Realitätsnahe Bilder können heutzutage in interaktiven virtuellen Simulationen erzeugt werden. Der nächste Schritt hin zu einer noch realistischeren Erfahrung virtueller Umgebungen erfordert eine intuitive Objektmanipulation; dazu spielt die Kollisionsrückkopplung eine entscheidende Rolle.
Die Gruppe für Telepräsenz und Virtuelle Realität des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt forscht an haptischen Algorithmen, die solche virtuelle Szenarien mit Kollisionsrückkopplung ermöglichen. Der Benutzer kann komplexe virtuelle Objekte in Echtzeit dank unseres haptischen Eingabegerätes HUG manipulieren; Immer wenn virtuelle Objekte miteinander kollidieren, spürt der Benutzer die entsprechenden Kollisionskräfte. Folgendes Video zeigt eine solche haptische Rückkopplung am Beispiel einer Einbaumontagesimulation:
Im Vergleich zum graphischen Rendern, das für eine stabile und flüssige Darstellung einen 30 Hz-Takt benötigt, müssen haptische Signale in einer herausfordernden Frequenz von 1000 Hz erzeugt werden, um eine realistische und stabile Rückkopplung zu schaffen. Dafür wird ein Algorithmus entwickelt, der zwei Datenstrukturen verwendet: voxelisierte Abstandsfelder (Voxmaps) und Punkt-Kugel Hierarchien (Pointshells). Unsere Forschung basiert auf dem Voxmap-Poinsthell (VPS) Algorithmus, der echtzeitige Kollisionsrückkopplung auch mit Millionen von Dreiecken ermöglicht.
Mit Hilfe virtueller Umgebungen mit haptischer Rückkopplung ist es beispielsweise möglich