Skip to content


Boetseren met lucht

Delft Integraal december 2007

Boetseren met lucht

Ontwerpers praten graag met hun handen als ze het over nieuwe vormen hebben. Maar de computer begrijpt alleen wat er via de muis binnenkomt. Onderzoekers bij de faculteit Industrieel Ontwerpen werken aan een computersysteem dat gebarentaal verstaat. Het moet een intu•tieve manier van ruimtelijk ontwerpen mogelijk maken, in interactie en op afstand.

Ontwerpers praten graag met hun handen als ze het over nieuwe vormen

hebben. Maar de computer begrijpt alleen wat er via de muis binnenkomt.

Onderzoekers bij de faculteit Industrieel Ontwerpen werken aan een

computersysteem dat gebarentaal verstaat. Het moet een intuïtieve manier

van ruimtelijk ontwerpen mogelijk maken, in interactie en op afstand.

Door: Jos Wassink

In het laboratorium op de derde verdieping van het

IO-gebouw staan de computers te brommen. Het

zijn grote metalen dozen die onder de ontwerptafel

een paarsachtig licht uitstralen. Aan weerszijden van

de tafel staan twee sets van drie camera’s op hoge

statieven. Elke camera kijkt met een door een ring

van rode leds omgeven lens naar beneden. Onderzoekster

ir. Edit Varga heeft parelachtige bolletjes

op haar handen geplakt, zodat het systeem haar kan

volgen. Wanneer ze haar hand heen en weer beweegt,

zwaait er op het computerscherm een balletje mee.

“Ontwerpers werken graag intuïtief en schetsen

graag met hun favoriete pennen en potloden. Maar

ruimtelijk intuïtief ontwerpen was tot nu toe niet

mogelijk”, zegt ze. Varga studeerde informatica in

Miskolc aan de oudste universiteit van Hongarije

en doet nu haar promotieonderzoek in Delft. “Wij

proberen een systeem te maken waarmee je snel

een driedimensionale vorm kunt ontwerpen en

opslaan. Stel je voor dat een architect samen met zijn

opdrachtgever kan ontwerpen. Hij kan pilaren neerzetten

en een overkapping schetsen. De ander kan

dat veranderen en de overkapping iets doortrekken.”

Zo kleien ze samen in een virtuele ruimte aan een

ontwerp. De promovenda: “Dat zou de ruimtelijke

communicatie toch een stuk makkelijker maken. En

leuker.”

Gebarentaal

Varga pakt een stok die wel wat weg heeft van een

harkje. Aan het dwarslatje zitten alleen geen tanden,

maar drie kleine witte bolletjes zo groot als luciferkopjes.

Zodra ze de stok boven de tafel beweegt,

verschijnt een sliert van puntjes op zes deelschermen

van een computer display. Het zijn de beelden

die de verschillende camera’s van het bewegende

harkje maken. Het systeem registreert tweehonderd

maal per seconde de positie van ieder bolletje op 0,1

millimeter nauwkeurig. Varga zwaait met de hark

tussen de camera’s en probeert de virtuele ruimte

zo goed mogelijk met meetpuntjes te vullen. Dit

ritueel maakt deel uit van de kalibratie van het

systeem van de Motion Analysis Company. Dit 3ddetectiesysteem

is vooral bekend van het gebruik in

de animatie-industrie waar bewegingen van acteurs

worden overgezet op geanimeerde karakters.

Maar om er ruimtelijk mee te kunnen ontwerpen is

meer nodig. De opdracht aan Varga was om het systeem

gebarentaal te kunnen laten begrijpen en om

het te laten communiceren met een 3d-ontwerpprogramma.

Promotor prof. dr. Imre Horvath (Computer

Aided Design Engineering) ontwierp een alfabet

aan gebarentaal, de zogenaamde Hand Motion

Language of hml. Het is een set van 39 gebaren waaronder

het beschrijven van een vlak, het oppakken en

verplaatsen van iets, het manipuleren van objecten,

het vergroten en verkleinen of het hernemen van de

voorgaande stap.

Virtuele handen

Varga gaf proefpersonen de opdracht om in een

virtuele ruimte een heuvel te maken en daarop een

cilinder te plaatsen met een dakje er boven. Het

lijkt op een vuurtoren bij de Teletubbies. Om de opdracht

uit te kunnen voeren had een proefpersoon

vier gebaren nodig. Een vlakke hand is geschikt om

een object mee vast te plakken en te verplaatsen. Zodra

je je hand kromt en terugtrekt, laat het (virtuele)

voorwerp los en blijft het achter. Een vlakke hand

met gestrekte duim loodrecht op de richting van de

vingers betekent het roteren van een object. En een

vuist is het begin of het eind van een actie. Proefpersonen

bleken zich het beperkte vocabulaire snel

eigen te kunnen maken, waarna ze in de virtuele

ruimte de blokkentoren konden bouwen.

Varga deed dit deel van haar onderzoek aan de

Iowa State University, omdat er in Delft nog geen

geschikte stereoscopische display voor handen was.

In de virtuele ruimte ziet de proefpersoon virtuele

handen die de bewegingen van zijn eigen handen

precies volgen. Het is een ervaring van totale

onderdompeling in de virtuele wereld. Wel wordt de

illusie af en toe wreed verstoord door losse contactjes

in de datahandschoenen die men in Iowa voor

dit doel gebruikt. “Je beweegt je hand en je ziet het

oppervlak onmiddellijk onder je hand ontstaan,

de glooiingen volgen je bewegingen precies,” zegt

Varga.

De demonstratie is nog wat ruw en het aantal

gebaren nog beperkt, maar het idee is duidelijk.

Varga: “We willen het lichaam gebruiken om met de

computer te communiceren, omdat dat natuurlijker

en intuïtiever werkt. Onder intuïtief versta ik dat

je er niet te veel over hoeft na te denken en dat je er

snel aan went.”

Spelen

De gebruikelijke 3d-ontwerpprogramma’s zijn volgens

Varga alles behalve intuïtief. Open het cad/camprogramma,

en je verdwaalt in de menu’s, tenzij je

een expert bent. Met het nieuwe systeem kun je

schetsen in 3d, kleien met lucht met alle opzettelijke

ruwheid en spontaniteit die daarbij hoort. De ruimtelijke

vorm wordt aangemaakt in een programma

met de provocatieve naam Vague Discrete Interval

Modeller, een vinding van dr. Zoltan Rusak, eveneens

werkzaam binnen dezelfde IO-afdeling.

“Het is een snelle manier om ideeën in de computer

te krijgen,” zegt Varga. “Vormen kun je opslaan

en later bewerken. Ontwerpers willen graag in het

beginstadium met verschillende ideeën kunnen

spelen. Dat is het belangrijkste achterliggende idee.”

De 3d-schets moet in een later stadium geëxporteerd

kunnen worden naar een conventioneel cad/

cam-programma om het verder uit te werken.

De proefopstelling in het IO-lab is onlangs uitgebreid

met een holografisch display. Deze zogenaamde

Holovisio is het achtste exemplaar ter wereld.

Het is een zwarte vlakke kast die doet denken aan

een overmaatse flatbedscanner. Alleen als je er

bovenin

kijkt, zie je dieper dan de kast in werkelijkheid

is. Drie in elkaar draaiende tandwielen zweven

als demonstratie ‘in’ het display. De kijker hoeft

geen brilletje op en ziet toch diepte. “Het is maar

een fabrieksdemo”, zegt de onderzoekster. “Wij

willen er straks heel andere dingen op ontwerpen.”

Het blijft een wonderlijk apparaat. Doordat je er

rondom in kunt kijken, leent de Holovisio zich voor

ruimtelijk groepswerk.

Het huidige systeem is als prototype natuurlijk

erg kostbaar. Hoeveel behoefte er aan een dergelijk

systeem is en wat dat gaat kosten, zijn niet Varga’s

belangrijkste zorgen. Zij moest het gat dichten

tussen de handgebarentaal van Horvath en het

3d-schetssysteem van Rusak. En ze heeft naar eigen

zeggen niet veel verstand van het vermarkten van

deze kennis. Wel gaf ze onlangs een demonstratie

aan de fabrikant van het 3d-tracking systeem. Die

was verbaasd dat zoiets mogelijk was.


Zie ook website TU


Posted in Delft Integraal.


0 Responses

Stay in touch with the conversation, subscribe to the RSS feed for comments on this post.

You must be logged in to post a comment.