Intelligente Benutzerführung für die Navigation in 3D-Stadtmodellen AgA-Tagung Dresden 27.09-28.09.2010 Universität Bonn Institut für Geodäsie und Geoinformation
Motivation Wachsende Verbreitung von 3D-Stadtmodellen Automatische Erstellung Laser- oder Bilddaten Visueller Anspruch Lichteffekte Wassermodellierung Massenmarktorientierung Google Earth Microsoft Bing Maps (Dresden 3D) 2 (LandXplorer)
Gliederung Motivation Zielgruppenwandel Verbreitete Navigationsverfahren Anforderungen an intelligente Navigationsverfahren Erweiterung des Federmodells zur Kameraführung Eigenschaften Anpassungsmöglichkeiten Implementierung Zusammenfassung und Ausblick 3
Zielgruppen von 3D-Stadtmodellen Nutzer von 3D- Stadtmodellen Professionelle Nutzer 4 Kartenerstellung Gebäudeentwurf Stadtplanung
Zielgruppen von 3D-Stadtmodellen Nutzer von 3D- Stadtmodellen Professionelle Nutzer Freizeit-Nutzer 5 Kartenerstellung Gebäudeentwurf Nachbarschaft Urlaub Stadtplanung Erlebnis
Aktuelle Navigation in 3D-Stadtmodellen Walk-Navigation Bewegung auf virtueller Ebene Examine-Navigation Drehen des Objekts GoogleEarth-Navigation Luftbild-Viewer Globus + Pan & Zoom Betrachtungswinkel < 90 Gemeinsamkeiten Sehr bewährte Navigationen Ursprünglich für profesionelle Nutzer entwickelt 6
Anforderungen an Benutzerführung Beschränkung der Freiheitsgrade Verringert den motorischen Anspruchs Vermeidet Frustration Nutzen der Alltags-Erfahrung Physikalisch nachvollziehbare Bewegung Gewohnte Perspektiven Erhöht Wohlbefinden Anpassung an Vorlieben der Freizeitnutzer Geringe Einarbeitungszeit Natürliches Erfahren für Freizeitnutzer Als wäre man da 7
Kameramodell Erweiterung des Federmodells (Buchholz, 2005) Zielgruppe: Technisch unerfahrene, erlebnisorientierte Nutzer Kamera durch Feder mit Graph verbunden Anknüpfpunkt auf Graph beweglich 8 Kamerabewegung basierend auf Newton Gesetzen x x t v 1 0 1 v 1 v 0 t c i F i m
Blickrichtungskontrolle Erhöht Komfort Vermeidet Orientierungsverlust In Richtung Anknüpfpunkt Geschwindigkeitsabhängig Schwellwert Behutsame Kontrollübernahme Sonst durch Mausbewegungen kontrolliert 9
Graphennetz Repräsentation der erreichbaren Positionen Auswahl definierter points of interest (POI) Als Ziel oder direkt erreichbar Anbindung ortsspezifischer Informationen Automatische Ableitung möglich Semantische Informationen des 3D-Stadtmodells 10
Durch Physik realisierte Eigenschaften Kollisionsvermeidung Für Fassaden und Stadtmöbel 2D-Kraftfeld Übersichtsposition Ausgerundeter Übergang Fest definierte Höhe Adaptive Dämpfung Verhindert Oszillation Erhöht Komfort 11
Individuelle Anpassung Federkonstante Beispielstile: Auto oder Fahrrad Weitere Stellgrößen Luftwiederstand Gewicht der Kamera Stärke der Kollisionsvermeidung Freigabe der Blickrichtung Alle Stellgrößen zeitlich variabel 12
Benutzereingaben Geschwindigkeitskontrolle Indirekt über Verknüpfungspunkt auf Graphen Anzeige der beiden Geschwindigkeiten Abbiegen POI-Auswahl Weichenstellung Richtungsentscheidung 13
Implementierung Navigations-Plugin für den Aristoteles 3D Viewer Java In Echtzeit Neuberechnung der Position und Blickrichtung Reaktion auf Benutzereingaben Benötigte Informationen Graph der Straßen 2D-Positionen der Fassaden Kollisionvermeidung Beispiel-Szenario CityGML-Modell Ettenheim 14
Zusammenfassung und Ausblick Intelligente Benutzerführung für die Navigation in 3D- Stadtmodellen Für technisch unerfahrene Nutzer Adaptive Anpassung an Situation Natürliches Erleben 15 Alternative Verwendungen Simulierter Airborne-Laserscanner Kamerafahrten zur Videoerstellung Erweiterungen Automatisierung der Anpassung an einzelnes Modell
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!