3D-Modellierung mit interaktiven Oberfl?chen
Dissertation von Marc Herrlich (2013)
3D-Modelle bilden die Grundlage vieler Anwendungen aus Industrie, Wissenschaft und der Unterhaltungsbranche. Die Erstellung von 3D-Modellen ist ein aufwendiger und zeitraubender Prozess. Aktuelle Modellierungswerkzeuge sind schwierig zu lernen und erfordern ein tiefes Verst?ndnis der zu Grunde liegenden mathematischen Modelle. Au?erdem sch?pfen die etablierten Eingabeger?te wie Maus und Tastatur die Interaktionsm?glichkeiten der H?nde -- insbesondere der beidh?ndigen Interaktion -- noch unzureichend aus. Mit dem wachsenden Interesse und dem kommerziellen Durchbruch von Multi-touch-Bildschirmen und interaktiven Oberfl?chen stellt sich die Frage, ob diese neuen Eingabeger?te vorteilhaft im Kontext der 3D-Modellierung eingesetzt werden k?nnen. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wird diese Frage eingehend betrachtet und untersucht.
Das Vorgehen orientiert sich dabei an der gesamtem Verarbeitungskette für Multi-touch-Anwendungen, angefangen bei der Hardware und der Erkennung über eine grunds?tzliche Gliederung und Diskussion des Gestaltungsraums und elementare Operationen für Selektion und 3D-Manipulation von Objekten bis hin zu komplexen Modellierungstechniken und -metaphern.
Im Bereich der Hardware und der Erkennung wird ein robuster Beleuchtungsaufbau für die Diffuse Illumination-Technik vorgestellt. Au?erdem werden zwei Erweiterungen auf Basis dieser Technik für die Nahbereichserkennung über der Oberfl?che (Hovering) und die Unterscheidung der H?nde vorgestellt. Der Gestaltungsraum wird anhand von Gestaltungsdimensionen, welche durch bestimmte Extrempositionen charakterisiert sind, geordnet, um so einen besseren ?berblick der notwendigen Designschwerpunkte bzw. -kompromisse und eine Klassifizierung existierender Techniken zu erm?glichen. Als elementare Operationen werden Techniken für die Selektion und integrierte Manipulation in sechs Freiheitsgraden pr?sentiert und empirisch evaluiert. Schlie?lich werden zwei etablierte Modellierungsans?tze -- implizite Oberfl?chen bzw. virtuelles Sculpting -- für den Einsatz auf Multi-touch-Bildschirmen erweitert und ebenfalls empirisch evaluiert.
Schlagw?rter: 3D-Modellierung, Multi-touch, Selektion, Interaktion, Impli- zite Fl?chen, Virtuelles Sculpting