3D-Visualisierung – mittelalterlicher Marktplatz

Schritt 1 – Vorüberlegungen & Themen-Recherche

Schottland hat es mir angetan. Die Architektur dort ist geprägt durch das Mittelalter, mit robusten Häusern und geschwungenen Gassen aus Kopfsteinpflaster. Das gefällt mir sehr. Deshalb hatte ich die Idee, eine mittelalterliche, durch viktorianische Einflüsse des 19. Jahrhunderts gekennzeichnete Straße als 3D-Modell aufzubauen. Ich entschied mich für den Grassmarket – einem Marktplatz in der Altstadt von Edinburgh. Zu ihm gibt es sehr interessante und schaurige Geschichten zu erzählen…

Schritt 2 – Die Modellierung der 3D-Gebäude in 3Ds Max

Hier sieht man Screenshots des Modellierungsprozesses in 3ds Max. Als Referenzmaterial nutze ich Fotos und Ansichten aus Google Maps. Mein Fokus beim Modeling liegt auf einer sauberen und schlanken Geometrie, die eine problemlose Weiterverarbeitung der Modelle für spätere Anwendungsfälle ermöglicht.

This is a documentation about a Virtual Reality Exhibition developed in Unity 3D.

The focus of the exhibition is the use of Virtual Reality for Google Cardboard in the industries: edutainment, relaxation/health and sales. Users are taken to unusual places, which they could not reach without VR. The microcosm, other times or fantasy and art worlds can be experienced.
I developed this piece as a course project for my online Virtual Reality Developer Nanodegree training at Udacity.

Location

For the exhibition building I had in mind a surreal environment and a small „museum in the clouds“. It should be a dreamy and futuristic place that embodies virtual reality. I designed a skydome center and created assets in 3ds Max, modeled them modularly and textured them. Then I assembled the assets into the building complex in Unity and created the appropriate light and color atmosphere. In addition to the normal Unity lights I used a HDRi texture for image based lighting. For the exhibits inside the buildings I have found some small free 3d models on Turbosquid. I converted and textured them for realtime usage in Unity. Photos and sounds are free content from the sources: Pixabay.com and freeSounds.org.

Screenshots from the Unity 3D editor

Outcomes

The final Virtual Reality exhibiton „VR Sky Museum“, VR Gameplay screencast:

Technical Information

Unity 2017.4.15f1, GoogleVR SDK (GoogleVRForUnity_1.190.1), iTweens 2.0.9., Plattform: Android on a Samsung Galaxy S7
Developed for Google Cardboard

First iteration

Coloured panels and few objects are used. There is only one audio speaker at the launch plattform.

Second interation

Each station received an audio guide that could be switched on and sounds and objects matching the theme. In order to improve the orientation, I inserted a signpost system and offered a tour suggestion. This iteration also has an exit button.

Final iteration of the Virtual Reality exhibition

The final iteration of the virtual reality exhibition has added more signposts on the floor, because some users found the panel colors rather irritating, I have now kept them grey and semitransparent. Thus the exhibition objects and the atmosphere of the place come better to the fore.

Process section

Statement of purpose
„VR Sky Museum“ is a Virtual Reality application that offers the user the possibility to inform herself/himself about audio-visually appealing contents for Google Cardboard for the areas Edutainment, Relaxing/Health Care and Sales.

Persona

Target audience: People who are interested in VR Cardboard and want to be informed about Virtual Reality Apps.
Age: Mainly adults
Occupation: Marketing People, Salespeople, Consumer
A quote: Interest in new technologies
VR experience level: Less experience
Media skills: Mobile, Tablet, Computer

Sketches of the design process

First quick concept scribbles: Skydome centre above the clouds.

Suggestion for the User Interface

User testing of the VR Sky museum

This time I did user tests in an early stage, in order to then insert the results and change suggestions from the user tests in the further project iterations. Here are the results from the interviews (adult m/f):

User test 2 – Exhibition theme

1. What is the theme of this experience? Do you know what it‘s about?
It‘s a museum, an exhibition or an encyclopedia and I‘ve seen a shop.

2. Did you realize from the beginning what an exhibition this is? Did you know it’s an exhibition about VR apps?
No, not until the end.

3. What would have been necessary? To make the theme clear to you?
Some hints, signposts, a floor plan. A board on which I can get information about the theme of the exhibition.

4. Did you find the place appropriate for a VR exhibition?
Yes, I think so. I liked the building and the exhibits and I liked walking around there.

User test 1 – Environment experience + atmosphere

1. How big are you in this VR experience?
Like in real life.

2. Discribe the atmosphere of the environment.
Very bright and airy. A lot of space. Space enough to see everything.
Friendly athmosphere. I‘m comfortable.

3. How did you feel at this place?
You float and it‘s like freedom, borderless…impressive.

4. Is there anything, you would like to look at? But is is difficult to see?
No, I can go anywhere and I see everything.

User test 3 – Navigation

1. Was it clear to you how you can navigate through the room?
Yes, with the waypoints, they were easy to find.

2. Did you like the Waypoints and the navigation? How was the movement? Too fast?
The movement was good, I liked it. It‘s not too fast. The waypoints were ok, good recognizeable

3. Did you feel uncomfortable in any way?
No.

User test 4 – User Interface

1. Did you find the boards? Were they easy to read?
Yes, there were good to read.

2. Did you miss anything?
Maybe an audio speaker would be great. To switch on and off.

3. Did you like the colors of the boards?
I‘m not sure. You knew where you’d been because you could see the colors from outside.

User test 5 – Sound and audio

1. Discribe the sounds, please. Were you distracted?
Multifarious, but appropriate to the individual stations and overall harmonious.
They didn‘t bother me, I found them pleasant. Good chosen.

2. Would you ever want to turn it off?
No

Ideas for changes and enhancements that have been implemented:

• • audio speaker to switch on
  • signposts
  • additional objects
  • exit button

Ideas for extensions:

• • animated objects
  • popups with informations

Final User test

All participants liked the audio speaker and were happy with the new signpost system. The speaker and the new objects made the topics clearer. When asked whether they would visit the Virtual Reality Exhibition again or recommend it to others, everyone answered yes. 🙂

The stations

1. 1. Startscreen with launch pattform and info panel
   2. Entrance of the exhibition and central meeting point (onboarding)
   3. Station 1 – Edutainment (medical VR and the journey into the cells)
   4. Station 2 – Art Exhibition (the dream of Salvatore Dali)
   5. Station 3 – Relaxing and health care
   6. Station 4 – Time Travel
   7. Station 5 – Sales and market research
   8. Exit

Conclusion

It was a very extensive project with a high conceptual effort. First I did a lot of research and tried out as many apps for Cardboard as I could get. It was difficult to decide on a topic. I then choose apps that I liked very much and that I found to be thematically exciting and graphically very well implemented. The search for suitable free 3d models, pictures and sounds for the exhibition stations also took me a lot of time.
I have to admit, at the beginning I found this task rather boring, but then I really enjoyed working on it. Especially the user tests were very helpful and helped me to get ahead.
I have gained a lot of experience during this project.

Next steps

I need a VIVE 😉

Dokumentation über ein VR-Spiel für Smartphone & Google Cardboard.

Das VR-Spiel fordert Virtual Reality-Einsteiger heraus, in eine gespenstische Halloween Welt einzutauchen. Die User finden sind auf einem alten Friedhof, vor einem kleinen verwitterten Mausoleum wieder indessen Inneren sie ein bekanntes Gedächtnisspiel auf originelle Art und Weise lösen können. Die Zielgruppen des Spiels sind Einzelpersonen und Familien mit Kindern ab 13 Jahren. Sie erhalten mit Hilfe dieser einfachen VR-Technlogie einen ersten Einblick in Virtuelle Welten.

Das Mini-Spiel entstand als freies Kursprojekt während meines Online-Lehrgangs zum „Virtual Reality Developer“ in der Udacity-Akademie. Neben einem kreativen Design lag der technische Schwerpunkt darin für einfache mobile Endgeräte eine performante und angenehm zu erlebende Virtuelle Umgebung schaffen, um bei VR-Einsteigern weiteres Interesse an diesem Medium zu wecken.

Mein visueller Anspruch war, eine Halloween-Umgebung für die Benutzer zu gestalten, die sie einlädt sich umzusehen, den Ort zu erkunden und sich dabei ein wenig zu gruseln. Sie sollten sich trotz der unheimlichen Licht-Atmosphäre aber wohl fühlen und neugierig werden in der virtuellen Welt ein Rätselspiel zu lösen.

Bei der Arbeit an dieser VR war es mir wichtig darauf zu achten, dass ich die 3D-Modelle mit möglichst wenigen Polygon-Quads modellierte, um ihre Punktmenge gering und später auch die Texturgrößen klein zu halten, da die Applikation nur auf einem Smartphone laufen sollte. Es gibt für alle Oberflächen nur eine zusammenhängende Textur und die meisten Lichter sind auch statisch gerendert, damit sie in der Anwendung später keine Performance-Probleme und zuviele Drawcalls verursachten. Die App musste flüssig und ruckelfrei ablaufen, damit die VR-Einsteiger ein angenehmes Erlebnis ohne Schwindel und Seekrankheit genießen konnten.

Das finale VR-Spiel – Version 1.0

„Halloween Pumpkins Hall“ Virtual Reality Gameplay Screencast:

Einblicke in die Arbeitsprozesse

• Technische Informationen
• Der iterative Entwicklungsprozess
• 3D-Modellierung
• Planung und Konzeption
• User-Testing und User-Erlebnis
• Überblick und Wegpunkte
• Fazit

Technische Informationen

Software: Unity 3D, GoogleVR SDK (GoogleVRForUnity) und iTweens
Entwicklungsumgebung: Android auf einem Samsung Galaxy S7 Smartphone für Google Cardboard

Unity 3D Editor Screenshots

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Der iterative Entwicklungsprozess der VR-App

Erste Iteration

Screenshot aus dem Unity 3D Editor – Der Innenraum des Mausoleums mit Standard-Beleuchtung und Platzhalter-Modellen.

Zweite Iteration

Der Innenraum mit angepasster Farb- und Licht-Stimmung.

Finale Iteration

Die finale atmosphärische Halloween Beleuchtung und der Innenraum mit neuen 3D-Assets und Halloween Kürbissen.

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Die 3D-Modellierung und Vorbereitung der Assets in 3Ds Max

Ansicht der 3D-Modelle im 3ds Max Viewport mit UV-Unwrapping und Anlegen des Textur-Atlas.

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Planung und Konzeption

Der Zweck der Anwendung

Anfänger haben die Möglichkeit Virtual Reality spielerisch kennenzulernen. Die Herausforderung für die Benutzer der Virtual Reality App besteht darin, sich die Abfolge der aufleuchtenden Kürbisse einzuprägen und dieses Muster in der gleichen Reihenfolge zu wiederholen. Gelingt es Ihnen, haben sie das Spiel gewonnen und können die Halle wieder verlassen.

Die Personas

Zielperson: Einzelpersonen, Familien mit Kindern ab 13 Jahren, Großeltern, Hund? 😉
Alter: Kinder ab 13 Jahre, Erwachsene (ca. 30-70 Jahre)
Beruf: Ist nicht relevant
Leitspruch: „Bleib neugierig und hab Spaß.“
VR-Experience-Level: Anfänger

Erste Skribbles und Skizzen

Eine alte windige Friedhofsumgebung.

Schnelle Skizzen für die User-Interface Panels.

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User-Testing und Nutzer-Erlebnis

Ich habe die App an verschiedenen Erwachsenen, die der vordefinierten Zielgruppe entsprachen, getestet. Sie hatten noch keinerlei Erfahrung mit Virtual Reality.

Fragen, die sie nach Abschluss der Simulation beantwortet haben:

User-Test 1 – Raumerlebnis und Atmosphäre

1. Wie groß warst du in der VR-Experience?
   Wie im realen Leben, so ca. 1,75m . Der Innenraum ist vermutlich so 2,80m hoch.
2. Beschreibe die Atmosphäre der Umgebung
   Es ist ein ruhiger Ort, wie ein Keller oder ein Verlies in einer alten Burg. Es wirkt mystisch und unheimlich. Ich möchte aber nicht länger bleiben.
3. Gibt es etwas, was du dir gern ansehen möchtest, aber es ist zu schwierig zu sehen?
   Nein, ich kann alles gut erkennen. Ich würde aber gern aus dem Gebäude raus gehen. Es ist heller draußen. Vielleicht ist dort ein Weg…?

User-Test 2 – User-Interface

1. Kannst du die Tafel sehen? Wie groß ist sie für dich?
   Ja, ich sehe eine Art Board vor mir, ca. 1m hoch und 2m breit
   Es ist gut lesbar. Ich sehe einen „Willkommen-Bildschirm“ und einen Button.
2. Was meinst du, was wird passieren, wenn du auf den Button klickst?
   Die Anwendung wird starten. Vielleicht kann ich ins Gebäude hinein gehen oder so.
   

User-Test 3 – Fortbewegung

1. Was passiert, wenn du auf den Button klickst?
   Ich bewege mich ins Gebäude hinein. Die Bewegung ist fahrend, wie in einem Wagen.
   
2. Wie fühlst du dich dabei?
   Am Anfang, dachte ich, oh, mir wird schwindelig, aber nur für einen kurzen Moment. Dann war wieder alles ok.
   Die Bewegung ist langsam und sehr fließend – nicht unangenehm.

User-Testing 4 – Spiele Mechanik

1. Weißt du, wie du das Spiel spielen musst? Weißt du, wie du die Halle verlassen kannst?
   Einige Spieler wussten nicht, was sie mit den Kürbissen machen sollten und sie konnten auch die Halle nicht alleine verlassen. Sie benötigten Hilfe und Erklärungen, was sie machen sollen. Ein zusätzlicher Hilfescreen mit Erklärungen zum Spielablauf  müssen hinzugefügt werden.

Ideen für Veränderungen nach dem ersten Testlauf

• Für untrainierte VR-Spiel User sind Hilfescreens, eine wegweisende Stimme und kleinerer Schritte in der Kürbis-Sequenz hilfreich.
• Verschiedene Schwierigkeitsgrade des Spiels wären denkbar (z. B. Anfänger: 3 Kürbisse, Mittelstufe: 5 Kürbisse, Expertenstufe: 8 Kürbisse)
• Ein Ausgangs-Button, damit die Halle auf Wunsch verlassen werden kann oder zuminest eine Pause-Taste wäre hilfreich.

Ideen für Erweiterungen

• Ein Hilfe-Buch auf einem der Weinfässer liegend
• Die Möglichkeit eine Treppe hochzugehen, um sich oben im Gebäude umzuschauen
• Zusätzliche Wegpunkte im und außerhalb des Gebäudes

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Gesamtüberblick und Wegpunkte im VR-Raum

Wegpunkt 1

Startposition mit Info-Tafel und Start-Button.

Wegpunkt 2

In der Mitte des Mausoleums, Spielesequenz: Die Kürbisse im Raum mit der ablaufenden Spielesequenz.

Wegpunkt 3

Endposition außerhalb des Gebäudes mit End-Tafel und „Restart“-Button.

Fazit zum Halloween VR-Spiel

Es war ein kreatives Kurz-Projekt und die Arbeit daran hat mir als „Nicht-Gamer“ sehr gefallen.
Eine technische Herausforderung war für mich die Lichtsituation. Ich habe etwas experimentieren müssen mit den Lichteinstellungen und musste entscheiden, welche Lichter ich in Echtzeit verwenden kann und welche nicht. Am Ende blieb nur noch ein direktes Realtime-Licht und alle anderen waren statisch und wurden „gebacken“. Das Scripting war auch interessant, vor allem weil ich noch weitere Animationskontrollen umsetzen wollte.

Nächste Schritte

Durch die Arbeit im VR-Raum, sind bei mir sehr viele neue und unerwartete Ideen für Projekte aufgetaucht. Der Prozess ist ja komplett anders als beispielsweise die Arbeit an einem Video-Projekt. Bei einem VR-Projekt schaut man nicht die ganze Zeit auf einen Display, stattdessen wird man selbst Teil des 3D-Raums. Man wird neugierig auf die Umgebung, die man dann selbst erweitern und gestalten kann. Vielleicht werde ich zu einem späteren Zeitpunkt eine Halloween Pumpkins Hall 2.0 umsetzen und verschiedene neue Ideen in die Spiele-Mechanik einbauen. Die Technik schreitet sehr schnell voran und es besteht die Möglichkeit das Spiel auch für eine andere VR-Hardware weiterzuentwickeln.

Bis dahin alles Gute
und vielen Dank fürs Lesen!
Tanja

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