmten Arten wissenschaftlicher Daten implementieren, z. B. hochdichte 3D-Punktwolken aus LiDAR oder 3D-Gitterdaten aus 3D-Bildgebung oder numerischer Simulation. Schließlich bietet das System mehrere Möglichkeiten, die Teilnehmer selbst in die gemeinsame virtuelle Welt einzubinden. Diese Fähigkeit wird durch mehrere sich ergänzende Mittel erreicht, darunter räumliche 3D-Audioübertragung, 2D-Video in Echtzeit oder – im Idealfall – 3D-Video in Echtzeit.

Zwei wichtige Designkriterien für tele-immersive Systeme sind Portabilität und Skalierbarkeit. Die Kundeninstallationen reichen von High-End-Visualisierungsumgebungen wie CAVEs (Cave Automatic Virtual Environments) bis hin zu kostengünstigen Systemen auf der Grundlage von 3D-fähigen Fernsehern oder Computerbildschirmen oder sogar normalen 2D-Desktop-Systemen oder Laptops. Obwohl letztere technisch gesehen nicht als „immersiv“ bezeichnet werden können, haben unsere Experimente gezeigt, dass sie dennoch effektiv an der Tele-Immersion teilnehmen können.

Die Nutzer werden auch über unterschiedliche Internetanschlüsse verfügen, vom Hochgeschwindigkeits-Internet2 bis hin zu Internetanbietern auf Verbraucherebene oder sogar öffentlichen drahtlosen Zugangspunkten. Die Installationen vor Ort werden sowohl in Bezug auf die Leistung als auch auf die Netzbandbreite am unteren Ende liegen.

Unser Infrastruktur-Prototyp ist derzeit für Weitverkehrsnetze mit hoher Bandbreite optimiert. Wir beabsichtigen, die Leistung und Robustheit des Systems für Kunden mit geringer Bandbreite zu verbessern, indem wir bessere Datenkompressionsmethoden und Übertragungsprotokolle implementieren. Wir schlagen außerdem vor, anwendungsspezifische Visualisierungs- und Interaktionsprotokolle für die von unserer Gruppe verwendeten Datentypen zu entwickeln, darunter LiDAR-Punktwolken, 3D-Volumina, rekonstruierte 3D-Oberflächen und artikulierte Skelettmodelle.