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Evaluation der Verwendung von Virtueller Realität (VR) als Ergänzung zum Laufbandtraining im Rahmen der Behandlung von Gangstörungen bei Patienten mit Multipler Sklerose (MS) und Schlaganfall / Evaluation of the use of virtual reality (VR) as a supplement to treadmill training in the treatment of gait disorders in patients with multiple sclerosis (MS) and stroke

Winter, Carla January 2022 (has links) (PDF)
Die Rehabilitation von Gangstörungen bei Patienten mit MS und Schlaganfall erfolgt häufig mithilfe eines konventionellen Laufbandtrainings. Einige Studien haben bereits gezeigt, dass durch eine Erweiterung dieses Trainings um eine virtuelle Realität die Motivation der Patienten gesteigert und die Therapieergebnisse verbessert werden können. In der vorliegenden Studie wurde eine immersive VR-Anwendung (unter Verwendung eines HMD) für die Gangrehabilitation von Patienten evaluiert. Hierbei wurden ihre Anwendbarkeit und Akzeptanz geprüft sowie ihre Kurzzeiteffekte mit einer semi-immersiven Präsentation (unter Verwendung eines Monitors) und mit einem konventionellen Laufbandtraining ohne VR verglichen. Der Fokus lag insbesondere auf der Untersuchung der Anwendbarkeit beider Systeme und der Auswirkungen auf die Laufgeschwindigkeit und Motivation der Benutzer. Im Rahmen einer Studie mit Innersubjekt-Design nahmen zunächst 36 gesunde Teilnehmer und anschließend 14 Patienten mit MS oder Schlaganfall an drei experimentellen Bedingungen (VR über HMD, VR über Monitor, Laufbandtraining ohne VR) teil. Sowohl in der Studie mit gesunden Teilnehmern als auch in der Patientenstudie zeigte sich in der HMD-Bedingung eine höhere Laufgeschwindigkeit als beim Laufbandtraining ohne VR und in der Monitor-Bedingung. Die gesunden Studienteilnehmer berichteten über eine höhere Motivation nach der HMD-Bedingung als nach den anderen Bedingungen. Es traten in beiden Gruppen keine Nebenwirkungen im Sinne einer Simulator Sickness auf und es wurden auch keine Erhöhungen der Herzfrequenzen nach den VR-Bedingungen detektiert. Die Bewertungen des Präsenzerlebens waren in beiden Gruppen in der HMD-Bedingung höher als in der Monitor-Bedingung. Beide VR-Bedingungen erhielten hohe Bewertungen für die Benutzerfreundlichkeit. Die meisten der gesunden Teilnehmer (89 %) und Patienten (71 %) präferierten das HMD-basierte Laufbandtraining unter den drei Trainingsformen und die meisten Patienten könnten sich vorstellen, es häufiger zu nutzen. Mit der vorliegenden Studie wurde eine strukturierte Evaluation der Anwendbarkeit eines immersiven VR-Systems für die Gangrehabilitation geprüft und dieses erstmals in den direkten Vergleich zu einem semi-immersiven System und einem konventionellen Training ohne VR gesetzt. Die Studie bestätigte die Praktikabilität der Kombination eines Laufbandtrainings mit immersiver VR. Aufgrund ihrer hohen Benutzerfreundlichkeit und der geringen Nebenwirkungen scheint diese Trainingsform besonders für Patienten geeignet zu sein, um deren Trainingsmotivation und Trainingserfolge, wie z. B. die Laufgeschwindigkeit, zu steigern. Da immersive VR-Systeme allerdings nach wie vor spezifische technische Installationsprozeduren erfordern, sollte für die spezifische klinische Anwendung eine Kosten-Nutzen-Bewertung erfolgen. / Rehabilitation of gait disorders in patients with MS and stroke is often done with the help of conventional treadmill training. Some studies have already shown that extending this training with virtual reality can increase patient motivation and improve therapy outcomes. In the present study, an immersive VR application (using an HMD) was evaluated for gait rehabilitation of patients. Here, its applicability and acceptability were tested, and its short-term effects were compared with a semi-immersive presentation (using a monitor) and with conventional treadmill training without VR. In particular, the focus was on investigating the applicability of both systems and the effects on user walking speed and motivation. In a study using a within-subjects design, first 36 healthy participants and then 14 patients with MS or stroke participated in three experimental conditions (VR via HMD, VR via monitor, treadmill training without VR). In both the healthy participant study and the patient study, the HMD condition showed a higher walking speed than the treadmill training without VR and the monitor condition. The healthy study participants reported higher motivation after the HMD condition than after the other conditions. No side effects in terms of simulator sickness occurred in either group, and no increases in heart rates were detected after the VR conditions. Presence experience ratings were higher in both groups in the HMD condition than in the monitor condition. Both VR conditions received high ratings for usability. Most of the healthy participants (89%) and patients (71%) preferred the HMD-based treadmill training among the three training modalities, and most patients could imagine using it more often. The present study tested a structured evaluation of the applicability of an immersive VR system for gait rehabilitation and, for the first time, compared it directly with a semi-immersive system and conventional training without VR. The study confirmed the practicability of combining treadmill training with immersive VR. Due to its high usability and low side effects, this form of training seems to be particularly suitable for patients to increase their training motivation and training success, such as walking speed. However, immersive VR systems still require specific technical installation procedures, so a cost-benefit assessment should be performed for the specific clinical application.
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Creating an Autonomously Interactive Virtual Character

Zhang, Liang 12 July 2023 (has links)
This thesis describes a set of techniques and methods to create an autonomously interactive character as a virtual opponent in a Virtual Reality (VR) application for anticipation training in sports karate. Convincing karate movements are created by blending adequate motion capture data in real-time with motion blending. Attack techniques with a precise attacking position are achieved by using hybrid Inverse Kinematics. Stepping movements are created with a motion graph approach, enabling the virtual character to adapt the position relative to the user’s position. An offline preprocessing method is proposed to cope with a large amount of motion capture data. The realized character can autonomously and interactively respond to the trainee’s movement and perform a suitable hand attack. A user study among karate athletes shows a general acceptance of the implemented system as a useful tool for anticipation training.:List of Figures List of Tables 1 Introduction 2 Human Motion Synthesis and Animation 3 Combining Inverse Kinematics with Motion Blending 4 Automatic Motion Base Creation 5 Create an Autonomous Interactive Character 6 Conclusion and Discussion Appendices Bibliography
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Replacing the Body in Embodiment: The Relationship Between Avatars and Interoception in Virtual Reality / Replacing the Body in Embodiment: Die Beziehung zwischen Avataren und Interozeption in der virtuellen Realität

Döllinger, Nina January 2025 (has links) (PDF)
This thesis examines the relationship between an individual's sense of embodiment towards an avatar and the processing and awareness of internal body signals (body awareness) in virtual reality (VR) in the context of mind-body interventions. To do so, I present a systematic literature review, a user experience evaluation of an avatar embodiment system, and a series of five experiments that systematically assess the effects of discrepancy between the user's corporeal body and their avatar. The systematic literature review gives insights into the current landscape of VR mind-body interventions and combines them with a framework for designing and evaluating VR-based intervention modules. This framework forms the basis for the design of my empirical work. The user experience evaluation study presents the technical basis of my research. It maps the general processes for creating photorealistic personalized avatars. Further, it presents an embodiment system to control and animate these avatars in VR and a general experimental procedure before and within VR, ensuring a positive experience. The first two experiments on the sense of embodiment towards an avatar and body awareness examine the relationship between the two variables and the effect of VR in a close-to-reality scenario on both of them. The other three experiments examine the effects of discrepancy between the user's corporeal body and their avatar. They target non-similar avatar appearance, mid-experience perspective changes, avatar visibility, and virtual out-of-body experiences. The empirical studies of my thesis revealed some key findings: 1. Users experienced a reduced sense of embodiment towards their avatar compared to their corporeal body. 2. Embodying an avatar was accompanied by a reduced body awareness. 3. The sense of embodiment was positively related to body awareness on several dimensions. Some of these served as mediators between the effects of VR and avatar discrepancy on body awareness. 4. However, increasing the discrepancy between the avatar and the user's corporeal body did not necessarily have a negative effect on body awareness. Rather, embodying non-personalized avatars and/or changing into an outside perspective increased body awareness compared to embodying a personalized avatar from a first-person perspective. The presented research provides insight into the interplay of avatar presentation, sense of embodiment, and body awareness in the context of VR mind-body interventions. From the results, I draw conclusions about the application in therapeutic and non-therapeutic settings. I discuss these results in the context of psychological embodiment research and the role of the body in mental health. Finally, I present a set of outlines for future work towards integrating body awareness in virtual mind-body interventions. / Diese Arbeit untersucht die Beziehung zwischen dem Gefühl, einen Avatar zu verkörpern (Gefühl der Verkörperung) und der Verarbeitung und Wahrnehmung von internen Körpersignalen (Körperaufmerksamkeit) in einer virtuellen Realität (VR) im Kontext körperpsychotherapeutischer Interventionen. Hierfür wurde eine systematische Literaturübersicht, eine Studie zur Evaluation der Nutzungserfahrung eines Avatar-Verkörperungssystems, sowie eine Reihe von fünf Experimenten durchgeführt, die systematisch die Effekte von Diskrepanz zwischen dem leiblichen Körper der Benutzer:innen und ihrem jeweiligen Avatar untersuchen. Die systematische Literaturübersicht gibt Einblicke in die aktuelle Landschaft der VR-basierten körperpsychotherapeutischen Interventionen und kombiniert sie mit einem Framework für deren Gestaltung und Bewertung. Dieser Rahmen bildet die Grundlage für das Vorgehen in den empirischen Studien. Die Studie zur Evaluation der Nutzungserfahrung stellt die technische Grundlage meiner Forschung vor. Sie bildet einen Prozess zur Erstellung fotorealistischer, personalisierter Avatare ab, welcher in den späteren Studien wieder aufgegriffen wird. Darüber hinaus wird ein Verkörperungs-System zur Steuerung und Animation dieser Avatare in VR sowie ein allgemeiner Versuchsablauf vor und in VR vorgestellt, der ein positives Nutzungserlebnis gewährleistet. Die ersten beiden Experimente zum Gefühl der Verkörperung und zur Körperaufmerksamkeit untersuchen die Beziehung zwischen diesen und die Auswirkungen von VR in einem realitätsnahen Szenario. Die anderen drei Experimente vergrößern die Diskrepanz zwischen dem Körper der Nutzer:innen und ihren Avataren. Sie befassen sich mit Abweichungen im Aussehen der Avatare, mit Perspektivenwechseln während eines VR-Erlebnisses, der Sichtbarkeit der Avatare und mit virtuellen außerkörperlichen Erfahrungen. Die empirischen Untersuchungen im Rahmen dieser Dissertation lieferten einige Erkenntnisse: 1. Nutzer:innen empfanden ein geringeres Gefühl der Verkörperung gegenüber ihrem Avatar als gegenüber ihrem leiblichen Körper. 2. Die Verkörperung eines Avatars reduzierte die Körperaufmerksamkeit der Nutzer:innen. 3. Das Gefühl der Verkörperung war in mehreren Dimensionen positiv mit der Körperaufmerksamkeit verbunden. Einige davon dienten als Mediatoren für die Auswirkungen von VR und Avatar-Diskrepanz auf die Körperaufmerksamkeit. 4. Eine größere Diskrepanz zwischen dem Avatar und dem leiblichen Körper wirkte sich jedoch nicht unbedingt negativ auf die Körperaufmerksamkeit aus. Die Verkörperung eines nicht-personalisierten Avatars und/oder der Wechsel in eine Außenperspektive steigerte die Körperaufmerksamkeit im Vergleich zur Verkörperung eines personalisierten Avatars aus der Ich-Perspektive. Die vorgestellte Forschung gibt Einblicke in das Zusammenspiel von Avatar-Präsentation, Gefühl der Verkörperung und Körperaufmerksamkeit im Kontext von VR-basierten körperpsychotherapeutischen Interventionen. Aus den Ergebnissen lassen sich Schlussfolgerungen für die Anwendung in therapeutischen und nicht-therapeutischen Szenarien ableiten. Diese Ergebnisse werden im Kontext der psychologischen Verkörperungs-Forschung und der Rolle des Körpers in der psychischen Gesundheit diskutiert. Abschließend werden eine Reihe von Skizzen für zukünftige Arbeiten zur Integration von Körperaufmerksamkeit in virtuelle körperspychotherapeutische Interventionen präsentiert.
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Computergestützte Entwurfsmethoden auf gekrümmten Oberflächen

Kühnert, Tom 27 August 2015 (has links) (PDF)
Im Fokus dieser Arbeit steht die Entwicklung und Realisierung einer Nutzerschnittstelle für die computergestützte Bearbeitung von Oberflächen dreidimensionaler Designobjekte, die durch herkömmliche CAD-Systeme nur unzureichend unterstützt werden können. Es werden Methoden und Algorithmen erarbeitet, um die Interaktion des Benutzers direkt auf Basis der für das Design relevanten 3D Objektoberflächen zu ermöglichen. Den Ausgangspunkt bildet das Proxy-Konzept des Forschungsfeldes zur Mensch-Maschine-Interaktion, in welchem physische Stellvertreterobjekte zur Manipulation virtueller Objekte genutzt werden. Im ersten Teil der Arbeit wird dieses Konzept um eine auf die Oberfläche des bearbeiteten Objektes bezogene Interaktion und Designfunktionalität erweitert. Dazu wird das Konzept eines CAD-Proxys entwickelt und verschiedene Umsetzungen und Anwendungen erläutert. Dabei werden die CAD-Proxys in drei Typen unterschieden. Der exakte CAD-Proxy ermöglicht es, ein virtuelles Objekt mit einem formgleichen, physischen Gegenstück zu bearbeiten. Beim abstrakten CAD-Proxy wird gezeigt, wie auch ein anders geformtes Gegenstück zum Einsatz kommen kann. Der augmentierte CAD-Proxy erlaubt die Anzeige des Designs direkt auf dem physischen Gegenstück. Nutzerstudien belegen, dass die CAD-Proxys zur Erstellung eines Designs auf einer Oberfläche deutlich besser geeignet sind als eine klassische Nutzerschnittstelle. Dies gilt insbesondere für anspruchsvolle Designaufgaben, etwa im künstlerischen Design. Im zweiten Teil der Arbeit wird die Verarbeitung von Linienzügen im Gestaltungsprozess eingeführt, welche das Konzept der aktiven Konturen auf Oberflächen erweitern. Diese Linienzüge werden auf die Form der Oberfläche bezogen verarbeitet und beachten gleichzeitig wichtige Merkmale, wie bspw. die Kanten des Objektes. Es wird ein neues Verfahren vorgestellt, mit dem aktive Konturen auch auf schlecht vernetzten Oberflächen eingesetzt werden können und gleichzeitig Formen flexibler repräsentieren können als bisherige Ansätze. Für den Bezug der Designlinien zur Oberfläche wird eine neue Datenstruktur eingeführt, die ein geometrisches Nachbarschaftsproblem löst. Es wird gezeigt, dass diese Struktur auf den getesteten Objekten mindestens um Faktor 14 schneller ist als alternative Ansätze und auch direkt auf andere Problemstellungen anwendbar ist. Der dritte Teil enthält die Betrachtungen zum Formverständnis der Designobjekte, welche für die Designlinien und die Modellierung der Designobjekte benötigt werden. Dabei kommt die Krümmungsberechnung als etabliertes Werkzeug derartiger Analysen zum Einsatz. Hier wird eine neue Betrachtung erarbeitet, die den Einfluss unterschiedlicher Faktoren auf die Genauigkeit der Krümmungsschätzung und auf die Eignung verschiedener Schätzungsverfahren erstmals umfassend untersucht. Durch die Kombination existierender Verfahren kann das Verfahren der Shape Operator Approximation entwickelt werden, welches Eigenschaften wie Schätzungsgenauigkeit, Performanz und eine einfache Formulierung bekannter Verfahren vereint.
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Simulation, Erfassung und Analyse direkter Objektmanipulationen in Virtuellen Umgebungen / Simulation, Recording and Analysis of Direct Object Manipulations in Virtual Environments

Heumer, Guido 08 July 2011 (has links) (PDF)
Mit der Interaktionstechnik der "direkten Objektmanipulation" für virtuelle Umgebungen wird angestrebt, virtuelle Objekte genauso realistisch und flexibel handhaben zu können, wie das bei realen Objekten der Fall ist. Das bedeutet, virtuelle Objekte können mittels eines Handmodells direkt berührt, ergriffen, getragen, gedrückt und gezogen werden. Diese Interaktionstechnik findet vor allem dort Anwendung, wo Objektmanipulationen möglichst realistisch simuliert und erfasst werden sollen, z.B. bei Ergonomieuntersuchungen, virtuellem Prototyping, Trainingssimulationen usw. Neben einigen Ansätzen zur technischen Umsetzung von direkten Objektmanipulationen werden in dieser Arbeit vor allem Konzepte und Verfahren entwickelt und vorgestellt, die eine Erfassung und Analyse von Benutzerinteraktionen unter Verwendung dieser Interaktionstechnik ermöglichen. Eine wichtige Rolle spielt dabei die Untersuchung von Greifvorgängen, insbesondere die automatische Erkennung von Greifarten. Dazu wurden mehrere ausführliche empirische Studien mit einer neuartigen systematischen Methodik durchgeführt, woraus sich Empfehlungen für die Wahl von Klassifikationsverfahren und die Zusammensetzung der Merkmale ergeben. Ein weiteres Ergebnis ist eine neue Taxonomie von Greifarten, die speziell auf den Einsatz in virtueller Realität zugeschnitten ist und sich durch die Integration nicht-prehensiler Greifarten auszeichnet. Als weiterer wesentlicher Beitrag wird ein Analyseverfahren vorgestellt, mit dem der kontinuierliche Strom von Bewegungs- und Interaktionsdaten in Sequenzen von diskreten sinntragenden Basisinteraktionen zerlegt werden kann. Diese Sequenzen können anschließend manuell ausgewertet oder im Rahmen des "Action Capture"-Verfahrens in eine abstrakte Aktionsrepräsentation überführt und durch unterschiedliche virtuelle Figuren wiedergegeben werden.
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Entwicklung eines mehrbenutzerfähigen projektionsbasierten VR-Systems und Untersuchung ausgewählter Aspekte der Nutzerinteraktion / Multi-User Interaction in Virtual Environments with Individual Views

Küszter, Vincent 22 January 2016 (has links) (PDF)
Virtuelle Realität (VR) wird seit Jahrzehnten in Industrie und Forschung sowie im Unterhaltungssektor genutzt. Dabei sind die verwendeten VR-Systeme meist nur auf einen Nutzer ausgelegt, wodurch es für andere Betrachter zu perspektivischen Verzerrungen kommt. Um mehreren Personen ein visuell gleichberechtigtes Nutzen des VR-Systems zu ermöglichen, muss jedem Nutzer eine individuelle Perspektive vermittelt werden. Es wird ein Klassifikationsschema vorgestellt, anhand dessen für verschiedene Interaktionsszenarien Anforderungen für eine derartige Hardwareumsetzung ableitbar sind. Um ausgewählte Aspekte der Mehrbenutzerinteraktionen zu untersuchen, wurde eine Prototypenplattform erstellt, mit der eine vielfältige Palette von Interaktionsszenarien für zwei Nutzer umgesetzt werden kann. Eine parallel zu dieser Arbeit entstandene mehrbenutzerfähige Powerwall und eine Erweiterung dieser zu einer L-Bench wurden genutzt, um mit zwei Studien ausgewählte Aspekte der Interaktion mehrerer Benutzer in VR empirisch zu untersuchen. Dazu wurden zwei Anwendungen kreiert: ein Puzzlespiel, welches eine Informationsasymmetrie zwischen den Nutzern simuliert, sowie ein Objekteinpassungsspiel, welches die Interaktion um eine körperliche Komponente erweitert. Mit diesen wurde untersucht, welche Sichtwechselmetapher zur Auflösung der Asymmetrie am besten geeignet ist.
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Mixed Reality Assistenzsystem zur visuellen Qualitätsprüfung mit Hilfe digitaler Produktfertigungsinformationen

Adwernat, Stefan, Neges, Matthias 06 January 2020 (has links)
In der industriellen Fertigung unterliegen die Produkteigenschaften und -parameter, unabhängig vom eingesetzten Fertigungsverfahren, gewissen Streuungen. Im Rahmen der Qualitätsprüfung wird daher ermittelt, inwieweit die festgelegten Qualitätsanforderungen an das Produkt bzw. Werkstück trotz der Fertigungsstreuungen erfüllt werden (Brunner et al. 2011) [...] Insbesondere bei einer visuellen Prüfung durch den Menschen hängt das Ergebnis jedoch sehr stark vom jeweiligen Prüfwerker ab. Die wesentlichen Faktoren für die Erkennungsleistung sind Erfahrung, Qualifizierung und Ermüdung des Prüfers, Umgebungsbedingungen, wie Beleuchtung, Schmutz oder akustische Störfaktoren, aber auch die Anzahl und Gewichtung der zu bewertenden Merkmale (Keferstein et al. 2018). Infolge dessen kann die Zuverlässigkeit und Reproduzierbarkeit der Prüfergebnisse negativ beeinflusst werden. Gleiches gilt für die vollständige und konsistente Dokumentation der Sichtprüfung [...] Vor diesem Hintergrund wird ein Mixed Reality-basiertes Assistenzsystem entwickelt, welches den Prüfwerker bei der Durchführung und Dokumentation der visuellen Sichtprüfung unterstützen soll. Die Anforderungen dieses Ansatzes sind aus einem Kooperationsprojekt in der Automobilindustrie abgeleitet. Das dargestellte Assistenzsystem ist daher Teil von übergeordneten Aktivitäten im Zusammenhang mit 3D-Master und einer zeichnungsfreien Produktdokumentation. [...aus der Einleitung]
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Virtual Prototyping als agile Feedback-Methode für frühe Produktentwicklungsphasen

Dudczig, Manuel 06 January 2020 (has links)
Der Beitrag gibt einerseits eine Übersicht über die Möglichkeiten von virtuellen Produktdarstellungen durch Virtual Reality (VR), Augmented Reality (AR) und 360° Medien und vergleicht diese hinsichtlich geeigneter Kriterien um eine gezielte Kommunikation zu erreichen. [... aus der Einleitung]
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Computergestützte Entwurfsmethoden auf gekrümmten Oberflächen

Kühnert, Tom 04 March 2015 (has links)
Im Fokus dieser Arbeit steht die Entwicklung und Realisierung einer Nutzerschnittstelle für die computergestützte Bearbeitung von Oberflächen dreidimensionaler Designobjekte, die durch herkömmliche CAD-Systeme nur unzureichend unterstützt werden können. Es werden Methoden und Algorithmen erarbeitet, um die Interaktion des Benutzers direkt auf Basis der für das Design relevanten 3D Objektoberflächen zu ermöglichen. Den Ausgangspunkt bildet das Proxy-Konzept des Forschungsfeldes zur Mensch-Maschine-Interaktion, in welchem physische Stellvertreterobjekte zur Manipulation virtueller Objekte genutzt werden. Im ersten Teil der Arbeit wird dieses Konzept um eine auf die Oberfläche des bearbeiteten Objektes bezogene Interaktion und Designfunktionalität erweitert. Dazu wird das Konzept eines CAD-Proxys entwickelt und verschiedene Umsetzungen und Anwendungen erläutert. Dabei werden die CAD-Proxys in drei Typen unterschieden. Der exakte CAD-Proxy ermöglicht es, ein virtuelles Objekt mit einem formgleichen, physischen Gegenstück zu bearbeiten. Beim abstrakten CAD-Proxy wird gezeigt, wie auch ein anders geformtes Gegenstück zum Einsatz kommen kann. Der augmentierte CAD-Proxy erlaubt die Anzeige des Designs direkt auf dem physischen Gegenstück. Nutzerstudien belegen, dass die CAD-Proxys zur Erstellung eines Designs auf einer Oberfläche deutlich besser geeignet sind als eine klassische Nutzerschnittstelle. Dies gilt insbesondere für anspruchsvolle Designaufgaben, etwa im künstlerischen Design. Im zweiten Teil der Arbeit wird die Verarbeitung von Linienzügen im Gestaltungsprozess eingeführt, welche das Konzept der aktiven Konturen auf Oberflächen erweitern. Diese Linienzüge werden auf die Form der Oberfläche bezogen verarbeitet und beachten gleichzeitig wichtige Merkmale, wie bspw. die Kanten des Objektes. Es wird ein neues Verfahren vorgestellt, mit dem aktive Konturen auch auf schlecht vernetzten Oberflächen eingesetzt werden können und gleichzeitig Formen flexibler repräsentieren können als bisherige Ansätze. Für den Bezug der Designlinien zur Oberfläche wird eine neue Datenstruktur eingeführt, die ein geometrisches Nachbarschaftsproblem löst. Es wird gezeigt, dass diese Struktur auf den getesteten Objekten mindestens um Faktor 14 schneller ist als alternative Ansätze und auch direkt auf andere Problemstellungen anwendbar ist. Der dritte Teil enthält die Betrachtungen zum Formverständnis der Designobjekte, welche für die Designlinien und die Modellierung der Designobjekte benötigt werden. Dabei kommt die Krümmungsberechnung als etabliertes Werkzeug derartiger Analysen zum Einsatz. Hier wird eine neue Betrachtung erarbeitet, die den Einfluss unterschiedlicher Faktoren auf die Genauigkeit der Krümmungsschätzung und auf die Eignung verschiedener Schätzungsverfahren erstmals umfassend untersucht. Durch die Kombination existierender Verfahren kann das Verfahren der Shape Operator Approximation entwickelt werden, welches Eigenschaften wie Schätzungsgenauigkeit, Performanz und eine einfache Formulierung bekannter Verfahren vereint.
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Entwicklung eines mehrbenutzerfähigen projektionsbasierten VR-Systems und Untersuchung ausgewählter Aspekte der Nutzerinteraktion

Küszter, Vincent 05 January 2016 (has links)
Virtuelle Realität (VR) wird seit Jahrzehnten in Industrie und Forschung sowie im Unterhaltungssektor genutzt. Dabei sind die verwendeten VR-Systeme meist nur auf einen Nutzer ausgelegt, wodurch es für andere Betrachter zu perspektivischen Verzerrungen kommt. Um mehreren Personen ein visuell gleichberechtigtes Nutzen des VR-Systems zu ermöglichen, muss jedem Nutzer eine individuelle Perspektive vermittelt werden. Es wird ein Klassifikationsschema vorgestellt, anhand dessen für verschiedene Interaktionsszenarien Anforderungen für eine derartige Hardwareumsetzung ableitbar sind. Um ausgewählte Aspekte der Mehrbenutzerinteraktionen zu untersuchen, wurde eine Prototypenplattform erstellt, mit der eine vielfältige Palette von Interaktionsszenarien für zwei Nutzer umgesetzt werden kann. Eine parallel zu dieser Arbeit entstandene mehrbenutzerfähige Powerwall und eine Erweiterung dieser zu einer L-Bench wurden genutzt, um mit zwei Studien ausgewählte Aspekte der Interaktion mehrerer Benutzer in VR empirisch zu untersuchen. Dazu wurden zwei Anwendungen kreiert: ein Puzzlespiel, welches eine Informationsasymmetrie zwischen den Nutzern simuliert, sowie ein Objekteinpassungsspiel, welches die Interaktion um eine körperliche Komponente erweitert. Mit diesen wurde untersucht, welche Sichtwechselmetapher zur Auflösung der Asymmetrie am besten geeignet ist.

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