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Evaluierung und Entwicklung einer adaptiven Repräsentation von Areas of Interest

Heizenreder, Andreas ; Sahm, Jörg (2005):
Evaluierung und Entwicklung einer adaptiven Repräsentation von Areas of Interest.
[Book]

Abstract

Durch die rasante Entwicklung sind Computersysteme leistungsfähiger geworden. Das gilt insbesondere für mobile Geräte wie Handys, PDAs und Notebooks. Neben der leistungsfähigeren Hardware stehen heute auch bessere Kommunikationstechnologien zur Verfügung wie zum Beispiel WLAN und UMTS im mobilen Bereich. Die hohe Übertragungskapazitäten der Kommunikationskanäle und Leistungsfähigkeit der Computersysteme machen den Einsatz der 3D-basierten Präsentationstechniken auch in netzwerk-basierten Umgebungen immer interessanter. Bevor ein 3D Modell dem Betrachter auf seinem Endgerät angezeigt werden kann, muss es auf diesen übertragen werden. Die Übertragung kann auf zwei Arten erfolgen: Entweder wird das Modell vollständig übertragen, was ziemlich viel Zeit benötigen kann, oder es werden nur für den Betrachter sichtbare Teile des Modell übertragen. Die zweite Vorgehensweise wird als Selektion bezeichnet. Die Teile der Szene zur Übertragung können mit Hilfe der Area Of Interest erfolgen (kurz AOI). Area Of Interest ist ein durch ein Bounding Volumen beschriebenes Gebiet um den Betrachter herum. Werden starre Areas Of Interest eingesetzt, so kann es vorkommen, dass die Elemente des Modells zwar übertragen aber nie dem Betrachter angezeigt werden. In dieser Arbeit wurde ein Verfahren entwickelt, welches die Form einer Area Of Interest an die Bewegungen des Betrachters anpasst, und somit die Anzahl der Elementen, die übertragen aber nicht angezeigt werden, reduziert. Um einen Einblick in die typischen Bewegungsabläufe in 3D Umgebungen zu bekommen, wurde im Rahmen dieser Arbeit ein Feldtest durchgeführt. Bei dem Feldtest wurden die Bewegungen von Testpersonen in drei unterschiedlichen Anwendungen aufgenommen und ausgewertet. Aus dem Feldtest kam hervor, dass alle erfassten Bewegungen in drei Kategorien unterteilt werden können: Bewegungen auf der Stelle, gradlinigen Bewegungen und Bewegungen entlang einer Kurve (Kurvenbewegungen). Das entwickelte Verfahren passt die Form einer AOI an diese drei Bewegungskategorien an. Das in der Arbeit entwickelte Verfahren wurde in Form einer selbständigen Komponente implementiert. Die Komponente bekommt von dem System die Informationen über die Sichtpyramide des Betrachters übergeben. Anhand der Position der Sichtpyramide, die gespeichert wird, werden die Vektoren, welche die Bewegungen des Betrachters repräsentieren, berechnet. Aus diesen Vektoren wird die vorliegende Bewegung des Betrachters ermittelt und entsprechende Anpassung der AOI gestartet. In Abhängigkeit von erkannter Bewegungsart wird die Area Of Interest entweder entsprechend der Bewegungsgeschwindigkeit lang gezogen (z.B. bei geraden Bewegungen) oder geschrumpft (bei Bewegungen auf der Stelle). Das Verfahren wurde anhand mehrerer Szenarien getestet. Durch die Tests wurde festgestellt, dass die Anzahl der Elemente des Modells, die übertragen aber nicht angezeigt wurden, um vielfaches reduziert wurde. Das Verfahren wurde so konzipiert, dass nur grundlegende Operationen aus Trigonometrie (wie cos, sin) und Vektorarithmetik (wie z.B. +,-, / usw.) verwendet wurden. Dadurch ist es möglich das entwickelte Verfahren auf beliebigen Endgeräten ausführen lassen, denen die oben genannten Operationen zur Verfügung stehen.

Item Type: Book
Erschienen: 2005
Creators: Heizenreder, Andreas ; Sahm, Jörg
Title: Evaluierung und Entwicklung einer adaptiven Repräsentation von Areas of Interest
Language: English
Abstract:

Durch die rasante Entwicklung sind Computersysteme leistungsfähiger geworden. Das gilt insbesondere für mobile Geräte wie Handys, PDAs und Notebooks. Neben der leistungsfähigeren Hardware stehen heute auch bessere Kommunikationstechnologien zur Verfügung wie zum Beispiel WLAN und UMTS im mobilen Bereich. Die hohe Übertragungskapazitäten der Kommunikationskanäle und Leistungsfähigkeit der Computersysteme machen den Einsatz der 3D-basierten Präsentationstechniken auch in netzwerk-basierten Umgebungen immer interessanter. Bevor ein 3D Modell dem Betrachter auf seinem Endgerät angezeigt werden kann, muss es auf diesen übertragen werden. Die Übertragung kann auf zwei Arten erfolgen: Entweder wird das Modell vollständig übertragen, was ziemlich viel Zeit benötigen kann, oder es werden nur für den Betrachter sichtbare Teile des Modell übertragen. Die zweite Vorgehensweise wird als Selektion bezeichnet. Die Teile der Szene zur Übertragung können mit Hilfe der Area Of Interest erfolgen (kurz AOI). Area Of Interest ist ein durch ein Bounding Volumen beschriebenes Gebiet um den Betrachter herum. Werden starre Areas Of Interest eingesetzt, so kann es vorkommen, dass die Elemente des Modells zwar übertragen aber nie dem Betrachter angezeigt werden. In dieser Arbeit wurde ein Verfahren entwickelt, welches die Form einer Area Of Interest an die Bewegungen des Betrachters anpasst, und somit die Anzahl der Elementen, die übertragen aber nicht angezeigt werden, reduziert. Um einen Einblick in die typischen Bewegungsabläufe in 3D Umgebungen zu bekommen, wurde im Rahmen dieser Arbeit ein Feldtest durchgeführt. Bei dem Feldtest wurden die Bewegungen von Testpersonen in drei unterschiedlichen Anwendungen aufgenommen und ausgewertet. Aus dem Feldtest kam hervor, dass alle erfassten Bewegungen in drei Kategorien unterteilt werden können: Bewegungen auf der Stelle, gradlinigen Bewegungen und Bewegungen entlang einer Kurve (Kurvenbewegungen). Das entwickelte Verfahren passt die Form einer AOI an diese drei Bewegungskategorien an. Das in der Arbeit entwickelte Verfahren wurde in Form einer selbständigen Komponente implementiert. Die Komponente bekommt von dem System die Informationen über die Sichtpyramide des Betrachters übergeben. Anhand der Position der Sichtpyramide, die gespeichert wird, werden die Vektoren, welche die Bewegungen des Betrachters repräsentieren, berechnet. Aus diesen Vektoren wird die vorliegende Bewegung des Betrachters ermittelt und entsprechende Anpassung der AOI gestartet. In Abhängigkeit von erkannter Bewegungsart wird die Area Of Interest entweder entsprechend der Bewegungsgeschwindigkeit lang gezogen (z.B. bei geraden Bewegungen) oder geschrumpft (bei Bewegungen auf der Stelle). Das Verfahren wurde anhand mehrerer Szenarien getestet. Durch die Tests wurde festgestellt, dass die Anzahl der Elemente des Modells, die übertragen aber nicht angezeigt wurden, um vielfaches reduziert wurde. Das Verfahren wurde so konzipiert, dass nur grundlegende Operationen aus Trigonometrie (wie cos, sin) und Vektorarithmetik (wie z.B. +,-, / usw.) verwendet wurden. Dadurch ist es möglich das entwickelte Verfahren auf beliebigen Endgeräten ausführen lassen, denen die oben genannten Operationen zur Verfügung stehen.

Uncontrolled Keywords: 3D Computer graphics, 3D Communication, 3D Environments
Divisions: 20 Department of Computer Science
20 Department of Computer Science > Interactive Graphics Systems
Date Deposited: 16 Apr 2018 09:04
Additional Information:

75 S.

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