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Der Tastsinn - haptische MCI

Der Tastsinn - haptische MCI. Multimedia und Virtual Reality. Vorlesung am 02.06.1999 Martin Kurze (kurze@acm.org). Der Tastsinn - Sinn ohne Organ. Sehsinn - Auge Hörsinn (Gehör) - Ohr Geschmackssinn - Zunge Riechsinn - Nase Tasten - gesamter Körper. ?.

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Der Tastsinn - haptische MCI

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Presentation Transcript

  1. Der Tastsinn - haptische MCI Multimedia und Virtual Reality Vorlesung am 02.06.1999 Martin Kurze (kurze@acm.org)

  2. Der Tastsinn - Sinn ohne Organ • Sehsinn - Auge • Hörsinn (Gehör) - Ohr • Geschmackssinn - Zunge • Riechsinn - Nase • Tasten - gesamter Körper ?

  3. Die Haut - ein wichtiges Tastorgan • Und wie tastet man nun?

  4. Taktile Rezeptoren in der Haut

  5. Propriozeption • Wahrnehmung des eigenen Körpers • Knochen • Muskeln • Nerven • Innereien

  6. Tastwahrnehmung • taktile Wahrnehmnung - über die Haut • kinästhetische Wahrnehmung - über Muskeln und Gelenke • Propriozeption - über Sensoren im Körperinneren • Haptische Wahrnehmung - taktil + kinästhetisch + propriozeptiv

  7. Einordnung des Tastsinns in das sensorische System

  8. Reiztypen • räumliche Auflösung (Finger/Hand) • 2 bis 12 mm bei gleichzeitigem Reiz • 1 bis 4 mm bei sukzessiven Reizen • räumliche Auflösung (Rücken) • 50 bis 100 mm • „Einstülpung“ - an den Fingerspitzen6mm • Vibrationen - bis 1mm

  9. Die „taktile Lupe“ • Ein Stück Stoff an den Fingerspitzen ermöglicht das Ertasten sehr feiner Unebenheiten/Strukturen [Lederman 78]. • Ursachen sind möglicherweise Resonanz und parallele Stimulation verschiedener Rezeptoren gleichzeitig.

  10. Rezeptortypen • Pacini-Körperchen • schnelle Adaption, melden Vibration und Beschleunigung • Meißner-Körperchen • langsame Adaption, melden Änderungen • Merkel-Zellen usw. • sehr langsame Adaption zur Bestimmung von Intensität und Dauer des Reizes

  11. Direkte elektrische Reizung ?? • Leitfähigkeit der Haut individuell unterschiedlich • Empflidliche Regionen liegen neben unempfindlichen • Elektrische Reizung erzeugt nur „Kribbeln“, nie Druckempfindung o.ä. • Adation der Rezeptoren erfordert wachsende Ströme ... • „vagabundierende Ströme“

  12. passives und aktives Tasten • passives Tasten nur mit der Haut (Gegenstand bewegt sich) • aktives Tasten mit Haut und Muskeln (Hand bewegt sich) • aktives Tasten deutlich leistungsfähiger!

  13. Kanalkapazität bei der bewußten Wahrnehmung

  14. Geräte und Techniken • räumliche Festkörpermodelle (z.B. mit Stereolithographie hergestellt) • nicht-flüchtige flächige Darstellung • Stickerei, ggf. computergesteuert • Tiefziehfolien • Riffelfolie • Schwellpapier

  15. Schwellpapier und Fuser

  16. dynamische taktile Anzeigen • stiftbasiert • Metec • Shinohara

  17. dynamische taktile Anzeigen (2) • Braille-Display

  18. dynamische taktile Anzeigen (3) • kinästhetische Anzeigen • Phantom

  19. dynamische taktile Anzeigen (4) • kinästhetische Anzeigen • Pantograph • Force-Feedback Joystick

  20. Soziale Aspekte (gefühlsbetont) • Haptische Kommunikation • Tasten ist immer auch getastet werden!

  21. Bedeutung haptischer Medien • für Blinde • für Spieler • für Ärzte • für neue Telekommunikationsformen • in Zukunft in virtuellen Umgebungen (?)

  22. Übungsaufgaben zu PROTOs • PROTO Baum mit fields SFVec3f trunkSize und SFVec3f crownSize; verwenden Sie ihn in Ihrer Welt „Haus mit Baum“. • PROTO Animator mit fields MFVec3f posKeyValues, MFRotation rotKeyValues und SFTime duration, SFTime startTime. Lassen Sie einen Würfel durch ihn animieren. • Proto Rotor mit fields SFTime cycleTime für die Umlaufzeit, SFVec3f offset für den Abstand zur Rotationsachse und MFNode children für die zu rotierenden Gegenstände.

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