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geschehen. Eine andere Option ist die Verwendung eines Datenhandschuhs [Salb03], mit dessen Hilfe das
Computersystem bestimmte Bewegungen der Hand des Benutzers als Befehle interpretieren kann.
Für die Erweiterte Realität sind allerdings die sogenannten heterogenen und greifbaren Schnittstellen
interessanter [Salb03, Azuma01]. Bei den heterogenen Schnittstellen kann es sich beispielsweise um kleine Tafeln
handeln, die der Benutzer in der Hand hält. Auf diese werden dann virtuelle Bedienelemente eingeblendet, mit denen
man arbeiten kann [Azuma01]. Gibt es im System getrackte Gegenstände, so sind diese als greifbare Schnittstellen
verwendbar. Dafür kommen allerlei Objekte in Frage, auf die der Benutzer Einfluss üben kann, wie beispielsweise viele
Büromaterialien. Eine Veränderung dieser Objekte steuert Aktionen in der Erweiterten Realität.
3.4.2 Hörbare Erweiterte Realität
Wie bereits in 1.2 erläutert wurde, müssen sich AR-Systeme nicht nur auf den Gesichtssinn des Menschen
beschränken. Möchte man eine realistische Geräuschkulisse erzeugen, oder Umgebungsgeräusche verändern, braucht
man entweder Kopfhörer oder Lautsprecher als zusätzliche Komponenten. Bei einer Veränderung der
Umgebungsgeräusche, wären sogar ein oder mehrere Mikrofone notwendig, die diese aufnehmen, um sie anschließend
zu bearbeiten [Azuma01].
4
Ablauf der Benutzung von Erweiterter Realität
(am Beispiel der HMDs)
Im Abschnitt 3 wurde beschrieben, welche Hardwarekomponenten notwendig sind um Erweiterte Realität zu
erzeugen und wie diese funktionieren. In diesem Abschnitt soll nun gezeigt werden wie diese genutzt werden und
welche Schritte notwendig sind, damit ein Benutzer sich ein AR-System zunutze machen kann. Daran wird auch
ersichtlich werden, dass sich AR noch in einer frühen Entwicklungsphase befindet und dass es noch vergleichsweise
aufwendig ist, bis man die Erweiterte Realität korrekt vor seinen Augen sieht.
4.1
Registrierung
4.1.1 Prinzip
Wie bereits in 3.2 beschrieben, muss es einen Zusammenhang zwischen den virtuellen und realen Objekten geben.
Mit der Registrierung wird dieser im System einmalig hergestellt und durch das Tracking aufrechterhalten. Dazu muss
im AR-System eine virtuelle Version der echten Umgebung existieren, deren Detailtreue von der Zielsetzung des
jeweiligen Systems abhängt. Meist werden virtuelle Gitternetze oder Punktwolken von den Objekten vorhanden sein die
in irgendeiner Weise später erweitert dargestellt werden sollen. Nun ist es wichtig, dass diese virtuellen Koordinaten der
virtuellen Objekte mit denen der echten in der Realität abgeglichen werden. Ist dies getan hat das System ein virtuelles
Modell der relevanten Objekte in der echten Umgebung.
4.1.2 Verwirklichung
Die Verwirklichung der Registrierung hängt stark vom verwendeten Trackingsystem ab, da dessen Daten genutzt
werden können, um die Koordinaten aufeinander abzugleichen. Um das Registrierungsverfahren zu verdeutlichen, wird
es im Folgenden anhand eines Beispiels geschildert, wie die Registrierung mit Hilfe eines Polaris-Kamerasystems
ablaufen könnte.
Nehmen wir an, ein Patient soll mit Hilfe der Erweiterten Realität am Kopf operiert werden. Dazu ist als Erstes die
Vermessung des Schädels notwendig. Dem Patienten werden am Anfang des Verfahrens Marker an den Kopf
angebracht, die mit Schrauben fixiert werden. Dies verhindert, dass sie verrutschen und damit die notwendige Präzision
für eine Operation verloren geht. Anschließend wird der Schädel des Patienten mit einem CT1 genau vermessen. Das
daraus gewonnene dreidimensionale Modell dient dem AR-System als Grundlage. Entscheidend dabei ist, dass die
exakten Positionen der Marker im Modell festgehalten wurden. Bevor es nun zur Operation kommt, muss der Patient
registriert werden. Dazu wird er in den Wahrnehmungsbereich des Kamerasystems gebracht, welches nun die
Positionen der einzelnen Marker an das AR-System weiterleitet. Nun fordert dieses den Benutzer auf, mit dem Pointer
(wie in 3.2.1 beschrieben) genau die realen Marker anzufahren, die dem zu registrierenden virtuellen entsprechen.
Mittels Umrechnungsalgorithmen wird anschließend das virtuelle Koordinatensystem auf die Realität angepasst. So ist
nun anhand der Position der Marker auch immer die exakte Schädelposition bekannt.
1
Computertomographie
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