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 />
Fernperspektive/Texturgradient<br />
Unter Fernperspektive versteht man die visuell beeinflusste Rezeption <strong>von</strong> sehr weit entfernt<br />
befindlichen Objekten (Gebirge am Horizont o.Ä.). Sie erscheinen i.d.R. blauverschoben, also<br />
bläulicher. Außerdem reduzieren sich u.U. Farbsättigung und Schärfe (Texturgradient),<br />
begünstigt durch Dunst und/oder andere Wetterphänomene. [15] So wirken nebulöse<br />
Raumsegmente erheblich weiter entfernt, als betrachtete man sie bei freier Sicht.<br />
Bezogen auf <strong>VR</strong>-Darstellungen beschreibt die Fernperspektive in erster Linie einen Auftrag<br />
des Rendering-Systems, der darin besteht, an den Z-Buffer (Tiefenkoordinate) gebundene<br />
Pixelfarbwertanpassungen (Weißblenden) durchzuführen [22] oder auch parametrisierbare<br />
Masken/3D-Texturen über entsprechende Objekte bzw. Objektbereiche zu legen. Der Effekt<br />
des „nebligen Hintergrundes“ ist auch in der 3D-Computergrafik ein oft bemühtes Stilmittel,<br />
um, abgesehen <strong>von</strong> der Erzeugung dramaturgischer Spannungsmomente, eine weitläufige<br />
räumliche Tiefe zu simulieren.<br />
Abb. 27, Fernperspektive<br />
Relative Helligkeit<br />
Die relative Helligkeit („depth cueing“) ist ebenso wie die Fernperspektive ein stark<br />
distanzabhängiger Faktor. Dieser besagt hier, dass Objekte mit zunehmender Entfernung<br />
schwächer beleuchtet werden und daher weniger Licht reflektieren – ergo erscheinen sie<br />
dunkler. [15]<br />
Für <strong>VR</strong>-Repräsentationen bedeutet dies, dass, ebenfalls abhängig vom Z-Buffer, entsprechend<br />
weit vom Betrachter entfernte Objekte zunehmend mit pixelweiser Sättigungs- und<br />
Helligkeitsreduktionen prozessiert oder verdunkelnden Filtermasken kombiniert werden<br />
müssen. Dabei sollte <strong>zur</strong> realitätskonformen Darstellung der Zusammenhang zwischen<br />
Entfernung (LichtquelleObjekt) und Lichtintensität (an der Objektposition) berücksichtigt<br />
werden (mathematischer Zusammenhang: I~1/d²).<br />
Licht/Schatten<br />
Der visuelle Informationsgewinn durch den Einsatz <strong>von</strong> Licht und Schatten in 3D-<br />
Umgebungen ist enorm. Schatten treten entweder als „attached shadows“ (Schatten auf einem<br />
Objekt) oder „cast shadows“ (vom Objekt geworfener Schatten) auf. Auf diese Weise verraten<br />
Schatten z.B. auf planen Objektflächen sowohl deren Orientierung als auch die relative<br />
Objektposition (z.B. relative Höhe über Grund). Ferner können sie die<br />
Oberflächenbeschaffenheit, Form, u.U. auch das Material (z.B. Betonkörnung, Holzfasern)<br />
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