Prototyping a Tactile Interface for Spatial Visualisation

Abstract

Tactile interfaces are physical objects that allow a person to manipulate and control digital objects. The increase in digitalisation of our environment to 3D has revealed that editing digital objects is complicated and time consuming. This thesis aims to determine if a good, intuitive interface can be built to enable people to edit 3D models using tactile interfaces. A prototype using a tactile interface for spatial visualisation was developed. The system utilises the Unity game engine, 3D printing, cameras, and AR software. A literature review is performed on “Review: Development and Technical Design of Tangible User Interfaces in Wide-Field Areas of Application.” The review paper contains a compilation of tactile interfaces categorised into technologies and applications. These are used to study the requirements needed to build a prototype for this project. The prototype is used to discuss potential use cases for artists, designers, and companies. The thesis identified ARToolkit as a technology for machine vision applications in game engines. The prototype identified technological limitations with camera capabilities, such as the high resolution needed for accurate tracking in scaled virtual space. User and company feedback highlighted interest in the concept, and further ideas and use cases were gathered.

Taktiiliset käyttöliittymät ovat fyysisiä esineitä, jotka mahdollistavat henkilön muokata ja ohjata digitaalisia esineitä. 3D digitalisoituminen meidän ympäristössämme on tuonut esille, että digitaalisten esineiden muokkaus on monimutkaista ja aikaa vievää. Tämän opinnäytetyön tavoitteena on selvittä, että voidaanko hyvä ja intuitiivinen käyttöliittymä, joka avustaa ihmisiä 3D esineiden muokkaamiseen taktiilisia käyttöliittymillä rakentaa. Prototyyppi, joka käyttää taktiilista käyttöliittymää tilavisualisointiin rakennettiin tässä opinnäytetyössä. Prototyyppi hyödyntää Unity-pelimoottoria, 3D-tulostinta, kameroita ja AR ohjelmaa. Kirjallisuuskatsaus suoritetaan artikkeliin "Review: Development and Technical Design of Tangible User Interfaces in Wide-Field Areas of Application". Kirjallisuuspaperi kokoaa yhteenvedon taktiilisista käyttöliittymistä ja luokittelee ne teknologioiden ja käyttökohteiden mukaan. Kirjallisuuden aineistoa käytettiin tutkimaan millaisia vaatimuksia prototyyppi tarvitsisi. Prototyyppiä käytetään keskustelemaan mahdollisista käyttötapauksista artisteille, suunnittelijoille ja yrityksille. Opinnäytetyö löysi ARToolkit toimivaksi teknologiaksi konenäkö sovelluksiin pelimoottorissa. Prototyypin avulla havaittiin teknologisia rajoitteita kameran kyvyissä. Esimerkiksi tarkkaan skaalattuun virtuaalitilaan tarvitaan korkea kamera resoluutio. Käyttäjiltä ja yrityksiltä saadun palautteen perusteella prototyyppi herätti kinostusta ja sen pohjalta kerättiin uusia ideoita ja käyttötarkoituksia prototyypille.