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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. 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 auch andere 3D-Darstellungstechniken (z.B. Shutterbril- len) nutzbar.

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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...