Aktionsplan-Informatik: Neue Methoden und schnelle Algorithmen zur effizienten und natürlichen Interaktion mit virtuellen Umgebungen

计算机科学行动计划：与虚拟环境进行高效、自然交互的新方法和快速算法

• 批准号: 5401202
• 负责人: Professor Dr.-Ing. Gabriel Zachmann
• 金额: --
• 依托单位: Arbeitsgruppe Computergraphik und Virtuelle Realität (CGVR)
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Independent Junior Research Groups
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2002-12-31 至 2010-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/5401202?language=en
• 关键词: Aktionsplan; Informatik; Neue; Methoden; und

Virtuelle Realität (VR) liegt heute noch weit hinter dem ursprünglichen Anspruch der natürlichen, intuitiven und effizienten Interaktion mit virtuellen Umgebungen zurück. Insbesondere mit der virtuellen Hand sind bislang nur sehr rudimentäre Interaktionen möglich, wohingegen unsere reale Hand unser flexibelstes und vielseitigstes Werkzeug ist. Anwendungen, die eine komplexe Interaktion mittels einer virtueller Hand voraussetzen, wie z.B. Virtual-Prototyping, sind noch weit von einer endgültigen und zufriedenstellenden Lösung entfernt. Eine Lösung, die allgemein eingesetzt werden kann, sollte möglichst ohne Force Feedback auskommen, da die entsprechenden Geräte in jedem Fall hinderlich sind und auf absehbare Zeit viele Probleme der Praktikabilität, Qualität, und Sicherheit nicht gelöst sein werden. Verzichtet man auf Force-Feedback, so hat das VR-System keinerlei Kontrolle über die reale Hand des Benutzers, d.h., es kann die Position und Bewegung zwar erkennen, aber nicht beeinflussen. Das Ziel dabei ist, daß die virtuelle Hand aber dennoch sinnvolle Bewegungen und Manipulationen (wie z.B. Greifen) ausführen soll. Um dieses Ziel zu erreichen müssen folgende Grundprobleme gelöst werden: eine integrative Behandlung der Erfassung, Modellierung, Simulation der Hand, ihrer Manipulationsmöglichkeiten der virtuellen Objekte, und der Kollisionsvermeidung mit der virtuellen Umgebung in Echtzeit. In diesem Projekt sollen die Grundlagen und Methoden geschaffen werden, um in komplexen virtuellen Umgebungen komplizierte Handhabungen und Objektmanipulationen realistisch und intuitiv mit der virtuellen Hand ohne Foree-Feedback ausführen zu können. Dazu soll ein umfassendes Modell entwickelt werden, das alle möglichen Manipulationsarten von Objekten durch eine virtuelle Hand simulieren kann. Dabei steht nicht die physikalisch korrekte Simulation der Hand im Vordergrund, sondern ein plausibles bzw. vom Benutzer vorhersagbares Verhalten. Dabei lassen sich zusätzliche Hilfestellungen, wie z.B. virtuelle Magnete, in die Simulation integrieren. Wichtig bei der Simulation der Manipulation ist die Berücksichtigung der gesamten virtuellen Umgebung, da diese die Freiheitsgrade der virtuellen Hand einschränkt. Eine besondere Herausforderung dabei sind Echtzeitaspekte des Systems, was besonders für industrielle Anwendungen unabdingbare Voraussetzung ist. Im einzelnen sollen effiziente Algorithmen entwickelt werden, um - das Tracking berührungslos mittels Computer-Vision zu lösen, - Objekte in virtuellen Umgebungen natürlich und effizient zu manipulieren, und - Kollisionen insbesondere der deformierbaren Hand zu erkennen und zu vermeiden. Zunächst sollen diese Algorithmen für Virtual-Prototyping prototypisch implementiert und ihre Eignung verifiziert werden. Langfristig sollen die in diesem Vorhaben zu entwickelnden Algorithmen und Verfahren Eingang in die generelle Mensch-ComputerInteraktion finden, und somit z.B. zur Realisierung von "smart terminals" oder "smart homes" beitragen.

虚拟现实（VR）现在更接近于自然、直观和有效的交互。与虚拟手一起使用，可以使我们真正的手变得灵活和灵活。另外，一个复杂的交互操作需要一个虚拟手，如z.B.。虚拟原型，sind noch weit von einer endgültigen und zufriedenstellenden Lösung entfernt.一个Lösung，所有的人都有一个韦尔登，可以通过力反馈来解决问题，在秋季的障碍中，他们会遇到实践能力、质量和安全性方面的许多问题，这些问题都不是韦尔登的问题。Verzichtet man auf Force-Feedback，so hat das VR-System keinerlei Kontrolle über die reale Hand des Benutzers，d.h.，我们可以确定位置和位置，但不会受到影响。这是一个很好的例子，它是一个很好的手，也是一个很好的工具。Greifen）ausführen soll. Um dieses Ziel zu erreichen müssen folgende Grundprobleme gelöst韦尔登：eine integrated Behandlung der Erfassung，Modelierung，Simulation der Hand，irrer Manipulationsmöglichkeiten der virtuellen Objekte，and der Kollisionsvermeidung mit der virtuellen Umgebung in Echhtzeit.在这个项目中，我们解决了基础知识和方法的韦尔登问题，并通过虚拟手的实际操作和直观操作，实现了复杂的虚拟环境。这需要一个简单的韦尔登，所有物体的机械操作都可以通过一个虚拟的手来模拟。大北没有物理学上的错误模拟的手在Vordergrund，sondern一个可理解的bzw。从贝努泽那里得到的。大北大学有一个专门的心理学系，就像z.B. virtuelle Magnet，in die Simulation integrieren.在操纵模拟的基础上，虚拟手的自由度是一个虚拟的工具。Eine besondere Herausforderung dabei sind Echtzeitaspekte des Systems，was besonders für industrielle Anwendungen unabdingbare Voraussetzung ist. Im einzelnen sollen effiziente brackmen entwickelt韦尔登，um - das Tracking berührungslos mittels Computer-Vision zu lösen，- Objekte in virtuellen Umgebungen natürlich und effizient zu manipulieren，und - Kollisionen insbesondere der deformierbaren Hand zu erkennen und zu vermeiden. Zunächst sollen diese plummen für Virtual-Prototyping prototypisch implementiert und ihre Eignung verifiziert韦尔登.在一般的人机交互中，我们必须首先找到合适的工具和方法，然后才能找到合适的工具。zur Realisierung von“smart terminals”oder“smart homes”beitragen.