Tipps und Tricks zum Erstellen von VR-Welten
Unser kurzer Kurs zum Erstellen einer VR-Welt zum Thema Vektorrechnung gliedert sich in die folgenden fünf Schwerpunkte:
Auswahl der Plattform
Wenn eine VR-Welt erstellt werden soll, so muss man sich darüber im klaren sein, ob es im Ergebnis eine Single-User-Welt oder eine Multi-User-Welt werden soll.
Für Single-User-Welten (Welten, in denen ein Nutzer allein agiert) empfehlen wir die Plattform Delightex (ehemals CoSpacesEDU) zu der wir hier im Blog bereits eine Vielzahl von Beiträgen veröffentlicht haben.
Wir wollen diesmal eine VR-Welt für eine Gruppe von Nutzern erstellen. Für solche sogenannten Multi-User-Welten gibt es ebenfalls eine Reihen von Plattformen, die z.T. auch kostenfrei zur Verfügung stehen.
Auf Grund unserer Erfahrungen mit dem Design und der Interaktivität verschiedener Portale (Vergleiche unseren Beitrag zu VR-Portalen https://mpz-landkreis-leipzig.de/vr-portale/) haben wir uns für die Plattform FrameVR entschieden. Diese lässt in der freien Version bereits bis zu acht User im Space zu und bietet einen Actions-Editor, der Animationen auslösen kann.
Auswahl des Design
Wenn man sich bei der Plattform FrameVR registriert und angemeldet hat kann man mit dem Erstellen eines neuen Space beginnen. In der freien Version kann jeder registrierte User drei kostenlose Spaces erstellen.
Der erste Punkt betrifft die Festlegung eines Environments, d.h. einer Umgebung.
Unter FrameVR stehen eine große Auswahl von vorgefertigten Environments zur Verfügung. Natürlich kann man die Umgebung jederzeit über die Frame Settings ändern oder gleich eine neue Umgebung hochladen.
Da die vorgefertigten Environments uns alle als zu groß erscheinen, haben wir uns für einen kleinen Raum entschieden, der bei Sketchfab unter CC-By-Lizenz verfügbar ist.
Hier findet man den Link: https://sketchfab.com/3d-models/vr-gallery-1e087aa25dc742e680accb15249bd6be
Die glb-Datei kann heruntergeladen und auf FrameVR als Environment hochgeladen werden.
Und schon ist diese VR-Gallery unser gewähltes Environment …
… und kann mit Inhalten befüllt werden. Der KI-Assistent gehört bei FrameVR zu jedem Space mit dazu, kann zwar abgestellt werden – aber weshalb? Er liefert wirklich gute Ergebnisse auf Fragen zur Vektorrechnung …
Über das Inventory lassen sich nun alle Inhalte für die VR-Welt hinzufügen …
Befüllen mit Inhalten
Hier liegt nun der zweite Knackpunkt virtueller Welten. Welches Material kann zur Verfügung gestellt werden?!
Verwendung fertiger 3D-Modelle:
Bei VR-Welten ist die Verwendung von aussagekräftigen, die Anschaulichkeit eines Problems unterstützenden 3D-Modellen von immenser Bedeutung. Hier kann man in diversen 3D-Objekt-Datenbanken recherchieren und fertiges – lizenzrechtlich freigegebenes – Material verwenden. Die Plattform Sketchfab ist da eine wahre Fundgrube. Als Format für das Herunterladen von Objekten empfehlen wir das glb-Format. Diese Objekte enthalten dann alle Informationen über das geometrische Objekt (Mesh), die Farben, die Texturen bis hin zu Animationen in einer binären Datei. Bei der Verwendung von Objekten anderer User sollte man aber immer die Lizenz-Bedingungen berücksichtigen.
Eigene Inhalte erstellen:
Leider findet man oft doch nicht genau das Material, das man sich vorgestellt hat. In vielen Fällen hilft dann die Erstellung eigener 3D-Objekte. Auch das ist kein Zauberwerk und benötigt nicht unbedingt tiefe Kenntnisse von Blender oder Unity. Es gibt einfacher zu bedienende Programme …
Das aus unserer Sicht geeignete Programm, mit dem man 3D-Objekte modellieren, editieren und animieren kann ist das kostenlose Programm Blockbench. Auf der Webseite findet man das Programm wahlweise zum Download oder als WebApp. Unter https://www.blockbench.net/quickstart kann man „erste Schritte“-Videos anschauen.
Natürlich gibt es auch zahlreiche Tutorial-Videos auf YouTube …
Wir geben hier einen allerersten Überblick darüber, was das Programm Blockbench kann. Nach dem Start eines neuen Projektes entscheiden wir uns für „Generic Model“ und bestätigen mit „Create New Model„.
Nun können neue Bausteine per „Add Mesh“ hinzugefügt werden. Dazu stehen zahlreiche Körper (Mesh’s) zur Verfügung. Alternativ kann man auch Objekte im Object-Format importieren. Alle Mesh’s können per Face-, Edge- und Vertex-Modellierung bearbeitet werden, wobei sogar Mirror-Modeling (also das Bearbeiten mittels Spiegel-Symmetrie) unterstützt wird.
Mit dem Reiter „Edit“ können Objekte erzeugt, editiert und gruppiert werden. Ein Koordinatensystem lässt sich so als eine Anzahl von Zylindern erstellen.
Das Zusammenfassen verschiedener Mesh’s zu Gruppen per Add Group in Zusammenhang mit Copy & Paste erleichtert das Modellieren des Koordinatensystems erheblich.
Einzelne Objekte oder auch Gruppen (hier oft Bones genannt) können per Manipulations-Widget (Positionieren, Skalieren und Rotieren) editiert werden.
Zu Anfang haben alle Objekte die von Blockbench voreingestellte Farbe. Über den Reiter „Paint“ kann nun für Objekte oder Gruppen eine Texture erzeugt und bearbeitet werden.
Texturen können einfarbig oder als Blöcke bearbeitet werden.
So kann jedem Objekt und jeder Gruppe eine Farbgestaltung zugewiesen werden.
Ein Highlight von Blockbench ist der einfache Key-Frame-Animations-Editor. Unter dem Reiter „Animation“ können Gruppen (keine Objekte! Gegebenenfalls müssen auch einzelne Objekte in eigene Gruppen als Bones vereinbart werden) der Animation-Liste hinzugefügt werden. Vorher muss per „New Animation“ eine neue Animation erstellt werden . Wenn dann die gewünschten Gruppen rechts im Szene-Tree (Outliner) angeklickt werden, so werden sie der Animationsliste hinzugefügt.
Nun können in der Timeline die Keyframes (spezielle Zeitpunkte) festgelegt werden. In der Tabelle können die Keyframes der Gruppen gewählt und am linken Rand bearbeitet werden.
Bei der Animation von Gruppen sollte man zwischen der Position eines Objektes und dem Pivot-Center unterscheiden. Alle Animationen haben ihren Ursprung im Pivot-Center – nicht an der Position des Objektes! Gerade beim Skalieren – also der Größenänderung von Objekten – macht es einen Unterschied, ob das Zentrum im Objekt selbst oder im Koordinatenursprung liegt.
Erfüllt das Objekt die eigenen Ansprüche, so kann es über File -> Export -> Export glTF Model exportiert werden. In der Export-Maske kann unter Encoding auf Binary umgestellt werden. Damit wird das Objekt als glb-Datei exportiert.
Ein fertig gestelltes und animiertes 3D-Objekt kann nun zu FrameVR hochgeladen werden. Dazu aktiviert man am unteren Rand den Bleistift-Button (Edit-Modus) und kann dann am rechten Rand das Frame-Menü öffnen. Im Inventory findet man den Menüpunkt Models.
Mit dem Plus-Zeichen (Add) gelangt man in die Upload-Maske:
Mit einem Klick auf die Büroklammer kann ein Objekt ausgewählt werden. Mit Add to this Frame wird es auch gleich in dem Frame angezeigt …
Wird das Model nun angeklickt erscheint links das Objekt-Menü. Hier können die Eigenschaften des Objektes geändert werden:
Wenn ein animiertes Objekt hinzugefügt worden ist, so wird die Animation dauerhaft abgespielt. Das ist in unserem Beispiel aber nicht erwünscht. Wir stellen die Animation von repeat auf once ein, also auf das einmalige Abspielen beim Start.
Nun wird die Animation jedes Mal beim Betreten der Szene einmal durchlaufen.
Interaktionen einbauen
Wenn der Nutzer die Animation öfter sehen möchte, so muss eine Interaktion eingebaut werden. Im linken Model-Eigenschaften-Menü findet man ganz oben den Action Editor. Wird dieser aktiviert öffnet sich der Aktionseditor in einem neuen Fenster. Hier kann als erstes einen Trigger hinzufügen werden (+ Add Trigger):
Wir entscheiden uns für Click/Tap, d.h. das Objekt kann angeklickt werden (im Browser oder unter der VR-Brille) oder auf dem Tablet/Smartphone berührt werden (Tap).
Die andere Variante (Proximity) wäre ein Annährungs-Sensor, d.h. die Aktion beginnt bei einer Annährung an das Objekt. Nachdem der Trigger bestimmt wurde gilt es nun, eine Aktion zu ergänzen (+ Add Action):
Hier ist die Auswahl schon größer. Wir entscheiden uns für „Play Animation„, weil der Nutzer die Animation beliebig oft aufrufen können soll.
Jetzt muss festgelegt werden, welche Animation von welchem Objekt gestartet werden soll.
Ist das erledigt kann der Editor-Modus verlassen werden (Bleistift-Symbol am unteren Rand) und die Animation per Klick auf das Objekt gestartet werden.
So lassen sich in FrameVR den Objekten Aktionen zuordnen.
Eine andere Möglichkeit ist das Einbauen von Links. Dies geht nicht über den Aktionseditor, sondern über das Eigenschaften-Menü. Hier wird der Haken bei Add a Link aktiviert und ausgewählt um welchen Typ Link es sich handeln soll. Der Web Link öffnet eine externe Webseite, währen der Szene Link zu einer anderen Szene innerhalb des Frames führt.
Der Szene Link macht nur Sinn, wenn der Frame auch über mehrere Szenen verfügt. Wir haben in unserem Frame acht Szenen eingebaut, weil in jeder Szene ein Kapitel des Kurses behandelt wird. Hat man mehrere Szenen kann man für jedes Objekt des Frames entscheiden in welchen Szenen es zu sehen sein soll. Das Wechseln der Szenen geschieht dann über diese Szene Links.
Letztendlich haben wir noch zwei farbige Platten in die Welt eingefügt, für die schnelle Abfrage von Ja/Nein-Fragen sowie anderen alternativen Fragestellungen. Die SuS können sich dann auf dem Feld positionieren, das ihrer Meinung nach die richtige Antwort repräsentiert.
Die LuL haben so die schnellere Übersicht über die „Antworten“ der Schülergruppe. Dies ist nur ein didaktisches Hilfsmittel beim Lernen in virtuellen Welten.
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Ist die VR-Welt fertig entwickelt, so soll sie anderen Nutzern zugänglich gemacht werden. Im Menü am rechten Bildschirmrand findet man die Frame-Eigenschaften.
Bei den Frame-Settings GENERAL findet man die Adresse unter der dieser Frame zu finden ist und die Anzahl der Nutzer, die diesen Frame gleichzeitig besuchen können:
Bei den Frame-Settings PERMISSIONS AND ROLES findet man die Möglichkeit, einen Passwortschutz einzurichten. Das macht Sinn, wenn man im Unterricht nicht von externen Nutzern gestört werden möchte. Ebenfalls hier findet man die Option, das Bearbeiten des Frames nur auf den Administrator zu beschränken! Sonst kann jeder User den Frame ändern wie er möchte und das ist nicht im Sinne des Urhebers.
So – nun kann man den fertigen Frame betreten:
Wir wünschen nun viel Spaß beim Erkunden unserer Welt sowie bei der Arbeit an eigenen Projekten. Bei Fragen und Hinweisen wenden Sie sich bitte an das Team des MPZ LKL.