media meets ARCHITECTURE

Architektur und Virtual Reality: Begehbare Wohnträume

Ob Virtual Reality die Art und Weise verändern kann, wie Architekten und Bauherren Gebäude planen? Die Frage stellt sich die Bauindustrie gar nicht mehr. Nur noch, wie die Umsetzung in der Praxis funktioniert. Das war ein Ergebnis der Netzwerk-Veranstaltung „media meets ARCHITECTURE“, zu der das MedienNetzwerk Bayern am 4. Oktober gemeinsam mit Games / Bavaria und Detail – Zeitschrift für Architektur und Baudetail ins WERK1 geladen hatten.

Besichtigen, bestaunen, bauen

Ralf Peter Knobloch, Plan2Plus design. Foto: Richard Löwenstein

Was wäre, wenn ein Bauherr per Virtual Reality-Headset durch ein 3D-Modell seines Einfamilienhaus schlendern und so bereits in der Planungsphase sein neues Wohnen erleben kann, lange bevor die erste Ziegelwand gemauert ist? Wie so etwas in der Praxis aussehen kann, zeigt der bei media meets ARCHITECTURE präsentierte VR-Showcase des Münchener Architekturbüros Plan2Plus design: „Hide Away“ nennt sich das modern gestaltete Appartement auf den Klippen; eine luxuriöse Wellnessoase mit angegliedertem Schlafgemach und Balkon mit gläsernem Boden, schwebend über einem nicht näher bezeichneten Ozean.

Täuschend echte Abbildung

Das Appartement existiert nur in der virtuellen Realität. Wer es besuchen möchte, muss ein Virtual Reality-Headset tragen. Zur Besichtigung spaziert der Betrachter über eine leere Fläche und glaubt sich doch in einer Luxusoase. Denn das HTC Vive Pro-Headset vor Augen spiegelt ein täuschend echtes Gefühl des Mittendrinseins vor. Wenn der Betrachter seine Position verändert, den Kopf neigt oder den Arm hebt, spiegeln die künstlichen Kulissen diese Veränderung sofort und nachvollziehbar wieder. Unweigerlich zuckt die Hand zum Wasserhahn, will ihn berühren. Der Kopf verdrängt das Wissen, dass das Geisterobjekt nur aus Pixeln besteht. So gut funktioniert die Illusion.

Der Rückfall in die Realität folgt unweigerlich, sobald die Hand durch den Wasserhahn hindurch gleitet. Es fehlt ein Widerstand. „Körperfeedback über einen Datenhandschuh ist ein Schritt, den wir als Nächstes gehen“, erklärt Ralf Peter Knobloch, Geschäftsführer und Inhaber von Plan2Plus design.

Mit dem Münchener Spielestudio Wasted gemeinsam testete sein Büro im Rahmen des MedienNetzwerk Bayern: Was passiert, wenn man die originalen CAD-Daten in die Spieletechnologie CRYENGINE exportiert – lässt sich so eine überzeugende Virtual Reality-Abbildung des Projekts realisieren? Geht es nach Pascal Tonecker, Director of CRYENGINE Enterprise Solutions, dann ja: „CRYENGINE ist das ideale Tool, um die Projektplanung des Architekten in die Immersion hinein zu führen. Unter anderem berechnet CRYENGINE Licht in Echtzeit. Veränderungen des Mobiliars beeinflussen sofort die Gesamtstimmung.“

Häuslebau in drei Monaten

Screenshot aus dem VR Project „Hide Away“. Screenshot: Plan2Plus design

Basis des VR-Experiments ist ein Computer mit HTC Vive Pro-Headset und zwei Lighthouse-Positionssensoren. Die Kosten sind vertretbar, sie liegen bei 2.500 Euro. Die Hardware rendert hochaufgelöste 3D-Meshes mit 1440 x 1600 Bildpunkte bei 90 Frames pro Sekunde in Echtzeit. Die hohe Darstellungsqualität eliminiert die gefürchtete Motion Sickness; jenes Unwohlsein, das Benutzer von weniger modernen Headsets häufig heimsucht, vor allem bei schnellen Bewegungen.

Christian Söllner, Wasted Studios. Foto: Richard Löwenstein

Drei Monate hat die Umsetzung der CAD-Daten in das CRYENGINE-Format gedauert. „Hide Away ist ein VR-Projekt, bei dem wir lernen und Technologie erproben wollen. Daher haben wir das mit zwei Mann gemacht, hauptsächlich in der Freizeit. Bei voller Teamstärke und in Vollzeit ginge das deutlich schneller“, erzählt Wasted-Geschäftsführer Christian Söllner. Entscheidend für ein funktionierendes Erlebnis sind, sagt Söllner, die Details. Ein paar Zimmer im 3D-Raum platziere ist ein Kinderspiel. Aber wie kriegt man es hin, dass der Bademantel im VR-Raum flauschig aussieht, die Lampe einen vertrauten Schatten wirft und der Wasserhahn dem Original entspricht? Für einen geglückten Import von Polygondaten und Materialeigenschaften mussten das Architektur- und das Spielestudio eng zusammenarbeiten. Was am Ende fehlte, holte Wasted per Photogrammetrie-Software in die Engine. Photogrammetrie gestattete einen schnellen, qualitativ überzeugenden Scan beispielsweise der Fliesen.

Herausforderungen

Der Showcase zeigt allerdings auch: Die Branche hat noch einige Herausforderungen zu stemmen. Es fehlt beispielsweise an genormten Software-Schnittstellen zum schnellen Import von Baustoffen verschiedener Hersteller in virtuelle Planungs- und Bauvorhaben. Daher ist die Auswahl an Baustoffen sehr begrenzt und/oder teure Handarbeit notwendig, bevor ein virtuelles Gebäude zur Begehung bereit ist. Ein weiteres Problem ist die Granulation großer Flächen in einzelne Räume. Die Begehung einer Fläche von hundert Quadratmeter setzt eine mindestens ebenso große, vergleichbar strukturierte Fläche in der Realität voraus. Steht weniger zur Verfügung, endet die VR-Besichtigung unweigerlich an echten Wänden. Um das zu vermeiden, muss der Betrachter im virtuellen Gebäude markierte Bodenflächen suchen, betreten und sich dort von Raum zu Raum weiterschalten.

Sebastian Doppelhammer, co.mod. Foto: Richard Löwenstein

Wann diese Probleme gelöst sind? Nur eine Frage der Zeit. Die Technik entwickelt sich rasant weiter. Vor zwei Jahren wäre es noch undenkbar gewesen, dass kabellose VR-Headsets einen verzögerungsfreien Bildaufbau in fotorealistischer Qualität zeigen können. Heute tun sie es. Außerdem: Bauprojekte werden zunehmend so geplant, dass Ausstattungsmerkmale nicht mehr als Skizze auf Papier, sondern als Datensammlung auf der Festplatte vorliegen. „Am 3D-Modeling in der Architektur führt kein Weg vorbei“, erklärt Sebastian Doppelhammer vom Münchener Architekturbüro co.mod. Building Information Modeling oder kurz BIM ist das Zauberwort. BIM soll weltweit den Design- und Planungsprozess synchronisieren. In Dänemark und anderen Nationen ist BIM bereits verpflichtend bei öffentlichen Bauprojekten.

VR-Besichtigung per Smartphone

Kern des Verfahrens ist eine gemeinsame Projektdatei. Sie trägt wesentliche Charakteristika eines Bauvorhabens in sich: Maße und Baustoffe vor allem. Der Architekt hat Planungshoheit. Alle Beteiligten greifen auf diese eine, gemeinsame Planung zu. „Aus dieser Projektdatei einen Export für VR-Headsets zu generieren ist vergleichsweise trivial“, erklärt Sebastian Doppelhammer. In den co.mod-Büros nahe der Theresienwiese können Kunden ihre Immobilie bereits in Virtual Reality erleben. Doppelhammer skizziert die Zukunft so: „In fünf Jahren ist das Standard. Dann schicken wir unseren Kunden VR-Dateien auf ihr Smartphone, so dass ihr neues Zuhause ganz bequem von zuhause aus virtuell begehen können.“

VR meets Architecture auf den Medientagen München

Wer so lange nicht warten möchte, besucht die Immersive Media Area des MedienNetzwerk Bayern auf den Medientagen München 2018. Dort laden aktuelle, innovative VR-Showcases zum Ausprobieren ein.

Die Medientage München finden statt vom 24. bis 26. Oktober 2018, Conference Center Nord / Messe München

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