TU Wien:Virtual and Augmented Reality VO (Kaufmann)/Prüfung 2010-06-07

Fragen sind grob(!) aus dem Gedächtnis:

CAVE, Aufbau etc.

Computer Assisted Virtual Environment. Mehrere (3-6) große Bildschirme umringen den User, und bilden so eine virtuellen Raum -> sorgt für immersion. Bildschirme werden von einer oder mehren Graphic-Engines betrieben (heutzutage hauptsächlich PC-Cluster). 1-2 Menschen können getrackt werden.

Vorteile

• hohe Auflösung, großes FOV (Field of View)
• nutzt periphäres Sehen
• Shutterbrille für stereoskopisches Sehen
• User kann sich bewegen
• Platz für Requisiten
• aus virtuelle und reale Gegenstände können eingesetzt werden
• mehrere Leute können gleichzeitig im Raum sein.

Nachteile

• teuer ~ 1.000.000€
• hoher Platzaufwand
• Projektoren müssen kalibriert werden
• nur 1-2 User können getrackt werden
• Stereoskopisches Sehen kann problematisch werden (mehrere User!)
• keine direkte Interaktion wie mit HMDs (z.B.: um ein virtuelles Objekt herumgehen)
• reale Objekte können virtuelle überdecken

Was ist WIM, Vorteile u. Nachteile

World in Miniature. Zusätzlich zum normalen First Person View (WIM wird in Head-Tracked-Environments eingesetzt) gibt es noch eine 'Miniaturausgabe', also eine zusätzliche Ansicht auf die virtuelle Umgebung. Objekte können direkt in dieser 'Miniaturausgabe' manipuliert werden. Dies gibt dem User einen besseren Gesamtüberblick, also über den Gesamtkontext der Szene. Die WIM wird mittels eines physischen Objekts gehalten/bewegt (z.B.: Pappkarton mit einem Marker darauf), es ergeben sich einige einfache Interaktionsmuster: z.B.:

• Drehen der WIM ändert den Blickwinkel auf die WIM
• Überwinden von Distanzen - weit entfernte Objekte können einfach mithilfe der WIM manipuliert (bewegt) werden, der eigentliche Blickwinkel auf die Szene bleibt erhalten
• 'Fliegen' - um zu einem bestimmten Ort in der Szene zu gelangen, ist es möglich sich aufzuheben und wo anders hin zu setzen.

Vorteile

• intutiv zu bedienen
• gestenorientiert (zB Drehen der WIM für Blickwinkeländerung)
• 2 Blickwinkel auf die Szene sind besser als einer ;)

Nachteile

• skaliert nicht gut, bei großen Welten gibt es Probleme

Paper über WIM.

Irgendwas mit Floating Menu vs Pen&Tablet(?)

Hier geht es um nicht um direkte Interaktion mit der virtuellen Umgebung, sondern um Interaktion mit dem VR-System. Ein Beispiel dafür wäre ein 'Options'- Dialog, in dem Parameter der Welt eingestellt werden können. Oder auch Copy/Paste, usw.

Floating Menu

Ein in der Welt hängendes Menü (die selbe Metapher wie ein Menü am 2D-Desktop) wird für solche Interaktionen verwendet. Es stellt sich heraus: schlechte Userexperience -> umbedingt vermeiden. Warum?

• benötigt Vorwissen (mensch muss wissen wo/wie dieses Menü zu erreichen ist)
• verdeckt möglicherweise die Umgebung
• nicht passend im 3D-Raum, es die Interaktion kann 'schwer' sein (mensch versucht den Button zu weit vorne/hinten zu drücken, deswegen keine Reaktion)
• möglicherweise schwer zu finden

Pen & Tablet

Menüs werden in einem physischem Objekt 'versteckt', dieses wird mithilfe eines Stiftes bedient. Diese Vorgehensweise hat eine Reihe von Vorteilen:

• Verstecken/Anzeigen des Menüs einfach durch Ergreifen des physischen Objekts
• Menschen sind diese Typen von Interface bereits durch Desktop-Software gewöhnt, dadurch leicht zu verstehen
• nicht nur einfache Menüs, jede Art von 2D-Interface ist möglich
• Handschrifterkennung möglich
• klar definierte Schnittstelle für Input "zum Anfassen"

Was kann man mit einem Inertial System messen?

Ein inertial (deutsch: träges) Tracking-System ist in der Lage Beschleunigung und Raumlage zu erfassen.

• Ein Accelerometer misst Beschleunigung.
• Das Gyroskop ist Dank des Drehimpulserhaltungssatzes in der Lage seine eigene Lage im Raum zu bestimmen. Dazu gibt es fertige Lösungen (auf einem einzigen Chip) -> Vibrating Gyro (CoriolisEffekt) – billig, wartungsfrei, Probleme treten auf falls äußere Einwirkungen Vibration erzeugen.
• Kompass (eigentlich ein magnetisches Trackingdevice)
• Inclinometer (Neigungsmesser)

Vorteile

• schnell
• robust
• benötigt keine externe Stromversorgung (auch der Gyro??)

Nachteile

• zu groß
• Bias- und Ausrichtungsfehler
• Bias-Integration führt zu Drift (???)