| URL: | http://netzspannung.org/database/343132/de |
| Last update: | 11.02.2006 |
| Date of print: |
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Die Blutstammzellen sind ins Blut gelangt |
Kurzdarstellung
Kurzbeschreibung
In Zusammenarbeit mit den Düsseldorfer Uni-Kliniken entstand eine teilweise interaktive 3D-Animation zur Visualisierung des Vorgangs der Mobilisierung und des Homings von Blutstammzellen mit der 3D-/2D-Entwicklungsumgebung Anark Studio 2.5. Die Anwendung wird in Echtzeit gerendert und wurde außerdem bewusst web-kompatibel realisiert.
KünstlerInnen / AutorInnen
- Simone Lambertz, Medientechnik-Studentin, Fachhochschule Düsseldorf
- Georg Kiefer, Medientechnik-Student, Fachhochschule Düsseldorf
- Johann Freihoff, Design-Student, Fachhochschule Düsseldorf
MitarbeiterInnen
- Jens Herder, Professor für Virtuelle Realität, Fachhochschule Düsseldorf
- Ralf Kronenwett, PD Dr., Uni-Kliniken Düsseldorf
Entstehung
Deutschland, 2004-2005
Partner / Sponsoren
Universitätskliniken Düsseldorf
Eingabe des Beitrags
Simone Lambertz, 11.02.2006
Kategorie
- Bildung und Lernen
Schlagworte
- Themen:
- Internet |
- Interaktivität |
- Echtzeit-Rendering
- Formate:
- 3D |
- Computeranimation
- Technik:
- Flash |
- HTML/ DHTML
Ergänzungen zur Schlagwortliste
- Maya |
- ANARK |
- Javascript
Inhalt
Inhaltliche Beschreibung
"Mobilisierung und Homing von Blutstammzellen"
Eine semi-interaktive Echtzeit-3D-Visualisierung - SS 2005
Die Projektarbeit von Studierenden aus den Fachbereichen Medien und Design der Fachhochschule Düsseldorf ist in Zusammenarbeit mit der Klinik für Hämatologie, Onkologie und Klinische Immunologie, Universitätsklinikum Düsseldorf entstanden.
Ziel war die Erstellung einer interaktiven Animation zur Visualisierung des Vorgangs der Mobilisierung und des Homings von Blutstammzellen. Mobilisierung bedeutet hierbei das Loslösen dieser Stammzellen aus dem Knochenmark und das Einwandern in die Blutbahn. Als Homing bezeichnet man den umgekehrten Vorgang. Die Auswirkungen und die Faktoren der Stammzellen-Wanderung bilden für Prof. Dr. Haas und sein Team an der Uniklinik Düsseldorf einen wichtigen Forschungsschwerpunkt im Kampf gegen Blutkrankheiten.
Mit fortschreitendem Durcharbeiten der Applikation, wird der Nutzer immer mehr über den Ablauf der Mobilisierung und des Homings von Blutstammzellen kennen lernen. Ferner erfährt er mehr über die Zusammenhänge und Mechanismen sowie die einzelnen Elemente, die für diese Prozesse verantwortlich sind. Er gewinnt einen Einblick in den "Mikrokosmos Leben" und speziell in die Welt der Blutstammzellen und deren Nutzen.
Diese Lernentwicklung erfolgt immersiv und interaktiv. Der Anwender wird ganz in diese virtuelle Reise durch das Innere des lebenden, menschlichen Körpers eintauchen. Deshalb wurden Farben, Formen, Bewegungen und Geräusche so weit wie nur möglich der Natur nachempfunden.
Die interaktive Animation wird als Erweiterung zu vorhandenen Informationen auf Webseiten, in Broschüren und einschlägiger Literatur verstanden. Daher soll sie auf der Internetseite des Klinikums veröffentlicht werden, um so einem breiten Publikum Wissen über diese speziellen Vorgänge zu jeder Zeit zugänglich zu machen.
Sie wurde daher mit dem Anspruch der Internet-Kompatibilität entworfen und umgesetzt. Das bedeutet, dass Polygonmodelle, Texturen und Audiodateien stets so klein wie möglich gehalten werden mussten .
Als Technologie wird Anark (3D Autorenwerkzeug und Laufzeitumgebung), HTML und Flash eingesetzt. Die Tonaufnahmen entstanden im digitalen Tonstudio der FH Düsseldorf.
Technik
Technische Beschreibung
Grenzen wurden uns während unserer Arbeit von verschiedenen Faktoren gesetzt:
Rechenleistung, Dateigröße, Sichtbarkeit, Relevanz, gestalterische und dramaturgische Vorgaben, Zeit, Machbarkeit. Somit waren wir von vorneherein gezwungen in fast allen Bereichen Kompromisse einzugehen.
Um alle interaktiven Stationen und Animationen umsetzen zu können, waren als Grundausstattung zu allererst die 3D-Modelle, der einzelnen Objekte nötig.
Da die Software Anark Studio kein 3D-Bearbeitungsprogramm im herkömmlichen Sinne ist, sondern nur zur Präsentation von und zur Interaktivität mit 3D-Objekten dient, mussten wir unsere Modelle mit der 3D-Software Maya erstellen.
Dort modellierte Objekte können in dem Format .amx exportiert werden, das ohne Probleme in Anark importiert werden kann.
Weil unsere Anark-Datei später über das Internet übertragen werden sollte, war eine möglichst geringe Dateigröße unverzichtbar. Daher war es notwendig, sehr auf die Anzahl der Polygone (oder auch: Faces) unserer Modelle zu achten. In Anark wurden die Objekte dann animiert und mit in Photoshop erstellen Texturen versehen.
Außerdem richteten wir hier die Interaktionen ein mit Hilfe von Javascript, das innerhalb von Anark als Scriptsprach zur Verfügung steht.
Die so erstellten Anark-Projektdateien exportierten wir anschließend um sie auf einer Webseite mit einbinden zu können.
Die Größe des Anark-Fensters wurde auf BxH: 500x375 Pixel, also einem Seitenverhältnis von 4:3, festgelegt. Die Anark-Szene ist dabei immer rechteckig. Um aber dem Nutzer das Gefühl zu vermitteln, durch eine Art endoskopische Kamera in den menschlichen Körper zu blicken, entschieden wir uns für einen Rahmen der einen elliptischen Ausschnitt frei lässt.
Da Anark Studio über kein eigenes Textwerkzeug verfügt, gingen wie den Weg über Flash um unsere Texte darzustellen.
Jede Szene der interaktiven 3D-Echtzeit-Visualisierung besteht daher aus drei Teilen: einem Anark-Media-File (.am), einen Flash-Film (.swf) und einer eigenen HTML-Datei (.html). Letztere dient hierbei als Schnittstelle zwischen Anark und Flash.
Daraus ergeben sich letztendlich zum Ausführen unserer Anwendung folgende technische Voraussetzungen:
• Anark-Player 2.5 oder 3.0
• Windows 2000 oder Windows XP
• Pentium®III processor @ 600 MHz (oder mehr)
• 256 MB RAM oder mehr
• Microsoft DirectX 7 oder höher
• wahlweise OpenGL 1.2.1
• Internet Explorer 6 oder höher
• Macromedia FlashPlayer 6 oder höher
• Bildschirmauflösung 1024 x 768 oder höher
• Internetzugangsempfehlung: 640 kBit/s oder mehr
(Ladezeiten beispielhaft für die Szene mit der größten
Datenmenge (insgesamt 2180 KB): ISDN (64 kBit/s): ca. 4 min
30 s //DSL (640 kBit/s): ca. 27 s //DSL (1 Mbit/s): ca.17 s.
Hardware / Software
Software:
Anark Studio 2.5
Maya 6.5
Macromedia Flash MX
Photoshop 7.0
Kontext
Hochschule / Fachbereich
Fachhochschule Düsseldorf - University of Applied Sciences
Medien
URL der Hochschule
» http://www.fh-duesseldorf.de
Betreuer des Projekts
Prof. Dr. Eng. / Univ. of Tsukuba Jens Herder
Kommentar des Betreuers
Die studentische Arbeit zeigt, wie der Vorgang der Mobilisierung und des Homing von Blutstammzellen auf anspruchsvolle und ansprechende Art für das Internet immersiv dargestellt werden kann. Es handelt sich hierbei um eine hervorragende Arbeit die ihresgleichen sucht. Das entwickelte Storyboard legte die Basis zu der bemerkenswerten dreidimensionalen Umsetzung. Hier zeigte sich auch, dass die kreative Diskussion mit dem Studenten aus dem Fachbereich Design und seine Vorstudien positiv für das visuelle Ergebnis des Gesamtprojekt waren. Die genutzten Werkzeuge (Anark, Flash, HTML) wurden so eingesetzt, dass ein homogenes System entstand. Mit visuellen Tricks (Vorrendern von Texturen, Billboards, semitransparente Überlagerungen von Texturen,...) wurde es geschafft, ein visuell weit reichendes und dabei interaktives Medium zu schaffen. Der Nutzer bekommt das Gefühl als ob er sich in dem Körper frei und emanzipiert bewegen kann. Die dargebrachten Informationen sind fachlich anspruchsvoll und eignen sich auch als Einführung für Medizinstudenten. Trotz dieser Komplexität wird der interessierte Laie nicht überfordert.
Seminar / Kurzbeschreibung
In dem Wahlpflichtfach Interdisziplinäres Projekt im Bereich Medien und Kommunikation im Studiengang Medientechnik des Fachbereiches Medien werden fachbereichsübergreifende Lösungen realer Problemstellungen der Praxis im Team realisiert. Als Kooperationspartner fungierte die Klinik für Hämatologie, Onkologie und Klinische Immunologie, Universitätsklinikum Düsseldorf. Ziel war die Darstellung der Forschungsarbeiten für den interessierten Laien. Hierbei wurde sich auf einen kleinen Teilbereich konzentriert und dieser in anspruchsvoller Weise für das Internet aufbereitet. Die Interdisziplinarität wird auch durch die Zusammenarbeit mit dem Fachbereich Design unterstrichen. Die Einarbeitung in das Thema und die Entwicklung des Storyboards waren Voraussetzung für die technisch anspruchsvolle Umsetzung.
Zuordnung Forschungsbereich
Prof. Jens Herder, Dr. Eng./Univ. of Tsukuba lehrt seit dem Jahr 2000 an der Fachhochschule Düsseldorf. Während seiner Amtszeit als Dekan (2001 bis 2005) wurde der Fachbereich Medien stark ausgebaut. Als weiteres Standbein kam die Medieninformatik neben der Medientechnik hinzu. Er hatte die Federführung bei der Einführung des Master-Studiengangs Virtuelle Realität an der FH Düsseldorf. Im Labor für Virtuelles Studio / Virtuelle Realität experimentiert er mit Interaktionsformen für neue Medien. Nach dem Studium der Informatik mit Nebenfach Architektur an der Technischen Hochschule Darmstadt hat er als Software-Ingenieur bei Symbolics Systemhaus GmbH mit objektorientierten Datenbanken und Benutzerschnittstellen gearbeitet. An der neu gegründeten Universität von Aizu in Japan baute er 1993 das Computer Industry Laboratory auf. Er unterrichtete dort Computergraphik, Algorithmen und Programmierung. 1999 erhielt er seinen Doctor of Philosophy in Engineering von der Universität Tsukuba in Japan. Seine Dissertation befasste sich mit der Betriebsmittelverwaltung für räumliche, akustische Displays mit ihrer Anwendung in virtuellen Umgebungen. Er ist Mitglied des Organisations- und Programmkomitees der "International Conference on Human and Computer, Tokyo/Aizu". Seine mehr als sieben jährige Japan-Erfahrung bringt er u.a. in Aktionen des Deutschlandjahrs in Japan 2005/2006 ein. Im Rahmen der Digital-Peer-Publishing Initiative des Landes NRW gründet er das eJournal of Virtual Reality and Broadcasting. Auch als Autor und Urheber von mehr als 40 Veröffentlichungen ist er seit Jahren aktiv. Darüber hinaus ist er als Gutachter für verschiedene Konferenzen, Journals und DFG-Anträge im Bereich Virtueller Realität und Produktionsumgebungen für Medien tätig.
Das Forschungsgebiet lässt sich allgemeinverständlich wie folgt umschreiben: Virtuelle, also künstlich erzeugte Realität entsteht ausschließlich im Computer. Computergenerierte Objekte können künstliche oder reale Personen, Gegenstände oder komplexe Mischungen und aufwendige Hintergründe sein und werden virtuelle Umgebungen genannt. Virtuelle Realität wird also über Wahrnehmungen in virtuellen Umgebungen geschaffen. Virtuelle Umgebungen sind rechnerunterstützte Systeme, sie vermitteln Erfahrungen basierend auf visuellen, akustischen, haptischen und olfaktorischen Reizen. Die Interaktion spielt hierbei eine große Rolle und ist auch Voraussetzung für die Immersion in die Virtuelle Welt. Multimediale Technologien werden in der Marktforschung immer stärker eingesetzt, um flexible und kostengünstige Studien durchzuführen. In sehr frühen Phasen des Innovationsprozesses können neue Produkte einschließlich Marketingkonzepte in Virtuellen Umgebungen getestet werden, ohne dass diese Produkte bereits physisch vorhanden sein müssen. In Studien können die Wirkungen mehrerer Marketing-Instrumente zu einem Zeitpunkt untersucht werden, in dem sich die Produkte noch im Entwicklungsprozess befinden. Auf diesem Weg lassen sich auch Wettbewerbsvorteile bestehender Produkte effizienter erkennen und nutzen. Eine Studie hierzu wurde zusammen mit der FH Merseburg durchgeführt. Virtuelle Umgebungen bieten eine hohe Qualität für die Darstellung von Planungen auch im Bereich der Architektur. Der realistische 3D-Eindruck ermöglicht zum einen dem Architekten eine hochwertige Entwurfskontrolle und vereinfacht die Kommunikation mit dem Bauherrn erheblich. Neben der Darstellung der virtuellen Gebäude, können in diesen auch Interaktionen durchgeführt werden, die mit fertigen Modellen, Filmen oder Zeichnungen nicht realisierbar sind: Bauteile können bewegt, verändert, hinzugefügt und gelöscht werden.
Ein virtuelles Studio dient zur Produktion von multimedialen Inhalten für die Anwendungsfelder Fernsehen, Film und Webcasting. Bildelemente werden aus Aufnahmen extrahiert und durch Schätzen von Szenenparametern zu Objekten, die in künstlich gestalteten Szenen basierend auf Techniken der Computeranimation eingesetzt werden. Das Virtuelle Studio wird eingesetzt um interaktive Medienströme (z. B. MPEG-4) zu generieren. Hierbei werden reale audio-visuelle Inhalte mit synthetischen Objekten kombiniert. Diese separate Verarbeitung ermöglicht es Szenen mit virtueller Akustik zu realisieren, bei denen nur geringe Bandbreiten erforderlich sind. Trotzdem wird eine hohe Audioqualität unter Einbeziehung lokaler Interaktivität erreicht. Der besondere Fokus liegt auf der Realisierung von lokaler Interaktivität für Frage-Antwort-Szenarien (Quiz) basierend auf Medienströmen. Ziel ist es, neue Interaktionsformen in die Produktionsprozesse einzubinden und auch neue Formen des interaktiven Broadcasting zu erproben. Diese Arbeiten finden in enger Kooperation mit dem Fraunhofer-Institut für Medienkommunikation in Sankt Augustin statt.
http://vsvr.medien.fh-duesseldorf.de
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| » http://vsvr.medien.f…allery/st_zellen2005/ |
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