{"id":421,"date":"2002-02-22T23:12:44","date_gmt":"2002-02-22T21:12:44","guid":{"rendered":"http:\/\/www.jan-bosschaart.de\/wordpress\/?p=421"},"modified":"2008-07-10T23:56:27","modified_gmt":"2008-07-10T21:56:27","slug":"schau-mir-in-die-augen-rechner","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.bosschaart.de\/blog\/?p=421","title":{"rendered":"Schau mir in die Augen, Rechner"},"content":{"rendered":"<p>Es hat schon etwas Magisches: Vor meinen Augen schwebt die Erde im leeren Raum. Sie beschreibt eine perfekte Kreisbahn, dicht gefolgt von einer Hupe. Mein Blick verweilt einen Moment auf der Hupe, sie kommt daraufhin meinem Auge ein St\u00fcck entgegen. Vorsichtig versuche ich, mit dem Finger darauf zu tippen. Es tr\u00f6tet, dann verwandelt sich die Hupe in eine Klaviatur. \u00bbProbieren sie\u2019s ruhig!\u00ab ermuntert mich Siegmund Pastoor. Na gut. \u00bbF\u00fcr Elise\u00ab erklingt \u2013 etwas holprig \u2013 aus den Computerboxen. Mein Klavierlehrer w\u00fcrde jetzt strafend schauen.<\/p>\n<p>Der allerdings war auch noch nie in der Verlegenheit, auf einem nichtexistenten Klavier zu spielen. Von der Seite muss das recht albern aussehen: Da sitzt jemand in einem Labor des Heinrich-Hertz-Instituts f\u00fcr Nachrichtentechnik in Berlin vor einem Flachbildschirm und spielt mit seinen Fingern in der Luft Beethoven. Dr. Siegmund Pastoor, Projektleiter von \u00bbmUltimo 3D\u00ab, kennt den faszinierten Gesichtsausdruck seiner Besucher bereits. \u00bbVor allem bei M\u00e4nnern schl\u00e4gt der Spieltrieb voll durch\u00ab, erkl\u00e4rt er mit einem L\u00e4cheln.<\/p>\n<p>\u00bbmUltimo\u00ab ist ein Kunstwort. Es steht f\u00fcr Multimodalit\u00e4t, also einen Computer, der sich auf verschiedene Arten \u2013 Modalit\u00e4ten \u2013 bedienen l\u00e4sst. Mindestens drei dieser \u00bbModalit\u00e4ten\u00ab sind eigene Entwicklungen: Blickverfolgung, Kopfbeobachtung und Handsteuerung, oder im besten Computerdeutsch: gaze-, head- und handtracking. Das \u00bbUltimo\u00ab ist auch nicht ganz zuf\u00e4llig im Projekttitel versteckt, versuchen die Berliner Forscher doch, ganz bescheiden, ein perfekt und intuitiv bedienbares Ger\u00e4t zu entwickeln.<\/p>\n<p>Das Herzst\u00fcck aber sind die dreidimensionalen Bilder. Hier griffen die Ingenieure teilweise auf bestehende Technik zur\u00fcck, etwa den Linsenraster. \u00bbDer funktioniert wie die gute alte Wackelkarte\u00ab, erl\u00e4utert der Projektleiter. Etwa eintausend senkrecht angeordnete Linsenst\u00e4be \u00fcber dem Monitor sorgen daf\u00fcr, dass jedes Auge ein leicht verschobenes Bild erh\u00e4lt. Das Gehirn verbindet beide zu einem dreidimensionalen Objekt. Damit es das kann, sind der richtige Blickwinkel und der korrekte Abstand zum Monitor wichtig. Hier setzten Dr. Pastoor und sein Team an: Eine kleine, im Bildschirm integrierte Kamera verfolgt jede Kopfbewegung des Nutzers. Dreht er sich nach links, folgt ihm Monitor, senkt er den Kopf \u2013 etwa um zu nicken \u2013 dann nickt der motorbewegte Bildschirm ebenfalls.<\/p>\n<p>Klavierspielen ist \u00f6de. Mit einem Fingerschnipps gegen die Tasten verschwindet das Instrument in den Tiefen des Raums. Die Erde war doch faszinierender. Das merkt der Computer an meinem Blick und bringt sie ein St\u00fcck nach vorn. \u00bbHat ihn!\u00ab rief Software-Entwickler Oliver Stachel, als ich vorhin vor dem Monitor Platz nahm. Soll hei\u00dfen: Das Betriebssystem hat meine Augen erkannt. Was f\u00fcr den Menschen eine Kleinigkeit ist, verlangt dem Computer einiges ab: Ein Gesicht als solches zu identifizieren und schlie\u00dflich die Augen zu finden. \u00bbIm Zweifelsfall hilft kr\u00e4ftiges Zwinkern\u00ab, erkl\u00e4rt er. \u00bbAm Anfang konnte das Programm kaum zwischen einem Gesicht und einer Melone unterscheiden\u00ab, sagt Oliver Stachel trocken. Mittlerweile erkennt die Software Augen sogar unter verschiedenen Lichtbedingungen. Auch schnelle Kopfbewegungen bringen den Rechner nicht mehr aus dem Takt. Und hat er seinen Nutzer doch mal aus den Augen verloren, so findet er ihn in Sekundenbruchteilen wieder.<\/p>\n<p>Dem System entgeht nichts. Wohin ich blicke, da passiert etwas. Suche ich Europa, so dreht sich der Globus vor mir freundlicherweise in die richtige Position. Vier Infrarotleuchten im Monitorgeh\u00e4use projizieren harmlose Punkte auf mein Auge. Anhand der Position der Pupille zu den Punkten wei\u00df das Programm jederzeit, welchem Objekt auf dem Schirm meine Aufmerksamkeit gilt. Und es reagiert darauf, mit erstaunlicher Pr\u00e4zision: H\u00f6chstens um ein Grad weicht der vom Computer berechnete Blickpunkt vom tats\u00e4chlichen ab \u2013 f\u00fcr fast alle Anwendungsbereiche eine vernachl\u00e4ssigenswerte Ungenauigkeit.<\/p>\n<p>Auf die andere Seite des Globus\u2019 gelange ich nicht allein mit Blicken \u2013 die Hand muss erneut helfen. Ein leichter Fingertipp bringt die Erde zum Drehen, ein erneuter h\u00e4lt sie an der richtigen Stelle an. Ich bin beeindruckt, Siegmund Pastoor ist stolz: \u00bbDie Fingerverfolgung war eine der h\u00e4rtesten N\u00fcsse, die wir knacken mussten.\u00ab Das Prinzip ist der Blickverfolgung \u00e4hnlich, aber wesentlich komplexer. \u00bbDie Pupille ist f\u00fcr den Rechner nur eine Scheibe, die sich auf wenigen Zentimetern bewegt\u00ab, so Pastoor. Die Hand aber ist stets dreidimensional und durch ihre Drehbarkeit und vielen Fingerstellungen unglaublich vielgestaltig. Harte Arbeit also f\u00fcr die Software-Ingenieure des elfk\u00f6pfigen Teams.<\/p>\n<p>Zwei Infrarotkameras \u2013 technisches Gegenst\u00fcck des menschlichen Augenpaars \u2013 im oberen Teil der Tastatur ermitteln die Position der Hand im Raum. Das Betriebssystem muss nun aus den zwei Bildern die Gesten lesen. F\u00fcr grobe Merkmale \u2013 ge\u00f6ffnete oder geschlossene Hand, Richtung der Finger \u2013 funktioniert das bereits. Es gen\u00fcgt, um Objekte zu aktivieren, sie zu verschieben oder ihre Gr\u00f6\u00dfe zu  \u00e4ndern. Es gen\u00fcgt auch, unbeholfen Beethoven zu spielen oder den Globus anzuhalten. Einen virtuellen Knoten binden kann man damit aber noch nicht.<\/p>\n<p>Das ist ein kleiner Nachteil der Ber\u00fchungslosigkeit des Systems. Daf\u00fcr muss sich niemand mehr unter Datenhelme oder in Datenhandschuhe zw\u00e4ngen. Virtuelle Realit\u00e4t findet im Heinrich-Hertz-Institut ohne Schwei\u00dfperlen oder aufw\u00e4ndige Anpassungen an den K\u00f6rper des Nutzers statt. Andererseits erzeugen die vier Kameras mit je 25 Bildern pro Sekunde auch einen gewaltigen Datenstrom, der m\u00f6glichst verz\u00f6gerungsfrei ausgewertet werden soll. Eigens daf\u00fcr verrichtet im Technikraum ein Supercomputer seinen Dienst: Die Graphikstation Onyx 2 von Silicon Graphics ist mit rund 13 Millionen berechneter Fl\u00e4chen (Polygone) pro Sekunde der Wunschtraum jedes Computerfreaks.<\/p>\n<p>Hei\u00dft das, der mUltimo 3D wird auf absehbare Zeit nur in den Studios professioneller Architekten und Konstrukteure zu finden sein? \u00bbKeineswegs! Einzelne Elemente wie die Kopf- und Augensteuerung lassen sich problemlos an heutigen PCs einsetzen\u00ab, wei\u00df Siegmund Pastoor. Und da die Computer j\u00e4hrlich um ein Vielfaches schneller werden, k\u00f6nnte schon in wenigen Jahren auf den meisten  Schreibtischen ein 3D-System Marke mUltimo stehen.<\/p>\n<p>Bis dahin w\u00e4ren aber noch einige H\u00fcrden zu \u00fcberwinden. Das Betriebssysteme m\u00fcsste dreidimensional ausgerichtet werden, ein finanzkr\u00e4ftiger Hersteller in die Serienproduktion einsteigen. \u00bbWegen der Krise in der New Economy sind die gro\u00dfen Firmen derzeit vorsichtig mit neuen Projekten\u00ab, musste Siegmund Pastoor erfahren. Also ergriff er selbst die Initiative und beteiligte sich an einer Ausgr\u00fcndung namens \u00bbPerspectiveTechnologies\u00ab. \u00bbAllerdings wird das langsam ganz sch\u00f6n viel\u00ab, st\u00f6hnt der  rojektleiter. Koordination, Entwicklung und dann noch Vermarktung machen ihm zu schaffen. Schwer zu glauben bei einem Mann, der daf\u00fcr sorgt, dass man im leeren Raum Klavier spielen und die Welt mit einem Fingerschnipps zum Stehen bringen kann. <\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Es hat schon etwas Magisches: Vor meinen Augen schwebt die Erde im leeren Raum. Sie beschreibt eine perfekte Kreisbahn, dicht gefolgt von einer Hupe. Mein Blick verweilt einen Moment auf der Hupe, sie kommt daraufhin meinem Auge ein St\u00fcck entgegen. Vorsichtig versuche ich, mit dem Finger darauf zu tippen. 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