Entwicklungsunterstützung für interaktive 3D-Anwendungen

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Entwicklung
interaktiver 3D-Anwendungen. Interaktive 3D-Grafik wird heutzutage
in den verschiedensten Domänen eingesetzt, z. B. im e-Commerce-,
Unterhaltungs- und Ausbildungsbereich. Dennoch stellt die
Entwicklung einer umfangreicheren 3D-Anwendung nach wie vor eine
Herausforderung dar. Programmcode und 3D-Inhalte werden i. d. R.
von verschiedenen Entwicklern erstellt, die unterschiedliches
Fachwissen besitzen und mit völlig verschiedenartigen Werkzeugen
arbeiten. Diese Situation führt häufig zu Problemen bei der
Integration der erstellten Anwendungskomponenten in ein komplexes
interaktives 3D-Gesamtsystem. So können etwa Inkonsistenzen
auftreten, die einen korrekten Zugriff des Programms auf die
3D-Inhalte zur Laufzeit verhindern. Zudem fehlen Konzepte und
Werkzeuge zur Unterstützung einer strukturierten interdisziplinären
3D-Entwicklung. In der vorliegenden Arbeit wird ein neuartiger
Lösungsansatz für die genannten Probleme vorgestellt. Es handelt
sich dabei um eine Familie domänenspezifischer Sprachen, die für
einen Einsatz in der Entwurfsphase vor der Implementierung im
3D-Entwicklungsprozess konzipiert wurden. Basissprache der Familie,
die durch weitere Sprachkomponenten ergänzt wird, ist die Scene
Structure and Integration Modelling Language (kurz SSIML). Mittels
visueller Modelle lassen sich -- werkzeuggestützt -- Verknüpfungen
zwischen Programmkomponenten und 3D-Inhalten spezifizieren. Durch
die automatische Erzeugung von Codeskeletten aus einem Modell, die
sowohl dem 3D-Designer als auch dem Programmierer als zu
vervollständigende Vorlagen dienen, kann die Konsistenz zwischen
den einzelnen Anwendungsbestandteilen sichergestellt werden. Neben
der Verknüpfung von Programmcode und 3D-Inhalten sind die
Strukturierung und Modularisierung von 3D-Inhalten, die
aufgabenorientierte 3D-Visualisierung, 3D-Verhalten und Animation
und Augmented Realitiy-Anwendungen weitere wichtige Aspekte, die
durch die Mitglieder der SSIML-Sprachfamilie abgedeckt werden.
Außerdem wird in der vorliegenden Arbeit ein 3D-Entwicklungsprozess
skizziert, der einen sinnvollen Einbezug der vorgestellten Konzepte
und Werkzeuge erlaubt.