Projectverse: a web-based virtual reality platform for visualizing research projects

Abstract

This thesis addresses the design, implementation and evaluation of Projectverse, a web-based Virtual Reality (VR) platform created with the intent to provide a better medium for those who wish to inform themselves about the work of the TU Wien VR group. Projectverse offers a multi-user environment in which research projects of the VR groupare visualized as stars in star constellations on a night sky. Users can interact with these by shooting them using a laser gun. Upon shooting a star, further information about the project it represents is shown to the user. Finally, users can transition into prototype applications of research projects and gain first-hand experience with these applications in Projectverse. Projectverse makes use of the WebXR Device API for communicating with VR devices. The platform was developed in the Unity game engine, therefore we also used the UnityWebXR plugin, which allows us to use WebXR data in Unity. Furthermore, we use WebXR exporter, another Unity plugin, to build Projectverse in a state that allows it to be executed in web browsers. Multiuser sessions and networking features were implemented using Photon PUN 2 and Photon Voice 2. We chose these frameworks due to Photon being one of the largest providers of networking solutions for Unity.Projectverse is extensible in the sense that researchers can adapt their own research applications to the platform’s demands - most importantly: browser-readiness - and subsequently deploy them to it. Such extensions to the projects available on Projectverse are included by the platform automatically generating a new visualization once the projects change. To simplify and accelerate the adaptation of project applications to the demands of Projectverse, we provide a developer toolkit for Unity that includes fundamental VR functionality such as grabbing, locomotion and UI interaction as well as prefabs crucial to using VR devices with WebXR. Our evaluation shows that Projectverse provides an engaging, motivating and fun addition to the VR group website to those who wish to gain a deeper impression of the research conducted by the VR group.

Diese Arbeit befasst sich mit dem Entwurf, der Implementierung und der Evaluierung von Projectverse, einer webbasierten Virtual Reality (VR)-Plattform. Projectverse wurde mitder Absicht geschaffen, ein besseres Informationsmedium über die Arbeit der VR Group der TU Wien anzubieten. Projectverse bietet eine Multi-User-Umgebung, in der die Forschungsprojekte der VR Group als Sterne in Sternenkonstellationen am Nachthimmel visualisiert werden. Die BenutzerInnen können mit diesen interagieren, indem sie sie mit einer Laserpistole abschießen. Wurde auf einen Stern geschossen, so werden dem Benutzer weitere Informationen über das Projekt, das dieser Stern repräsentiert, angezeigt. Schließlich können die NutzerInnen in Projectverse in prototypische Anwendungen von Forschungsprojekten wechseln und diese ausprobieren. Projectverse nutzt die WebXR Device API für die Kommunikation mit VR-Geräten. Die Plattform wurde in der Unity-Spiele-Engine entwickelt, daher wurde außerdem das Unity WebXR-Plugin verwendet, mit dem WebXR-Daten in Unity nutzbar gemacht werden. Außerdem wird der WebXR-Exporter, ein weiteres Unity-Plugin, verwendet,um einen Software-Build zu erstellen, der in Webbrowsern ausgeführt werden kann. Multiuser-Sitzungen und Netzwerkfunktionen wurden mit Photon PUN 2 und PhotonVoice 2 implementiert. Diese Frameworks wurden gewählt, da Photon einer der größten Anbieter von Netzwerklösungen für Unity ist. Projectverse erweiterbar in dem Sinne, dass Forscher ihre eigenen Forschungsanwendungen an die Anforderungen der Plattform - vor allem an die Browsertauglichkeit - anpassen und sie anschließend auf die Plattform hochladen können. Solche Erweiterungen der auf Projectverse verfügbaren Projekte werden dadurch berücksichtigt, dass die Plattform automatisch eine neue Visualisierung generiert, sobald sich die Projekte ändern.Um die Anpassung von Projektanwendungen an die Anforderungen von Projectverse zu vereinfachen und zu beschleunigen, wird ein Entwickler-Toolkit für Unity bereitgestellt. Das Toolkit enthält grundlegende VR-Funktionen wie Grabbing, Fortbewegung und UI-Interaktion sowie Prefabs, die für die Verwendung von VR-Geräten mit WebXR notwendig sind. Die Auswertung einer User Study zu Projectverse zeigt, dass die Plattform zwar nicht unbedingt dazu beiträgt, dass man sich an spezifische Forschungsprojekte wie Forschernamen oder Forschungsbereiche einzelner Projekte besser erinnert, aber eine ansprechende, motivierende und unterhaltsame Ergänzung der Website der VR-Gruppe für diejenigen darstellt, die sich über die Arbeit der Gruppe informieren wollen.