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16.07.2010

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Fraunhofer-Institut: Multitouch ohne Berührung

Fraunhofer-Institut: Multitouch ohne Berührung
Touchscreens gehören spätestens seit dem iPhone und iPad von Apple zu den Standard-Bedientechniken im Umgang mit Computern, Tablet-PCs und Smartphones. Die berührungslose Bedienung durch Gestenerkennung ist der nächste konsequente Schritt. Das Fraunhofer-Institut für Angewandte Informationssysteme (FIT) hat ein System entwickelt, das Hand- und Fingerstellungen des Benutzers in Echtzeit erkennt und in entsprechende Befehle übersetzt.

Einen Schritt in die Zukunft weist der Prototyp einer berührungslosen 3D-Multitouch-Umgebung, der von Fraunhofer FIT realisiert wurde. Unter Multitouch versteht man in diesem Zusammenhang, dass mehrere Finger beider Hände gleichzeitig ein Objekt "berühren" und durch Bewegungen oder Gesten manipulieren können.

 

 


In unserem Falle Hand- und Fingergesten in der Luft, die das System erkennt und entsprechend interpretiert. Das System kommt ohne Spezialhandschuhe und Marker aus und kann von mehreren Nutzern gleichzeitig bedient werden. Kinofans erinnern sich vermutlich noch lebhaft an den Science-Fiction-Thriller Minority Report, in dem Tom Cruise in einer 3D-Software-Arena zahlreiche Programme in atemberaubender Geschwindigkeit bediente - allerdings mit Spezialhandschuhen, die ihm lediglich das Agieren mit je drei Fingern erlaubten.

Im FIT-Prototyp werden in Echtzeit Hände und Finger der Benutzter in den Bilddaten einer 3D-Kamera erkannt und die Bewegungen mitverfolgt. Die 3D-Kamera arbeitet nach dem Laufzeitverfahren (TOF-Prinzip). Sie misst für jeden Bildpunkt, wie lange das Licht bis zum gefilmten Objekt und zurück benötigt, und ermittelt so die Distanz.

"Aus diesem Datenwust filtert ein spezieller Bildanalyse-Algorithmus nun die Positionen von Händen und Fingern heraus. Die schnelle Auswertung gelingt durch eine intelligente Filterung der einkommenden Daten. Stellt man sich diese als ein 3D-Relief einer Berglandschaft vor, so wird schnell klar, dass nur Gipfelregionen Handflächen oder Finger sein können.", so Georg Hackenberg, der im Zuge seiner Masterarbeit an der Realisation des Systems maßgeblich beteiligt war. Zusätzlich reduzieren Plausibilitätskriterien, etwa die Größe einer Hand oder die Fingerlänge, die potentiellen Koordinaten.

Doch auch wenn Benutzertest die Funktionalität und vor allem die besondere Intuitivität des Bedienungskonzepts belegen, muss das System für eine erfolgreiche Markteinführung noch verbessert werden. Armbanduhren etwa können durch Reflexionen das System verwirren, und auch Handflächen, die orthogonal zur Kamera gehalten werden, bereiten Probleme.

"Trotzdem: Wie man auch an den Ankündigungen von Microsoft zum Project Natal sehen kann, werden vergleichbare Benutzungsschnittstellen schon sehr bald im Spielebereich zum Einsatz kommen. Das Potential dieser Technologie eröffnet darüber hinaus auch neuartige Lösungen für andere Anwendungsdomänen, wie die Exploration komplexer Simulationsdaten und neue Formen des Lernens", prognostiziert Prof. Wolfgang Broll vom Fraunhofer-Institut für Angewandte Informationssysteme FIT.

 

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