Einige Zweitkl\u00e4ssler sitzen um ihren Tisch im Klassenzimmer, ein gro\u00dfer Bildschirm steht in der Mitte und bunte Dinosaurier bannen die Aufmerksamkeit der Sch\u00fcler. W\u00e4hrend die Lehrerin das Leben der ausgestorbenen Reptilien erkl\u00e4rt, laufen diese auf dem Bildschirm durch eine virtuelle Urzeit-Welt. Auf einen Fingerzeig der Kinder werden zus\u00e4tzliche Informationen angezeigt, die Drehung einer Hand l\u00e4sst den Dinosaurier um 90\u00b0 drehen und seine R\u00fcckansicht zum Vorschein kommen. Eine weitere Kipp-Drehung der Hand nach vorn und der Blick geht auf die F\u00fc\u00dfe des Sauriers, eine flie\u00dfende Auseinander-Bewegung von Daumen und Zeigefinger zoomt n\u00e4her heran. \u00e2\u20ac\u017eWow, der hat ja richtige Krallen!\u201c, ruft einer der Sch\u00fcler begeistert.<\/p><\/blockquote>\n
Das gleiche Szenario k\u00f6nnte auch in der Entwicklungsabteilung eines globalen Fertigungskonzerns spielen, wo verteilt arbeitende Teams gemeinsam an virtuellen Modellen der neuesten Produkte arbeiten. F\u00fcr Anbieter von eLearning- oder \u00e2\u20ac\u017eShared Working\u201c-L\u00f6sungen ist besonders wichtig, ihre Nutzer im wahrsten Sinne des Wortes in die virtuelle Umgebung zu ziehen. Es gibt daf\u00fcr bereits sehr vielseitige haptische Touchscreen-L\u00f6sungen mit Kameraeinbindung, die auf einfache Bedienung und interaktive Elemente wie Videostreaming oder den Upload von Fotoaufnahmen und Dokumenten setzen. Die direkte Nutzerinteraktion via Gestensteuerung war jedoch bisher meist nur bei reinen Spieleherstellern wie Nintendo\u00ae zu finden. Die Bewegungen der User werden dabei von der Kamera erfasst und auf dem Bildschirm in Aktivit\u00e4t umgewandelt. Mit jetzt auf dem Markt erh\u00e4ltlichen 3D-Modulen lassen sich die aus dem Gaming bekannten Interaktions-Techniken m\u00fchelos auf eLearning-Konzepte, virtuelle Konferenzen oder globale Team-L\u00f6sungen \u00fcbertragen. Der Erschaffung virtueller Lernumgebungen oder Welten, in denen sich die Nutzer interaktiv einbringen k\u00f6nnen, stehen mit moderner 3D-Technologie innovative M\u00f6glichkeiten offen.<\/p>\n
2D versus 3D: Pr\u00e4zise Echtzeit-Interaktion bringt Bewegung auf den Bildschirm<\/strong> 3D erh\u00f6ht Sicherheit und Nutzer-Akzeptanz f\u00fcr das \u00e2\u20ac\u017eNew Learning\u201c 3D-Module f\u00fcr eine einfache Entwicklung und Integration sowie schnelle Marktreife<\/strong> Wissen l\u00e4sst sich mit einem spielerischen Ansatz und einer hohen User-Interaktion leichter vermitteln, besser austauschen und tiefer verankern. Auf diesem Grundsatz entwickeln eLearning-Anbieter neuartige interaktive Anwendungen. 3D-Bildverarbeitung erm\u00f6glicht die intuitive Gestensteuerung f\u00fcr eine pr\u00e4zise Interaktion zwischen Anwender und Software. Die daf\u00fcr ben\u00f6tigte Tiefenerfassung kann heute mit kleinen Stereo Vision-Modulen einfach und unkompliziert in mobile Ger\u00e4te integriert werden und erm\u00f6glicht immersive Anwender-Interaktionen und eine intuitive User Experience. Der Artikel zeigt, wie diese Art der Interaktion ausschlie\u00dflich mit 3D m\u00f6glich wird und welche Vorteile die 3D-Technologie f\u00fcr Entwickler und Firmen bereith\u00e4lt, die virtuelle Welten zur innovativen Zusammenarbeit nutzen m\u00f6chten.<\/p>\n","protected":false},"author":6,"featured_media":697,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"inline_featured_image":false},"article-category":[],"article-tag":[],"class_list":["post-694","articles","type-articles","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/framos.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/articles\/694","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/framos.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/articles"}],"about":[{"href":"https:\/\/framos.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/articles"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/framos.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/6"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/framos.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=694"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/framos.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media\/697"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/framos.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=694"}],"wp:term":[{"taxonomy":"article-category","embeddable":true,"href":"https:\/\/framos.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/article-category?post=694"},{"taxonomy":"article-tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/framos.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/article-tag?post=694"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}![\"Fotolia_197846914_M\"](\"https:\/\/framos.com\/wp-content\/uploads\/2024\/04\/Fotolia_197846914_M-1.jpg\")
Abbildung 1: Ingenieur arbeitet mit Hilfe von Gestensteuerung in in einer virtuellen Entwicklungsumgebung
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\nF\u00fcr eine korrekte und exakte Steuerung der virtuellen Umgebungen sowie der Interaktion in Echtzeit sind pr\u00e4zise 3D-Daten unverzichtbar. Mit 2D-Technologie ist eine exakte Bild- und Gestenerkennung stark abh\u00e4ngig von der Beleuchtung, zumeist an ein bestimmtes Ger\u00e4t oder eine spezifische Position gebunden und bedarf einer Anpassung auf den Nutzer oder eines Trainings der Software. Die Gesten m\u00fcssen zudem f\u00fcr jedes Ger\u00e4t und jeden Anwendungszweck neu gelernt und programmiert werden. Eine handels\u00fcbliche Kamera im PC oder Laptop kann nur mit hohem Programmieraufwand r\u00e4umlich sehen und muss sich dabei auf viele Annahmen st\u00fctzen, was eine pr\u00e4zise Steuerung in virtuellen Welten quasi unm\u00f6glich macht und f\u00fcr hohe Latenzen sorgt. Eine 2D-Kamera kann Form, Gr\u00f6\u00dfe und Proportion von Menschen oder Objekten einsch\u00e4tzen. Sie kann dabei jedoch nicht exakt feststellen, ob eine Kinderhand gr\u00f6\u00dfer wird, weil sie sich n\u00e4her auf den Bildschirm zubewegt oder ob es sich um die ausgewachsene Hand eines Erwachsenen handelt. Die daf\u00fcr ben\u00f6tigte Distanz wird anhand vordefinierter Modelle abgeleitet, die 2D-Distanzsch\u00e4tzungen ergeben jedoch nur N\u00e4herungswerte. Insbesondere bei Kindern treten die h\u00f6chsten Gr\u00f6\u00dfenvarianzen und damit ungenauesten Sch\u00e4tzungen auf. Aber auch eine asiatische Frauenhand und die eines europ\u00e4ischen Mannes zu kategorisieren und damit Bewegungen vor dem Bildschirm korrekt zu unterscheiden, f\u00e4llt Algorithmen anhand von 2D-Aufnahmen schwer. Die Erfassung von Gesten nach rechts, links, oben oder unten ist unproblematisch, schwierig dagegen sind frontale oder schr\u00e4ge Bewegungen – es fehlt die pr\u00e4zise Erfassung der Distanz als dritte Dimension.<\/p>\n![\"Fotolia_217273735_M\"](\"https:\/\/framos.com\/wp-content\/uploads\/2024\/04\/Fotolia_217273735_M-1.jpg\")
Abbildung 2: Virtuelle Anwendungen in der Medizin; Chirurgen bereiten Gehirn-Operation mit gestengest\u00fctzter Augmented Reality vor
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\n<\/strong>F\u00fcr die korrekten Erkennung, Lokalisierung und Orientierung von Bewegungen in Echtzeit ist 3D-Technologie unabdingbar. Ob die Steuerung virtueller Dinosaurier im interaktiven Unterricht oder dreidimensionaler CAD-Modelle in virtuellen Entwicklungsteams – 3D kann anhand der Position, Distanz sowie Richtung (Drehungs- und Kippungswinkel) umfassende Informationen zu den interagierenden Personen und den per Gestik ausgedr\u00fcckten Handlungsbefehlen geben. Zur Realisierung der Objektdrehung im virtuellen Raum wird die Position der H\u00e4nde, die Kippung der Ellbogen, eine \u00c4nderung der Entfernung sowie weitere Variablen zur \u00c3\u0153bersetzung der Aktivit\u00e4t auf den Bildschirm genutzt. Die exakten X-Y-Z-Koordinaten reduzieren die ben\u00f6tigte Rechenleistung sowie Hardwareressourcen und Programmieraufwand. Der gesamte Erkennungs- und Verarbeitungsprozess wird damit beschleunigt und pr\u00e4zisiert, entfernungsbasierte Skalierungsfehler haben keine Auswirkungen auf die Anwendung. Die virtuelle Interaktion wird in ihrer G\u00e4nze erst mit 3D-Daten sinnvoll m\u00f6glich. Zudem ist der Einsatz von 3D-Imaging ein Sicherheitsfaktor. Eine 2D-Kamera kann mit dem Foto einer Person oder eines Objektes get\u00e4uscht werden, eine 3D-Kamera bemerkt die fehlende Tiefeninformation. Werden die modernen 3D-Module – beispielsweise die Intel\u00ae RealSense\u2122-Linie – unauff\u00e4llig in die Rahmen von Laptops, Tablets oder Touchscreens eingebaut, sind diese f\u00fcr den Nutzer nicht von herk\u00f6mmlichen Ger\u00e4ten zu unterscheiden. Die Gestensteuerung wird nat\u00fcrlicher, da die Nutzer damit wie mit realen Objekt interagieren. Sie gilt damit als \u00e2\u20ac\u017enon-intrusive\u201c, als nicht aufdringlich, was entscheidend f\u00fcr die Akzeptanz ist. Der zus\u00e4tzliche Unterhaltungsfaktor sorgt f\u00fcr produktivere Lern- oder Meetingeinheiten. Die 3D-Technologie unterst\u00fctzt das sogenannte \u00e2\u20ac\u017eNew Learning\u201d mit Praxisn\u00e4he, etwa durch Virtual Reality (VR) oder Augmented Reality (AR): Die Simulation realer Umgebungen, deren Erweiterung um virtuelle Elemente und digitale Informationen sowie deren intuitive Steuerung gestaltet das Lernen und die Zusammenarbeit viel interessanter, relevanter, ansprechender und nachhaltiger. Mithilfe von einfach integrierbaren 3D-Technologien sind neue Lernwelten und Methoden der Zusammenarbeit m\u00f6glich.<\/p>\n
\nDie Entwickler von Education- oder \u00e2\u20ac\u017eNew Work\u201c-Anwendungen k\u00f6nnen heute auf direkt einsatzf\u00e4hige 3D-Starter Kits zugreifen, die eine ausgereifte Technik zu erschwinglichen Preisen bieten und sich einfach in kundenspezifische Ger\u00e4te integrieren lassen, Stichwort Embedded Vision. Die Technologie, die beispielsweise in der Intel\u00ae RealSense\u2122-Linie zum Einsatz kommt, verbindet das Erfassen von Information und deren Interpretation. Basis daf\u00fcr ist die Sensortechnologie mit integriertem Prozessor, die 2D- und 3D-Daten liefert und je nach Kundenanforderung und Anwendung an eine GPU, einen CPU oder ASIC weiterleitet. Auf diesen Plattformen k\u00f6nnen dann die intelligenten Algorithmen f\u00fcr die Gestenerkennung implementiert werden. Ingenieure k\u00f6nnen Anwendungen damit ohne lange Entwicklungszeiten und mit kurzen Markteinf\u00fchrungszeiten 3D-f\u00e4hig gestalten und Anwendern ein interaktives und intuitives Nutzererlebnis bieten.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"