Synchrones Modellieren - artecLab - Universität Bremen

Die hier vorgestellte Diplomarbeit entsteht im Rahmen des oben genannten Real Reality
Benutzungskonzeptes. Dieses wurde 1993 im Forschungszentrum Arbeit und Technik der
Universität Bremen von W. Bruns vorgestellt ([Bru1993a], [Bru1993b]) und fortan weiter
entwickelt.
Kern dieses Interaktionskonzeptes ist die Integration bislang getrennter realer und virtueller
Welten in einer Benutzungsschnittstelle. Dabei können auf Seiten der realen Welt die Vorteile
des natürlichen, gewohnten und intuitiven Umgangs mit physikalischen Objekten genutzt
werden, andererseits stehen durch den Computer auch die Möglichkeiten der computerge-
stützten Simulation als Mittel der rationalen und experimentellen Analyse und Verifikation
von Modellen zur Verfügung (siehe [Bru1996a], S. 2).
Diese Diplomarbeit behandelt einen Teilaspekt aus diesem Anwendungsfeld des Modellierens
im Realen und Virtuellen:
Den Schwerpunkt dieser Arbeit bildet die Spezifikation und Entwicklung einer
Anwendung zur Montage komplexer statischer Modelle aus Bestandteilen eines
Baukasten-Systems.
Die Konstruktion der Modelle erfolgt mit Hilfe realer Bausteine. Gleichzeitig
wird durch die Aufzeichnung von Handbewegungen ein dreidimensionales
Abbild der Originalkonstruktion in Form eines Computermodells generiert.
Neben der Verwaltung einzelner Bausteine erfolgt zeitgleich eine Analyse der
aktuellen Szenerie. Dabei wird die Lage einzelner Bausteine im Raum so inter-
pretiert, daß diese entsprechend ihrer Struktur gruppiert und zu zusammen-
gehörigen Einheiten verbunden werden. Ziel ist es, das für diesen Anwendungs-
zweck wesentliche Verhalten der realen Gegenstände auf virtuelle Repräsenta-
tionen zu übertragen, so daß eine weitgehende Übereinstimmung der realen und
virtuellen Szene gewährleistet ist.
Den Kern dieser Aufgabenstellung bildet die Entwicklung geeigneter Algorithmen hin-
sichtlich einer topologischen Szenenanalyse, sowie die Definition der für eine solche Analyse
notwendigen Strukturen. Letztere stellen eine funktionale Erweiterung bereits vorhandener
Objektgeometrien dar, die physikalische Eigenschaften real existierender Bausteine hin-
sichtlich ihrer Kombinationsmöglichkeiten abbilden. Aufgrund dieser Ergänzungen wird eine
Möglichkeit geschaffen, komplexe Strukturen aus realen Bausteinen zu modellieren und in
einem virtuellen Modell adäquat abzubilden.
Einen Themenbereich dieser Arbeit stellt dementsprechend die Spezifikation eines geeigneten
Konzeptes und dessen Realisierung in Form einer prototypischen Anwendung dar. Eine
wichtige Anforderung an die zu entwickelnde Konzeption stellt deren Generalisierbarkeit dar.
Gefordert wird eine flexible Repräsentation von Verbindungseigenschaften montierbarer
Objekte, um eine möglichst große Vielfalt einfacher Grundbausteine abbilden zu können.
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