Technologie Die Virtual Reality Software Boule unterstützt Ingenieure bei der Beurteilung und Qualitätssicherung virtueller Prototypen. Im Computer Aided Design (CAD) konstruierte Modelle lassen sich durch die dreidimensionale Virtual Reality Darstellung im natürlichen Maßstab untersuchen und dokumentieren. Dabei stehen unterstützende Funktionen wie eine virtuelle Schnittebene zu Verfügung, mit der auch das Innenleben komplexer Bauteile analysiert werden kann. Die in der Praxis erreichte Prozessicherheit bei der Beurteilung virtueller Prototypen führt zum Verzicht auf den bisher üblichen Bau kostspieliger Hartschaummodelle und verkürzt dadurch den Entwurfszyklus. Virtual Environments Ein immersives Virtual Environment nutzt großflächige Stereoprojektion und die Erfassung der Blickposition des Betrachters um einen holographischen Bildeindruck von virtuellen Modellen im natürlichen Maßstab zu erzeugen. Ein Trackingsystem erfasst Position und Lage der Interaktionsgeräte im Raum. Durch die Überlagerung von realem und virtuellem Raum entsteht bei dem Benutzer eines Virtual Environment glaubhaft der Eindruck virtuelle Objekte wie reale Gegenstände greifen und manipulieren zu können. Interface is the key Der Schlüssel zur Akzeptanz der Virtual Reality Technologie im täglichen Einsatz ist ein schnell und einfach zu bedienendes Interface, das dem Benutzer innerhalb kurzer Zeit das Gefühl vermittelt, die Technik zu beherrschen und ihn in die Lage versetzt sich voll auf seine Aufgabe zu konzentrieren. Das Interface soll schrittweises Lernen ermöglichen und den Benutzer dabei zu keiner Zeit überfordern. Tasten Durch die Tasten am Interaktionsgerät sind häufig durchgeführte Aktionen unmittelbar und ohne zusätzliche Repräsentation zugänglich. Dabei bestimmt die Anzahl der Tasten und die konsistente Funktionsbelegung zentral die Erlernbarkeit des Interface. Mit der Beschränkung auf zwei Tasten wird ein Kompromiß erreicht, bei dem die Manipulation von virtuellen Objekten und das Auslösen von Menus klar getrennt ist. Menus Im Gegensatz zu einer Desktopanwendung gibt es in einem immersiven Virtual Environment keinen klar definierten Rand, der sich zur festen Plazierung eines Menus eignet. Ein Popupmenu erscheint so an der Hand des Benutzers, daß es in der Überlagerung von realem und virtuellem Raum nicht verdeckt wird. Es erlaubt die Durchführung komplexer Interaktionen, bei denen die Anzeige der Optionen auf dem Menu den Benutzer unterstützt und führt. Dadurch ist es möglich die Menusteuerung kontextabhängig zu gestalten und auf wenige Optionen zu beschränken. Icons Die Bedeutung von Funktionsobjekten ist in der Regel an ihre Position im virtuellen Raum gebunden. Funktionsobjekte werden durch Icons repräsentiert, die der Benutzer im Raum plaziert und mit denen Kontextmenus verbunden sind. Es ist möglich Icons gezielt zu bewegen und so erweiterte Funtionalität wie zum Beispiel einen Drehregler auszulösen. Interaktionsgerät Wird das Interaktionsgerät um 180° in der Hand gedreht, bleibt die logische Zuordnung der Funktionsbelegung zu Daumen und Zeigefinger erhalten. Durch das Drehen des Interaktionsgerätes in der Hand entsteht also ein zweites virtuelles Werkzeug. Functionality is not mechanical Für das Interface in einem Virtual Environment gibt es keine gewissermaßen mechanische Zuordnung von Bedienelementen zu einer bestimmten Funktionalität mehr. Die Menuauswahl besteht in einer Rotation des Handgelenks als Geste; die Kugel zur Darstellung des Menus macht die Interaktion lediglich plausibel. Ein Drehregler zur Einstellung der Lichtintensität besteht aus dem gesamten Icon, das mit dem Interaktionsgerät wie mit einem Schraubendreher gedreht wird. Hier wird die Interaktion allein durch die Geste als Metapher bestimmt, ohne ein Einstellelement zu benötigen. Die logische Zuordnung der Funktionsbelegung zu Daumen und Zeigefinger, unabhängig von der Griffart des Interaktionsgerätes, entspricht allein der gelernten Erwartung des Benutzers.

Gestaltung Das Graphische User Interface (GUI) nutzt die Überlagerung von virtuellem und realem Raum und die Darstellung virtueller Objekte in natürlicher Größe. Es soll nur der Teil des GUI sichtbar sein, der auch tatsächlich benötigt wird. Damit Interface Objekte den Blick auf die Szene nicht verstellen und als Teile des GUI identifiziert werden können müssen sie klein sein und sich in Form, Farbe und Darstellungsqualität klar abheben. Auf den Einsatz von Schrift in Virtual Environments sollte aufgrund geringer Bildauflösung und perspektivischer Verzerrungen so weit wie möglich verzichtet werden. Es ist ein Interaktionsgerät zu entwickeln, mit dem alle Interaktionen schnell und einfach durchzuführen sind. Boule Das 3D GUI besteht aus einem virtuellen Cursor, einer Menükugel und der Repräsentation von Funktionsobjekten als Icons. Jeder Modus ist mit einer eigenen Farbe belegt, die sich auf dem virtuellen Zeiger und der Menükugel wiederfindet. Die Farbcodierung dient als Modusanzeige. Alle Interface Objekte sind durch kontrastreiche Farbgebung in jeder Umgebung deutlich erkennbar. Mike, Länge 10cm Mike ist ein getracktes Interaktionsgerät mit zwei Tasten, die mit Daumen und Zeigefinger bedient werden. Es erlaubt, ähnlich einem Stift, unterschiedliche Greifarten und eine präzise Interaktion in allen sechs Freiheitsgraden. Cursor, Länge 15cm, Einteilung in cm Der Cursor dient zur Repräsentation von Position und Orientierung der Hand. Er kann auch als Lineal verwendet werden. Die inliegende Pyramide verfärbt sich je nach gewähltem Modus. Menu Ball, Durchmesser 8cm Das Pop Up Menü erscheint bei gedrückter Zeigefingertaste als Menükugel direkt über der Hand.Der Kreis in der Mitte der Kugel zeigt die Farbe des aktuellen Modus. Durch Drehen der Hand rastet die Kugel in die gewünschte Option und die Schrift wird frontal sichtbar. Bei der Drehung wird lediglich die Richtung nicht aber der Auslenkwinkel berücksichtigt, was die Interaktion schnell und eindeutig macht. Wird die Zeigefingertaste losgelassen, ist die Auswahl bestätigt. Marker, Durchmesser 5cm Der Marker besteht aus einem nach innen gewölbten Ring und einem Halbkegel, der den Mittelpunkt markiert. Er erlaubt eine genaue Bestimmung des gekennzeichneten Punktes aus unterschiedlichen Blickwinkeln. Der Marker wird durch einen Klick auf die Daumentaste gesetzt und kann gegriffen und verschoben werden. Durch einen erneuten Klick wird er gelöscht. Cutplane Icon, Größe 6cm Die Schnittebenenfunktion wird durch zwei ineinanderliegende Rahmen repräsentiert, von denen der innere die aktuelle Lage der Schnittebene und der äußere die Lage der nächstliegenden Koordinatenebene anzeigt. Die Schnittebene wird durch gleichzeitiges Drücken auf Daumen- und Zeigefingertaste gesetzt und erscheint als Icon. Sie kann frei im Raum positioniert werden und rastet in den Koordinatenebenen ein. Light Icon, Größe 4cm Mit der Menuoption light wird eine Lichtquelle gesetzt, die als Icon erscheint. Das Licht kann frei im Raum positioniert werden. Greift man in das Icon und dreht es um die Längsachse des Mike, verändert sich die Lichtintensität, wie bei einem Dimmer. Die leuchtende Kugel im Innern des Icons zeigt die aktuelle Lichtintensität an.

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