Efficient Bimanual Symmetric 3D Manipulation for Bare-Handed Interaction

Recently, stable markerless 6 DOF video based handtracking devices became available. These devices simultaneously track the positions and orientations of both user hands in different postures with at least 25 frames per second. Such hand-tracking allows for using the human hands as natural input devices. However, the absence of physical buttons for performing click actions and state changes poses severe challenges in designing an efficient and easy to use 3D interface on top of such a device. In particular, for coupling and decoupling a virtual object’s movements to the user’s hand (i.e. grabbing and releasing) a solution has to be found. In this paper, we introduce a novel technique for efficient two-handed grabbing and releasing objects and intuitively manipulating them in the virtual space. This technique is integrated in a novel 3D interface for virtual manipulations. A user experiment shows the superior applicability of this new technique. Last but not least, we describe how this technique can be exploited in practice to improve interaction by integrating it with RTT DeltaGen, a professional CAD/CAS visualization and editing tool.

3D-Druck von Kunststoff-Medizinprodukten

Das Additive Manufacturing gewinnt im Bereich der Medizintechnik zur Herstellung von Prototypen bis hin zu Endprodukten zunehmend an Bedeutung. Ein großes Hemmnis stellen allerdings die relativ hohen Fertigungskosten dar. Hier bietet der verstärkte Einsatz der 3D-Drucktechnologie (3D Printing) ein erhebliches Potential zur Reduktion der Kosten. Aus dieser Motivation heraus wurde ein 3D-Druckverfahren zur Herstellung biokompatibler, sterilisierbarer Kunststoffmodelle entwickelt. Beim 3D-Druck-Verfahren handelt es sich um einen pulverbasierten Prozess zur schichtweisen Herstellung von Modellen direkt aus Computerdaten. Dabei werden dünne Schichten eines Pulvers auf eine Grundplatte aufgebracht, die dann durch gezielte Binderzugabe entsprechend des aktuellen Bauteilquerschnitts verfestigt werden. Ausgangsmaterial für diesen Prozess ist ein Granulatgemisch auf Basis von PMMA (Polymethylmethacrylat). Als Binderflüssigkeit wird ein Lösungsmittel eingesetzt. Die 3D gedruckten Modelle werden nach einer entsprechenden Trocknungszeit im Pulverbett entpackt und warmgelagert, um das Abdampfen des Lösungsmittels zu beschleunigen. Der Nachweis der Biokompatibilität der hergestellten Modelle erfolgte durch einen Test nach DIN EN ISO 10993-5. In Kooperation mit Anwendern wurden verschiedene Anwendungsbeispiele wie Bohrschablonen, Otoplastiken, Gebissmodelle und Modelle für die präoperative Planung realisiert und charakterisiert.