Creative Media Production and Entertainment Computing
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Für moderne interaktive Anwendungen wird es immer wichtiger, einen Benutzer durch zusätzlichen Ballast so wenig wie möglich einzuschränken. Daher bietet sich eine kamerabasierte Interaktionserkennung an. Viele existierende Verfahren benötigen dazu aber einen weitestgehend statischen Hintergrund. In der gegebenen Anwendung allerdings befindet sich im Sichtbereich der Kameras eine Projektion bewegter Inhalte, mit denen ein Benutzer interagieren kann. Im Rahmen dieser Arbeit sollte ein bestehendes, auf Infrarotlicht basierendes System verbessert werden, das sich bisher als beleuchtungsabhängig erwiesen hat. Dazu wurden zunächst mehrere Verfahren zur Trennung von Vorder- und Hintergrund auf ihre Tauglichkeit untersucht. Das favorisierte Verfahren sollte anschließend durch stereoskopische Bildaufnahme - und damit tiefenbasierte Trennung - so verbessert werden, dass der bewegte Hintergrund sicher unterdrückt wird. Dies erwies sich für die gewünschten Anwendungen zwar als nicht praktikabel, dennoch wurden mögliche andere Anwendungsbereiche gefunden. Auch die Untersuchung der einzelnen Trennungsverfahren lieferte ein Ergebnis, das - mit weiteren Tests - zur Verbesserung der bestehenden Installation beitragen kann.
Einfach benutzbare VR-Anwendungen erfordern andere Interaktionstechniken als konventionelle Desktop-Anwendungen mit Maus, Tastatur und Desktop-Metapher zur Verfügung stellen. Da solche Ansätze in Konzeption und Realisierung deutlicher komplexer sind, müssen diese mit Sorgfalt ausgewählt werden. Folgt man der Argumentation, dass VR eine natürliche Interaktion mit virtuellen Objekten ermöglicht, so führt dies fast zwangsläufig zu zweihändigen Interaktionstechniken für virtuelle Umgebungen, da Benutzer in realen Umgebungen gewohnt sind, fast ausschlieï‚lich zweihändig zu agieren. In diesem Beitrag geben wir eine Übersicht über den Stand der Technik im Bereich zweihändiger Interaktion, leiten Anforderungen an eine Entwicklung zweihändiger Interaktionstechniken in VR ab und beschreiben einen eigenen Ansatz. Dabei geht es um die zweihändige Interaktion bei der Simulation flexibler biegeschlaffer Bauteile (z. B. Schlauchverbindungen).
Der Autor stellt eine Methode vor, um einer computergenerierten Szene auf neue Art und Weise zusätzlichen Realismus zu verleihen. Er tut dies unter Erweiterung des traditionellen festen Shadingmodells durch Bildsequenzen (nachfolgend Videotextur genannt), welche die Oberflächen anderer Objekte innerhalb einer Szene in Echtzeit beleuchten. Im Rahmen der Diplomarbeit wurde eine Beispielanwendung erstellt, in der eine vorbeiziehende Landschaft (Videotextur) auf den Innenraum eines computergenerierten Zuges (3D-Polygon-Geometrie) einen Beleuchtungseinfluß ausübt. Diese Integration von real gefilmtem Material und computergenerierten Bildern ist eine übliche Vorgehensweise bei Spezialeffekten für Film und Fernsehen, aber erst seit kurzem bietet die durchschnittliche PC-Grafikhardware entsprechende Möglichkeiten unter Echtzeitbedingungen an. Um dieses Vorhaben umzusetzen wird umfangreicher Gebrauch der OpenGL Shader- Hochsprache gemacht, durch die ein Shaderentwickler in der Lage ist, mit einem C-ähnlichen Programm die Pixelberechnungsfunktionalität der Grafikkarte seinen W ünschen entsprechend anzupassen.
Level-of-detail is a concept well-known in computer graphics to reduce the number of rendered polygons. Depending on the distance to the subject (viewer), the objects’ representation is changed. A similar concept is the clustering of sound sources for sound spatialization. Clusters can be used to hierarchically organize mixelsand to optimize the use of resources, by grouping multiple sources together into a single representative source. Such a clustering process should minimize the error of position allocation of elements, perceived as angle and distance, and also differences between velocity relative to the sink (i.e., Doppler shift). Objects with similar direction of motion and speed (relative to sink) in the same acoustic resolution cone and with similar distance to a sink can be grouped together.
Die volumetrische Erfassung von Aushüben auf Baustellen ist ein kostenrelevanter Faktor und wird auch heute im täglichen Baustellenbetrieb oft noch in manueller Detailarbeit durchgeführt. Kostengünstige Sensoren zur Tiefenerfassung ermöglichen die halbautomatische Erfassung von Baugruben. Augmented Reality (AR) kann für diesen Prozess das nötige Feedback liefern. Vorgestellt wird ein Prototyp, bestehend aus einem Tablet mit integrierter Kamera und einem Lidar-Scanner. Es wird die Erfassung des Volumens bezüglich Nutzbarkeit und Genauigkeit mit Einsatz von AR getestet und evaluiert. Zur Bestimmung des Volumens wird unter Verwendung von Strahlen mit Unterstützung einer Grafik-Engine ein Algorithmus entwickelt. Der Algorithmus ist robust gegen nicht vollständig geschlossene Volumen. Die Bedienung, Überprüfung und Visualisierung findet durch praktischen Einsatz von AR statt.
Die Visualisierung von Produkten in Echtzeit ist in vielen Bereichen ein hilfreicher Schritt, um potentiellen Kunden eine Vorstellung vom Einsatzgebiet und einen Überblick über die finale Anwendung zu erlauben. In den letzten Jahren haben neue Technologien in der Grafikkartenindustrie dazu geführt, dass früher nur auf teuren Grafikworkstations verfügbare Möglichkeiten nun auch mit relativ kostengünstigen Karten, welche für den Einsatz in Standard-PCs konzipiert wurden, realisierbar sind.
Es wird an einem Modellentwurf des Innenraums des People Cargo Movers gezeigt, wie die Beleuchtung innerhalb einer Echtzeitvisualisierung durch Shader realisiert werden kann. Als Lichtquelle wird dabei eine Landschaftsaufnahme herangezogen, welche als eine von mehreren Videotexturen eingebunden wurde. Außerdem werden real im virtuellen Studio gefilmte Personen im Innenraum gleichermaï‚en über Videotexturen dargestellt und ebenfalls durch die Landschaft beleuchtet.
Virtual environment walkthrough applications are generally enhanced by a user’s interactions within a simulated architectural space, but the enhancement that stems from changes in spatial sound that are coupled with a user’s behavior are particularly important, especially within regard to creating a sense of place. When accompanied by stereoscopic image synthesis, spatial sound can immerse the user in a high-realism virtual copy of the real world. An advanced virtual environment that allow users to change realtime rendering features with a few manipulations has been shown to enable switching between different versions of a modeled space while maintaining sensory immersion. This paper reports on an experimental project in which an architectural model is being integrated into such an interactive virtual environment. The focus is on the spatial sound design for supporting interaction, including demonstrations of both the possibilities and limitations of such applications in presenting and promoting architectural designs, as well as in three-dimensional sketching.
Die interaktive Echtzeit 3D-Visualisierung Mobilisierung und Homing von Blutstammzellen wurde konzipiert, um ein sehr komplexes medizinisches Wissen mit den Mitteln der 3-dimensionalen Visualisierung in Echtzeit und des Internets sowie der daraus resultierenden Interaktivität aufzubereiten. Dies musste auf einer Ebene geschehen, die es hinterher auch jedem Nicht-Mediziner erlaubt, die grundlegenden biologischen und medizinischen Sachverhalte nachzuvollziehen. Das Resultat: Eine informative und didaktische Anwendung, aus einer Mischung von interaktiven 3D-Stationen und erklärenden 3D-Animationen. Diskutiert werden die Methodik der Konzeptionsphase und die Interaktionstechniken.