Vorfassung Vorbereitung 10 Jahre Web3De.org

Willkommen

Als sich in den 1980er Jahren die ersten Pixel vom gewohnten Text ihres C64 oder Atari abhoben, kamen mit verbesserten Prozessoren und Grafikkarten bald die Gedanken, in die dreidimensionale Darstellung auszubrechen. Diese Wegstrecke eröffnete sich erstmals mit der Entwicklung von VRML (Virtual Reality Modeling Language), der die Entwicklung der Virtual Reality Behavour Language folgen sollte.

Vor diesem Hintergrund verließen im Dezember 1998 einige der aktiven Programmierer dieser Szene aus ganz Deutschland kurzzeitig ihre Rechner, um in Köln einen Verein zu gründen, der die unvergleichlich rasanten Entwicklungen im Auge behalten und den notwendigen Informationsaustausch sichern sollte.

In Anbetracht der sich andeutenden Möglichkeiten des Internets und weiterer Softwareentwicklungen nannten wir ihn folglich wohlweislich Web3De.org e.V.

Da der Verein am 9. Januar 2009 zudem bereits zehn Jahre besteht, ist dies ein guter Anlaß zu einer Zäsur.

Man bedenke dabei heute im rasanten Produkt- und Technologiewandel, wo jeder ob gewollt oder ungewollt von den Begriffen „virtuell“ und „3D“ fast ständig eingedeckt wird, daß zum Gründungszeitpunkt an heutige Internetverbindungen noch nicht zu denken war, Notebooks zum kaum erschwinglichen Ausnahmeinventar gehörten und die Sun-Workstation als unerreichbarer Wunsch jedes einzelnen Mitgliedes galt.

Gerade deshalb ist eine Bestandsaufnahme vorzunehmen – durch die Zeiten hindurch. Unsere Intentionen und Erwartungshaltungen messen den heutigen Stand der Dinge, damit alle Interessenten und Besucher dieser Webseite eigenständig den „roten Faden“ aufnehmen und Entwicklungen selbst kritisch hinterfragen können.

In diesem Sinne ist es unser Anliegen, Anregungen zu geben, Entdeckungen zu ermöglichen und Entwicklungen zu eröffnen – gleich ob im Rahmen von Forschung und Lehre oder in der kommerziellen Anwendung.

Mögen Beispiele und Erläuterungen daher so betrachtet werden wie zahlreiche Web3D-Welten: mit Freude und Spaß kreiert, mit Kreativität und Einfallsreichtum bedacht, mit Fleiß und Ausdauer programmiert, voller Überraschungen steckend und vieles bis ins kleinste Detail ausgefeilt.

Willkommen bei Web3de.org!

Maßstäbe und Erwartungshaltungen

Die Anforderungen an dreidimensionale Modelle bzw. Welten lassen sich einfach umreißen. Ihre Kriterien sind insbesondere

- Maßstabsgerechtigkeit

- dimensionsübergreifende Darstellung

- freie Begehbarkeit

- Darstellung in Echtzeit

- Multiuserfähigkeit

- Integrierbarkeit der Daten in andere Programme und Entwicklungen

- einfache Lesbarkeit verwendeter Daten und Skripte

- Verwendung standardisierter Daten

- Verfügbarkeit über Internet

Diese Anforderungen bedingen allerdings ein Umfeld, was ebenso gekennzeichnet werden muß. Grundlegend ist hierbei die Vereinbarkeit mit den physischen Voraussetzungen des Menschen und dessen psychischen Verarbeitungsmechanismen, sowohl bei der Rezeption dreidimensionaler Modelle als auch bei deren Schaffung.

Damit wird ersichtlich, daß bei Web3De.org trotz der weltweit stetig produzierten Neuigkeitswerte nicht aus dem Auge verloren wird, daß die damit verbundenen Technologien letztendlich nur als Hilfsmittel angesehen werden können.

Anforderungen - Hardware

Zehn Jahre nach Vereinsgründung ist es ein guter Zeitraum, ursprüngliche Intentionen auf den Prüfstand zu stellen unter der recht einfachen Maxime, 3D- bzw. multidimensionale Welten handhabbar zu machen.

Setzen wir das unter die erforderlichen Prämissen, daß dies gemäß Biologie und Psychologie des Menschen „kompatibel“ sein muß, dies also bei Darstellung, Verarbeitung und Produktion von dreidimensionalen Welten unseren Anforderungen standhalten muß, so sind die diesbezüglichen Fortschritte eher bescheiden.

Wie in den Zeiten der Modebegriffe von „Künstlicher Intelligenz“ und „Expertensystemen“ blieb auch VRML nicht davon verschont, daß mit reißerischer Wortakrobatik irreführende Hypes inszeniert wurden u.a. mit einer Augumned Reality („Erweiterte Realität“). Denn Realität ist immer da, und wir können sie manchmal je nach unserem Handlungsspielraum beeinflussen. Aber die Realität kann nicht erweitert werden, sondern nur unser Verständnis für die Natur und unser eigenes Verhalten können wir erweitern. Und bis zu einer virtuellen Verhaltenssprache als VRBL (Virtual Reality Behavour Language) fehlen immer noch grundlegende Bausteine.

Dies soll etwas detaillierter aufgeschlüsselt werden.

Räumliche Darstellung

Zwar verbesserten sich Qualität und Größe von Monitoren, da selbst 3D-Darstellungen über diese möglich sind, aber dennoch gibt es keine optimale Lösung zu einer freien räumlichen Darstellung. Auch spezielle Brillen und ausgeklügelte, überdimensionierte Monitorflächen bzw. Räume mit 3D-Projektionsflächen stellen nur spezielle Insel- und keine Systemlösung dar, denn an ein einfaches Goldfischglas, das wo man den Fisch von allen Seiten ungestört betrachten kann, reichen sie nicht heran.

Die Monitorlösungen sind insbesondere deshalb zu beanstanden, weil sie nicht an das Gesichtsfeld des Menschen anschließen können und somit Bewegungen, insbesondere bei notwendigen Blickfeldänderungen (Treppen, Sichtkontrollen, eruierendes Blickverhalten und spontane Blickaktivitäten) ungenügende Ergebnisse bringen.

Bewegung/Steuerung im Raum

Im Bereich der Tastaturen, Mäuse, Datenhandschuhe, Joysticks, Konsolen und kopfgebundenen Geräte (Head Mounted Displays) sind zwar Bewegungen in den verschiedensten Modifikationen und selbst vorprogrammierten Alternativen nahezu unerschöpflich, aber dennoch hilft es nicht darüber hinweg, daß vereinbarende Standards fehlen und praktisch jede neue 3D-Welt eine andere Gangart implizieren kann. Die Ursache liegt im wesentlichen darin, daß erstellte Taxonomien und Kalibrierungen nur äußerst eingeschränkt den physischen und psychischen Anforderungen gerecht werden.

Sensorik

Ein Hauptgrund u.a. für abrupte Bewegungen in virtuellen Räumen besteht in den nicht ausgereiften Technologien der Sensorik. Hier geht es darum, daß analog zu den psychophysischen Körperfühlsphären Sensoren benötigt werden, die stufenlos z.B. druckempfindlich schalten können. Das bedeutet, während an einem Konzertflügel ein Ton in unterschiedlichsten Variationen angeschlagen werden, ist er digital entweder da oder nicht. Ebenso verhält es sich mit den gängigen Touchpads, die nicht in der Lage sind, Druckempfindungen gemäß der menschlichen Haptik stufenlos oder wenigstens stufiert aufzunehmen.

Portabilität – Virtuelle Maschinen

Eine der Motivationen für Web3D bestand darin, einen Gegenstand einfach zu entwerfen, der dann an irgendeiner anderen Stelle mit den notwendigen Dateidaten rund um den Globus sofort produziert werden kann. Auch hier sind die Entwicklungen noch derart umständlich, daß derartige Verfahren noch nicht in den Alltag des Normalanwenders übergegangen sind.

Allgemeine Hardwareumgebung

Wie vor zehn Jahren sitzen die meisten noch vor ihren monochromen Kisten. Auch wenn inzwischen Computer, Notebook und Handy zum Allgemeingut wurden, Röhrenmonitore zunehmend größeren Flachbildschirmen weichen und Speicher-, Verarbeitungs- und Übertragungskapazitäten per Internet inzwischen quantitativ extrem zugenommen haben, hat sich daran wenig geändert.

Allein die Notwendigkeit, Texte lesen und schreiben sowie Bilder und Filme anschauen zu müssen, läßt erkennen, wo die Prioritäten gegenwärtig liegen und warum akzeptable, eigenständige 3D-Lösungen noch nicht in Reichweite sind und einem längeren Reifeprozeß als den hier erinnerten von zehn Jahren bedürfen.

Zudem stellen sich auch die Softwareentwicklungen Anforderungen, die etwas ausführlicher erläutert werden müssen.

Anforderungen - Software

Wie auch bei anderen „Computersprachen“ muß konstatiert werden, daß all das, was wir gegenwärtig programmieren, auf recht komplexen Regelwerken, Instruktionen, Befehlen, Programmbaukästen etc. beruht. Diese reichen aber nicht annähernd an natürliche Sprachen heran, da sie nur marginal den

Kriterien der gedächtnisspezifischen Verarbeitung des Menschen, worauf hier nicht näher eingegangen werden kann, entsprechen.

Dabei ist es geradezu eine Herausforderung und im ureigenen Interesse anbetracht des Grundthemas multidimensionaler Modelle, diesbezügliche Lösung anzustreben und zu finden.

Die Komplexität der Materie zeigt folglich, daß schon auf weit niedrigeren Niveaus kaum jemandem der Weg zum Erfolg beschieden war. Um die Euphorie etwas zu bremsen, die mancher Neueinsteiger mit 3D-Welten verbindet, sei zuerst auf die größeren Firmen verwiesen. Sony führte seine Entwicklungen des Community Place Browser bereits in den 1990er Jahren nicht weiter. Microsoft stellte sein diesbezügliches Projekt „Fahrenheit“ ein. Auch Adobe gab seine Ambitionen mit dem Adobe Atmosphere Player auf.

Zahlreiche Firmen und Softwareentwicklungen, die diesen Weg weltweit aktiv beschritten und teilweise führten, sind eingestellt, nicht mehr aktiv oder ganz aus dem Markt verschwunden. Viele vielversprechende und ambitionierte Vorhaben sind nun Begriffe der Geschichte wie Platinum, Viscape, Lattice Designer, Piviron, Interspace Browser, Real 3D, Cybelius, Flatland, Alice98, Shout3D, Islands, Blaxxun…

Selbst die eigentlichen Stützen dieser Entwicklung, die ihre Arbeit in die Web3D-Gemeinschaft einbringen und von denen hier stellvertretend Holger Grahn, Graham John Perrett und Keith Victor genannt seien, mußten mühselige Wegstrecken hinter sich bringen, die oft kaum fachlicher Natur waren. Allein die Produktentwicklungen von Keith Victor von Anfy3D, über Spazz3D, VizzX3D und Flux Studio zu Vivaty mag dies andeuten.

Das bedeutet gleichzeitig aber auch, daß nur über jene wenigen kreativen Persönlichkeiten Entwicklungen weiter laufen können, die die Problematiken durchdrungen haben bzw. sich leitend von den gewonnenen Erkenntnissen der vergangenen Jahre umsichtig ihrer Zukunft widmen.

Um diese Zukunftsfelder verstehen zu lernen und dabei die Übersicht zu bewahren, sollen erst die intensionalen, gängigen Komponenten im Überblick erläutert werden.

Weltenbau

Eigentlich ist die Erschaffung dreidimensionaler Modelle ganz einfach. Mit einem einfachen Texteditor läßt sich bereits programmieren, was komfortable und mächtige, frei verfügbaren Programme wie Flux Studio, Blender oder ggf. einige CAD-Programme bis in höchste Komplexitäten treiben können. Über ein entsprechendes Zusatzprogramm (Plugin) können dann die erstellten Welten in unterschiedlichen Browsern betrachtet und erkundet werden.

Die Grundformen von Objekten stellen Kegel, Würfel, Zylinder und Kugel dar. Man kann aber beliebig Objekte entwerfen und nach freiem Willen gestalten – von einfachen Flächen über Extrusionen und rotationssymmetrische Körper bis zu Nurbs oder Hyperkuben. All dem sind keine Grenzen gesetzt.

Ihre Gestaltung kann frei mit einem unerschöpflichen Vorrat von Bildern und Texturen angereichert werden.

Sie kann zudem durch Farben und unterschiedlichste Lichtquellen ergänzt werden. Als Objekte können auch Hintergrund und Nebel fungieren.

Da jedes Objekt bemaßt ist, lassen sich unterschiedlichste Konstruktionen ermöglichen – vom einfachen Haus bis zur detaillierten Innenraumgestaltung. Durch verschiedene Kamerastandorte oder -fahrten kann sich der Betrachter bereits problemlos um seine geschaffenen Objekte bewegen.

Da zudem Töne bzw. Musik an den Raum bzw. Objekte gebunden werden können, erklärt sich bereits eine unerschöpfliche Vielfalt, die nur zu programmiert werden braucht.

Die Multiuserfähigkeiten lassen Erweiterungen zu, die gleichzeitig und parallel genutzt werden können. Das betrifft natürlich das eigene Auftreten im dreidimensionalen Raum als handelndes Subjekt und Objekt (Avatar), es ermöglicht aber ebenso die gleichzeitige Einbeziehung eines Textchats oder eines Agierens mit einer Internetkamera.

Da außerdem noch vorgefertigte Bewegungen als Animation von Objekten eingesetzt werden können, ist der Umfang der Möglichkeiten schier unerschöpflich. Dies wiederum bedeutet im Umkehrschluß, daß sich erst über die Jahre Strukturen und Funktionen der anwendungsspezifischen Akzeptanz sowie der praktischen Verwendung herauskristallisieren konnten.

Aus diesem Grunde ist es nur folgerichtig, mit Umsicht die entstehenden Nutzungsspektren verstehen zu lernen, wie und wo sich die Entwicklungen der Web3D-Technologien ihren Weg bahnen.

Denn im Gegensatz zu einem Fließtext oder einem Bilderbuch besteht eine grundlegende Anforderungsänderung derzeit darin, daß jede dreidimensionale Welt für sich neu entsteht und damit adäquat erlebt werden muß.

Aus diesem Grunde ist es sicherlich für Betrachter wie Nutzer und Entwickler besonders wichtig, den „roten Faden“ für diese Entwicklung zu finden und auch zu behalten.

Die Bilanz nach zehn Jahren ist daher eine gute Gelegenheit, eine Übersicht zu geben, was sich bewährte bzw. was fehlt und auf welchen Gebieten Anwendungen zu verzeichnen sind bzw. warum technologische Durchbrüche ausstehen.

Beispiele

Um falschen Erwartungshaltungen zuvorzukommen sei gleich gesagt, daß es bei der offenen Zusammenstellung der Beispiele weder um eine komplette Darstellung noch um die besten Programme noch um irgendeine Art von Rechenschaftslegung oder Wertungen geht. Man sollte vielleicht bedenken, daß die freie Auswahl vor dem Hintergrund einer sechsstelligen Anzahl von Dateien weltweit zu sehen ist. Deren Spezifik reduziert sich allerdings durch die Einschränkung auf den Web3De-Raum, also vorwiegend auf deutschsprachig tätige Programmierer weltweit und ihre freiwillige Bereitschaft, uns einen Einblick in ihre Arbeit zu geben. Dabei finden wir eine Spannbreite und Heterogenität vor, mit der ein kaum ermeßbarer Erfahrungsschatz erahnbar wird, angefangen von kleinen Skizzen, die in wenigen Minuten erstellt wurden bis zu komplexen Arbeiten, die sich über mehrere Jahren erstellt hinzogen.

Sinn und Anliegen ist, ein breites Spektrum von Beispielen zu zeigen, Anregungen zu liefern, individuelle Handschriften erlebbar zu machen, Kreativität zu spüren, sich einfach überraschen zu lassen und Interesse und Neugier zu wecken.

Sinn ist auch, ein kleines Stück Entwicklungsgeschichte dreidimensionaler Welten zu dokumentieren. Denn mit dem weltweiten Durchbruch von VRML 2.0 als Programmierstandard, als es nicht mehr wie VRML 1.0 in den Anfängen der frühen 1990er Jahre nur einem auserlesenen Kreis von Programmierern an damaligen Großrechnern zur Ausführung vorbehalten blieb, sondern zur Massenanwendung wurde, änderten sich Ausmaß und Vielfalt der Anwendungen und Programmierstile.

Während man eine Darstellung der Laufmessung in frühen Phasen noch mit über 1 Megabyte Speicherplatz versah, liest ich heute die Datei heute ohne Erläuterungen viel leichter mit einem Zehntel des Speicherbedarfs. Auch bei diversen 3D-Scanns und CAD-Auskopplungen können die Datenbestände heute teilweise noch auf ein Zwanzigstel reduziert werden.

Zudem sind mit Multitexturen und diversen Programmierhilfen optisch attraktivere Ergebnisse zu verzeichnen. Es gibt demzufolge doch erhebliche Unterschiede und Verbesserungen in den Jahren, so daß die meisten heute ihre virtuellen Welten sicherlich optimieren würden.

Das ist aber nicht der alleinige Grund, weshalb manches aus frühen Jahren scheinbar schlicht gestaltet wurde. Man muß immer bedenken, daß damalige Rechner oft zum Absturz kamen, wenn sich z.B. in Mutiuser-Chats komplexere Dateien luden oder Kompatibilitätsprobleme aufwiesen. Auch der Bildaufbau vollzog sich recht zögerlich, und man konnte schon froh sein, wenn 10 KB in der Sekunde vom Internet übertragen wurden.

So gesehen ist es sicherlich erfrischend, auch ältere Dateien hier zu sichten, die man früher auch nie so im Chat oder als Einzeldarstellung auf einem alten Rechner erleben konnte.

Vielleicht kann einiges davon erneuert, ergänzt und bereichert werden – gleich ob in VRML, X3D oder CAD. Das bleibt Ihnen überlassen. In den Quellcodes wurden – soweit gewünscht bzw. ermittelbar – zum Teil Hinweise auf die Autoren eingefügt, so daß eventuell auch eine direkte Verbindung geknüpft werden kann.

Viel Freude mit den Beispielen wünschen die Autoren und Web3Der, denen gleichzeitig der Dank für die Bereitstellung ihrer digitalisierten Arbeiten gilt!

1. Die Welt der Objekte

Die Welt der Dinge ist der Einstieg in jedes Programmieren. Denn mit den Grundelementen lernt man am einfachsten die ersten Lösungen, auf denen man frei aufbauen kann. Selbst gewählte Objekte bieten zudem die beste Motivation, daß die Modelle überschaubar bleiben und leicht zu ordnen sind. Hier gibt es noch keine Abgrenzungsfragen. Jeder kann sich bezüglich optischer Attraktivität, Detailtreue und gewünschter Einbauten von Bewegungen, Texturen, Tönen und Animationen seine Ziele selbst abstecken und sukzessiv optimieren.

Aus diesem Grunde kann hier aus der gesamten Spannbreite der Anwendungsgebiete ein kleiner Ausschnitt dargeboten werden.

Beispielgruppen:

z.B. Produkte – Funktionsvorführung

z.B. Hardwaredarstellungen

z.B. aus dem Bereich virtueller Maschinen

z.B. Haushaltgeräte und technisches Spielzeug

z.B. Biologie

z.B. Anatomie

z.B. Chemie

z.B. Physik

z.B. Spiele Geometrek

2. Weltumgebungen - dienstlich

Der zweite Schritt in der Entwicklung von Web3D-Welten bezog sich zuerst auf die nähere Umgebung – den Computerarbeitsraum, das Labor, den Vorlesungsraum nebst Fluchtwegen…

Dieses Gebiet ist insbesondere durch die Anwendung von CAD-Programmen in der Architektur kultiviert worden. Die anhaltende Entwicklung von dreidimensionalen Geodaten sorgt dafür, daß dieses auch künftig weitere Produktfolgen nach sich zieht.

Beispielgruppen

Innenräume

z.B. Raum 51 Uni München

z.B. Messen - einige Messestände - Oli - blaxxun

z.B. Sickbay – Wer hat das programmiert?

z.B. größere Bahnhöfe, Flughäfen

Ausstellungen

z.B. Durbano

z.B. Galerie Thomas

z.B. HfbK Hamburg

Räume außen

Architektur

Einige Gebäude wie

z.B. Tarakos Technologiezentrum fhg

Architektur Stuttgart21

Siedlungen

Gärten

z.B. Nicolas Reichelt Wörlitzer Park

Stadien

z.B. Andreas Müller Stadionanlage Dreisamstadion Diplomarbeit, Stadion Saarbrücken

Kirchen

z.B. Leipziger Paulinerkirche

z.B. Wetzlarer Dom

Stadtteile

z.B. Berlin

3. Weltumgebungen - privat

Analog zu den Domizilen von Programmierern in Computerräumen und Labors hielt im Zuge der Zeit die Gestaltungen der eigenen Wohnumgebung Einzug. Angefangen von der Studentenbude, die nur im Modell unübertrefflich aufgeräumt sein kann, über die Gestaltung des Wohnzimmers bis hin zur Darstellung des eigenen Hobbys und des privaten Erwerbszweiges

Beispielgruppen

(My home – My castle: Eigenheime, Gärten, GbRs, Katze, Hund und Hof…)

4. Themenwelten

Wie in der Literatur ganze Spektren von Genres entstehen, bieten sich auch Web3D-Welten dazu an.

Da werden Phantasielandschaften gestaltet, Inseln samt Segelschiffen gebaut, mittelalterliche Burgen einschließlich Schatzsuchen konzipiert und umgesetzt. Jahreszeitliche Anlässe von Ostern, über Halloween bis zu Weihnachten und Neujahr finden sich ebenso als eigenständige Kreationen wie die Geburt der Tochter oder des Sohnes sowie andere Geburtstage, Jubiläen und Anlässe.

Selbst die Rubrik Cartoons war im englischsprachigen Raum bereits schon umfangreicher zur Anwendung gekommen. Der Vorteil, daß mit Web3D-Modellen auch komplexe Funktionsabläufe darstellbar sind, überträgt sich auch auf die Möglichkeit, kleinere Filme problemlos herstellen zu können.

Der vielleicht aber perspektivisch größte Vorteil von VRML und künftigen Nachfolgern ist, mit geringstem Aufwand und wachsender Genauigkeit komplexe Sachverhalte, heterogene Infrastrukturen und Situationen darstellen und in unterschiedlichster Weise abprüfen zu können. So können leicht Übungen, Fragmente, Skizzen, Entwürfe oder sogar ganze Szenarien modelliert werden – je nach Genauigkeitsvorgabe.

Beispielgruppen

VRML-Art

Skizzen, kleine Übungen, Freie Gestaltungen, Anlässe

traumatische Ereignisse Stereotype,

z. B. Arbeiten von Bernd Heilenz 2006-2008

z. B. Mirko Ross „Der digitale Garten“ Diplomarbeit 1997/8

z. B. Lüssem 3D Friedhof

5. Kommunikative Welten

Wenn die gesamten Spektren und Hilfsmittel von Web3D-Welten wie Textkonsolen, Musik und Ton, Internetkameras und die digitalen Medien in Anspruch genommen werden, können sehr große Nutzergemeinschaften entstehen. Hierfür stehen Namen wie Active Worlds, Second Live, Moove, Dreamland etc.

Sie eint, daß ihre Nutzer erst einmal der Faszination dreidimensionaler Welten erliegen und dabei folglich allgemein gemäß der Vorinformation zu hohe Erwartungshaltungen aufbauen.

Da diese jedoch zumeist wie Baukästen angelegt sind, wird auch der nahezu unerschöpfliche Vorrat an vorgeformten Bausteinen für Inventare, ganze Schloßanlagen, Tempel und diverse Objektwelten dennoch redundant. Ihre Prägung erhalten diese Welten im wesentlichen durch Beiträge ihrer Mitglieder, die wie in den vier bisher genannten Punkten unverwechselbar sind (Ausstellungen, poetische Kreationen, Dokumentation der persönlichen Hobbys und Freizeitgestaltungen, der Familie, der Freunde etc.). So reduziert sich der Interessentenkreis erfahrungsgemäß nach einiger Zeit wieder, u.a. weil die Präsentation von Ausstellungsbildern qualitativen Einschränkungen unterliegt und andere Sachverhalte oder Darstellungen über andere Medien oder zweidimensional besser vermittelt werden können.

Da die Rubrik kommunikativer Multiuserwelten ihre Schwerpunkte teilweise nicht nur auf kostenpflichtige Software bzw. Nutzungen verlagert, wo ggf. Vertragsvereinbarungen zur Anwendungen kommen und die Web3D-Technologien als Hilfsmittel quasi nur die visuelle Attraktivität bereichern, kann auf ein näheres Eingehen an dieser Stelle verzichtet werden.

Für Programmierer und Entwickler war deshalb der Multi-User-Chat von Blaxxun über die Jahre ein guter Treffpunkt und Begleiter, weil jeder dort frei und ohne Anmeldung jederzeit seine eigenen Welten zur Begutachtung präsentieren konnte, um diese zu testen und mit anderen darüber zu kommunizieren.

Da die Nutzer ohnehin gut informiert waren, beschränkten sich die Dialoge nach Abgleichung der

Tages- und Wettersituation (rund um den Globus und rund um die Uhr, insbesondere zwischen Westeuropa, Australien und den Vereinigten Staaten) vorwiegend auf Hinweise zu Programmiertips, Lernhilfen für neu Hinzukommende, aktuelle Entwicklungen und Links auf Tests eigener Objekte und Welten.

Weitere diese Multiuser-Chats wie der Village3D Client (Ignatio Locatelli), VNet-Chat oder dem techuelifeViewer (Graham John Perrett) liegen zwar in Ansätzen bzw. frühen Versionen vor, bedürfen aber noch der Unterstützung zu ihrer Ausreifung.

6. Verhalten und Computerspiele

Während die bisherigen Punkte die Bedürfnisse einer Vielzahl von Nutzern abdecken konnten, treten beim Thema des Verhaltens und menschlicher Verhaltensvereinbarungen die eigentlichen Grund- bzw. Kernprobleme offen zutage.

Bevor darauf explizit im Zusammenhang mit künftigen Entwicklungen eingegangen wird, bedarf der seit Jahren kaum veränderte Stand der Arbeitsgruppe, die sich mit menschlicher Animation befaßt, der Aufmerksamkeit. Denn die Versuche, Bewegungs- bzw. Verhaltenssprachen zu entwickeln (Virtual Reality Behavour Language) stecken nach wie vor in den Kinderschuhen.

Beispielgruppe H-Anim

Das, was bei virtuellen Akteuren (Avataren) an Bewegungen vorprogrammiert wird, sind rudimentäre Gesten, ggf. im Spektrum emotionaler Polarisierung. Die Ausrichtung auf bestimmte Grundverhaltensweisen ist zwar logisch gedacht, bildet aber nur Animationsfolgen, die Realverhalten nicht widerspiegeln können.

So wurden und werden zwar eine Unzahl von vorprogrammierten menschlichen Bewegungen, insbesondere in Multiuserprogrammen eingesetzt, jedoch haben diese Animationen nur eingeschränkte Wirkungen, indem der Nutzer z.B. als Betrachter in bestimmte Bewegungsabläufe „hineingezogen“ wird.

Auf diese Weise ist kein aufbauender Fortschritt möglich, denn Verhaltensweisen werden nur kaschiert. Am Beispiel der Computerspiele soll das etwas detaillierter veranschaulicht werden.

Exkurs Computerspiele

Etwas spielend zu erlernen bedeutet, daß man mit all seinen Sinnen, Wahrnehmungs- und Verarbeitungsfähigkeiten frei und ohne Anstrengung aktiv seine Lebensumwelt und deren determinierbare Teile für sich begreifen, verstehen und damit umzugehen lernt.

Dazu gehört auch, daß man durch Wiederholung manche Lernprozesse bekräftigen kann, insbesondere wenn es um die Ausprägung motorischer Fähigkeiten geht, wo der komplexe Bewegungsapparat des Menschen im Laufe seiner Reife der Übung bedarf. Zum Spielen zählt aber auch, daß dies im natürlichen, sozial gebundenen Umfeld erfolgt. Dies schließt ein, in der Geselligkeit von Familien, Freunden, Nachbarn unterschiedlichen oder gleichen Alters ein Spiel ganz gleich aus welchem Anlaß mit Emotionen und seinem gesamten transienten Hintergrund ausleben zu können.

So gesehen haben Computerspiele kaum etwas mit dem Begriff „spielen“ im obigen Sinne zu tun, und es ist auch wichtig, dies dem potentiellen Spieler begreiflich zu machen.

Wie über den in Jahrhunderten kultivierten Vorgang des Lesens prägt auch die Anwendung neuer Technologien wie Fernsehen, Computer und Handy die Entwicklung des Menschen.

Der sich zuspitzende Unterschied ist dabei nicht etwa nur die Aufhebung der Einschränkung auf Augenbewegungsanforderungen des Lesens und ggf. typische Körperhaltungen (für das Buch- oder Zeitungslesen), sondern daß völlig andere Beanspruchungsgrade durch Bild-, Musik- und Filmabläufe erzielt werden, die gravierende Auswirkungen auf die Art und die Möglichkeiten der menschlichen Ereignisverarbeitung haben.

Während beim Lesen eines Buches allein schon durch das Umblättern der Seiten eine Unterbrechung „eingebaut“ ist, die die Hemmschwelle sinken läßt, das Buch auch mal problemlos aus der Hand legen zu können, verändert sich dies beim Computer in mehrfacher Hinsicht.

Die Anforderungscharakteristik richtet sich bei Computertätigkeiten oftmals nicht nur an die Tastatur, die Maus bzw. alle möglichen angeschlossenen Steuergeräte, sondern auch auf einen Bildschirm, der nicht nur allein zeilenweise verfolgt, sondern räumlich und meist ganz in Augenschein genommen werden muß. Je nachdem, ob am Monitor Filme ablaufen, ein auf Geschwindigkeit ausgerichtetes Spiel betrieben wird oder menügesteuerte Programme auszuführen sind, kommen hier auf den Nutzer ggf. hohe Beanspruchungen zu, die bereits die Grenzen seiner Rezeptionsfähigkeiten überschreiten.

Während sich der Buchleser das begrifflich Aufgenommene (z.B. ein Schloß, ein Gewitter oder eine Handlung) auch in der jeweiligen Situation möglicherweise gleichzeitig beim Leser vorstellt, wird z.B. der Computerspieler gleich mit einer vorgefertigten Welt konfrontiert, die er oftmals selbst kaum hinterfragen kann, noch die ihm Zeit läßt, eigene Vorstellungen ausreifen zu lassen.

Dies alles erfolgt in äußerst komplexen Verarbeitungsmechanismen beim Menschen, die an dieser Stelle

nur insofern benannt werden müssen, da eben alles, was über den Monitor, das Fernsehen oder über das Handy in Augenschein genommen wird, auch nur entsprechend gebunden verarbeitet wird. Die Erdbeere, die man betrachtet, in den Mund nimmt, schmeckt und ißt, wird völlig anders wahrgenommen und im doppelten Sinne tatsächlich verarbeitet als das gleiche Objekt z.B. in der Fernsehwerbung. Zwar vermag der Mensch, beides miteinander assoziativ zu verbinden, er vermag es auch, eine einmal im Film gesehene Zubereitungsform der Erdbeere ggf. Jahre danach selbst in der Küche zuzubereiten, aber dies kann eben nicht das natürliche Grunderleben ersetzen oder ausgleichen.

Anders formuliert bedeutet das, daß aufgrund fehlender natürlicher Bindungen vieles motorisch und „kognitiv“ verarbeitet und abgelegt wird. So gesehen können über Computerspiele und andere Technologien Verarbeitungsmechanismen des Menschen angesprochen werden wie Problemlösen, Leistungsoptimierung und optisch motorische Beschäftigung (um z.B. andere Denkprozesse unbewußt ablaufen zu lassen).

Darauf muß deshalb hier eingegangen werden, weil mit den Web3D-Technologien und der räumlichen Widerspiegelung realer Welten grundlegende Veränderungen eintreten. Während die meisten zweidimensionalen Spiele, gleich ob es sich um Labyrinthe, Merktests, geschwindigkeitsorientierte

Spiele, Rechenaufgaben oder zielgerichtete Lösungen handelt, meist durch überschaubare Bildinventare

determiniert sind, hebt sich diese Situation durch Übertragung ins Räumliche weitgehend auf.

Allein frei wählbare Blickwinkel, konkave oder konvexe Blickfeldeinstellungen verbunden mit freien Bewegungsgeschwindigkeiten und Standorten erlauben einen unbegrenzten Interpretationsspielraum. Wenn man bedenkt, daß zudem mit Extrusionen, rotationssymmetrischen Körpern und Nurbs Visualisierungen erzeugt werden können, deren Aussehen oft über keinerlei begriffliche Adäquatheit verfügt, kann man erahnen, welche Faszination im virtuellen Raum erzeugt werden kann.

Diese räumliche „Erfüllung“ kann Flächenmonotonien und die damit verbundene, mögliche Langeweile aufheben. Der gesteigerte Beanspruchungsgrad erlaubt zudem, die begleitenden Anforderungen zur Auslastung bzw. Vereinnahmung des Nutzers z.B. in Multiuserspielen besser zu kanalisieren.

Für Computerspiele bedeutet das, daß der Spieler über relativ einfache Anforderungen und Belohnungssysteme antrainiert werden kann. Indem ihm bestimmte virtuelle Räume und weitere Mitspieler zur gewohnten Umgebung werden, kann er sich mehr auf das konzentrieren, was er noch nicht kennt.

Hier können bequem eine ganze Reihe von Abhängigkeiten erzeugt werden. Sowohl die Neugier des Spielers und sein Bemühen um Fehlerlosigkeit oder eine maximale Trefferquote bei entsprechenden Anforderungen, als auch die bloße Abwechslung bzw. der Zeitvertreib lassen sich als Motivation benutzen, ihn möglichst lange am Computer zu halten.

Wenn hierbei über Multiuserfunktionen auch noch Rollenspiele angekoppelt werden, können sogar u. a. soziale Komponenten als Ersatzbefriedigung eingebunden werden.

Das bedeutet, was in den Reifungsjahren der Softwareentwicklung bereits bei Programmierern untersucht wurde, daß sie aufgrund ihrer (selbst gesteckten) Anforderungen extrem viel Zeit und über Wochen und Monate vor den Monitoren ihrer Rechner verbrachten, wird zum Massenphänomen von Nutzern.

Allerdings liegt hier der Unterschied darin, daß letztere nicht frei agieren können, sondern sich nach dem gesamten Spieleinhalt, den Formenrepertoires, Anforderungen, Handlungsrahmen, Regeln und Stereotypen ausrichten müssen.

Insofern ist es wichtig, diese Umstände dem potentiellen Nutzer vorher bewußt zu machen.

Gesetzt sein sollte auf jeden Fall eine gewisse Distanz, die sowohl darin begründet sein kann, Möglichkeiten und Grenzen des Spiels vorher zu kennen, als auch das allgemeine Wissen zur kontrollierten Selbstbestimmung des Nutzers zu fördern. Da je nach Art des Spiels und Alter des Nutzers die Herangehensweisen dafür sehr unterschiedlich sein können, wird dies hier nicht weiter erörtert.

Allgemein läßt sich aber sagen, daß der Prozeß der Schulung und Aufklärung oft bereits mit dem ersten Blick auf die Ästhetik der angebotenen 3D-Welten und ihrer Avatare sowie ihrer Formenrepertoires beginnen kann. Grundlegend sind ebenso ethische Grundsätze, denn man kann selbst entscheiden, ob man auf ein Spiel einläßt, wo Militarisierung bereits zur Standardausstattung gehört. Zweifelsfrei sollten Spiele so gestaltet werden, daß sie jederzeit wie dieser Exkurs beendet werden können, um sich wieder wichtigeren Dingen zuzuwenden.

VRML und die Entwicklung der Web3D-Programmierung

VRML – umgangssprachlich liebevoll „Wörmel“ genannt, weist mehr als nur den Unterschied auf, daß es um dreidimensionale Welten geht. Wer Computersprachen kennengelernt hat wie BASIC, PASCAL, PROLOG, LISP etc., wird den Ansatz von VRML schätzen.

Denn hier geht es darum, die Konstruktion mehrdimensionaler Welten mit den Vorstellungen des Nutzers bzw. Programmierers zu verbinden. Das heißt, es geht nicht mehr um eine abstrakte Sprache, sondern um die Möglichkeit, in einer wahrnehmungsorientierten Sprache zu programmieren und zu denken. Dieser Prozeß fördert gleichzeitig die Präferenz, die eigene Umwelt in ihren unterschiedlichsten Bestandteilen so kategorisieren zu können, wie es für Modellierungen und Nachbildungen bislang nicht möglich war. Wir haben es somit mit einer neu erweckten Lernform zu tun, die ihrer Ausprägung bedarf.

Es ist ihr Ausgangspunkt und Grundansatz, selbst Welten zu ersinnen, einschließlich ihrer Objekte, ihrer Unterscheidungen, Bewegungen und ihrer Zusammenhänge. Dieses „Denken in Welten“ kann gleichzeitig das Verständnis der eigenen realen Umgebungswelten vertiefen. Im Gegensatz zur Virtualität von vorgeformten 3D-Baukästen kann der VRML-Nutzer sich immer an eigenen, gelernten Vorstellungen und Programmierkenntnissen offen ausrichten und selbstgesteckte Ziele setzen.

Hierbei spielen Faktoren eine wichtige Rolle, die für VRML prägend sind wie die freie Verfügbarkeit, die Lesbarkeit, die Nachvollziehbarkeit der Quellcodes, die problemlose Testung und eben u. a. ihre Web3D-Fähigkeit gemäß der eingangs genannten Anforderungen. Auch die Wieder- und Weiterverwendbarkeit sind wichtiger Bestandteil auf dem Weg zu neuen Sprachgrundlagen.

Daß dies allerdings nur ein Anfangsstadium ist, wird im Kernthema der Entwicklungsmöglichkeiten verdeutlicht.

VRML und Zielrichtungen der Entwicklung

Zunächst mag man annehmen, daß VRML aus der Mode gekommen ist. Datenkapazitäten und Verarbeitungsgeschwindigkeiten der Rechner haben derart zugenommen, daß die Hemmschwelle nicht mehr existiert, sorgsam auf Dateigrößen zu achten. Zudem scheint es eine Art Armseligkeit zu sein, wenn man nicht an die haarscharfe Pixelgenauigkeit wie mit einem bildorientierten 3D-Programm herangeht. Dennoch haben sich die „Web3Der“ nie von den gewaltigen Saurierprogrammen für Computerfilme und -spiele abschrecken oder davon vereinnahmen lassen. Denn im Ansatz geht es nicht darum, daß man sich vor einen mit teurer Software bestückten Computer setzt, um diesen auszulasten. Im Gegenteil dazu gilt der Vorsatz, gemäß den strukturfunktionalen Voraussetzungen und Möglichkeiten des Menschen, neue Entwicklungen zu betreiben. Denn selbst die größten Suchmaschinen und ausgefeiltesten Programme nützen wenig, wenn das Wissen dafür in diesen gar nicht vertreten ist.

Somit muß hier kurz erklärt werden, was mit der Beschreibungssprache VRML gewonnen wurde und wo die eigentlichen Zukunftsentwicklungen liegen.

Mit der Überschaubarkeit, Plausibilität und Einfachheit von VRML kann sich der Nutzer maßgeblich auf seine virtuellen Welten konzentrieren! Es liegt damit ein Instrumentarium vor, wo man sich nicht mit HTML-Stilen, ausufernden Regelwerken oder teils inkompatiblen Baukästensätzen herumschlagen muß.

So sind auch die Hauptschwerpunkte mehr- und multidimensionaler Welten auszurichten. Das heißt, was gebraucht wird, besteht im Sinne komplexer Strukturen wie virtueller Maschinen und Labore eigentlich darin, multidimensionale Modelle oder Welten als Wirkräume und Reaktionsräume im naturwissenschaftlichen Sinne zu verstehen, zu nutzen und auszubauen.

Das bedeutet u. a., die Geschehnisse in den Modellen selbst meßbar zu machen. Es schließt ein, Reaktions- bzw. Produktionsprozesse im virtuellen Raum dokumentieren, auswerten und mit der Implementierung entsprechender virtueller Werkzeuge gezielter gestalten zu können, ohne daß dabei ihre Handhabbarkeit leidet.

Zudem muß weiterhin bedacht werden, virtuelle Welten nicht nur an ihre visuelle Präsentation gebunden zu sehen. Gleich den Wahrnehmungsebenen des Menschen gilt es, Wechselwirkungs- und Synchronisationsprozesse (insbesondere Visualität, Akustik, Haptik, Gravitation) im multidimensionalen Raum zu erkunden und besser verstehen zu lernen.

Ferner gehören zu den zu entwickelnden Inventaren auch Möglichkeiten, Strukturbildungs-, Zerfalls- und Auflösungsprozesse operationalisieren zu können.

Ebenso benötigt das auszubauende Inventar der Web3D-Technologien Prinzipien der Parallelverarbeitung und von Assoziativspeichern sowie die Übernahme weiterer, dem menschlichen Kurz- und Langzeitgedächtnis zu entlehnenden Ökonomieprinzipien.

Schließlich gilt das Hauptaugenmerk der beispielhaft gezeigten Anwendungen von VRML in den dimensionsübergreifenden Möglichkeiten. Das bedeutet, ihr Vorteil besteht darin, von der makroskopisch biologischen, über chemische oder physikalische Ebenen in jede Strukturebene bis in quanten- und astrophysikalische Welten vorzudringen. Gerade deshalb sind die Web3D-Technologien mit ihrem explorativen Charakter dafür prädestiniert, selbst Innenwelten oder schwer durchschaubare komplexe Problematiken transparent zu machen und zunehmend strukturadäquater zu erkunden.

Denn künftig gilt es, daß sich Modelle selbst in Realumgebungen einpassen und adaptieren können, gleich ob bei komplexen städtebaulichen Infrastrukturen oder anatomischen Befunden vor möglichen medizinischen Eingriffen.

Bereits jetzt läßt sich feststellen, daß mit der soliden Anwendung von Web3D-Technologien und einem Bruchteil der Kosten im Vorfeld komplexer Planungen wie zur Münchner Transrapidstrecke, zum Leipziger City-Tunnel oder anderen übergreifenden Großprojekten komplexe Problemlagen hätten abgeklärt werden können. Denn gerade für die Umstellung infrastrukturprägender Vorhaben im Sinne von Folgenabschätzungen, Nachhaltigkeit und langfristigem Nutzen sind diese Technologien zum wirtschaftlichen wie gesamtgesellschaftlichen Vorteil bestens geeignet.

Da man aber immer klein anfangen sollte, haben wie noch aus dem Spektrum von Dateien unter 7 Kilobyte

weltweit einiges herausgesucht, was an Kreativität, Spannbreite und Faszination mit mathematisch-naturwissenschaftlichem Geschick und Ideengabe bereits möglich wird.

Kleiner als 7 Kilobyte - rund um den Globus Skripte und Spielwiesen

Beispielgruppen insbesondere Scriptbeispiele

mathematisch-naturwissenschaftliche Beispiele

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Auf die Seite können dann natürlich die üblichen Inhalte kommen, die üblicherweise auch auf anderen Internetseiten zu finden sind:

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Wieland Zumpe 26. September 2008 / in Bearbeitung 01.März 2009