Eroglu, Sevinc; Kuhlen, Torsten (Thesis advisor); Weyers, Benjamin (Thesis advisor)
Aachen : RWTH Aachen University (2026)
Doktorarbeit
Dissertation, RWTH Aachen University, 2026
Kurzfassung
Ungeachtet der wachsenden Verbreitung der virtuellen Realität (VR) erschwert die Komplexität der Erstellung interaktiver virtueller Umgebungen deren umfassende Nutzung. Die Erstellung virtueller Inhalte erfordert traditionell technisches Know-how in Desktop-basierten Werkzeugen, welches vielen Nutzern fehlt. Weiterhin unterbrechen Desktop-basierte Werkzeuge die Immersion, was eine umständliche Arbeitsweise zur Folge hat. Dies motivierte die Entwicklung immersiver Autorenwerkzeuge, mit denen virtuelle Welten innerhalb der VR erstellt werden können. Da Anwendungsfälle und Zielsetzungen variieren, kann keine einzelne Technik alle Anforderungen erfüllen; manche Szenarien erfordern Schnelligkeit und Präzision, andere kreative Ausdrucksfähigkeit. Diese Arbeit untersucht und entwickelt daher benutzerfreundliche immersive Autorenwerkzeuge, die die Erstellung interaktiver virtueller Umgebungen für verschiedene Anwendungsfälle vereinfachen. Die Erstellung dieser Umgebungen umfasst zwei wesentliche Aufgaben: Inhaltserstellung und Verhaltensdefinition, anhand derer diese Arbeit gegliedert ist. Im ersten Teil liegt der Fokus auf der Inhaltserstellung, also der Erzeugung und Anordnung von 3D-Objekten. Wir stellen drei neuartige Ansätze auf unterschiedlichen Abstraktionsebenen vor, jeweils angepasst an verschiedene Anwendungsfälle und Interaktionsformen. Zuerst stellen wir ein künstlerisches Werkzeug vor, das mittels einer neuartigen Interaktionstechnik ermöglicht 2D-Gemälde mit minimalem Aufwand in expressive 3D-Kunstwerke zu formen. Weiterhin führen wir eine prozedurale Methode zur Erstellung flüssigkeitsähnlicher 3D-Kunstwerke ein, die expressive Manipulationen mittels Gesten sowie Pusten als neuartiger Interaktionsform ermöglicht. Zuletzt präsentieren wir eine Technik im Simulationskontext, die eine schnelle und präzise Objektplatzierung für die Erstellung von Straßennetzen durch indirekte Freihandinteraktionen ermöglicht. Der zweite Teil behandelt die Verhaltensdefinition, die beschreibt wie virtuelle Objekte auf Nutzeraktionen oder Umwelteinflüsse reagieren. Wir stellen vereinfachte grafische Programmieransätze für die immersive Nutzung vor und untersuchen weiter die Positionierung der Interface-Elemente zur Verbesserung des Nutzererlebnisses. Wir präsentieren einen blockbasierten visuellen Programmieransatz, bei dem Nutzer das Verhalten anhand von Bedingungen und Aktionen per Drag-and-Drop-Interaktion definieren. Weiterhin führen wir eine Datenfluss-basierte Technik ein, bei der Nutzer Eingabequellen visuell mit Objektparametern verbinden. Zudem zeigen wir, wie die räumliche Anordnung der Interface-Elemente die Nutzbarkeit und Effizienz beeinflusst.Zusammenfassend trägt diese Forschung neue Erkenntnisse zur Gestaltung benutzerfreundlicher immersiver Autorenwerkzeuge bei, die die effektive Erstellung interaktiver virtueller Umgebungen für ein breites Nutzerspektrum erleichtern.
Einrichtungen
- Lehr- und Forschungsgebiet Virtuelle Realität und Immersive Visualisierung [124620]