Entwicklung einer VR-Umgebung zur Untersuchung der räumlichen Wahrnehmung von multiplen dynamischen Objekten

Falk Garbsch, Leibniz Universität Hannover, bachelor thesis
03/2010

Diese Bachelorarbeit entstand in Zusammenarbeit mit dem Institut für Sportwissenschaft der Leibniz Universität Hannover und beschreibt die Entwicklung einer Applikation zur Darstellung von Szenen für die Durchführung von Wahrnehmungsversuchen.

Die Applikation soll vom Institut für Sportwissenschaft zur Untersuchung der spezifischen Wahrnehmungsfähigkeiten eingesetzt werden. Dabei wird einem Probanden eine Sequenz von Szenarien gezeigt in denen sich Kugeln auf definierten Trajektorien bewegen und sich sich in Geschwindigkeit, Größe, Farbe und Textur unterscheiden. Der Proband soll dabei frühzeitig beispielsweise Kollisionen zwischen Kugeln oder mit einem zentral aufgestellten Pylonen erkennen. Dabei sollen Korrelationen zwischen der Reaktionszeit, den Objektparametern und Merkmalen der Probanden bestimmt werden.

Während der Ausarbeitung entstand eine Applikation welche ein flexibles und benutzerfreundliches Frontend bietet. Dieses schließt unter anderem die Berechnung möglicher Kollisionszeitpunkte ein. Daher wird, nach einer kurzen Anforderungsanalyse, zunächst auf ein Verfahren zur Berechnung dieser Zeitpunkte eingegangen, welches maßgeblich auf der Lösung von Gleichungen 4. Grades über geeignete Formeln basiert.

Im Folgenden wird dann auf die notwendigen Grundlagen für die Anbindung an ein Headtracking-System in Kombination mit einer Stereoprojektion eingegangen. Dabei wird auf die mathematischen Hintergründe eingegangen, welche für die Umsetzung der Projektion notwendig waren. Dies schließt Verfahren wie die Augenseparation und die Transformation der Sichtebene abhängig von der Betrachterposition ein.

Abschließend erfolgt eine Erläuterung der Softwarearchitektur, welche maßgeblich auf Basis der Anforderungen spezifiziert wurde. Dabei wird aufgezeigt, wie durch die Strukturierung der Software eine zukünftige Erweiterbarkeit gewährleistet werden konnte.

Contact: Dennis Allerkamp