Simone Lambertz, Georg Kiefer, Johann Freihoff


Mobilisierung und Homing von Blutstammzellen

Eine semi-interaktive Echtzeit-3D-Visualisierung


Die Blutstammzellen sind ins Blut gelangt [link 01]

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

  • › digital sparks 2006 [link 02]

» http://vsvr.medien.f…allery/st_zellen2005/ [link 03]

  • › Ausführliche Projektbeschreibung [Microsoft® Word | 548 KB ] [link 04]
  • › Der Besucher kann durchs Knochenmark schweben und sich dort über seine Bestandteile informieren [JPEG | 105 KB ] [link 05]
  • › Die künstliche Mobilisierung kann als Therapiemöglichkeit eingesetzt werden [JPEG | 61 KB ] [link 06]
  • › Der Anwender muss der Stammzelle helfen, wieder ins Knochenmark zu gelangen [JPEG | 67 KB ] [link 07]
  • › Objektstudien der "Hauptakteure" im Vorfeld der technischen Umsetzung [JPEG | 54 KB ] [link 08]
  • › Die 3D-Entwicklungsumgebung Anark Studio 2.5 [JPEG | 77 KB ] [link 09]