6-MIG

Multi-User InteractionSystem for CAVE-type VR Environments
6DoF multiuserfähiges Interaktionsgerät für 3D-Projketionsumgebungen

Projektbeschreibung

Das Ziel dieses Forschungsprojekts ist die Entwicklung eines benutzerfreundlichen und kostengünstigen interaktiven Eingabegeräts, das eine intuitive und effiziente Manipulation von 3D-Objekten (6 DoF) in Visualisierungsumgebungen der virtuellen Realität (VR) mit flachen Projektionswänden ermöglicht. Während dieses Projekts war geplant, eine erweiterte Version eines Laserpointers mit mehreren, in bestimmten Mustern angeordneten Laserstrahlen zu entwickeln. Unter Verwendung stationärer Kameras, die die Projektionen dieser Muster von hinter den Bildschirmen aus beobachten, ist geplant, einen Algorithmus zur Rekonstruktion der absoluten Position und Orientierung des Emitters im Raum zu entwickeln. Das Laserpointer-Konzept ist eine intuitive Art der Interaktion, die dem Benutzer eine vertraute, mobile und effiziente Navigation durch eine 3D-Umgebung ermöglicht. Um in einer 3D-Welt zu navigieren, ist es erforderlich, die absolute Position (x-, y- und z-Position) und Orientierung (Roll-, Nick- und Gierwinkel) des Geräts zu kennen, insgesamt 6 Freiheitsgrade (DoF). Gewöhnliche laserbasierte Zeiger, wenn sie auf einer ebenen Oberfläche mit einem Videokamerasystem erfasst und dann verarbeitet werden, liefern nur x- und y-Koordinaten, wodurch die verfügbare Eingabe auf nur 2 DoF reduziert wird. Um dieses Problem zu überwinden, sollte ein zusätzlicher Satz von mehreren (unsichtbaren) Laserpointern im Zeigegerät verwendet werden. Diese Laserpointer sollten so angeordnet werden, dass die Projektion ihrer Strahlen ein festes Punktmuster bildet, wenn sie mit der flachen Oberfläche von Projektionsschirmen geschnitten werden. Bilder eines solchen Musters werden über ein kamerabasiertes Echtzeitsystem erfasst und dann mit mathematischen Re-Projektionsalgorithmen verarbeitet. Dies würde die Rekonstruktion der vollständigen absoluten 3D-Position (6 DoF) des Eingabegerätes ermöglichen. Darüber hinaus sollte das System Mehrbenutzer- oder kollaborative Arbeiten unterstützen, was mehreren Benutzern die gleichzeitige Interaktion mit einer virtuellen Umgebung ermöglichen würde. Möglichkeiten zur Portierung von Verarbeitungsalgorithmen in eingebettete Prozessoren oder FPGAs werden im Rahmen dieses Projekts ebenfalls untersucht.

Projektleitung an der H-BRS

Prof. Dr. Rainer Herpers

Wissenschaftlicher Direktor des Graduierteninstituts
Direktor des Institute of Visual Computing
Professor im Fachbereich Informatik
Hochschule Bonn-Rhein-Sieg
E-Mail: 
rainer.herpers [at] h-brs.de

Wissenschaftliche Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter

Kooperationspartner