Modellierung von Vorentwürfen in der virtuellen Realität mit natürlicher Fingerinteraktion

Die Technologien der virtuellen und der augmentierten Realität bieten neben der stereoskopischen Visualisierung zusätzlich die Möglichkeit zum Einsatz natürlicher Benutzungsschnittstellen. Im Kontext der digitalen Produktentwicklung eröffnet sich hierdurch das enorme Potenzial, bisher per Computermaus und Tastatur ausgeführte Arbeitsschritte intuitiver, effizienter und effektiver zu gestalten. Dies ist besonders im Hinblick auf die Vorentwurfsgestaltung von großem Interesse, für die weder Handskizzen noch aktuelle CAD-Anwendungen optimal geeignete Werkzeuge darstellen.

Vor diesem Hintergrund wird eine Methode zur natürlichen Fingerinteraktion konzipiert, die auf einer Kombination aus physikalischer Simulation und heuristischen Verfahren fundiert. Um die Eignung natürlicher Interaktion im CAD-Kontext zu überprüfen, werden VR-basierte Methoden zur CAD-Baugruppenmodellierung und zur CAD-Vorentwurfsmodellierung erarbeitet. Die für die vorliegende Arbeit zentrale Methode zur Vorentwurfsmodellierung ermöglicht dem Anwender die Erstellung der Geometrie eines Vorentwurfs. Dabei können Grundkörper aus einem Baukasten durch natürliche Fingerinteraktion erstellt, verändert und über mengentheoretische Operationen verknüpft werden.

Die Evaluationsergebnisse der durchgeführten Nutzerstudien zeigen, dass natürliche Fingerinteraktion zur Anordnung von Objekten im Raum bei Aufgaben mit mehr als zwei Freiheitsgraden deutliche Effizienzvorteile im Vergleich zur Interaktion per Computermaus bietet. Auch die Baugruppenmodellierung und die Vorentwurfsmodellierung profitieren hinsichtlich der Effizienz und der Erlernbarkeit im Vergleich zu aktuell verwendeten Bedienschnittstellen deutlich. Zusammenfassend führen die Untersuchungen zu der Erkenntnis, dass die natürliche Fingerinteraktion für Arbeitsschritte der CAD-Modellierung im Kontext der Vorentwurfsgestaltsynthese signifikante Vorteile bietet.