Katseenseuranta virtuaaliympäristöön: Prototyypin kehitys ja arviointi
Reunamo, Joonas Olavi (2012)
2012
Master's Degree Programme in Information Technology
Tieto- ja sähkötekniikan tiedekunta - Faculty of Computing and Electrical Engineering
Automaatio-, kone- ja materiaalitekniikan tiedekunta - Faculty of Automation, Mechanical and Materials Engineering
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2012-01-11
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201202141026
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201202141026
Tiivistelmä
Tämän diplomityön tarkoituksena oli kehittää prototyyppi virtuaaliympäristössä käytettävästä katseenseurantajärjestelmästä Tampereen teknillisen yliopiston Konstruktiotekniikan laitoksen CAVE-virtuaaliympäristöön ja testata sen toimivuus. Vastaavanlaisia ratkaisuja on toteutettu aiemmin, mutta ne eivät ole helposti saatavilla saati sovitettavissa laboratorion laitteisto- ja ohjelmistoympäristöön ja kaupalliset järjestelmät ovat kalliita. Ehdotus järjestelmän kehittämisestä tuli Sandvik Mining and Construction Oy:lta. Valmiin prototyypin oli tarkoitus olla esiteltävissä yritysvieraille.
Laitteistoratkaisuna oli videokameran ja valaistuksen infrapunaledien kiinnittäminen virtuaaliympäristössä käytettäviin 3D-laseihin ja videon kaappaaminen USB-videokaapparilla. Ohjelmisto toteutettiin käyttäen apuna työpöytäkäyttöön tarkoitettua katseenseurantaohjelmaa nimeltä Gaze Tracker. Toteutettu ohjelma laski silmän paikan ja katseen orientaation virtuaaliympäristössä pään paikan ja orientaation sekä Gaze Trackerin tarjoaman 2D-tason pikselikoordinaattien avulla.
Järjestelmää testattiin kehitystyön aikana manuaalisesti ja ohjelmallisesti. Järjestelmän integraatiotestaus toteutettiin CAVE-virtuaaliympäristön henkilökunnan avustuksella. Lopuksi suoritettiin käyttäjätestauksen pilotti ja varsinainen käyttäjätestaus yhteensä kuudella käyttäjällä järjestelmän toimivuuden osoittamiseksi ja suurimpien jatkokehitystarpeiden tunnistamiseksi.
Tutkimuksen tuloksena järjestelmä todettiin toimivaksi. Katseenseurannan tarkkuus oli esittelytarkoitukseen riittävä ja latenssi hyvä. Järjestelmän vaste oli lähes reaaliaikainen. Myös järjestelmän merkittävimmät ongelmat tunnistettiin, joista tärkein oli ohjelmiston hankala käytettävyys järjestelmää käyttävän henkilökunnan kannalta. Ohjelmiston käyttö vaati liikaa manuaalista työtä. Laitteiston osalta kävi ilmi, että kameran asemointi ja infrapunaledien sijoittelu eivät olleet parhaat mahdolliset. /Kir12
Laitteistoratkaisuna oli videokameran ja valaistuksen infrapunaledien kiinnittäminen virtuaaliympäristössä käytettäviin 3D-laseihin ja videon kaappaaminen USB-videokaapparilla. Ohjelmisto toteutettiin käyttäen apuna työpöytäkäyttöön tarkoitettua katseenseurantaohjelmaa nimeltä Gaze Tracker. Toteutettu ohjelma laski silmän paikan ja katseen orientaation virtuaaliympäristössä pään paikan ja orientaation sekä Gaze Trackerin tarjoaman 2D-tason pikselikoordinaattien avulla.
Järjestelmää testattiin kehitystyön aikana manuaalisesti ja ohjelmallisesti. Järjestelmän integraatiotestaus toteutettiin CAVE-virtuaaliympäristön henkilökunnan avustuksella. Lopuksi suoritettiin käyttäjätestauksen pilotti ja varsinainen käyttäjätestaus yhteensä kuudella käyttäjällä järjestelmän toimivuuden osoittamiseksi ja suurimpien jatkokehitystarpeiden tunnistamiseksi.
Tutkimuksen tuloksena järjestelmä todettiin toimivaksi. Katseenseurannan tarkkuus oli esittelytarkoitukseen riittävä ja latenssi hyvä. Järjestelmän vaste oli lähes reaaliaikainen. Myös järjestelmän merkittävimmät ongelmat tunnistettiin, joista tärkein oli ohjelmiston hankala käytettävyys järjestelmää käyttävän henkilökunnan kannalta. Ohjelmiston käyttö vaati liikaa manuaalista työtä. Laitteiston osalta kävi ilmi, että kameran asemointi ja infrapunaledien sijoittelu eivät olleet parhaat mahdolliset. /Kir12