Untersuchungen zur ergonomischen Gestaltung von VR-Systemen

Diplomarbeit „Untersuchungen zur ergonomischen Gestaltung von VR-Systemen“ von Andreas Pusch, FHF 2003/2004
als nah gelegene. Der so entstehende Tiefeneffekt besitzt für die 3D-Wahrnehmungen einen
beachtlichen Stellenwert und gelangt häufig unbewusst zum Einsatz, wenn scheinbar
unschlüssige Szenen (relative Größen- und Distanzunklarheiten, auch in der realen Welt)
durch die Bewegungsparallaxe zur Auflösung bebracht werden. [15]
Für eine VR-3D-Szene bedeutet dies, dass die virtuellen Objekte, abhängig von der
Betrachterposition und seiner Blickrichtung (Ermittlung ist jeweils Aufgabe des Trackings),
bei Eigenbewegung oder Translationen in der Szene in Position und Lage ein korrektes
Echtzeit-Update erfahren (Perspektiv- & Positionsupdates). Daraus ergibt sich auch das
Problem bei fehlendem Tracking. Insbesondere bei Consumer-HMDs spielt es zumeist keine
Rolle, wohin der Kopf gedreht wird oder in welche Richtung sich der Benutzer bewegt, die
Abbildungen auf den Displays bleiben konstant. Durch die fehlende Bewegungsparallaxe
sinkt schließlich der Immersionsgrad.
Abb. 32, Bewegungsparallaxe
Kinetischer Tiefeneffekt
Der „kinetic depth effect“ (KDE; Wallach, O'Connell 1953) bezeichnet die Entstehung von
Plastizität aufgrund der Rotation von Objekten. Am einfachsten lässt sich dieses Phänomen
verbildlichen, indem man z.B. die Projektion eines komplexen 3D-Wireframe-Modells
betrachtet. Es wirkt i.A. stark planar, ein räumlicher Eindruck entwickelt sich nicht oder nur
extrem schwer. Rotiert nun aber das 3D-Wireframe-Modell, entwickelt sich umgehend ein
räumlicher Eindruck, der jedoch genauso schnell wieder verschwindet, sobald die Rotation
stoppt. Auch bei Vollkörpern kann man beobachten, dass das räumliche Verständnis des
Betrachters erheblich wächst. [15]
Daher ist es sehr bedeutsam, dass vor allem komplexe Objekte z.B. bei Begutachtungen oder
visuellen Bewertungen auf Bedarf beliebig rotiertet werden können. Eine Anforderung
sowohl an das Szenen- und Interaktionsdesign, als auch an die Interface- und
Funktionsgestaltung der jeweiligen VR-Applikation.
„Umweltbezogene Interpretation / ökologischer Ansatz“ [15] (nach Gibson, 1979)
Hierbei beruht die räumliche Wahrnehmung auf globalen Rezeptionsprozessen. Es werden
nicht mehr einzelne Objekte als raumbildend verstanden, sondern der allgemeine
Zusammenhang aller in der realen oder virtuellen Szene befindlichen Gebilde, also der
„Gesamteindruck“. [15] Der maßgebliche Wahrnehmungsprozess wird in der Literatur als
„bottom-up“-Methode beschrieben (Gibson 1955, Marr 1976). Danach erfolgt ein
„datenbasiertes“ Analysieren der Szene (Positionen, Orientierungen, Bewegungen, Formen,
Farben, Tiefeneindrücke, Texturen etc.), dem ein Zusammensetzen der Detaileindrücke zu
einem Gesamtbild folgt. Auf die 3-Dimensionalität bezogen wird die Raumwahrnehmung
durch die Kombination von „räumlich individuell angeordneten Punkten“ etabliert. [15] Dem
gegenüber steht die hierarchisch wissensbasierte „top-down“-Methode, die besagt, dass der
Mensch, geprägt von persönlichem Vorwissen und Erfahrungen, grundsätzlich von
bestimmten Erwartungen und Vorstellungen während der Wahrnehmung ausgeht. Damit
verbunden ist eine Strategie, die des Erkennen von Objekten schon anhand von sehr
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