Ausstattung

Das VR-Zentrum (IT-Dienstleistungszentrum Virtual Reality) als Teil des neuerbauten Rechenzentrums verfügt über zwei Experimentierlabore, die miteinander durch breitbandige Netztechnik verbunden sind.

Der größere der beiden Räume soll in Kürze mit einer Mehr-Benutzer-VR-Umgebung wie den sogenannten CAVEs (cave automatic virtual environment) ausgestattet werden. Diese soll eine modulare, rekonfigurierbare, hochauflösende, stereoskopische Boden- und 360° Panoramaprojektion als Videokomponente aufweisen. Darüber hinaus soll ein massiv-mehrkanaliges Lautsprechersystem installiert werden, um damit unterschiedliche räumliche Audiowiedergabeverfahren wie die holophone Schallfeldsynthese (z.B. Wellenfeldsynthese, WFS) oder Wiedergabe durch Mehrkanal-Stereophonie (z.B. Vector-base Amplitude Panning, VBAP) realisieren zu können. Die Abstimmung zwischen den kritischen Anforderungen hochqualitativer Akustik und hochauflösenden Videoformaten stellt bereits in der Planung eine Herausforderung dar – oft werden aktuelle Systeme entweder hinsichtlich hoher Video- oder hoher Audioqualität geplant und gebaut. Die neue Umgebung wird in ihrer Leistungsfähigkeit und visuellen wie akustischen Auflösung die Eigenschaften der aktuellen FASP (Baujahr 2006) um mehrere Generationsstufen übertreffen. Damit wird an der TU Ilmenau eine neuartige flexible CAVE-Umgebung geschaffen, die dem derzeitigen Stand der Technik entspricht und es der Universität ermöglicht, aktuelle und zukunftsweisende Forschungsfragen zu adressieren. Aufgrund des vergleichsweise einfachen Aufbaus lässt sich der große Raum auch problemlos für eine Audio- und Videowiedergabe mittels Head-Mounted Displays (HMDs) für einzelne oder mehrere Personen konfigurieren.

Im kleineren Raum des VR-Zentrums wurde eine freie AR/VR/MR Experimentierfläche geschaffen. Die Video-Darbietung erfolgt hier mittels eines oder mehrerer HMDs. Für die akustische Wiedergabe wurde hier ein massiv-mehrkanaliges Lautsprechersystem räumliche Wiedergabeverfahren realisiert. Aufgrund der in beiden Räumen vorhandenen Tracking-Technik können dabei auch auf einfache Weise kopfhörerbasierte Verfahren zur Audiowiedergabe eingesetzt werden, wie z.B. die dynamische Binauralsynthese. Mit der Verwendung eines HMDs für die Videowiedergabe und einer lautsprecherbasierten Audiowiedergabe können Probleme der eingeschränkten Externalisierung von wahrgenommenen Audioobjekten bei kopfhörerbasierten Verfahren umgangen werden. Durch die Vernetzung beider Räume und weiteren Laboren des Campus der TU Ilmenau können diverse Arten interaktiver Mehrbenutzer-Anwendungen realisiert werden.

Das ML2 wurde 2017 im Rahmen eines vom FG Elektronische Medientechnik (EMT) beim Freistaat Thüringen (über Thüringer Aufbaubank TAB) eingeworbenen Infrastrukturprojektes um hochauflösende kinematografische Kamerasysteme (4k, High-Dynamic Range) nebst Spiegel-Rig für 3D-Videoaufnahmen und ein Motion Tracking System erweitert. Darüber hinaus soll der bestehende Teil des ML2, der als virtuelles Studio ausgeführt ist, zukünftig auf den aktuellen Stand der Technik gebracht werden. In Zusammenarbeit zwischen dem IMT und dem Kompetenzzentrum Virtuelle Realität (KVR) wurde bereits ein Ersetzen der Tracking-Technologie des bisherigen Virtuellen Studios durch das neu beschaffte Motion-Tracking System erprobt. Diese Aktivitäten sollen zukünftig durch ein Ersetzen des „Bluerooms“ durch einen „Greenroom“ und eine modulare Erweiterung hin zu einem „Greenroom-Cube“ ergänzt werden. In einem solchen virtuellen Studio können dann sogenannte volumetrische 3D-Aufnahmen von Objekten und Personen gemacht werden (siehe Erläuterungen weiter vorne im Text). Dafür sollen mehrere zusätzliche Kameras sowie entsprechende Beleuchtungstechnik beschafft werden, um unterschiedliche Perspektiven aufnehmen und damit realistische volumetrische 3D-Modelle der aufgenommenen Objekte zu generieren.

Für AR/VR/MR-spezifischen Produktionen ebenso wie für klassischere Film- und Videoformate mit immersiver Aufnahmetechnik wie 4k/UHD und High-Dynamic Range (HDR) soll das ML2 mit einer aktuellen IP-basierten Studiotechnik ausgestattet werden. Zudem sollen auch während der Medienproduktion Metadaten aufgezeichnet werden können. Zu diesem Zweck soll die vorhandene Trackingtechnik ergänzt werden und eine angemessene IT-Infrastruktur zur Datenanalyse beschafft werden, u.a. zum Einsatz von Verfahren des Maschinellen Lernens und der Künstlichen Intelligenz. Wie in Abschnitt 6 dargestellt, soll hier die Förderung aus öffentlichen und Universitätsmitteln flankiert werden durch ein längerfristiges Entwicklungskonzept unter Einbeziehung von Kooperationen mit Firmen aus dem Umfeld der professionellen Medienproduktion und IP-basierten Produktionstechnik.

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Das Hörlabor genügt den hohen Anforderungen der Spezifikation der International Telecommunication Union ITU-R BS.1116. Das Hörlabor wurde durch finanzielle Mittel eines eingeworbenen Infrastrukturprojektes um eine 22.2-kanalige lautsprecherbasierte Audiowiedergabe sowie um eine frei konfigurierbare Aufhängung der Lautsprecher erweitert. Die freie Anordnung ermöglicht den Aufbau aller gängigen aktuellen Lautsprecheranordnungen für Heimanwendungen bis hin zu professionellen Kinoanordnungen. Weiterhin ist eine beliebige Anordnung (bspw. Ring, Fläche, Einzelpositionen) für die Bedürfnisse unterschiedlicher Experimente und Forschungsarbeiten möglich. Eine zusätzlich eingebrachte professionelle Videoprojektion (4k, High-Dynamic Range) ermöglicht grundlegende multimodale Untersuchungen in Verbindung von räumlichem Audio und Video. Weiterhin wurden Mikrofone zur räumlichen Aufnahme von Audiosignalen beschafft, die eine geeignete Signalgenerierung für mehrkanalige Lautsprecheranordnungen sowie für räumliche Wiedergabe über Kopfhörer ermöglichen.

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Das AVT-Lab wurde im Zuge der Berufung von Prof. Raake an der TU Ilmenau durch Umbau aus bestehenden Laborräumen des Fachgebiets Audiovisuelle Technik (FG AVT) geschaffen. Es besteht aus drei Testräumen für die Durchführung von Messungen und Probandentests zur Sprachkommunikation, Telekonferenz- und Telemeeting-Nutzung sowie Videoqualitätsbeurteilung inklusive Audio-Wiedergabe. Die drei Testräume können miteinander verbunden werden, um Mehr-Personen-Kommunikationstests durchführen zu können. Die Räume erfüllen akustisch und hinsichtlich ihrer Ausstattung mit entsprechender lichtgrauer Bewandung und 6500 K Beleuchtung die Anforderungen relevanter ITU Standards wie BT.500, BT.2022, P.800, P.910, P.911, P.913, P.917 und P.920. Im Rahmen des ZIXR werden diese Räume in das vernetzte Gesamtsystem eingebunden.

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Das XR-Lab bietet komplementär zum derzeit im Aufbau befindlichen VR-Labor im Universitätsrechenzentrum Möglichkeiten zur empirischen Erforschung von kleineren AR/VR/MR Systemen, wie beispielsweise von Fahrsimulationen zur Erforschung von neuartigen Mobilitätskonzepten wie des autonomen Fahrens. Mittels dieser Laborräume können zudem interaktive Systeme der Telepräsenz untersucht werden, bei denen sich unterschiedliche Probanden an unterschiedlichen Orten befinden können.

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In den Räumlichkeiten des ehemaligen Kompetenzzentrum Virtual Reality entsteht derzeit das OpenI3TC-sensor Lab, ergänzend zu den anderen Laboreinrichtungen des I3TC. Speziell sollen zusätzlichen Möglichkeiten geschaffen werden im Rahmen des sogenannten Productive Teaming zwischen Menschen und Maschinen in einem industriellen Produktionskontext immersive Medien und Sensortechnologien sowie deren Nutzung und Bewertung zu untersuchen. Dazu soll eine Reihe von berührungslosen und berührungsbasierten Sensortechnologien eingesetzt werden, darunter Elektroenzephalografie (EEG), Bioimpedanzmessung, physiologische Kraftmessung, direkte taktile Eingabemethoden, Bewegungserfassung für Hyperscanning, real-time multimodale Kameras und Audiosysteme. Darüber hinaus soll das OpenI3TC-sensor Lab auch die Möglichkeit bieten spezielle Produktionstechnologien und Mensch-Maschine-Systeme für das Schweißen zu betrachten.

Das OpenI3TC-sensor Lab ist auch Teil des CHIM Netzwerks als Kooperation der TU Ilmenau mit der Technischen Universität Chemnitz und der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg.

Beim Medienlabor 1 handelt es sich um ein Audioaufnahmestudio professionellen Anspruchs. Das vorherige Medienlabor 1 des Instituts für Medientechnik musste im Rahmen der Sanierungsmaßnahmen am Oeconomicum (Gebäude des Campus der TU Ilmenau) zunächst abgerissen werden. Aktuell ist unklar, in welchem Raum der TU Ilmenau dieses Tonstudio neu errichtet wird. Eine Ausweichlösung wird derzeit gemeinsam mit dem Dezernat für Gebäude und Technik gesucht. Im neuen Medienlabor 1 sollen wie zuvor hochqualitative Tonaufnahmen, Audio- und Musikproduktionen vorgenommen werden können.