Bauanleitung: 4D VR Bergwerk

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Bauanleitung: 4D VR Bergwerk

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Rütteln, Fahrtwind, Geruch, Hitze – wer in das WDR 4D VR Bergwerk steigt, erlebt den Kohleabbau wie vor 100 Jahren hautnah. Und besonders realistisch wird das Erlebnis durch die 4D-Elemente – so nennen wir die Geräte, die neben der VR-Brille für weitere Sinneseindrücke sorgen. Das Virtuelle Bergwerk ist 2018 auf Tour in Deutschland. Man kann die 4D Funktionen aber auch selbst zusammenbauen. Für alle Interessierten erkläre ich hier, wie die Technik funktioniert.

https://player.vimeo.com/video/283198794

Das 4D VR Bergwerk bei der Messe SXSW 2018

Die Grundlage bildet das “WDR VR Bergwerk”, eine Anwendung für die Highend-VR-Brille Oculus Rift. In vier Episoden geht es von der Steigerstube bis zum Kohleabbau mit der Hacke. Die Anwendung ist mit der Unreal Engine programmiert worden, die auch für Computerspiele verwendet wird. Personen und Umgebung sind komplett computergeneriert, basieren aber auf einer ausführlichen Recherche. Die Anwendung wird bald auf der Oculus- und der Steam-Plattform kostenlos zum Download bereit stehen.

Spezielles VR-Setup

Neben der VR-Brille sind ein leistungsfähiger Rechner und ein so genanntes “Roomscale Setup” nötig. Statt der mitgelieferten zwei müssen insgesamt drei Oculus-Sensoren rund um das Spielfeld postiert werden, um die Bewegungen des Spielers optimal zu tracken. Mit weniger Sensoren ruckelt sonst der Kohleabbau im VR Bergwerk (mehr zum “Roomscale Setup” bei den VR Nerds: “So richtet man drei Tracker ein”). Außerdem sind zwei Touch-Controller notwendig. Wer so ausgestattet ist, erlebt in der VR-Brille eine sehr beeindruckende Zeitreise.

Mehr Immersion mit 4D Elementen

Aber es geht noch besser. “Besser” bedeutet hier: mit stärkerer Immersion – ein Gradmesser dafür, wie stark sich ein Nutzer in die virtuelle Welt hineinversetzt fühlt. Bei der Entwicklung von Virtual-Reality-Anwendungen wird darauf sehr viel Wert gelegt. Wir verstärken die Immersion im WDR VR Bergwerk mit den so genannten 4D Elementen.

Einfach, aber trotzdem wirkungsvoll sind Gewichtsmanschetten für die Handgelenke. Die gibts schon für zehn Euro. Die Controller alleine sind einfach zu leicht, um auch nur ansatzweise ein Gefühl von anstrengender Arbeit mit einer schweren Schaufel zu vermitteln. Mit einem Kilo an jedem Handgelenk funktioniert das schon besser.

Wer im VR Bergwerk in den Förderkorb steigt, hört über die Kopfhörer ein Rumpeln, wenn der Korb sich in Bewegung setzt. Im Original-Förderkorb wird aber der ganze Körper in Bewegung versetzt. Um dieses Gefühl zu simulieren, haben wir eine “Rüttelplatte” gebaut, auf der der Nutzer steht.

Rüttelplatte des WDR 4D VR Bergwerks mit Körperschallwandlern; Rechte: WDR/Ohrndorf

Unsere “Rüttelplatte” hat eine Größe von 1,80 x 1,80 Metern und ist für den Transport zerlegbar.

Die Platte besteht aus Holz; darunter sind sechs Körperschallwandler montiert (bei uns Reckhorn BS-200i – andere funktionieren mit Sicherheit auch). Im VR-Computer schalten wir die Tonspur mit dem Programm Voicemeeter Banana so auseinander, dass der Ton über HDMI in der VR-Brille zu hören ist, parallel aber auch über den Line-Ausgang des Rechners ausgegeben wird. Das Signal geht über einen Audioverstärker zu den Körperschallwandlern und versetzt die Platte synchron zum Geschehen in der VR Brille in Vibration.

Rüttelplatte des WDR 4D VR Bergwerks mit Körperschallwandlern; Rechte: WDR/Ohrndorf

Die sechs Körperschallwandler sind in Parallelschaltung mit dem Verstärker verbunden.

Wind, Hitze und Geruch

Wenn der Förderkorb losfährt, ist im echten Bergwerk aber nicht nur ein Rütteln zu spüren, sondern auch der Fahrtwind des offenen Förderkorbs. Dafür haben wir zwei Windmaschinen auf dem Boden vor dem Nutzer installiert (bei uns: Antari AF-3). Der Wind wird über das DMX-Protokoll gesteuert; ein digitales Protokoll, das oft in der Veranstaltungstechnik eingesetzt wird.

Am VR-Rechner ist dafür ein DMX-Adapter (bei uns: Enttec ODE MK 2) am Ethernet-Port angeschlossen, Windmaschinen und weitere Effekte sind über XLR-Kabel damit verbunden. Die VR-Anwendung gibt an passenden Stellen das Signal zum Start oder Stopp der Windmaschine aus. Eine weitere Windmaschine haben wir in Kopfhöhe installiert. Sie simuliert den leichten Luftstrom, der unter Tage zu spüren ist, sobald man den Förderkorb verlassen hat.

Bodeneinheit des WDR 4D VR Bergwerks mit Wind und Hitze; Rechte: WDR/Ohrndorf

Zwei Windmaschinen und ein Heizstrahler verstärken die Immersion.

Wer dann die Kohle aus dem Flöz kloppt, dem wird dabei ganz schön heiß. Um das nachzubilden, haben wir am Boden einen handelsüblichen Infrarot Heizstrahler installiert, der ebenfalls über DMX zum richtigen Zeitpunkt automatisch eingeschaltet wird. Weil es keine Heizstrahler mit eingebautem DMX-Anschluss gibt, verwenden wir hier einen über DMX schaltbaren Steckdosen-Dimmer (bei uns: Stairville DS-2 RF).

Weil sich auch der Geruch in einem Bergwerk deutlich von einem herkömmlichen VR-Spielzimmer unterscheidet, beduften wir den Raum auch noch mit einem Dunsterzeuger, der ebenfalls über DMX gesteuert wird (bei uns: Stairville AFH-600). Er enthält ein Dunst-Fluid, das auch in Diskotheken zum Einsatz kommt, ergänzt mit einem Duftstoff, der speziell für uns angemischt wurde.

Nachbauen? Verbesserungsvorschläge?

Wenn noch Fragen zu der Installation offen sind, meldet euch gerne in den Kommentaren. Wir haben beim Bau der Anwendung viel experimentiert und geben unser Wissen gerne weiter. Genauso freuen wir uns aber auch über Verbesserungsvorschläge.

Glück auf!

Über den Autor

Elektronikbasteln hat David schon immer fasziniert. Nach BWL-Studium und WDR-Volontariat arbeitet er als Journalist für Fernseh- und Online-Redaktionen. Mit Stefan Domke hat er das Storytelling-Tool Pageflow erfunden, für das er 2014 einen Grimme Online Award bekam.

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