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    Virtual Reality Systems Group / Prof. Dr. Bernd Fröhlich
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    Mehrbenutzerinteraktion in einem projektionsbasierten Two-Viewer System

    Kai Riege, Diploma Thesis
    Bauhaus University Weimar, April 2006

    Supervisors
    Prof. Dr. Bernd Fröhlich
    Prof. Dr. Charles A. Wüthrich
    Dr.-Ing. Gerold Wesche

     

    [motivation]

    VR-Technologie findet vor allem bei der Verarbeitung medizinischer Daten, der Exploration von geologischen Informationen, im Entwicklungs- und Designprozess der Automobilindustrie als auch in der Unterhaltungsbranche Einsatz. Waren in den Anfängen der rechnergesteuerten stereoskopischen Bilderzeugung die Darstellung zumeist nur für einen Betrachter korrekt sichtbar, so zeichnete sich schon bald der Trend ab, virtuelle Umgebungen auch einer Mehrzahl an Betrachtern zugänglich zu machen, und zwar möglichst zeitgleich.

    Multi-View Konfiguration basierend auf Shuttern

    In diesem Zusammenhang spielt das stetige Wachstum der Rechenleistung und der Vernetzung eine große Rolle. War es vor geraumer Zeit nur mit sehr kostenintensiven Hard- und Softwarekonfigurationen möglich, virtuelle Umgebungen zu erzeugen, so bietet sich nunmehr die Möglichkeit mit mehr oder weniger handelsüblicher Technologie virtuelle Welten zu generieren. Neben den, auf Netzwerken basierenden, verteilten VR-Systemen gibt es lokale Mehrbenutzerumgebungen. Diese zeichnen sich vor allem durch die Co-Präsenz der Nutzer und damit die direkte Kommunikation und dem Wahrnehmen der Aktionen der Nutzer untereinander aus und sind Voraussetzung dieser Arbeit.

    Lokale Mehrbetrachtersysteme unterscheiden sich zusätzlich in ihrer Art und Weise der Bilderzeugung. So gab es zunächst eine Reihe an Projektionssystemen, bei denen die 3D-Darstellung für alle Betrachter exakt die gleiche war. Das 3D-Bild ist für alle Betrachter von ein und demselben Standpunkt aus berechnet beziehungsweise aufgenommen worden, alle Teilnehmer sehen somit exakt dasselbe Bild. Als Beispiel seien hier die verschiedenen Ausprägungen des 3D-Kinos erwähnt. Aktuelle Entwicklungen auf dem Gebiet der lokalen Mehrbetrachtersysteme verfolgen allerdings die Idee der individuellen 3D-Darstellung, in Abhängigkeit vom Standpunkt des jeweiligen Betrachters. Solche Systeme präsentieren den Betrachtern ihre ganz eigene, perspektivisch korrekte Sicht auf die dargebotene Szene.

     

    Multi-View Konfiguration basierend auf einer Kombination von Polarisationsfiltern und Shuttern

    Der Wunsch, über das Präsentieren von virtuellen Welten hinaus die Interaktion mit dieser zu ermöglichen, zeichnet sich auch für solche Mehrbetrachtersysteme ab. Viele interaktive VR-Simulationen werden zwar bereits einer Mehrzahl an Betrachtern präsentiert, die Anwendungssteuerung als auch die Systemkontrolle obliegt jedoch zumeist einem Benutzer. Um möglichst allen Betrachtern die Möglichkeit zu geben, auf den Verlauf einer Simulation Einfluss auszuüben, stellt das Entwerfen und Entwickeln besonders von 3D-Interaktionstechniken für die Mehrbenutzerinteraktion eine Herausforderung dar.

    Oft kann man in einer 3D-Anwendung selbst nicht direkt interagieren, da deren Steuerung und Kontrolle meist nicht in der virtuellen Umgebung abgebildet sind. Teilnehmer sind so gezwungen, die eigentliche VR-Applikation zu verlassen, um mittels eines separaten Rechners per Tastatur oder Maus Interaktionen auszuführen. Die hohe Funktionalität interaktiver Anwendungen steht aufgrund dieser Unzulänglichkeit oft nur auf umständliche Art zur Verfügung. Direkte 3D-Interaktionstechniken schaffen eine Schnittstelle zur Kontrolle der Applikation in der 3D-Umgebung selbst. Die Beschaffenheit der Eingabegeräte für diese Aufgabe sowie die Anforderungen der Anwendung tragen dabei maßgeblich zur Entwicklung dieser Techniken bei.

     

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    [contact]

    • kai.riege [at] medien.uni-weimar.de
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