Sommersemester 2016

Der Kurs führt in die grundlegenden Konzepte und Techniken des Gebiets Mensch-Computer-Interaktion (MCI) ein. Er beginnt mit einer Übersicht über die bisherige Entwicklung dieses Teilgebiets der Informatik sowie einer Klärung und Definition seiner Grundbegriffe. Im Anschluss werden die möglichen technischen Schnittstellen einer Interaktion zwischen Mensch und Computer (haptische, auditive und visuelle) beschrieben und hinsichtlich ihrer charakteristischen Eigenschaften untersucht. Dieser Betrachtung der technischen Seite der MCI folgt eine Einführung in die neurobiologischen Grundlagen der menschlichen Wahrnehmung am Beispiel der visuellen Informationsverarbeitung. Ausgewählte wahrnehmungspsychologische Phänomene werden beschrieben, aus denen sich schließlich grundlegende Prinzipien für die Gestaltung von Interaktion herleiten lassen. Die letzten drei Kurseinheiten wenden sich dem Entwicklungsprozess interaktiver Systeme zu. Dieser beginnt mit der empirischen Datenerhebung zur Anforderungsanalyse, der Verfeinerung der Anforderungen etwa über Prototypen und der textuellen sowie grafischen Formulierung der Konzepte. Anschließend folgt die Implementierung auf Basis von Programmparadigmen, die unter Verwendung grafischer SDKs wie etwa QT konkretisiert werden. Die abschließende Kurseinheit befasst sich mit der Evaluation von Funktionalität und Bedienbarkeit von Benutzungsschnittstellen mithilfe statistischer Methoden.

Der Kurs behandelt Konzepte und Methoden, mit deren Hilfe sich eine realistische, dreidimensionale, visuelle Darstellung eines realen Objektes oder einer Szene aus einer Reihe von zweidimensionalen Bildern errechnen lässt. Es werden Konzepte und Methoden vorgestellt, die einen vollständigen Arbeitsablauf von der Aufnahme einer Szene bis zum fertigen 3D-Modell erlauben. Zu diesem Zweck erfolgt zunächst eine Einführung in die mathematischen Grundlagen wie etwa die projektive Geometrie, die in den Kontext der euklidischen und affinen Geometrie eingeordnet wird. Die Konzepte der Epipolargeometrie und der Fundamentalmatrix werden eingeführt. Anschließend wird eine Methode vorgestellt, mit der eine 3D-Punktwolke aus einer hinreichenden Anzahl von gegebenen Punktkorrespondenzen zwischen zwei Bildern einer Szene errechnet werden kann. Daraufhin werden mathematische Verfahren eingeführt, mit deren Hilfe sich diese Punktwolke optimieren, geometrisch bereinigen und schließlich triangulieren lässt. Es wird gezeigt, wie sich über einen einfachen Ansatz Texturen aus den aufgenommenen Bildern auf das resultierende 3D-Modell übertragen lassen. Die errechneten Modelle der Szene eignen sich sowohl für eine intuitive Darstellung als auch für eine Weiterverarbeitung etwa zum Zwecke der Interaktion. Der Kurs schließt mit einer Vorstellung von Methoden, mit deren Hilfe sich die oben zunächst als gegeben betrachteten Punktkorrespondenzen zwischen Aufnahmen einer Szene auch automatisch bestimmen lassen.