3D pointing toolkit

Abstract

Der Mensch verbringt einen großen Teil seines Lebens in seinem zu Hause und die sogenannten "Smart Homes" von heute werden immer intelligenter. Deshalb besteht Bedarf nach neuen Interaktions- und Feedbackmöglichkeiten für elektronische Geräte, die in unsere modernen Haushalte integriert sind. Mit jedem neuen Feature, das dem Anwender geboten wird, muss nämlich erforscht werden, wie der Mensch auf gewisse Feedbacks reagiert und wie gut er mit neuen Interaktionstechniken umgehen kann. Um Daten über einen Anwender, seine Bewegungen und Aktionen sammeln zu können, werden häufig Trackingsysteme eingesetzt. Diese wiederum benötigen Softwarelösungen, die die gesammelten Daten auswerten und in sinnvoller Form an andere Anwendungen weitergeben.

Eine solche Softwarelösung ist das in dieser Bachelorarbeit vorgestellte Toolkit, das präzise Positions- und Orientierungsdaten eines optischen Trackingsystems verarbeiten und an andere Anwendungen weitergeben soll. Mit den verarbeiteten Daten ist es dann möglich eine große Bandbreite von Studien durchzuführen. Das Toolkit kann mit Hilfe der vom Trackingsystem gelieferten Daten Zeigegesten des Anwenders im dreidimensionalen Raum erkennen und damit Schnittberechnungen mit virtuellen Objekten durchführen. Die genannten Objekte wurden zuvor im virtuellen 3D-Raum des Toolkits modelliert. Das Toolkit ist durch seinen integrierten Editor sehr flexibel, da die virtuelle Umgebung an alle realen Gegebenheiten angepasst werden kann.

An average person spends most of his time at his beloved home and our so-called "smart homes" are constantly getting more intelligent. That's the reason why new interaction possibilities and feedbacks are needed for electronic devices that are integrated in our "smart homes". Each feature that is added to our homes, demands for research that can tell how the user reacts to certain feedbacks and whether he can deal with new interaction techniques or not. Tracking systems are often used for research purposes, to collect data about the movements and actions of a user. These systems themselves need software solutions, that analyze the collected data and visualize them in a manner that allows other applications to process them.

One of these software solutions is presented in this bachelor's thesis. It's a toolkit that can collect and analyze precise data from an optical tracking system about the position and orientation of an object. The processed data are provided to other applications, so that many different studies can the performed. The toolkit is able to detect pointing gestures of the user and to calculate intersections between the pointing direction and virtual objects, that were modeled in the virtual 3D space of the toolkit. It also offers an editor that makes it possible to modify the virtual objects so that they are similar to the objects of the real environment.