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.

VirtuelleRealität（VR）互动米特特人掌握在Virtuelle的手中，Virtuelle手Voraussetzen，Wie Z.B.虚拟型，sind noch weit von einerendgültigen和zufriedenstellendenlösungentfernt。 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沃登。 Verzichtet Man Auf力量反馈，因此hat das vr-system Keinerlei KontrolleüberDie reale Hand，D.H。，ES，ES，和有益的位置。 Das Ziel Dabei Ist，DaßieDie Viruelle手Aber Dennoch Sinnvolle Bewegungen und Manipulationen（Wie Z.B. Greifen）SOL。 Um dies Ziel zu erreichen müssen folgende Grundprobleme gelöst werden: eine integrated Behandlung der Erfassung, Modellichkeiten, Simulation der Hand, Ihrer Manipulationsmöglichkeiten, Virtuellen Objekte, und der Kollissionsvermeidung mit der Virtuellen Umgebung in Echtzeit.在Diesem中，沉浸于索伦德（Die die die die grundlagen）和方法geschaffen werden，um，在komplexen virtuellen umgebungen umgebungen komplizierte handhabungen and objektmanipulations loreistisch and intuitiv unt intuitiv mit der der der ohne foree ohne foree ohne foree horn foree foree foree-foree-foree foree-foree foree foreeausführenzukoukounnen。 Dazu Soll Ein umfassendes Modell Entwickelt Werden，Das allaLleMöglichenManiperatesArten von von objekten durch eine eine eine eine eine eine eine virtuelle手工simulieren kann。 Dabei Steht Nicht Die physikalisch korrekte模拟der hand im vordergrund，sondern ein plausibles bzw. VOM BENUTZER VORHERSAGBARES VERHALTEN。 Dabei Lassen Sichzutzliche Hilfestellungen，Wie Z.B.为了世界的目的，在模拟中，必须模拟操纵系统的模拟，而跟踪Bearührungslos是逃脱的最佳方法。计算机视觉ZuLösen， - Virtuellen中的Objekte， - Virtuellen中的Objekte， - Kollision，Virtuellen，-DreformierBaren Hand，Virtuellen， - 虚拟型原型型Prototypisch Impartiment emplientert Impartert and Impartert und ihre Eignung eignung eignung verifiziert Werden。 Langfristig Sollen死于Diese Vorhaben Zu Zu Entwickelnden算法和Diesem中的Verfahren Eingang。 Genelle Mensch-ComputerInteraktion Finden，und Somit Z.B. realisierung von“智能终端” oder“智能房屋” beitragen。