Untersuchungen zur ergonomischen Gestaltung von VR-Systemen

Diplomarbeit „Untersuchungen zur ergonomischen Gestaltung von VR-Systemen“ von Andreas Pusch, FHF 2003/2004
innerhalb einer Applikation (z.B. Näherung an lebenswichtige Organe bei virtuellen
Operationen) durch eine spezifische Erwärmung wiederzugeben.
FF wird häufig mit haptischen Eingabegeräten verknüpft und repräsentiert die direkte
physische Rückkopplung. Sie wird in den allermeisten Fällen durch Motoren realisiert, die
z.B. die an einem Arm angebrachte Gestellkonstruktion über Gelenke etc. in bestimmten
Situationen gegen die Muskelkraft des Benutzer bewegt. In der Unterhaltungsbranche werden
u.a. kleinere Systeme wie FF-Joysticks oder –lenkräder angeboten.
Die bedeutendsten Nachteile von TF- und FF-Systemen sind neben dem relativ hohen Preis
auch die begrenzten DoF. Gerade bei größeren Geräten stellt sich zudem aus ergonomischer
Sicht die Frage nach dem Gewicht, der Tragbar- und Nutzbarkeit, sowie der
Belastungsgrenzwerte (Tast-, Druck-, Temperaturempfinden, Muskelermüdung etc.) des
jeweiligen Benutzers.
Abb. 20, Haptische Ausgabegeräte (links „Force Feedback“, rechts „Touch Feedback”)
1.2.4 Erzeugung der 3D-Wahrnehmung
Egal ob Desktop-VE, HMD oder Projektions-VE, das wohl wichtigste Kriterium für die
Einordnung eines Systems in den Kanon der virtuellen, immersiven Umgebungen ist die
visuelle Wiedergabe einer künstlichen Szene mit der Maßgabe, dass der Benutzer einen
echten, mit der Wirklichkeit vergleichbaren 3-dimensionalen Eindruck erhält. Doch wodurch
wird diese 3-Dimensionalität gekennzeichnet, was ruft sie hervor und wie wird sie innerhalb
der verschiedenen VEs erreicht?
Um ein echtes 3D-Empfinden beim Betrachter virtuell nachbilden zu können, bedarf es des
Einsatzes spezieller „Täuschungstechniken“, die sich ihrerseits bekannter
Wahrnehmungsprinzipien bedienen. Die Täuschung kann deshalb überhaupt erst erfolgen,
weil einzig das Gehirn für den finalen Eindruck verantwortlich ist. Hier werden die über
Auge, Retina, Augnerven erfassten/gelieferten Bilder miteinander verrechnet, in Erkennungs-
und Vervollständigungsprozessen mit Erfahrungen kombiniert, in kognitive Korrelationen
gesetzt und vieles andere mehr. Welche wichtigsten Faktoren nun im einzelnen dazu
beitragen, dass aus den ursprünglich 2-dimensionalen Einzelbildern ein optischer
Raumeindruck entsteht, auf welchen alternativen Wegen Raum noch erfahrbar gemacht
werden kann und wie diese Einflüsse im VR-Umfeld zu berücksichtigen sind, sei nachfolgend
in konzentrierter Weise aufgeschlüsselt. Zunächst werden zwei Effektgruppen unterschieden:
primäre opto-physikalische Faktoren und sekundäre darstellungspsychologische Faktoren.
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Opto-physikalische Faktoren
Dies sind all jene Einflüsse, die auf rein opto-physikalischen Basis zur 3D-Wahrnehmung
führen. Sie sind also weniger von Erfahrungen, Erlebnissen, Kenntnissen etc. der Benutzer
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