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Computer Graphics

Komplexpraktikum SS 08

SoSe 08, 0/0/4, HS-INF, HS-IST, HS-MI

Dozenten

Prof. Dr. Stefan Gumhold
Dipl.-Phys. Niels v. Festenberg
Dipl.-Medieninf.  Norbert Blenn

Komplexpraktikum "Graphische Datenverarbeitung"

Do 2.-3. DS, INF E067

Thema:  VR –Interaktion

Übliche PC Monitore oder Fernseher projizieren eine aufgenommene oder generierte dreidimensionale Szenerie auf eine flache zweidimensionale Fläche. Die Mensch – Maschine Interaktion ist aus diesem Grund ebenfalls für Aktionen auf zweidimensionalen Flächen ausgelegt [Maus, Tastatur, Touchscreen, Stiftbasierte Interaktion, Matten auf welchen durch Tritte Aktionen ausgelöst werden, Tracking von Gegenständen mit einer Kamera]. Einige Geräte vermitteln den Eindrück in  die Tiefe navigieren zu können wie z.B. Joystick, Lenkrad mit Pedalerie, wobei diese aktiven Interationstechniken ebenfalls für die Benutzung vor zweidimensionalen Bildschirmen angelegt  sind.
In echten dreidimensionalen Umgebungen wie vor der Powerwall des Lehrstuhl Computergrafik und Visualisierung, oder in einer Cave [5 Seiten Würfel in welchem sich der Benutzer / Betrachter steht und auf jede Seite ein Bild projiziert wird] sind umfangreichere Techniken gefragt, da hier mehr Freiheitsgrade existieren und die Notwendigkeit besteht, den Betrachterstandpunkt zu kennen. Am Lehrstuhl CGV existieren aktuell verschiedenste Geräte zur Interaktion in 3D Räumen wie beispielsweise: Spacepilots, Gyromaus, ein Datenhandschuh, ein Tracker sowie Kamerabasierte Eingabemethoden. In der CAVE des Zentrum für Virtuellen Maschienenbau wird aktuell ein sogenannter Flystick eingesetzt.

In dem im Sommersemester stattfindenden Komplexpraktikum sollen Interaktionsmethoden entwickelt, geschaffen sowie evaluiert werden, welche an einem zu erstellenden Medienbrowser prototypisch umgesetzt werden.
Im Einzelnen müssen hierfür:

  • Metaphern für Mediendaten gefunden,
  • eine Intelligente Datenhaltung / Aufbereitung geschaffen,
  • ein ansprechendes Oberflächendesign erstellt,
  • verschiedene Interaktionstechniken und - methoden implementiert und evaluiert,
  • sowie eine Ergebnisbetrachtung in Form einer Dokumentation erstellt werden.


Am Ende des Komplexpraktikums sollen verschiedene Interaktionstechniken zur Bedienung verschiedenster „dreidimensionaler Anwendungen“ am Beispiel einer Medienverwaltungsanwendung vorhanden sein, welche in der CAVE und auf der Powerwall verwendet werden können.

Durchführung

Die Ausarbeitung geschieht in Projektgruppen bestehend aus fünf Studentinnen und Studenten. Jeder Teilnehmer bekommt eine oder mehrere folgender Spezialgebiete als Verantwortungsbereich:
Aufgabenbereich
Projektleitung
Recherche
Programmierung
Visualisierung
Editor [Dokumentation]

Zu Anfang erarbeiten alle Projektgruppen ein Konzept, das dann in einem Pflichtenheft fixiert wird. Während des Semesters werden regelmäßig Treffen mit Präsentationen der Gruppen über den aktuellen Stand des Fortschritts stattfinden. Außerdem sind Treffen der Spezialbereichsverantwortlichen verschiedener Gruppen geplant. Am Ende des Semesters werden schließlich alle Ergebnisse auf der Powerwall oder der CAVE präsentiert.

Voraussetzungen

Jede Projektgruppe muss mit den Standardwerkzeugen für die Erstellung von 2D-, 3D-, Audio- und Video-Daten vertraut sein (3dstudio max o. Maya, Photoshop, Samplitude) und über Programmiererfahrung in C++ und OpenGL verfügen. Hilfreich sind auch Grundkenntnisse der Bildverarbeitung. Darüber hinaus sollte jede/r Student/in die Lehrveranstaltung Computergraphik I besucht haben oder über vergleichbare Kenntnisse verfügen. Die Einschreibung erfolgt über jExam.
(Fragen bitte an Norbert Blenn)

Material

Stichworte: VRML-Cluster, Cave, Powerwall, Force Feedback, Haptik, Taktil, Olfaktorisch, Spracheingabe, Tracking, Desktop Metaphern, Explorativ vs. Explanative Datenvisualisierung,…

Ergebnisse:

Das Resultat präsentiert sich in Form einer übersichtlichen Darstellung einer Szene mit verschiedenartigen Medien (wie zum Beispiel Bildern, Videos oder 3D-Modellen), welche sich immersiv mithilfe einer Powerwall oder auch einfach im anaglyphen Modus auf dem heimischen Rechner darstellen lässt.
Dazu werden alle Medien wahlweise automatisch aus einer Ordnerstruktur oder mittels einer separaten Beschreibung zu einem semantischen Netz geordnet.
Diese Szene passt sich der Position des Betrachters an, indem aus zwei am Kopf befindlichen Infrarot-LEDs die Betrachterposition errechnet wird. Es ist somit dem Nutzer möglich, abhängig von seiner Position einen besseren Überblick über die Szene zu erhalten.
Die Navigation in der dreidimensionalen Szene wird in diesem Projekt durch eine Gestenerkennung verwirklicht. Dazu werden verschiedene Gesten erkannt, die es ermöglichen, sich nach links, rechts, oben oder unten zu bewegen, sowie ein Medium zu verschieben, skalieren oder rotieren.
Wurzel
NetViewer Wurzel
2.Ebene
NetViewer 2.Ebene
Blattknoten
NetViewer Blattknoten
ObjectViewer
ObjectViewer
       

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Last modified: 1st Feb 2010, 3.04 PM
Author: Dr.-Ing. Wilfried Mascolus