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Direct Manipulation 3D-User Interface

IP.com Disclosure Number: IPCOM000018205D
Original Publication Date: 2002-Feb-01
Included in the Prior Art Database: 2003-Jul-23
Document File: 2 page(s) / 152K

Publishing Venue

Siemens

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Bernd Holz auf der Heide: AUTHOR

Abstract

Es gibt mittlerweile eine Reihe von 3D- Darstellungsmöglichkeiten, die teilweise auch ohne Brillen o.a. ähnliche Hilfsmittel funktionieren. Bei der Betrachtung von entsprechenden 3D- Darstellungen entsteht bei vielen Menschen der Im- puls, das gesehene dreidimensionale Objekt zu be- rühren. Es wird also eine direkte Interaktion mit dem dargestellten 3D-Objekt angestrebt. Aufgrund der vielfältigen Gestaltungsmöglichkeiten bietet daher ein 3D-User Interface mit unmittelbarer Manipulati- on der dargestellten 3D-Objekte eine Steigerung der Benutzerfreundlichkeit.

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Information / Kommunikation

Direct Manipulation 3D-User Inter-face

Idee: Bernd Holz auf der Heide, München

Es gibt mittlerweile eine Reihe von 3D-Darstellungsmöglichkeiten, die teilweise auch ohneBrillen  o.a.  ähnliche  Hilfsmittel  funktionieren.  Beider Betrachtung von entsprechenden 3D-Darstellungen entsteht bei vielen Menschen der Im-puls, das gesehene dreidimensionale Objekt zu be-rühren. Es wird also eine direkte Interaktion mit demdargestellten  3D-Objekt  angestrebt.  Aufgrund dervielfältigen  Gestaltungsmöglichkeiten  bietet daherein 3D-User Interface mit unmittelbarer Manipulati-on der dargestellten 3D-Objekte eine Steigerung derBenutzerfreundlichkeit.

Die derzeit für  Information & Kommunikations(I&C) -Geräte interessantesten 3D-Darstellungsmöglichkeiten basieren auf handelsübli-chen LCD-Displays, auf die eine zusätzliche ,,3D-Folie“ mit wellenlängen-selektivem Filterarray auf-gebracht wurde. Es sind jedoch grundsätzlich auchandere 3D-Darstellungstechniken  (z.B.  Shutterbril-len) nutzbar.

Bekannte  Eingabegeräte  im 3D-Bereich erlaubenbisher keine direkte, d.h. unmittelbare Manipulationräumlich dargestellter Objekte (z.B. direktes Drückeneiner  dargestellten  3D-Taste).  Stattdessen  werdenräumlich dargestellte Objekte  bisher  mithilfe  vonherkömmlichen Eingabegeräten  und/oder  speziellen3D-Eingabegeräten nur indirekt bewegt und manipu-liert.  Die  einfachsten Eingabemedien  für  die  3D-Eingabe sind demnach Tastaturen, Maus und Track-ball etc..

Die Maus ermöglicht standardmäßig nur die Bewe-gung in der Ebene, während für die Bewegung imRaum sechs Freiheitsgrade - 3 für Position und 3 fürdie  Orientierung  im  Raum  -  notwendig  sind. Einweiterer Vertreter einfacher 3D-Eingabegeräte ist die,,Knob-Box“, die für jeden der sechs Freiheitsgradeim Raum einen separaten Drehregler hat.

Einfachere 3D-Eingaben erlauben Geräte, die nacheinem Sender-Empfänger-Prinzip arbeiten (z.B.Ultraschall). Vom konstruktiven Aufbau her gibt eshier meistens einen unbeweglichen festen Teil, derein Feld abstrahlt, welches ein frei bewegliches Teilzum Messen von Position und Lage relativ zum fes-ten Teil nutzt. Hierbei werden jedoch die eigentli-chen (virtuellen) 3D-Objekte ebenfalls nicht unmit-telbar manipuliert,  sondern  indirekt  über  die  3D-Steuereinheit.  D.h.  das  3D-Objekt  und  das 3D-Eingabemedium befinden sich an verschiedenenOrten im Raum.

Eine weitere  Gruppe  von 3D-Eingabegeräten  sindstationäre Geräte mit einer beweglichen Kappe oder

Siemens  Technik Report      Jahrgang 5  Nr.15      Februar 2002

Information / Kommunikation

Es wird ein ,,Direct Manipulation 3D User Interface“vorgeschlagen, welches eine technische Anordnungaus  3D-Display  und  3D-Sensorarray  umfasst, mitdem die Bewegung und die Position der Hand bzw.einzelner Finger  im  Bereich  der  3D-Darstellungerfasst wird. Mittels einer geeigneten Sensorauswer-tungs- und 3D-Ansteuersoftware  wird  dadurch  imErgebnis eine ,,ech...