Multimodale Interaktion in Augmented Reality Umgebungen am ...

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KAPITEL 2.THEMATISCHE GRUNDLAGENDabei werden die einzelnen Komponenten auf jeweils eigene Rechner verteilt. Weiterhinist die Softwarestruktur in drei Schichten untergliedert (vgl. Abb. 2.18).PrimärePrimäreSchichtSchichtApplikationslogikApplikationslogikSekundäreSekundäreSchichtSchichtModuleModuleTertiäreTertiäreSchichtSchichtHardwareHardwareAbbildung 2.18: Schichtenmodell der SoftwarestrukturDie primäre Schicht besteht aus der Applikationslogik, in der alle Informationen und Datenaller angeschlossenen Komponenten aus der sekundären Schicht gesammelt und verarbeitetwerden. Die Module der sekundären Schicht erhalten oder senden Daten an die Hardwareder tertiären Schicht. Die Umsetzung der sekundären Schicht erfolgt in der Bereitstellungeinzelner in sich abgeschlossener Module. Diese Module stellen der übergeordneten primärenSchicht Schnittstellen zur Verfügung, mittels derer Daten mit der Hardware der tertiärenSchicht ausgetauscht werden können. Die Module aus der sekundären Schicht sind also soaufgebaut, dass sie von jeder beliebigen Applikation verwendet werden können. Des Weiterenmuss sich der Entwickler einer Applikation nicht mit der Umsetzung auf Hardwareebenebefassen, sondern kann direkt mit den von den bereitgestellten Modulen übermittelten Datenarbeiten. In der tertiären Schicht findet sowohl die direkte Kommunikation zwischen Hardwareund Software statt als auch die (Vor-)verarbeitung von Daten. So werden beispielsweise Dateneines Sensors aufgenommen und interpretiert. Die Interpretation wird dann an die sekundäreSchicht übertragen, die sie der primären Schicht zur Verfügung stellt.Die konkrete Umsetzung dieser Architektur erfolgt auf die Zielplattform Windows mittelsder Programmiersprache C#. Die Module der sekundären Schicht wurden als Klassen umgesetzt,die in sich die gesamte Logik zur Kommunikation mit der angeschlossenen Hardwarebeinhaltet. Aufgrund der Verteilung auf mehrere Rechner besteht ein Modul aus zwei Teilen,die mittels des „User Datagram Protocols“ (UDP) und des „Transmission Control Protocols“(TCP) miteinander kommunizieren und Daten austauschen (vgl. Abb. 2.19). Im Folgendenwerden der Teil, der mit der Applikationslogik kommuniziert, „Client“ und der Teil, der mitder Hardware Daten austauscht, „Server“ genannt.Die Module sind in einzelne Komponenten untergliedert. Einzelne Komponenten sind beispielsweisedie Visualisierung der AR-Umgebung synchron auf verteilten Darstellungsrechnernmittels AR oder VR, die akustische Ausgabe von virtuellen Schallquellen sowie Komponenten,die die Anbindung verschiedener Eingabesysteme, wie etwa einen Sprach- oder Gestenerkenner,ermöglichen. Aufgrund der Umsetzung der Komponenten als einzelne Klassen könnendie einzelnen Komponenten auch über die primäre Schicht an andere Komponenten der sekundärenSchicht übergeben werden. Insofern muss die primäre Schicht nicht alle Daten dersekundären Schicht verwalten, sondern kann gezielt die Informationen einer Komponente aneine andere Komponente übergeben.24
2.5. UMGESETZTE SOFTWARESTRUKTURApplikations-Computer AR Computer 1ARARClientClientARARApplicationApplicationARARInterfaceInterfaceARARApplicationApplicationAR Computer 2HMDHMDARARInterfaceInterfaceARARApplicationApplicationHMDHMDVR ComputerVRVRClientClientVRVRInterfaceInterfaceVRVRApplicationApplicationProjektionProjektionVA ComputerVAVAClientClientVAVAInterfaceInterfaceVAVAApplicationApplicationKopfhörerKopfhörerGestenerkenner ComputerApplikationslogikGestenGestenClientClientTUITUIClientClientGestenGestenInterfaceInterfaceTUITUIInterfaceInterfaceGestenGestenApplicationApplicationTUI ComputerTUITUIApplicationApplicationGestenGestenControllerControllerTUITUIControllerControllerWII ComputerWIIWIIClientClientWIIWIIInterfaceInterfaceWIIWIIApplicationApplicationWIIWIIControllerControllerKollision ComputerKollisionKollisionClientClientKollisionKollisionInterfaceInterfaceKollisionKollisionApplicationApplicationKameraKameraVideokonferenz ComputerKonferenzKonferenzClientClientBowlingBowlingClientClientBillARdBillARdClientClientKonferenzKonferenzInterfaceInterfaceKonferenzKonferenzApplicationApplicationKameraKameraAbbildung 2.19: Schematischer Aufbau der Softwarestruktur25
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