Untersuchungen zur ergonomischen Gestaltung von VR-Systemen
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Diplomarbeit „<strong>Untersuchungen</strong> <strong>zur</strong> <strong>ergonomischen</strong> <strong>Gestaltung</strong> <strong>von</strong> <strong>VR</strong>-<strong>Systemen</strong>“ <strong>von</strong> Andreas Pusch, FHF 2003/2004<br />
Dabei kommen Sensoren in den Gelenken der Kette zum Einsatz, deren Daten <strong>von</strong> der<br />
entsprechenden Applikation dazu verwendet werden können, um den Endpunkt der Kette zu<br />
kalkulieren. So konnten also zunächst Position (3 DoF), später Position und Lage (6 DoF)<br />
innerhalb eines kleineren Raumareals <strong>zur</strong> 3-dimensionalen Eingabe benutzt werden. Ergänzt<br />
wurde dieses System durch kleine Motoren in den Gelenken, die eine Kraftrückkopplung<br />
(Force Feedback) erlaubten. So ließen sich Begrenzungen und Oberflächen erfühlen und<br />
Vorgänge, wie Schaben, Bohren, Eindrücken etc. auf relativ realistische Art und Weise<br />
nachempfinden. Eine vollständig auf mechanischem Tracking basierende VE ist „BOOM“<br />
(„Binocular Omni Oriented Monitor“), ein an einem vollbeweglichen Schwenkarm<br />
angebrachtes HMD, z.T. mit Force Feedback ausgestattet (s.u. haptische Ausgabegeräte). [10]<br />
Abb. 10, BOOM<br />
Die zweifelsfreien Vorteile mechanischen Trackings liegen insbesondere in der sehr hohen<br />
Genauigkeit in kleinen Raumvolumina, der Geschwindigkeit, sowie der realitätsnahen<br />
haptischen bzw. kinästhetische Erfahrbarkeit. Auch spielen Verdeckungen oder<br />
elektromagnetische Störeinflüsse keine Rolle. [11] Das größte Manko hingegen ist die starke<br />
räumliche Begrenzung und die damit verbundene erhebliche Bewegungseinschränkung. Dies<br />
wiederum zieht Interaktionsverluste nach sich und ist auch einer der Hauptgründe dafür,<br />
weshalb solche Systeme, wenn überhaupt, dann nur noch in Verbindung mit Desktop-VEs<br />
zum Einsatz kommen.<br />
Tracking über Trägheitssensoren<br />
Das Arbeiten mit Trägheitsgrößen bietet v.a. eine kostengünstige und schnelle Möglichkeit,<br />
Trackingdaten zu ermitteln. Abhängig da<strong>von</strong>, ob es sich um ein 3-DoF- oder 6-DoF-Tracking<br />
handelt, werden entsprechend Beschleunigungsmesser (Accelerometer) und Kreisel<br />
(Gyroscope) oder elektronische Kompasse (trotz sehr hoher Genauigkeit mit 5 Hz Datenpush<br />
für viele Anwendungen allerdings zu langsam) eingesetzt. Sie dienen der Bestimmung der<br />
Position entlang bzw. der Rotation um eine Achse in jeweiliger orthogonaler Anordnung.<br />
Wobei sich herausgestellt habe, dass <strong>zur</strong> Rotations-, also Orientierungsbestimmung die<br />
Kreisel erheblich besser geeignet seien, als die Beschleunigungsmesser, deren Ausgangssignal<br />
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