Predmet: Računarska gafika
Tema: Interaktivna računarska garfika
Maj 2009. god.
1
1. UVOD
Računarska grafika se naglo razvija i širi od pojave personalnih računara. Visoko
razvijena sposobnost prepoznavanja oblika kod čoveka čini računarsku grafiku jednim od
najprirodnijih načina komunikacije s računarom. Grafička interakcija pomoću rasterskog
prikaza postala je standardni sastavni deo računarskih korisničkih interfejsa.
Interaktivna grafika kao sredstvo efikasne komunikacije između korisnika i računara
poboljšava sposobnost razumevanja podataka, uočavanja trendova i vizuelizacije stvarnih
i imaginarnih objekata. Na taj način doprinosi povećanju kvaliteta rezultata rada i
proizvoda, smanjenju troškova analize i projektovanja, kao i povećanju produktivnosti.
Računarska grafika (engl. computer graphics) obuhvata stvaranje, čuvanje i upotrebu
modela i slika objekata. Modeli i objekti računarske grafike potiču iz različitih područja:
prirode, nauke, inženjerstva, apstraktnih koncepata.
2. PRIMERI PRIMENE RA ČUNARSKE GRAFIKE
Računarska grafika danas se koristi u različitim područjima privrede, administracije,
edukacije, zabave i svakodnevnog kućnog života. Područje primene se ubrzano širi s
rasprostranjenošću računara. Neki primeri primene računarske grafike uključuju:
•korisničke interfejse (većina aplikacija na personalnim računarima i na radnim
stanicama imaju grafički sistem prozora (engl. graphical user interface - GUI) pomoću
koga komuniciraju sa korisnicima. Primeri takvih aplikacija uključuju obradu teksta,
stono izdavaštvo, proračunske tabele...);
•interaktivno crtanje (u poslovnim, naučnim i tehnološkim primenama računarska
grafika koristi se za prikazivanje funkcija, dijagrama, histograma i sličnih grafičkih
prikaza sa svrhom jasnijeg sagledavanja složenih pojava i olakšanja procesa
odlučivanja);
•kancelarijska automatizacija i elektronsko izdavaštvo (računarska grafika
široko se koristi za izradu elektronskih i štampanih dokumenata);
•projektovanje pomoću računara (engl. Computer Aided Design - CAD danas se
standardno koristi za projektovanje sistema i komponenata u mašinstvu, elektrotehnici,
elektronici, telekomunikacijama, računarstvu...);
•simulacija i animacija (računarska grafika koristi se za naučnu i inženjersku
vizuelizaciju i zabavu; područja primene obuhvataju prikaze apstraktnih matematičkih
modela vremenski promenljivih pojava, TV i filmsku tehnologiju...);
•umetnost (računarska grafika se koristi za kreiranje umetničkih slika - digitalna
umetnost);
•trgovina (računarska grafika se koristi za vizuelnu animaciju i elektronsku trgovinu);
•upravljanje procesima (podaci iz senzora dinamički se prikazuju u prikladnom
grafičkom obliku);
•geografski informacioni sistemi (računarska grafika koristi se za tačan prikaz
geografski raspodeljenih i rasprostranjenih sistema i mernih podataka npr. u
telekomunikacijama i telemetriji);
•grafičko programiranje (računarska grafika se koristi za automatizaciju procesa
programiranja virtuelnih sistema, npr. u instrumentaciji).
2
Mogućnosti i prednosti Interneta su ogromne. Internet više ne predstavlja jednostranu
komunikaciju, nije dovoljna sama dostupnost tj. vidljivost informacija, neophodno je
postalo da na te informacije možemo i da odgovorimo, tj da učinimo komunikaciju
dvosmernom. Naručivanje preko interneta, ankete, slanje mailova, proveravanje stanja
na tekućem računu, plaćanja preko Interneta, sve to zahteva interakciju sa korisnikom.
3. I NTERAKTIVNA RAČUNARSKA GRAFIKA
Pojam interaktivnosti u računarskoj grafici podrazumijeva interakciju između korisnika i
sistema na način da korisnik upravlja sadržajem, strukturom i pojavom objekta i njegovih
predočenih slika upotrebom ulaznih uređaja (tastatura, miš, ekran osjetljiv na dodir,
džojstik ...).
Grafička interakcija s upotrebom grafičkih terminala s rasterskim ekranima je zamenila
je tekstualnu interakciju s’ upotrebom alfanumeričkih terminala. Ona omogućava:
o širokopojasnu dvosmernu komunikaciju korisnika s računarom,
o razumevanje podataka i uočavanje trendova,
o predočavanje stvarnih i imaginarnih objekata (“virtuelni svetovi”).
Tehnikama virtuelne stvarnosti moguće je ostvariti realistične simulacije koje su
korisne u mnogim područjima ljudske delatnosti.
Da bismo definisali pojam virtuelnog okruženja, krenućemo od jednostavnijeg
pojma virtuelnog predmeta.
Virtuelni predmet je predmet definisan u memoriji računara na takav način da ga
računar može na ekranu prikazati korisniku uz mogućnost interakcije. Definicija predmeta
u osnovi se sastoji od opisa njegove geometrije i materijala od kojeg je napravljen.
Interaktivnim prikazom smatra se prikaz prilikom kog korisnik u stvarnom vremenu
upravlja parametrima prikaza, npr. uglom gledanja. Za to je potrebno da računar iscrta
sliku barem 10 puta u sekundi, jer u protivnom korisnik nema utisak neposrednog
upravljanja prikazom (ovo je krajnji minimum, obično se radi s većim brzinama
iscrtavanja, a zahtevi zavise od konkretne primene).
Kao jednostavan primer virtuelnog predmeta uzmimo običnu kocku. Ona može biti
jednostavno definisana veličinom stranice i bojom, npr. "crvena kocka dužine stranice 1 m".
Iz ovog opisa računar moze takvu crvenu kocku iscrtati na ekranu, a korisnik je pomoču
miša može okretati i razgledavati sa svih strana. Naravno postoje i daleko složeniji načini
definisanja virtuelnih predmeta.
Virtuelno okruženje zasniva se na potpuno istom principu, samo što se radi sa
složenijim virtuelnim predmetima, odnosno skupom virtuelnih predmeta koji mogu
prikazivati npr. čitavu zgradu sa stanovima i nameštajem, ili čak čitav grad koji može biti
model stvarnog grada ili pak u potpunosti izmišljen. Sadržaj virtuelnog okruženja zavisi od
svrhe, a s obzirom da u virtuelnom okruženju nema fizičkih ograničenja poput gravitacije,
sadžaj je u principu ograničen jedino maštom kreatora.
3
3.1. Koncept interaktivne računarske grafike
Koncept interaktivne računarske grafike podrazumeva dva nivoa : hardversku i
programsku (softversku).
Hardverski nivo koncepta interaktivne računarske grafike može se sažeto opisati na
sledeći način:
· računar prima ulazne informacije od interakcijskih uređaja i prenosi slike
prikaznom uređaju.
Programski nivo koncepta interaktivne računarske grafike može se sažeto opisati na
sedeći način:
· aplikacijski model predstavlja podatke ili objekte koji se prikazuju na ekranu;
· aplikacijski program prima i obrađuje informacije od aplikacijskog modela i
korisnika, razvija aplikacijski model, generiše skup grafičkih izlaznih naredbi koje
sadrže detaljan geometrijski opis onoga što treba prikazati kao i načina na koji se
pojedini objekti prikazuju;
· grafički sistem proizvodi sliku na temelju detaljnog opisa u obliku grafičkih
naredbi koji generiše aplikacijski program i prenosi ulaznu informaciju od korisnika
aplikacijskom programu na obradu.
Ilustracija 1. Koncept interaktivne računarske grafike
3.1.1. Aplikacijski model
Funkcije aplikacijskog modela su:
4
· aplikacijski model sadrži sve podatke, objekte i odnose među njima koje
koriste prikazni i interakcijski deo aplikacijskog programa ili negrafički
moduli za obradu podataka;
· aplikacijski model predstavlja objekte kombinacijom podataka i
proceduralnih opisa neovisnih o prikaznom uređaju.
Aplikacijski model sadrži:
· primitivne oblike (tačka, crta, višeuglii likovi u 2D ili 3D, različitih prostornih
ploča u 3D...) od kojih je sastavljen model objekta,
· atribute objekata (vrsta crte, boja, struktura površine...),
· odnose među objektima i delovima objekata (povezivanje, spajanje...),
· podatke o položaju objekata i delova objekata.
Aplikacijski model sadrži vrste podataka:
· geometrijske podatke,
· negeometrijske podatke (tekstualne i brojčane podatke).
Podaci u aplikacijskom modelu mogu biti organizovani kao:
· jednostavni niz podataka o koordinatama tačaka,
· povezane liste koje predstavljaju umrežene strukture podataka,
· relacijske baze podataka.
3.1.2. Aplikacijski program
Aplikacijski program pretvara opis dela modela koji treba prikazati u pozive procedura ili
naredbi grafičkog sistema koji se koristi za stvaranje slikovnog prikaza u dva koraka:
1. pretraživanje aplikacijske baze podataka i izlučivanje podataka potrebnih za
prikaz odabranog dela modela,
2. pretvaranja podataka u format prikladan za ulaz u grafički sistem.
U slučaju da aplikacijski model sadrži geometrijske primitivne oblike koji nisu podržani u
grafičkom sistemu aplikacijski program ih mora svesti na one koje grafički sistem
podržava.
3.1.3. Grafički sistem
Grafički sistem posreduje između aplikacijskog programa i prikaznog uređaja.
Zadaci grafičkog sistema su:
· izlazna transformacija (transformiše objekt u aplikacijskom modelu u
slikovni prikaz modela);
· ulazna transformacija (transformiše korisničko delovanje u ulaznu
informaciju za aplikacijski program na temelju kojih aplikacijski program
deluje na promenu modela i/ili slike).
5
Osnovni zadatak dizajnera interaktivnog grafičkog aplikacijskog programa je specifikacija
podataka i objekata koje treba grafički prikazati i načina odvijanja interakcije između
korisnika i aplikacijskog programa s ciljem kreiranja i modifikovanja modela i njegove
vizije.
6
Grafički sistem sastoji se od skupa izlaznih podprograma koji odgovaraju različitim
primitivnim oblicima, atributima i drugim elementima. Ovi podprogrami čine biblioteku
grafičkih podprograma ili grafički paket i mogu se pozivati iz programskih jezika višeg
nivoa (C, Pascal, LISP). Podprogrami pokreću prikazne uređaje i na taj način generišu
slikovni prikaz geometrijskih primitivnih oblika i atributa specificiranih aplikacijskim
programom. Pri tome se koriste logički prikazni uređaji koji razdvajaju razinu aplikacijskog
programa od hardverskog nivoa i nivoa upravljačkih programa pojedinih uređaja.
3.2. Upravljanje interakcijom
Logički ulazni uređaji omogućavaju grafičkom programeru da stvarne ulazne uređaje (miš,
palica, digitalizator...) tretira kao lokacijski logički uređaj koji generiše koordinate lokacije
na ekranu.
Aplikacijski program može od grafičkog sistema zatražiti:
· periodično merenje ulaznih uređaja,
· čekanje u određenom stanju na pokretački događaj.
4. INTERAKCIJA IZME ĐU ČOVEKA I RAČUNARA
Usko grlo u poboljšavanju iskoristivosti interaktivnih sistema nije izvođenje zadanog
zadatka, nego komunikacija između korisnika i računara. Potrebni su brži i prirodniji načini
izmene informacija između korisnika i računara. Sa strane korisnika, interaktivna
tehnologija računara ograničena je ljudskim organima za komunikaciju; sa strane
računara, ograničenje su samo ulazno-izlazni uređaji koje ljudi mogu izmisliti i napraviti.
Komunikacija između korisnika i računara može se posmatrati kao dva moćna
informacijska procesora (računarski i ljudski) koji pokušavaju međusobno da komuniciraju
preko vrlo uske veze (Tufte, 1989). Istraživanja na ovom području pokušavaju da što bolje
iskoriste vezu i razvojem bržih, jačih i paralelnijih sistema s ciljem uklanjanja uskog grla.
Smisao stvaranja interakcije između čoveka i računara je dobijanje sistema koji
su upotrebljivi, sigurni, produktivni, efektivni i funkcionalni. Poslovna strana interakcije
između čoveka i računara je prekopotrebna, ne zbog toga što donosi velike profite već
zbog toga što kad je nema često rezultira fatalnim greškama.
Sada je snažna konkurencija između Internet prodavnica, dok je jedan od najjačih
faktora razlikovanja između njih jednostavnost njihove upotrebe. Uopšteno, svako
područje interakcije između čoveka i računara, i svaka od disciplina koje čine to područje
imaju svoju sopstvenu svrhu u proučavanju interakcije između čoveka i računara.
4.1. Tehnike interaktivnost i
Stereoskopski sistemi sa razdvojenim zracima
(engl. Stereoscopic systems with beam splitters) - To je
stara i često korišćena tehnika koja koristi polupropusna
ogledala za kombinaciju dve ili više stereo slika za pogled
ruke u virtuelnom 3D radnom prostoru. U tim sistemima
stereo slika ne može sakriti stvarni svet niti stvarni svet
može prekriti sliku. Rezultat je fantomska slika u kojoj
simulirani i stvarni objekti ponekad izgledaju prozirno. U
7
Ilustracija 2 LCD naočari
takvoj konfiguraciji volumeni simuliranih i stvarnih objekata mogu slobodno prodirati jedni
u druge.
Ilustracija 3. Fantomska slika
8
Kada su stereoskopski video ili računarske grafike korišćene u prikazivanju, objekti
mogu biti realistično renderirani i prikazani u visokoj rezoluciji. Tako generisane
3D scene mogu imati u sebi slikovne oznake dubine i mogu biti renderirane sa uverljivim
senčenjem, teksturama i refleksijama. Kako je ljudska stereo osetljivost na toj udaljenosti
reda 1mm ti prikazi još ne mogu omogućiti adekvatni prikaz dubine. Ovi sistemi takođe
fiksiraju dubinu scene, za vreme renderiranja ili hvatanja scene, često bez uzimanja u
obzir prikladne dubine fokusa za posmatračeve oči. Rezultirajuća stereo slika često
ima abnormalno veliku dubinu čemu se može pripisati ometajuća priroda nespojivih
slika u stereo prikazima.
Ako se koristi praćenje pomaka glave da bi se omogućilo pomicanje pogleda može
pri tome doći do trzanja scene zbog naglih pomaka glave. Zato su potrebni dodatni
uređaji za gledanje (npr. LCD naočare) da bi se razdvojile stereo slike za levo i desno oko
te tako omogućilo praćenje pogleda glave. Iako te naočare nisu posebno neudobne, za
autostereoskopsko gledanje se u pravilu ne propisuje uvek, već se preferira za
posmatrače koji već nose naočare.
Ilustracija 4. Skeniranje 3Dprostora sa snopovima svetla
Volumetrijski prikaz (engl. Volumetric display) - Volumetrijski prikazi funkcionišu
na principu skeniranja 3D prostora sa snopovima svetla. U tim prikazima čvrsti objekti su
aproksimirani prostornim rasporedom delova slika ili su sa mnogo tačaka svetla prostorno
raspoređenih tako da prikazuju strukturu objekta. Postoji nekoliko tipova
volumetrijskih prikaza:
•Prikaz nakupljajućih delova slika koje su poput ogledala sa promenljivim fokusom,
•Prikaz rotirajućih površina (npr. Omniview sistem Texas Instruments),
•Sistemi koji emituju fotone iz samog displeja.
Ovi displeji imaju nekih prednosti - nema nepodudarnosti između akomodacije i
konvergencije jer sve tačke objekata imaju stvarne prostorne udaljenosti na koje oko
može slobodno konvergirati i fokusirati se. Zato ovi prikazi obično imaju široko vidno
polje. Pošto su prekrivanja skoro uvijek najsnažnije oznake dubine scene slike se čine
nestvarne i privid trodimenzionalnosti je ozbiljno narušen. U korišćenju vizuelno
manuelnih aplikacija ovi prikazi su vrlo neprikladni jer većina njih ne može fizički uklopiti
ruku u svoj prostor prikaza. . Gledalac može da vidi slike pod različitim uslovima rasvete i
bez ikakvih optičkih pomagala.
9
Ilustracija 5. Sistemi za ponovno prikazivanje slike
Sistemi za ponovno prikazivanje slike (engl. Reimaging display devices) -koriste optičke
sisteme da kombinuju i uslovljavaju slike i sprovedu ih u gledaočev prostor. Primer su
Dimensional Media - High Definition Volumetric Display i Sega – Time Traveler (arkadna
igra). Ti sistemi šalju posmatraču slike realnih 3D modela i 2D računarske grafike. Ova
klasa sistema upotrebljava optičke komponente poput paraboličnih ogledala, sočiva i
razdvajajuće zrake da bi ponovno prikazala već postojeće 3D objekte ili 2D prikaze. Takva
interakcija koja bi modifikovala stvarni oblik prikazanih modela nije moguća. Neki od tih
sistema poput DMA HoloGlobe su u stanju da prikažu velike slobodne slike sa širokim
pogledom. Gledalac može da vidi slike pod različitim uslovima rasvete i bez ikakvih
optičkih pomagala.
Prilagođavanje i konvergencija verojatno se ponašaju isto kao za vreme normalnog
gledanja. Pošto ti sistemi ponovno prikazuju stvarne 3D objekte rezultujući prikaz može
biti vrlo uverljiv. Ipak u korišćenju vizuelno manuelnog sistema moguće je da ruka
doslovno prekrije projekciju slike. Ako se to dogodi privid dubine može biti ozbiljno
ugrožen.
Holografski prikaz - Ovaj pristup takođe ima problema sa korišćenjem vizuelno
manuelnog sistema, jer ako se ruka korisnika nađe između tačaka objekta (pokraj
korisnikovih očiju) i ravni holograma koja je nešto dalje, rekonstrukcija slike je blokirana i
korisnik ima privid kao da drži bliži objekt. Ovaj konflikt se javlja samo pri posebnom
položaju ruke i objekta. Uprkos toj mani, holografski prikaz se vrlo aktivno razvija.
Holografski stereogram je diskretizovani hologram koji projektuje seriju 2D perspektivnih
slika scene u zonu prikaza. Time je korisniku omogućeno autostereoskopsko gledanje
scene, i promene horizonta scene u sinhronizaciji sa pokretima glave gledaoca.
Hologramski stereogrami nude fleksibilnost sadržaja što je prednost u odnosu na
sisteme za ponovno prikazivanje slike. 2D slike mogu biti realistički realizovane uz pomoć
10
računarske grafike ili uhvaćene kamerom za skeniranje i računarski predistorzirane po
potrebi. Dakle hologramski stereogrami mogu biti isprepleteni sa oznakama dubine uz
dodatak stereo prikaza pogleda. U principu oni dozvoljavaju osobi da pogled slobodno
prilagođavaju bilo kojoj dubini slike. Kada se računarska
11
grafika ili druga digitalizovana komponenta slike koristi za generisanje prikaza, onda su
holografski stereogrami podložni istim problemima dubinske kvantizacije kao i bilo koji
sistem koji koristi pikselizirani prikaz. Sa tehnološkog aspekta holografski stereogrami
postaju sve brži i jeftiniji. Laka dostupnost novih materijala za snimanje i usavršenija
tehnika za procesiranje, popravili su produktivnost difrakcije i odnos signal-šum dajući
svetlije i čistije slike. Novi formati prikazivanja sadrže svoj vlastiti izvor svetla te postaju
kompaktniji i portabilniji. Zadnjih godina istraživanje na elektronskoj holografiji proizvelo
je sisteme koji daju pokretne hologramske slike u boji
4.2. Ljudski faktori u hapt i čkim interfejsima
Haptika se bavi proučavanjem kako spojiti ljudski osećaj dodira sa računarski
generisanim svetom. Trenutno je najveći problem sa virtuelnom realnošću (stvarnošću)
nedostatak osećaja dodira. Tako na primer ako korisnik pokuša dohvatiti virtuelnu čašu ne
postoji ne-vizuelni način koji korisniku omogućuje da virtuelnu čašu poveže sa virtuelnom
korisnikovom rukom. Takođe, ne postoji mehanizam koji zadržava korisnikovu virtuelnu
ruku od prolaženja kroz virtuelnu čašu. Haptika pokušava da reši ove probleme i samo
proučavanje može se podeliti na dva polja:
• Istraživanje povratnih sila (eng.
force (kinesthetic) feedback) - područje
u haptici koje radi sa uređajima koji
omogućuju ljudima osećaj dodira
interakcijom sa mišićima što daju
ljudima osećaj primene sile. Takvi uređaji
su uglavnom robotski manipulatori koji
odgurnu korisnika silom što odgovara sili
u virtuelnom okruženju u kom se
korisnik nalazi
12
Ilustracija 6. Istraživanje povratnih sila i kinetičkog osećaja
• Istraživanje taktilnih povratnih sila (eng. tactile feedback) - bavi se uređajima
koji omogućuju korisniku osećaj topline, pritiska i teksture interakcijom sa krajevima
živaca u ljudskoj koži što prenose te podražaje. Ovakvi uređaji uglavnom se koriste radi
utvrđivanja da li je korisnik u kontaktu sa virtuelnim objektom i osim toga i radi samog
simuliranja površine virtuelnog objekta.
Ivan Sutherland, osnivač virtuelne stvarnosti, zastupa stav da je “ljudski
kinestetički osećaj samo jedan nezavisni kanal prema mozgu čije informacije se
prikupljaju nesvesno.” Ova i slične izjave vodile su naučnike u daljnjem istraživanju
haptičkih interfejsa. Dodavanjem nezavisnog ulaznog kanala količina informacije
koju mozak obrađuje se povećava. To povećanje smanjuje grešku i vreme potrebno za
završavanje zadatka, osim toga smanjuje potrošnju energije i jačinu kontaktnih sila
korišćenih u situacijama kada korisnik pom iče virtuelne objekte.
Ljudi koriste ruke u istraživanju vrlo slabo osvetljene okoline. Tako na primer ronioci
u mutnoj vodi koriste ruke kao zamenu za oči sa relativno malim gubitkom u
performansama. Ljudi dobro uspevaju da indentifikuju 3D objekte, ali ne
uspevaju dobro da indentifikuju 2D objekte.
Haptički prikazi sami za sebe su gotovo beskorisni, ali kad se koriste u sprezi sa
vizuelnim prikazom, postaju puno korisniji nego stereoskopski prikazi ili prikazi sa više
tačaka gledišta. Rađeni su razni eksperimenti koji pokazuju da haptički interfejsi utiču na
brzinu kojom korisnik uči od sistema.
4.3. Anatomija i psihologija
Da bi se dizajnirao dobar haptički interfejs za ljude moraju se uzeti u obzir anatomija i
psihologija ljudskog tela. Pri povratnoj vezi proporcije i snaga prosečnih udova moraju se
uzeti u obzir. Treba paziti na svojstva ruke pri dizajniranju haptičkih interfejsa jer
se ruke najčešće koriste u haptičkim interfejsima. Interfejs koji koristi taktilnu
povratnu vezu mora pratiti više osobina ljudskog osećaja dodira. Površina prstiju je jedno
od najosetljivijih delova površine kože jer na vrhu prsta ima oko 135 senzora po
kvadratnom centimetru. Takođe, prsti za osećanje teksture su oseljivi na vibracije do
10000 HZ, najosetljiviji su na vibracije od 230 Hz. Prsti ne mogu razlikovati dva signala
sile kojima je frekvencija iznad 320 Hz, tada to prsti osećaju samo kao vibracije. Sile na
pojedinačne prste trebaju da budu između 30 i 50 N. Za prosečnog korisnika kažiprst
može izdržati silu od 7 N, srednji prst 6 N, prstenjak 4.5 N, a da korisnik ne oseti umor.
Ljudi vešto određuju da li je sila stvarna ili simulirana. U eksperimentu koji je
sproveden, koristio se specijalni uređaj da bi se otkrilo kako ljudi reaguju kada osete da
im objekt koga drže počinje da klizi. Uređaj se sastoji od solenoida pričvršćenog za
metalnu ploču kojoj je bilo omogućeno da klizi kada se solenoid isključi. Nijedan od
subjekata nije poverovao da je objekt stvarno proklizao. Svi su primetili da se nešto
neobično događa sa objektom, ali niko nije rekao da mu se činilo da je objekt proklizao.
Istraživanja su pokazala da postoji snažna veza između osećaja koji detektuje
ljudska ruka kod objekta koji klizi i pokreta kroz koje je ruka prolazila da bi stekla dotično
znanje, kao na primer pri držanju eksperimentalne aparature. Ljudski haptički sistem
sastoji se od dva podsistema, motoričkog i senzornog. Postoji snažna veza između
13
ta dva sistema, za razliku od vidnog sistema gde nije bitno koji su oseti detektovani već je
bitno kako smo stekli te osete.
Ljudi koriste dve različite vrste haptičkog istraživanja, aktivno i pasivno. Aktivno je
istraživanje kada korisnik upravlja svojim pokretima. Pasivno je haptičko istraživanje
kada ruku ili prst korisnika navodi druga osoba. Kada korisnik upravlja svojim pokretima
često greši. U slučaju 2D istraživanja najčešća je greška da odluta sa konture i da korisnik
mora da uloži dosta truda da bi ostao na konturi. Ipak kada su objekti navođeni, potpuni
fokus korisnika može biti posvećan identifikaciji reprezentovanog objekta.
Mnoge osobine mogu biti daleko lakše identifikovane pasivnim haptičkim
istraživanjem. Eksperimenti koji upoređuju preciznost aktivnih i pasivnih haptičkih
simulacija pokazuju da pasivni haptički interfejsi mnogo preciznije identifikuju opšte
osobine predmeta. Neke studije pokazuju da aktivni posmatrač stvara više ometajućih
grešaka i može imati problema kod razlikovanja između pogrešnih i ispravnih putanja
istraživanja.
Ilustracija 7. Ljudi koriste dve različite vrste haptičkog istraživanja, aktivno i pasivno
Kada smo suočeni sa višedimenzionalnim zadatkom kao što je na primer podizanje
objekta u 3D prostoru, studije su pokazale da korisnici najčešće dekomponuju probleme u
serije 1D ili 2D problema. Korisnici bi pomicali po XY ravni pre nego što bi ih pomakli u
finalni položaj pomičući ih po Z osi. Ova dimenzionalna dekompozicija mogla bi biti
posledica dotičnog eksperimenta ili bi mogla biti saznanje kako ljudi razmišljaju o
multidimenzionalnim problemima.
Još jedan važan faktor u sistemima virtuelne stvarnosti je situacija kada su
vizuelna i haptička indicija u kontradikciji. Vizuelna indicija najčešće nadjača
haptičku. Ova činjenica omogućava da se reši problem krutog zida, koji sledi. Vrlo je teško
stvoriti uređaj koji će tačno simulirati susretanje virtuelnog objekta sa tvrdim nepomičnim
objektom. Ako je korisniku prezentirana vizuelna indicija da će virtuelni delatnik dotaknuti
tvrdu podlogu, iako haptički interfejs ne daje osećaj tvrde podloge već linearnu
aproksimaciju Hookovog zakona, korisnik će pomisliti da je zid tvrd.
14
4.4. Sigurnosni problem i
U pokušajima predstavljanja fizičkih sila robotski sistemi koji su mnogo snažniji nego
zglobovi prstiju moraju biti dizajnirani tako da se uzme u obzir savitljivost pojačana
snaga i fleksibilnost ljudskih zglobova. Ako se razmatra interfejs za prosečnog korisnika
treba uzeti u obzir da veličina ruke utiče na domet prstiju i domet savitljivosti. Ruka koja
je veća od ruke prosečnog korisnika neće moći saviti svoj prst kao što je dizajnirano te bi
je interfejs mogao povrediti. Takođe, korisnik mora biti jači od sistema. To je iz razloga što
korisnik mora da oseti kao da on upravlja i da ga uređaj ne može porediti ako se
sistem pokvari.
5. ZAKLJUČAK
Računarska grafika se bavi i interakcijom sa korisnikom. Korisnik saopštava zahtev preko
ulaznih uređaja kao što su miš, tablet i, sve ređe, tastatura.
Tehnologija interaktivne grafike uglavnom obuhvata hardver i softver za korisničku
kontrolu:
–dinamike kretanja
–dinamike ažuriranja
Interakcija za postizanje dinamike kretanja ima dve konvencije:
–posmatrač (virtuelna kamera) nepomičan, a objekti mogu biti pomerani u odnosu na
njega
–objekti nepomični, a pokretni posmatrač (virtuelna kamera) se može:
• kretati oko njih (operacija -rotacija),
• pomerati u ravni da selektuje deo koji se vidi (operacija -translacija, efekat
pan, scroll),
• primicati i odmicati (operacija -skaliranje, efekat zoom),
• konvencije se mogu i kombinovati -kreću se i objekti i posmatrač.
Interakcija za postizanje dinamike ažuriranja se odnosi na promenu geometrijskog oblika,
teksture, boje, transparencije ili drugih vidljivih osobina .
Interaktivna grafika značajno proširuje naše mogućnosti da:
• razumemo podatke i procese,
• pratimo trendove ,
• vizualizujemo realne ili imaginarne objekte,
• kreiramo virtuelne svetove koje možemo istraživati iz proizvoljne tačke gledanja.
Čineći komunikaciju korisnika sa računarom prirodnijom i efikasnijom, grafika
omogućava:
• veću produktivnost i nižu cenu analize i projektovanja,
• bolji kvalitet i preciznije rezultate ili proizvode,
• veće zadovoljstvo korisnika računara.
15
Interakcija - ili međusobna komunikacija, ona između pojedinca i grupe međusobno - je
nešto s čime se susrećemo svakodnevno. I bez obzira gde se dešava - na obuci,
školovanju i testiranju kadrova, na seminaru, konferenciji ili workshopu, u obrazovanju, na
prezentaciji ili trainingu, na team buildingu.... - ciljevi su uvijek isti: uspešan i efikasan
prenos informacija, kvalitetna međusobna komunikacija, i na kraju, analiza prikupljenih
podataka u bilo kom smislu. Tradicionalnim metodama uspešnost i efikasnost ovakvih
procesa nekad i nije onakva kakvu bismo željeli.
Danas više nije teško postavljati nivo mnogo više. Interakcija nudi modernu tehnologiju,
razvijenu upravo za poboljšanje komunikacije u svakom njenom segmentu, koristeći
savremene tehnologije.
Jer, štagod neko rekao, ključ je, ipak, u interakciji.
16
SADRŽAJ
1.UVOD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
LITERATURA
1. http://www.cet.co.yu/CETcitaliste/
2. http://www.lecad.unze.ba
3. http://www.mzos.hr
4. http://content.karger.com/
5. http://content.karger.com/ProdukteDB/produkte.asp?Aktion=ShowPDF&ArtikelNr=
100681&Ausgabe=232431&ProduktNr=224132&filename=100681.
6. www.element.hr/pdf/unutra/unutra-13603.pdf
17
No comments:
Post a Comment