Echtzeit Visualisierung von Pointclouds

Das 3D-Kamera-Exponat der FHNW soll Besuchern komplexe Sensortechnologie auf einfache und verständliche Weise erlebbar machen. Dieses Projekt untersucht, wie eine Echtzeit-Pointcloud-Visualisierung und interaktive Filter die Benutzerfreundlichkeit verbessern und die Funktionsweise der Kamera unmittelbar sichtbar machen können.

Vorheriger Stand

Das 3D-Kamera-Exponat der FHNW soll Besuchern einen Einblick in die Funktionsweise moderner Tiefensensorik geben. In der aktuellen Umsetzung ist die visuelle Rückmeldung jedoch nur eingeschränkt verständlich und es gibt kaum Interaktionsmöglichkeiten, da bisher nur ein Bild aufgenommen werden konnte, das anschließend als Punktwolke angezeigt wurde.

Ziel des Projekts

Ziel dieses Projekts ist die Verbesserung der Benutzerfreundlichkeit des bestehenden 3D-Kamera-Exponats der FHNW. Mithilfe der Entwicklung einer Echtzeit-Pointcloud-Visualisierung und des Einsatzes visueller Effekte sollen die erfassten 3D-Daten für die Besucherinnen und Besucher unmittelbar und intuitiv erlebbar gemacht werden. Konkret sollen eine flüssige und stabile Darstellung der Sensordaten, geeignete Interaktionsmöglichkeiten und ein verständliches, ausstellungstaugliches User Interface realisiert werden. Dadurch sollen auch Personen ohne technisches Vorwissen die Funktionsweise der 3D-Kamera schnell erfassen können und das Exponat mit Freude selbstständig nutzen können.

Entwickelte Lösung und ihre Vorteile

Die entwickelte Lösung besteht aus einer modular aufgebauten Visualisierungs-Pipeline, welche die Sensordaten der 3D-Kamera kontinuierlich verarbeitet und ohne wahrnehmbare Verzögerung darstellt. Die Pointcloud wird in Echtzeit gerendert und durch eine farbliche Tiefencodierung ergänzt, sodass räumliche Strukturen sofort erkennbar sind. Zur Sicherstellung einer stabilen Performance wurde ein Chunking-Verfahren eingesetzt, das die Daten in verarbeitbare Einheiten aufteilt und dadurch eine konstante Bildrate ermöglicht. Die Anwendung ist so aufgebaut, dass zusätzliche visuelle Effekte später einfach ergänzt werden können. Die Anwendung bietet verschiedene Vorteile:

• Verbesserte Verständlichkeit der 3D-Erfassung
• Hohe Benutzerfreundlichkeit im Ausstellungskontext
• Stabile und performante Darstellung
• Benutzer können Effekte anpassen
• Erhöhte Interaktivität und Attraktivität
• Gute Erweiterbarkeit und Wartbarkeit

Key terms

• ComputergrafikPointcloud, Visualisierung, 3D-Kamera, Shader
• BenutzerfreundlichkeitUser, User-Interface
• AusstellungskontextExponat, Besucher

Team