Systemaufbau

Die Grundlage der CDP bildet ein eigens entwickelter Multitouch-Tisch. Gemeinsam mit dem Lehrstuhl für Industrial Design wurden Ergonomie und Arbeitsweisen untersucht und in die Gestaltung des Tisches einbezogen.

Eine Besonderheit dieser greifbaren Benutzungsschnittstelle (Tangible User Interface, TUI) ist die automatische Erfassung dreidimensionaler Objekte. Dadurch werden digitale Werkzeuge unmittelbar mit vertrauten architektonischen Arbeitsweisen verbunden: Ein physisches Arbeitsmodell interagiert in Echtzeit mit entwurfsunterstützenden Simulationen und Analysen.

Anders als bei typischen Tangible User Interfaces dienen die Objekte nicht nur der Steuerung, bei der ihre Geometrie häufig vernachlässigt werden kann; ein Beispiel dafür ist Urp (Underkoffler und Ishii 1999). Durch die markerlose direkte Verbindung zwischen physischer und digitaler Welt werden analoge Objekte nicht nur zweidimensional, sondern als vollständige Volumen in die Simulation einbezogen. Sie werden so selbst zu Bestandteilen des digitalen Entwurfsszenarios.

Ein Arbeitsmodell aus festem Styrodurschaum wird automatisch dreidimensional erfasst und in ein digitales Stadtmodell übernommen. Die semantischen Stadtmodelldaten liegen in einer Oracle-Datenbank im CityGML-Format. Auf dieser Grundlage lassen sich Analysen und Simulationen berechnen und darstellen. Änderungen der Form, etwa durch Schneiden und Modellieren, und Änderungen der Position werden unmittelbar in die digitale Szene übernommen. Die Simulation passt sich in Echtzeit an.

Der interaktive Tisch (158 × 96 cm) besitzt eine matte Projektionsfläche (A), auf die von unten ein Bild projiziert wird. Das hochauflösende Projektionsbild mit 1920 × 1080 Pixeln (B) wird über einen Spiegel (C) umgelenkt. Infrarotstrahler (D) beleuchten die Fläche zusätzlich. Eine Infrarotkamera (E) erfasst die Unterseite der Projektionsfläche über den Spiegel (C). Ihr Bild zeigt Objekte und Berührungen der Oberfläche. Ein Computer (F) verarbeitet die Kameradaten und erzeugt das Bild für den Projektor (B). Die automatische 3D-Objekterfassung nutzt die Infrarotkamera (E) in Kombination mit einer Microsoft-Kinect-Kamera (I).

Ein zweiter Projektor (G) auf eine Leinwand (H) stellt zusätzliche Informationen für den Entwurfsprozess dar, beispielsweise Perspektiven oder Funktionsdiagramme. Echte dreidimensionale Darstellungen vermitteln außerdem die räumlichen Eigenschaften eines Entwurfs.

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