Techniküberblick Teil 1: Ein- und Ausgabegeräte / Hardware

Transkript

1 Kapitel 3 Techniküberblick Teil 1: Ein- und Ausgabegeräte / Hardware

2 Eingabegeräte HID (Human Interface Device) Klassifizierung: Art und Weise der Eingabe Diskrete vs. kontinuierliche Eingabe Freiheitsgrade Ziel: intuitive Bedienung 3.1 Eingabegeräte

3 3D-Maus Steuerung mit 6 Freiheitsgraden: Roboterarme CAD-Systeme 3.1 Eingabegeräte

4 Haptische Eingabegeräte Fühlen virtueller Objekte Force Feedback 3.1 Eingabegeräte

5 Positionsbestimmung Tracking Mechanisch Elektromagnetisch Akustisch Optisch 3.1 Eingabegeräte

6 Tracking-Methodik Deskription Prädikation Assoziation Innovation 3.1 Eingabegeräte

7 Eye-Tracking Biometrische Daten Head-mounted-Eye-Tr. vs. Remote-Eye-Tr. 3.1 Eingabegeräte

8 Eye-Tracking-Techniken Retinal-Nachbilder Elektrookulogramm Kontaktlinsen Verspiegelt Metallspule Cornea Reflex 3.1 Eingabegeräte

9 Motion Tracking Reale Bewegungen werden auf SW übertragen Einsatz von Markern Bewegungsdaten pro Bild erfasst Optimieren auf Keyframes 3.1 Eingabegeräte

10 Datenhandschuh Meßsystem und Force-Feedback integriert 3.1 Eingabegeräte

11 Datenanzug Prinzipiell analog zu Datenhandschuh 3.1 Eingabegeräte

12 Problem der fließenden Sprache: Homophone Phoneme: Sprechen: Srechen: 3.1 Eingabegeräte Spracherkennung

13 Gestenerkennung Gerätebasierte vs. kamerabasierte G.Erkennung Kontinuierliche vs. diskrete Gesten Motion Capturing 3.1 Eingabegeräte

14 Gehirn-Computer-Schnittstelle Brain-Computer-Interface (BCI) Vorstellung der Bewegung reicht zur Steuerung 3.1 Eingabegeräte Invasiv vs. nicht-invasiv

15 Ausgabegeräte Wahrnehmung beruht auf den fünf Sinnen: Sehen (Optik) Hören (Akustik) Riechen (Olfatorik) Schmecken (Gustatorik) Tasten (Haptik) 3.2 Ausgabegeräte

16 Problematik: Simulatorkrankheit Symptome Ursachen Widersprüchliche Sinneseindrücke Konflikt mit Erfahrungswerten Schlechte Bildqualität Vektion (scheinbare Eigenbewegung), Ausgabegeräte Kopfweh, Schwindelgefühl, Desorientierung,...

17 3.2.1 Optik Optik Curved Displays CAVE HMD Virtual Retina Display Holographische Systeme Stereoskopisches Sehen Shutterbrillen 3D-Monitor

18 3.2.1 Optik Curved Displays Komplette Ausfüllung des Sichtfeldes Gebogene Leinwand Normale Beamer

19 3.2.1 Optik CAVE Cave Automatic Virtual Environment Spezialform von Curved Display

20 3.2.1 Optik Head Mounted Display 2 Monitore direkt vor den Augen Meist kombiniert mit Trackingsystem

21 3.2.1 Optik Virtual Retina Displays Projiziert Rasterbild direkt auf Netzhaut Dadurch exzellente Qualität möglich Verwendung auch bei AR

22 3.2.1 Optik Holographische Displays Mehrere Projektoren benötigt Darstellung durch Lichtbrechung Glas Rauch Wasser

23 3.2.1 Optik Stereoskopisches Sehen Räumliches Sehen Unterschiedliche Perspektiven für beide Augen

24 3.2.1 Optik Shutterbrillen Monitor zeigt abwechselnd verschiedene Bilder Brille blendet jeweils ein Auge aus Synchronisierung mit Grafikkarte

25 3.2.1 Optik 3D-Monitore Autostereoskopisches Display 3D-Darstellung ohne zusätzliche Hardware Linsenraster oder Streifenraster Mehrbenutzerfähig

26 3.2.2 Akustik Akustik Raumklang Richtungs- und Entfernungshören Lautsprecher bzw. -systeme 5.1-Systeme Surround-Kopfhörer

27 3.2.3 Haptik Haptik Taktil Kinästetisch (Bewegungswahrnehmung) Verschiedene Interfaces: Magnetische Schwebeverfahren Akustische Wellen (Ultraschall) fühlbar machen

28 Hybridsysteme Kopplung von Ein- und Ausgabesysteme Locomotion Interfaces Laufbänder Fahrräder / Fahrzeuge Sphere CirculaFloor 3.3 Hybridsysteme

29 Laufbänder Zumeist nur Bewegung in eine Richtung möglich Richtungsänderung durch zusätzliche Geräte Freie Bild- und Tonwiedergabe möglich 3.3 Hybridsysteme

30 Fahrräder Basiert auf normalem Hometrainer Trittgeschwindigkeit und Fahrtrichtung 3.3 Hybridsysteme

31 Sphere Anwender innerhalb einer beweglichen Kugel Bewegung in jede Richtung möglich 3.3 Hybridsysteme

32 CirculaFloor 4 bewegliche Kacheln Freie Bewegung möglich Zwei Phasen Tracking Nachführung 3.3 Hybridsysteme

33 Augmented Reality (AR) Zumeist als Hilfe-/Informationssysteme 3.4 Augmented Reality Einblendung virtueller Informationen in die reale Wahrnehmung

34 Quellen / Weiterführende Links Anbieter zu Virtual Reality-Hardware mit Preisen Überblick über verschiedene (haptische) Interfaces Virtuelles Tübingen Ultraschall-Haptik-Interface Studierstube Augmented Reality Projects