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2009

Technology Guide

The rapid development of microprocessors and graphics processing units (GPUs) has had an impact on information and communication technologies (lCT) over recent years. "Shaders" offer real-time visualisation of complex, computer-generated 3D models with photorealistic quality. Shader technology includes hardware and software modules which colour virtual 3D objects and model reflective properties. These developments have laid the foundations for mixed reality systems which enable both immersion into and realtime interaction with the environment. These environments are based on Milgram's mixed reality continuum where reality is a gradated spectrum ranging from real to virtual spaces.

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Bullinger, Hans-Jörg [Hrsg.]; Encarnação, José L. [Mitarb.]; Unbescheiden, Matthias [Mitarb.]; Nouak, Alexander [Mitarb.]; Hahn, Volker [Mitarb.]

Technologieführer

2007

Springer

3-540-33788-1

978-3-540-33788-1

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Kehrer, Bernd [Ed.]; Unbescheiden, Matthias [Ed.]; Marcos, Adérito [Ed.]; Encarnação, L. Miguel [Ed.]; Posada, Jorge [Ed.]; Amicis, Raffaele de [Ed.]; Chan, Tony K.Y. [Ed.]; Müller-Wittig, Wolfgang K. [Ed.]; Kim, Won [Ed.]; Alves dos Santos, Luiz M. [Ed.]

The Colourful World of Computer-Generated Images, Visual Interaction and Visual Communication

2004

Europäischer Wirtschafts Verlag GmbH

3-932845-89-7

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Unbescheiden, Matthias; Thierolf, Maline; Dudzinski-Lange, Stefan

INI-GraphicsNet

2002

Informatik Forschung und Entwicklung

Dieser Artikel beschreibt die Entwicklung des INI-GraphicsNet, die 1975 mit der Berufung von Prof. Dr.-Ing. José L. Encarnação und mit der Einrichtung des Fachgebietes Graphisch-Interaktive Systeme (GRIS) an der Technischen Universität Darmstadt begann und 1999 mit der Gründung der INI-GraphicsNet Stiftung einen weiteren Höhepunkt erreicht hat.

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Ehnes, Jochen; Knöpfle, Christian; Unbescheiden, Matthias

The Pen and Paper Paradigm - Supporting Multiple Users on the Virtual Table

2001

IEEE Virtual Reality 2001Conference. Proceedings

IEEE Annual Virtual Reality (VR) <8, 2001, Yokohama, Japan>

The Virtual Table presents stereoscopic graphics to usually a single user in a workbench like setting. This paper describes the pen and paper paradigm, which besides being an easy to use user interface for sketching or similar tasks, provides the possibility for several users to work on the Virtual Table at the same time. They are not only able to move objects or to sketch on them independly, but they even can view the objects they are working on in a stereoscopic mode with the correct perspective due to individual head tracking. This way the Virtual Table becomes usable for groups of users, too. At the same time the pen and paper paradigm in combination with two handed input creates a very intuitive user interface for drawing, sketching or painting tasks.

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Schöffel, Frank; Kresse, Wolfram; Müller, Stefan; Unbescheiden, Matthias

Do IPT Systems Fulfill Application Requirements? A Study on Luminance on Large-Scale Immersive Projection Devices

1999

3. International Immersive Projection Technology Workshop

International Immersive Projection Technology Workshop (IPT) <3, 1999, Stuttgart>

Luminance and contrast are very important characteristis of immersive display devices and have great impact on the perceived quality of an immersive VR presentation. In this paper, we report on results from measurements we performed on a passive large-screen front projection and in a five-sided CAVE. Weexamined luminance range and color representation as well as luminace distribution across the screen, interreflection effects, and other properties. Implications of the measured values are explained, taking into account the perceptual issues of the human visual system, and example applications are presented. Based on the results, the critical aspects for the visual quality of large-scale immersive projection devices are identified.

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Ehnes, Jochen; Felger, Wolfgang [Betreuer]; Unbescheiden, Matthias [Betreuer]

Immersive Sketching as a Tool for the Evaluation of CAD Data - A new Approach for the Design Process

1999

Darmstadt, TU, Diplomarbeit, 1999

In this work a concept for a system to support design meetings was developed and implemented as a prototype. The system shall enable the participants to present their ideas to the others by sketching directly on to the three dimensional virtual prototypes. Results from researchers in the field of sociology lead to the features such a system should provide. The main goal is to support meetings of several specialists like engineers, designers, marketing specialists and so on. Obviously the technical devices must not block the communication of the people with each other. Furthermore the system has to be easy to use, as it shall not be used only by experts. The usage of the system has to be ergonomically in order to not wear out the users more than the traditional way of their work would do over several hours. An other important point was to enable several users at the same time to work with the system analogously to the conventional scenario, where every participant has his own pen and paper to make notes or sketch something to describe his ideas to the others. In contrast to sketches on paper these sketches can be done directly on the three dimensional prototypes, which come from CAD systems. If desired, these prototypes including the annotations can be viewed three dimensional using tracked stereo glasses. This way one gets a very realistic impression of the prototype. Thanks to the paradigm of each user drawing on his virtual pieces of paper on the table, this realistic view of objects is available for several users around the Virtual Table now.

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Unbescheiden, Matthias; Encarnação, José L. [Referent]; Groß, Markus [Advisor]

Physikalisch basierte Simulation in Virtuellen Umgebungen

1999

Fraunhofer IRB Verlag

Darmstadt, TU, Diss., 1999

Die Forschung im Bereich der Virtuellen Umgebungen hat in den letzten Jahren einen starken Wandel erfahren. Zu Beginn stand vor allem die Steigerung der Bildqualität im Vordergrund der Entwicklung. Um einen noch höheren Grad des Realismus zu erreichen, müssen natürliche Phänomene integriert werden. So erwartet man unterbewußt, daß sich die Erfahrungen aus der realen auch in der virtuellen Welt wiederspiegeln. Dies betrifft schon ganz einfache Situationen, wie eine Kaffeetasse, die zu Boden fällt, wenn man sie vom Tisch stößt. Die Arbeit beschäftigt sich mit der Integration physikalisch basierter Simulationen in Virtuellen Umgebungen. Um dieses Ziel zu erreichen werden verschiedene Strategien untersucht, die die notwendige Echtzeitfähigkeit der Simulationen sicherstellen sollen.

3-8167-5288-8

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Unbescheiden, Matthias; Trembilski, Andrzej

Cloud Simulation in Virtual Environments

1998

Virtual Reality. Annual International Symposium 1998. Proceedings

IEEE Virtual Reality Annual International Symposium (VRAIS) <5, 1998, Atlanta, GA, USA>

In this paper we present a new method of simulation and visualization of smoke and steam clouds in virtual environments. We use a particle system approach but reduce the particle numbers to decrease the computation and rendering times. Special care, however, is taken for the presentation quality of the clouds. From every viewing point (even within the clouds), the VE user will not have the impression that the clouds are hollow polyhedrons, but rather fuzzy objects.

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Encarnação, José L.; Knöpfle, Christian; Müller, Stefan; Unbescheiden, Matthias

Einsatz innovativer Technologien der virtuellen Realität - Experimente und Anwendungen mit 3-, 4- und 5seitigen CAVEs

1998

Internationales Wissenschaftliches Kolloquium 1998

International Scientific Colloquium <43, 1998, Ilmenau>

Im November 1996 wurde eine 3-Seiten CAVE [2] am Fraunhofer-IGD installiert. Diese Anlage bestand aus zwei Seitenwänden und einer Bodenprojektion mit einer Projektionsfläche von jeweils 2,4 m ´ 2,4 m. Mit Hilfe dieser Installation sollte die Technologie eines der faszinierendsten VR Ausgabegeräte aus den Forschungslabors in industrielle Anwendungen übertragen werden. Außerdem sollte die Anwendbarkeit in Bereichen überprüft werden für die traditionelle Ausgabegeräte nur bedingt geeignet sind. Neben der Arbeit an den bereits etablierten Anwendungen sollte auch die Integration in neue innovative Applikationen vorangetrieben werden. Auf den Erfahrungen mit der 3-Seiten CAVE aufbauend, wurde eine 5-Seiten CAVE entwickelt und im Oktober 1997 im neuen Institutsgebäude installiert. Diese CAVE besteht aus 3 Seitenwänden, einer Boden- und einer Deckenprojektion mit einer Projektionsfläche von jeweils 2,4 m ´ 2,4 m. Besonderer Wert wurde bei der Konstruktion auf die nahtlosen Übergänge zwischen den verschiedenen Projektionsflächen gelegt. In diesem Artikel werden werden einige CAVE-Anwendungen präsentiert: Design Review (Architektur, Konstruktion und Planung), Digitale Prototypen (Ein- und Ausbausimulation im Automobilbaubereich und der Schiffskonstruktion), sowie aus dem Bereich Edutainment (Virtuelles Ozeanarium für die EXPO'98). Außerdem werden die Vor- und Nachteile der CAVE-Technologie, auch im Vergleich zu anderen Ausgabegeräten, diskutiert.

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Unbescheiden, Matthias

Evaluation of VR-Technology: Applications using 3- and 5-sided CAVES

1998

2nd International Immersive Projection Technology Workshop. Proceedings CD-ROM

International Immersive Projection Technology Workshop <2, 1998, Ames, IA, USA>

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Encarnação, José L.; Dai, Fan; del Pino, Alexander; Haase, Helmut; Jakob, Udo; Unbescheiden, Matthias; Zachmann, Gabriel

Grenzen der Virtualisierung

1997

Telekooperation. Telearbeit. Tele-Learning. Virtuelle Arbeitswelten.

Mit der zunehmenden Verbreitung der Computer- und Telekommunikationstechnik ist Virtualisierung ein vielgenutztes Schlagwort geworden. Allerdings stellent sich oft die Fragen: Was versteht man konkret darunter, was kann man mit Virtualisierung erreichen und wo liegen die Grenzen. In diesem Beitrag konzentrieren wir uns auf Techniken und Anwendungen, bei denen eine (vollständig oder teilweise) rechnerisch simulierte - sogenannte virtuelle Umgebung geschaffen und realistisch präsentiert wird. Anhand einiger exemplarischer Anwendungen untersuchen wir dir Möglichkeiten und Grenzen der Virtualisierung. Dabei werden neben technischen auch gesellschaftliche Aspekte betrachtet, sowie Trends und Visionen für künftige Entwicklungen skizziert.

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Trembilski, Andrzej; Unbescheiden, Matthias [Advisor]

Integration von Partikelsystemen in VR

1997

Darmstadt, TH, Diplomarbeit, 1997

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Hergenröther, Elke; Unbescheiden, Matthias [Betreuer]

Integration von Partikelsystemen in VR

1997

Darmstadt, TH, Diplomarbeit, 1997

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Brunetti, Gino; Maidhof, Martin; Unbescheiden, Matthias

Rapid Prototyping

1997

ProduktDaten Journal

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Meixner, Matthias; Unbescheiden, Matthias [Advisor]

Virtuelles Training im Anlagenbau

1997

Darmstadt, TH, Diplomarbeit, 1997

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Strassner, Johannes; Zeltzer, David [Advisor]; Unbescheiden, Matthias [Advisor]; Astheimer, Peter [Advisor]

Autonomous Actors in Virtual Environments - physical object properties to constrain behaviour

1996

Darmstadt, TH, Diplomarbeit, 1996

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Unbescheiden, Matthias

Konzepte zur Parallelisierung von integrierten Radiosity- und Ray-Tracing-Verfahren zur Kunst- und Tageslicht-Simulation

1994

Darmstadt, TH, Diplomarbeit, 1994

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Müller, Stefan; Unbescheiden, Matthias; Göbel, Martin

GENESIS. Eine interaktive Forschungsumgebung zur Entwicklung effizienter und parallelisierter Algorithmen für VR-Anwendungen

1993

Virtual Reality '93. Anwendungen und Trends

Virtual Reality. Anwendungen und Trends. IPA/IAO-Forum <1993, Stuttgart>

Das System GENESIS bietet eine objektorientierte, hierarchische Datenstruktur, deren Traversierung zur Beschleunigung vieler VR-Aufgaben benutzt wird, wie Rendering, Radiosity, Ray-Tracing und Kollisionstest. Des weiteren biete diese Objekthierachie eine effizeinte Verteilungsmöglichkeit auf verschiedene, parallele Rechnerarchitekturen (distributed and shared memory). In diesem Artikel wird der Aufbau von GENESIS beschrieben; insbesondere wird aufgezeigt, wie das Radiosity-Problem auf ein Ray-Tracing-Problem zurückgeführt werden kann. Am Beispiel des parallelisierten Ray-Tracers werden dann verschiedene Testergebnisse auf den jeweiligen Architekturen vorgestellt. (IGD)