artecLab - Universität Bremen

3. Sensorik und Aktorik 58
3.2 Der A.R.M.
3.2.1 Motivation
Für das Erleben einer vermischten Realität in einem
Cave reicht es nicht aus, den Benutzer mit
einer virtuellen Welt zu umgeben. Es muss die
Möglichkeit zum Agieren geben. Andernfalls besteht
die Gefahr, dass man zu einem passiven Beobachter
wird und die Grenze zwischen realer und
virtueller Welt bestehen bleibt.
Möchte man nun beide Realitäten ineinander
übergehen lassen, ist es entscheidend, dem Benutzer
die Möglichkeit zu geben, Einfluss auf das
virtuelle Geschehen um ihn herum zu nehmen.
Er muss in der Lage sein, virtuelle Objekte zu
manipulieren und mit ihnen zu interagieren.
Voraussetzung hierfür ist, dass der Benutzer mit
seinem ganzen Körper (oder zumindest Teilen davon)
und nicht nur mit seinen audiovisuellen Sinnen
in die Cave-Anwendung integriert wird. Beispielsweise
könnte der Benutzer die Position von
Objekten im virtuellen Raum verändern. Für den
Benutzer bedeutet dies, dass er die virtuelle Welt
um sich herum ein Stück weit selbst gestalten
kann. Diese Interaktion soll durch Bewegungsabläufe
aus dem realen Leben ausgeführt werden
können. Im Sinne einer Mixed Reality sollte
sich die Kommunikation mit der virtuellen Umwelt
nicht von der Kommunikation mit der reellen
Umwelt unterscheiden. Für den Benutzer bedeutet
dies, dass er intuitiv mit der Cave-Umgebung
interagieren kann.
Um diese Vorstellung von Interaktion in einer
Cave-Umgebung umzusetzen, wird ein Real-Time
Motion Capturing-System benutzt. Unter geringstmöglichem
Kostenaufwand und unter Verwendung
vorhandener Komponenten wurde ein
System entwickelt, das die intuitive Interaktion
mit der Mixed-Reality-Cave-Umgebung realisiert.
3.2.2 Der Entwurf
Bei der Interaktionen des Menschen mit realen
Gegenständen spielen die Arme meist eine zentrale
Rolle. Deshalb sollte das Motion Capturing-
System die Bewegung der Arme in die Cave-
Anwendung integrieren und so die intuitive Interaktion
mit virtuellen Objekten realisieren.
Somit stellte sich die Schwierigkeit, wie die realen
Bewegungen in Form von geeigneten Informationen
erfasst und in der Cave-Anwendung auf einen
virtuellen Arm abbildet werden konnten.
Beobachtet man die Bewegungsabläufe beim
Greifen eines Objektes, stellt man fest, dass neben
den Muskeln die Hand-, Ellenbogen- und
Schultergelenke die Hauptakteure sind. Durch die
Ausrichtung dieser Gelenke kann man relativ zum