EP2486466A1 - Anordnung und verfahren zur visuellen darstellung von szenen sowie ein entsprechendes computerprogramm und ein entsprechendes computerlesbares speichermedium - Google Patents

Anordnung und verfahren zur visuellen darstellung von szenen sowie ein entsprechendes computerprogramm und ein entsprechendes computerlesbares speichermedium

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EP2486466A1
EP2486466A1 EP10788026A EP10788026A EP2486466A1 EP 2486466 A1 EP2486466 A1 EP 2486466A1 EP 10788026 A EP10788026 A EP 10788026A EP 10788026 A EP10788026 A EP 10788026A EP 2486466 A1 EP2486466 A1 EP 2486466A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
ring
polygon
virtual reality
visualization elements
rotatable
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP10788026A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
York Winter
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Individual
Original Assignee
Individual
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Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP2486466A1 publication Critical patent/EP2486466A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/011—Arrangements for interaction with the human body, e.g. for user immersion in virtual reality
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/16—Constructional details or arrangements
    • G06F1/1601—Constructional details related to the housing of computer displays, e.g. of CRT monitors, of flat displays
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B9/00—Simulators for teaching or training purposes

Definitions

  • the invention relates to an arrangement and a method for
  • Storage medium which are particularly applicable in the field of virtual reality, where patients, subjects or players with
  • Virtual reality is an interactive computer technology that creates the illusion of experiencing an artificial world in a realistic way. Virtual realities are thus technically generated simulations of dynamic and interactively influenceable environments. An experimenter should feel immersed in such a virtual environment (immersion) and experience the virtual environmental situation as real. From such a situation of real experience, natural action can be motivated. Human action control is a function of the central nervous system. Immersive, virtual reality can therefore create a close coupling loop between technical simulation, physiological perception, and cognitive
  • immersive, virtual reality for the diagnosis of neurological or neuropsychological functions is shown below. Individual behavioral reactions to standardized test situations can be evaluated diagnostically. Again, the immersive virtual reality as a unique method can enable certain diagnoses. Higher brain functions for complex cognitive functions are, for example, via the prefrontal cortex in
  • brain functions Interacting with other brain regions. Such brain functions are activated when the specific situation from which it is necessary to act is itself highly complex. This is the case, for example, when an action situation involves complex temporal, spatial and emotionally relevant information
  • immersive virtual reality offers unique opportunities for medical and neuropsychological diagnosis and therapy. This results in a need for one
  • Stroke-impairing hand motor skills are significantly improved after visual rehabilitation using visually feedback CyberGlove actions in visual virtual space (Boian et al 2002, Holden et al., 1999).
  • hand and foot positions are monitored with 6-DOF (degree-of-freedom) position sensors.
  • 6-DOF degree-of-freedom
  • One type of task may be imitating movements of a humanoid virtual real teacher (avatar).
  • avatar humanoid virtual real teacher
  • Avatars are imitated and automatically monitored by the patient and can therefore interact with the current needs of the patient
  • Orientation ability in the building of a rehabilitation facility can treat patients with memory loss (amnesia) through training in
  • Certain phobias can lead to therapeutic success with exposure therapies by generating anxiety in therapeutic and patient-controlled, immersive virtual reality:structure (Kuntze et al.
  • Such exposure therapy may also be part of a therapy for post-traumatic stress disorder (PTSD)
  • PTSD post-traumatic stress disorder
  • US Pat. No. 6,425,764 describes a general method using immersion therapy based on virtual reality for the treatment of psychological, psychiatric, medical,
  • Experimental set-up presenting the virtual environment presented, which includes a semi-cylindrical screen for projection.
  • the subject sits in this arrangement on a fixed chair in the center of the screen and has a horizontal field of view of 180 °.
  • the projection is changed by means of an input device.
  • Head-mounted displays are head-worn and
  • Headphone systems that present an artificially created audiovisual world.
  • the connection with a "head tracking" technology allows the freely moving within the space boundaries (rotation and translation) person always the image section of the current
  • CAVE cave automatic virtual environment
  • the locomotion of a person within the virtual reality is not through the walls of one
  • 5,562,572 discloses an omnidirectional treadmill on which
  • Patent US 6,135,928 discloses a spherical
  • Patent US 5,846,134 discloses a hollow spherical Laufkompensator with 7 to 10 meters in diameter on the inside of a person moves freely, while presented via an HMD virtual reality from the current positron and perspective.
  • the document US 2006 0183601 discloses a locomotion interface for virtual
  • the publication DE19640730A1 describes a flight simulator whose simulator capsule has at the window positions monitors for the presentation of virtual reality and which is part of a centrifuge for generating centrifugal forces and accelerations.
  • US 5,515,078 relates to a system for detecting position information and displaying a virtual reality based on the position information, with a base and chair that can be rotated by the user with respect to the base; a monitor that communicating with chair; a measuring device for determining the orientation of the chair; Input means associated with the chair.
  • the document WO 00/60857 describes an image display system with a projector for the projection of composite video images onto a projection surface, wherein it is at least a part of the
  • Composite video images are perspective corrected, spherical video images.
  • the projection surface is a cylindrical projection surface; according to claim 7 is the
  • the publication WO 97/22909 discloses a panoramic display system with stationary display device and a stage-like, rotating support on which several people stand or can move freely.
  • the rotating support comprises a chair mounted thereon.
  • Prior art methods of presenting virtual reality have one or more of the following disadvantages. They are technically very complex and therefore very expensive. You need a lot Space for a ready-to-use installation. The device is permanently installed in a room and can not be transported once the installation has been completed. A person must be strapped into a locomotion interface, which can be problematic for those with physical and / or mental disabilities. A disadvantage may be the unwanted weight load in the neck and head area, which is particularly problematic after suffering trauma in this area. One disadvantage can be the restriction of the viewing angle, which may only become apparent in the case of rapid head-side movements. A disadvantage may be that no form of self-locomotion is possible. A disadvantage may be that the degree of immersion achieved is low. A serious drawback may be the onset of nausea.
  • a particular advantage of the invention is that a high degree of immersion in the virtual reality is ensured for subjects when performing an interactive simulation. This is achieved by the invention according to the visual representation of scenes on visualization elements, wherein the
  • Visualization elements are arranged in a substantially closed ring or polygon within the array.
  • the ring or the polygon of visualization elements is designed as a transportable unit in order to obtain the most compact possible arrangement.
  • the ring or the polygon of visualization elements has at least one rotatable location area for test persons, with at least one of them
  • Data processing device for generating and / or controlling at least the visual representation and with at least one means for data input for controlling the simulation can be combined.
  • the rotatable residence area is preferably arranged substantially in the center of the ring or polygon, so that in the
  • the rotatable residence area is a swivel chair.
  • the ring or the polygon of visualization elements is installed in a monitor housing.
  • the monitor housing preferably has at least one door through which the test person can enter the interior of the monitor housing. It proves to be advantageous if at least one of the at least one door
  • Visualization element is attached, which is removed when opening the door from the ring or polygon.
  • the invention is preferably used indoors. Therefore, it is envisaged to design the components of the arrangement such that they pass through a door from one room to another without effort
  • the dimensions of the components are chosen so that the components are passed through a door, such as a door. an apartment door or room door can be moved.
  • a door such as a door. an apartment door or room door can be moved.
  • the invention provides an interactive simulation device comprising means for visual presentation of scenes of the simulation or of a virtual reality.
  • Visualization elements around monitors o. like. can act, which reflect the scenes. Alternatively, it may be at the
  • Visualization elements around projection surfaces act on which the scenes with the help of a projector or projector be projected.
  • the visualization elements form a substantially closed ring or a substantially closed polygon.
  • the device for interactive simulation according to the invention also includes a rotatable residence area for subjects.
  • the subjects may be persons or animals.
  • the rotatable residence area is arranged substantially in the center of the ring or the polygon of the visualization elements.
  • Simulation is immovable at the place of use (with the exception of the rotatable residence area). This has the advantage that discomfort of the subjects is avoided, since by such
  • the ring or the polygon at least one
  • Has visualization element which can be removed from the ring, or which are moved relative to the ring or polygon can be, for example, moved, tilted, tilted or folded, so as to provide access to the interior of the ring or polygon.
  • Has visualization element which can be removed from the ring, or which are moved relative to the ring or polygon can be, for example, moved, tilted, tilted or folded, so as to provide access to the interior of the ring or polygon.
  • the ring or the polygon of the visualization elements with respect to the rotatable residence area can be at least partially moved, preferably moved, tilted, swung or folded. This makes it easier for a subject to get into the center of the ring or polygon. This is especially true for disabled subjects, e.g. are dependent on a wheelchair, important.
  • the device comprises a bottom plate.
  • the bottom plate has in a preferred embodiment, the rotatable residence area, for example in the form of a rotatable disc on.
  • This rotatable disc may have receiving elements, for example, to be able to attach a wheelchair to the rotatable disc.
  • the bottom plate may comprise means by means of which the rotatable residence area of the subject can be rotatably combined with the bottom plate.
  • an anchorage for a swivel chair may be provided in the floor panel.
  • the arrangement for simulation further comprises at least one data processing device for calculating, generating and / or controlling at least the visual representation of the scenes of the simulation or the virtual reality.
  • the arrangement also comprises at least one means for inputting data in order to interactively influence the simulation or virtual reality.
  • These means for data input may be a keyboard, a joystick, means for voice input or the like.
  • a brain-computer interface may also be provided as means for entering data.
  • the subject can enter commands that the
  • Influence simulation or virtual reality (interactive).
  • the simulation or the virtual reality can also by other means (interactively), as explained in more detail below.
  • the inputs are processed or preprocessed by a computer which is connected to the rotatable residence area, in particular with the swivel chair, and subsequently to the data processing device for calculating, generating and / or controlling at least the visual representation of the scenes of the simulation or simulation of virtual reality.
  • Rotational movements of the rotatable residence area, in particular of the swivel chair, are detected by a rotation angle sensor and sent to the computer and / or the data processing device. Also by this sensor data is on the simulation or on the virtual reality depending on the orientation of the rotatable
  • the data input via the at least one data input means is combined with the values detected by the rotation angle sensor in order to act on the simulation or virtual reality in the correct direction.
  • the simulation responds by taking into account the input data and the angle values of the rotation angle sensor such that the actual orientation of the rotatable location area is taken into account. In addition, looks a favorable
  • Wheelchair acts. In order to ensure an unhindered mobility of the rotatable residence area is in a preferred
  • Rotational contact can be realized.
  • a wireless interface for example a radio interface, and for the power supply batteries or rechargeable batteries may be provided for the data transmission.
  • the bottom plate can be separated from the ring or the polygon of the visualization elements. It also proves to be advantageous if the base plate can be separated from the rotatable residence area, in particular if the rotatable residence area is a swivel chair.
  • the bottom plate has pivotable or foldable regions. By folding up such areas, the outer dimensions can be further reduced.
  • Data processing devices can be disconnected from the device. It proves to be advantageous if the components into which the device according to the invention can be disassembled have such external dimensions that they can be easily transported through a door. Preferably, therefore, the outer dimensions of the components in two expansion directions (e.g., height and width) are at most about
  • the dimensions of the third expansion direction are in principle not or only slightly limited by the specification of transportability, but for reasons of handleability should not be much greater than about 3.00 m.
  • Frame construction a housing, an enclosure o. like. to arrange.
  • the frame construction, the housing or the housing may be open constructions comprising only frames or support elements on which the ring or the polygon of the
  • carrier elements can also be covered by surface elements, so that the frame construction, the housing or the enclosure forms a cabin that is at least partially opposite the environment
  • the ring or polygon of the visualization elements is arranged inside the cabin.
  • the ring or the polygon of the visualization elements is preferably attached to the frame or the support elements of the wall of the cabin.
  • the walls of the cabin are through in a preferred embodiment
  • At least one side member of the cab is removable, hinged, hinged or slidable. With the movement of the at least one side element, in a preferred embodiment, the visualization elements attached to the side element (from the ring or polygon) are also removed, displaced, folded away or pivoted.
  • the cabin can be dismantled.
  • a preferred embodiment of the cabin provides that the car is separable into two preferably symmetrical parts, each comprising one half of the ring or polygon of the visualization elements. The parts can be completely
  • the parts are movably connected to one another by an element of the frame or a carrier element, for example by a hinge, so that the cabin can be unfolded.
  • the outer dimensions are reduced so that the cabin can be conveniently transported through a normal door from one room to the other.
  • the transportability is further improved in a preferred embodiment by the car is mounted mobile or rollable, for example by at the
  • the visualization elements and the rotatable residence area are connected to the data processing device, so that the activities of a person located in the interior of the cabin evaluate and the visualization elements that at
  • closed cab allow a 360 ° visualization, be controlled accordingly.
  • a further preferred embodiment of the invention provides that the arrangement comprises further sensors. So it proves to be advantageous if, for example, position and / or movements of the subject or body parts of the subject or gestures of the
  • Simulation or virtual reality are evaluated.
  • a head-tracking system for parallax-accurate presentation of the simulation or the virtual reality an eye-tracking system for detecting the current viewing direction of the simulation or the virtual reality.
  • sensors with four to six degrees of freedom for the detection of gestures and / or movements of body parts of the subject such as, hands and / or feet
  • sensors for detecting measurement signals, on the body of the subject can be detected, such as heartbeat
  • the arrangement comprises other components for representing virtual reality such as speakers for
  • vibration loudspeakers for generating vibration signals
  • shutter devices such as shutter glasses and / or shutter monitor / projector for stereographic perception of the simulation or virtual reality
  • a method is provided according to the invention, wherein the arrangement according to the invention is used.
  • the method comprises the activation of the means for visual
  • a computer program for performing an interactive simulation or for using the virtual reality enables one
  • Such computer programs according to the invention comprise computer programs which make it possible to display virtual reality contents by means of the visual representation of scenes of the simulation or virtual reality, in particular to display virtual reality contents on the ring or the polygon of the visualization elements.
  • the computer program according to the invention is modular in construction, wherein individual modules are based on different
  • Data processing equipment are installed.
  • Advantageous embodiments additionally provide computer programs by which further method steps or method sequences specified in the description can be executed.
  • Such computer programs can be made available for download (for a fee or free of charge, freely accessible or password-protected) in a data or communication network, for example.
  • the computer programs thus provided can then be made usable by a method in which a computer program according to claim 11 from an electronic data network, such as from
  • Internet is downloaded to a connected to the data network data processing device.
  • the invention finds particular application in medicine as a device for physical therapy via the stimulation and modification of central neural processes by means of sensor-safe stimulation and biofeedback and / or for measurements for diagnostic purposes using biofeedback.
  • the main advantages of the invention can be summarized as follows:
  • the device requires only a small
  • the device can be set up.
  • the device can be brought into a transportable state with little effort. This allows the device to be almost completely assembled by the manufacturer. This is desirable because certification procedures for
  • the device can also be easily moved from one room to another room.
  • the device enables a high degree of immersion in virtual reality to be achieved.
  • the device avoids the problem of nausea.
  • 1a is a schematic representation of the arrangement of a subject within an exemplary ring monitor in a perspective view
  • FIG. 1a is a schematic representation of the arrangement of a subject within an exemplary ring monitor in side view
  • Fig. 2a is an illustration of a first alternative
  • Embodiment of the exemplary ring monitor which ensures the accessibility of the interior of the ring monitor
  • Fig. 2a is an illustration of a second alternative
  • Embodiment of the exemplary ring monitor which ensures the accessibility of the interior of the ring monitor
  • Fig. 3 is a schematic representation of a through a
  • Carrier device with a bottom plate connected ring monitor in the transportable state
  • FIG. 4 is a schematic representation of the arrangement of a subject in the wheelchair within an exemplary ring monitor in side view
  • Fig. 5 is an illustration of a monitor housing, and.
  • Fig. 6 is an illustration of a component of
  • Carrier device is connected to a bottom plate, will be explained in more detail. It should be noted that the
  • monitors projection surfaces can be used with projectors or a larger number of monitors / projection surfaces can be used.
  • a Head Mounted Display has hitherto been used when a viewer can move his or her head and / or body freely.
  • the image section of the virtual reality currently displayed on the screens of the HMD is brought into line with the current perspective, which can be changed by body movement.
  • the brain uses multimodal visual and vestibular signals to determine how the body is moving and where it is located. Since the use of head-mounted displays of the current image section via a technical method computer-controlled head movement is tracked, it comes to latencies in the tracking and thus too subconscious
  • Consistency conflicts between visual and vestibular information. This can cause nausea. Avoiding unpleasant
  • Ring monitor can not be used, for example, because of limited spatial conditions.
  • Locomotion consists of two components: the linear translation component and the rotational component.
  • the invention fulfills the following objects.
  • Virtual reality is presented in the 360 "panorama, whereby no presentation technique is used, in which only a partial image detail is presented (as in HMD) .
  • a person 106 can rotate freely in it.It is not necessary to add more to the person 106 himself to fasten devices or to attach the person 106 to the apparatus
  • the device 100 is built so compact that they are already in the
  • a person 106 sits on a swivel chair 108. In this position, she is at eye level surrounded by a polygon of directly adjacent monitors 104, which may also have a curved surface. These monitors 104 are mechanically connected to form a closed annular polygon or ring, so as to give a ring or polygon monitor, hereinafter referred to as ring monitor 102.
  • This ring monitor 102 allows the
  • the device for suspending the ring monitor 102 is mounted on a bottom plate 112.
  • a bottom plate 112 In the center of this bottom plate 112 is an anchored on the plate, rotatable arbitrarily about its longitudinal axis swivel chair 108.
  • swivel chair 108 At this swivel chair 108 is a
  • Input device in angular connection coupled to generate signals to control a method with which the person can navigate in virtual reality.
  • a rotation angle sensor for detecting the angular orientation of the swivel chair 108. This angle signal is used for a method with which the signals of the input device for generating a control signal for virtual reality navigation is corrected so that the vector direction of this navigation signal always to the current one
  • Angle orientation of the swivel chair 108 is related.
  • Angle-corrected input device makes it easy to generate translation movements.
  • the swivel chair 108 is therefore freely movable freely because
  • Rotational contact to the swivel chair 108 are performed.
  • a computer is attached to the query, control and evaluation of the input device and other sensors and actuators. On this computer, the procedure for correcting the navigation signal of the
  • This computer is connected to those computers by a communication method which externally control the process of generating the virtual reality.
  • the same or another computer and control unit also stores the movements and
  • Rotation component is generated by actively generated rotation of the swivel chair 108, the translation component is generated via the above-mentioned input device.
  • the electrical signals and power supplies guided in the immediate vicinity of the patient are potential-free and / or have low voltage.
  • a person 106 can enter the center of the ring monitor 102 without obstruction and sit there on the swivel chair 108.
  • the ring monitor 102 is movably mounted in its suspension 110.
  • the ring monitor 102 may be unfolded after opening a locking device. This is achieved by attaching one or two monitors 104 to folding hinges 120 and attaching these monitors 104 like a door or laptop
  • Hanger 110 are moved up so far that a person 106 fits comfortably under the lower edge.
  • the ring monitor 102 may be tipped up on one side and simultaneously moved up a short distance so that a person 106 fits under the edge.
  • a person may 106 move comfortably into the center of the ring monitor 102 and there take place on the swivel chair 108 place.
  • the virtual reality presentation device 100 is portable because it can be easily separated into three separate components in an exemplary embodiment.
  • the separable components are a) the swivel chair 108, b) the ring monitor 102 with suspension device 110 and bottom plate 112, and c) a mobile equipment cabinet with the external control unit (s). These components individually fit through a door opening that is less than one meter wide.
  • the leading to the swivel chair 108 cables can be staked and the swivel chair 108 are lifted from its anchorage of the bottom plate 112 of the apparatus.
  • the ring monitor 102 is so in the
  • Hanger 110 attaches that he is referring to his
  • Circular section plane rotates in the vertical and can be fixed in this position. This rotation reduces the common external dimension of suspension device 110 with ring monitor 102.
  • the two lateral parts 114 of the bottom plate 112 can be folded up and fixed.
  • the connection cables of the ring monitor unit 122 to the external control units can be disconnected. After driving under a lift truck in designated holders, the
  • Ring monitor unit 122 are moved.
  • the control cabinet for the external control units is movably equipped with rollers. In this way, the device 100 can be moved from one room to another room with little effort.
  • the device 100 can be operated by a person 106 in a wheelchair 116.
  • a plate 118 is additionally mounted on the bottom plate 112, which can be rotated by a motor.
  • a mounting device for a wheelchair 116 is attached on this rotatable plate 118 .
  • a wheelchair 116 with a person 106 can be pushed onto this plate 118.
  • the plate 118 is, as described above for the swivel chair 106,
  • Rotations of the rotatable plate 118 and thus of the wheelchair 116 within the ring monitor 102 are controlled via the input device and transmitted to the rotatable plate 118 via a motor drive.
  • the ring monitor 102 is accommodated in a monitor housing 200.
  • the monitor housing 200 comprises four
  • the monitor housing 200 may further include an upper cover
  • Ceiling elements 204 have.
  • the monitor housing 200 may be open at the top and also laterally.
  • monitor enclosure 200 has on an exterior wall 202 one or two doors 206 rotatably mounted to frame 208 of monitor enclosure 200.
  • the doors 206 having the side of the monitor housing 200 will be referred to as the front.
  • a monitor 104 is attached to each door 206, so that when opening the door 206, the monitor 104 is removed from the ring monitor 102 and so the subject or devices access to the interior of the
  • Monitor housing 200 is enabled.
  • the monitor housing 200 can be transported in a simple manner, it is provided that the monitor housing 200 has two components 214 which can be detached or separated from one another. One each of the ingredients 214 of the
  • Monitor housing 200 in this exemplary embodiment includes a door 206, a lateral outer wall 202, and a half of the rear outer wall 202.
  • the two components 214 of FIG. 1 The two components 214 of FIG. 1
  • Monitor housing 200 can be completely separated or alternatively unfolded.
  • the rear outer wall 202 in the middle has two vertically extending frame struts 210, the are connected by a hinge.
  • the Monitoreinhausung 200 can be opened in this case so far that the parts of the rear outer wall 202 of the two components 214 come to rest on each other.
  • Monitor housing 200 as a whole easily transported us in particular indoors can be transported by normal sized doors from one room to another.
  • Monitor housing 200 as a whole easily transported us in particular indoors can be transported by normal sized doors from one room to another.
  • Monitor housing 200 as a whole easily transported us in particular indoors can be transported by normal sized doors from one room to another.
  • the transport is facilitated by the fact that the components 214 of the monitor housing 200 wheels 212, which are preferably mounted at the corners of the frame 208.
  • Attached to the ring monitor 102 may be a system of multiple optical sensors which provide the necessary information for a head tracking method. On the basis of the movements of the head detected thereby, a method can present the virtual reality parallax-faithfully.
  • a head-tracking system can be supplemented by an eye-tracking system. With this additional
  • a method can detect the current direction of view and, where appropriate, object fixation within the virtual reality. This may be important for diagnostic and therapeutic procedures, for example with neglect patients. Coupled to the swivel chair 108 are sensors for registration of position and movement of body parts of the person 106 and sensors for registration of the Person's body 106 detectable measurement signals. About 4-6 degrees-of-freedom sensors on the hands or feet can their
  • Movements are detected. This information can be used by a gesture recognition method. Details of hand movements can be captured with a cyber-glove. Physiological body parameters such as heart rate, skin conductivity, ECG and EEG can be detected by sensors. The sensors mounted directly on the swivel chair 108 or on the person 106 can be interrogated by the control unit attached to the swivel chair 108 or by the control unit mounted on the rotatable plate 118 and transmitted to the external control units. A brain-computer interface can serve as an input device.
  • the invention is i.a. distinguished by the following advantages:
  • Input device for generating signals for translation in virtual reality
  • the invention is not limited in its embodiment to the above-mentioned preferred embodiments. Rather, a number of variants is conceivable that of the invention
  • Emmelkamp P.M. G., Krijn, M., Hulsbosch, A.M. de Vries, S., Schuemie, M.J.
  • Presence Teleoperators & Virtual Environments, 10, 375-383.
  • Exposure therapy vs. imagery desensitization therapy in the treatment of flying phobia.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung und ein Verfahren zur Durchführung einer interaktiven Simulation sowie ein entsprechendes Computerprogramm und ein entsprechendes computerlesbares Speichermedium, welche insbesondere im therapeutischen und medizinischen Bereich im Rahmen der neurologischen, neuropsychologischen und psychologischen Diagnose und Therapie mit Patienten eingesetzt werden können. Hierfür ist eine Anordnung zur interaktiven Simulation vorgesehen, welche Mittel zur visuellen Darstellung von Szenen mit Visualisierungselementen, einen drehbaren Aufenthaltsbereich für Probanden, mindestens eine Datenverarbeitungseinrichtung zur Generierung und/oder Steuerung zumindest der visuellen Darstellung und Mittel zur Dateneingabe zur Steuerung der Simulation umfasst. Die Visualisierungselemente sind in einem im Wesentlichen geschlossenen Ring oder Vieleck rotationsfrei gegenüber der realen Welt angeordnet. Zumindest ein Teil der Visualisierungselemente ist aus dem Ring oder dem Vieleck der Visualisierungselemente entfernbar und/oder verschiebbar, schwenkbar oder klappbar in dem Ring oder Vieleck angeordnet. Alternativ oder zusätzlich ist der Ring oder das Vieleck der Visualisierungselemente bezüglich des drehbaren Aufenthaltsbereichs zumindest teilweise beweglich, vorzugsweise verschiebbar, schwenkbar und/oder klappbar, angeordnet.

Description

Anordnung und Verfahren zur visuellen Darstellung von Szenen sowie ein entsprechendes Computerprogramm und ein entsprechendes
computerlesbares Speichermedium
Die Erfindung betrifft eine Anordnung und ein Verfahren zur
Durchführung einer interaktiven Simulation sowie ein entsprechendes Computerprogramm und ein entsprechendes computerlesbares
Speichermedium, welche insbesondere anwendbar sind im Bereich der virtuellen Realität, wo Patienten, Probanden oder Spielern mit
Computern und entsprechenden Hilfsmitteln der Eindruck vermittelt werden soll, sich in einer realen Umwelt aufzuhalten. Speziell besteht die Möglichkeit die beschriebene Erfindung im therapeutischen und medizinischen Bereich im Rahmen der neurologischen,
neuropsychologischen und psychologischen Diagnose und Therapie mit Patienten einzusetzen.
Virtuelle Realität ist eine interaktive Computertechnologie, welche die Illusion erzeugt, eine künstliche Welt realitätsnah zu erleben. Virtuelle Realitäten sind damit technisch erzeugte Simulationen dynamischer und interaktiv beeinflussbarer Umwelten. Ein Erlebender soll sich in eine solche virtuell erzeugte Umwelt als eingetaucht empfinden (Immersion) und die virtuelle Umweltsituation als real erleben. Aus einer solchen Situation des realen Erlebens heraus kann natürliches Handeln motiviert werden. Menschliche Handlungssteuerung ist eine Funktion des zentralen Nervensystems. Immersive, virtuelle Realität kann deshalb eine enge Kopplungsschleife erzeugen zwischen technischer Simulation, physiologischer Wahrnehmung, kognitiver
Verarbeitung, ausgeführter Handlung, technischer Reaktion und dadurch ausgelösten Veränderungen in der erfahrbaren, physiologischen
Wahrnehmung. Diese Kopplungsschleife ist für die medizinische und psychologische Praxis in zweifacher Hinsicht von großer Bedeutung: für die Therapie und für die Diagnose.
Die Bedeutung von immersiver, virtueller Realität für therapeutische Zwecke ergibt sich aus dem Folgenden. Handlungen erzeugen in der virtuellen Umwelt Veränderungen, die vorhersagbar sein können. Die Möglichkeit mit den zugrundeliegenden Simulationsalgorithmen vorhersagbare Handlungskonsequenzen auslösen zu können, ist die
Grundlage dafür, dass ein Erlebender die Struktur und die Regeln der virtuellen Umwelt erlernen kann. Über die Art der programmierten Simulation können ganz spezifische Lernprozesse angesprochen werden. Lernen erfordert oft vielfache Wiederholungen, die im realen Leben in sehr verschiedenartigen Situationen stattfinden können. Einfache Lernprogramme können schnell als repetitiv und langweilig erlebt werden. Dies mindert die Motivation und damit auch den Lernerfolg. Immersive, virtuelle Realitäten können diese Probleme des technisch gesteuerten Lernens minimieren, indem die Simulationen die
Lernerlebnisse in einer lebensnahen Vielfältigkeit erzeugen. Von besonderer Bedeutung ist auch folgendes. Insbesondere dann, wenn die Intensität des Eintauchens in die virtuelle Welt als in hohem Maße real erlebt wird, können im Gehirn Mechanismen der
Informationsverarbeitung und Lernmechanismen in einer Stärke
angesprochen werden, wie sie sonst nur in Situationen intensiven, realen Erlebens vorkommt. Aufgrund dieser Tatsache ist die Methode der Lernstimulation mit immersiver, virtueller Realität überhaupt die einzig existente Methode, um bestimmte Formen von Lernen mit rein technischen Mitteln hervorzurufen. Dies kann für therapeutische Zwecke genutzt werden.
Die Bedeutung von immersiver, virtueller Realität für die Diagnose von neurologischen oder neuropsychologischen Funktionen ergibt sich aus dem Folgenden. Individuelle Verhaltensreaktionen auf standardisierte Testsituationen lassen sich diagnostisch auswerten. Auch hier kann die immersive, virtuelle Realität als einzigartige Methode bestimmte Diagnosen ermöglichen. Höhere Gehirnfunktionen für komplexe kognitive Leistungen werden zum Beispiel über den präfrontalen Kortex in
Interaktion mit anderen Gehirnregionen erzeugt. Solche Gehirnfunktionen werden aktiviert, wenn die spezifische Situation, aus der heraus gehandelt werden muss, selber eine hohe Komplexität aufweist. Dies ist zum Beispiel der Fall, wenn eine Handlungssituation durch komplexe zeitliche, räumliche und emotional relevante Information
charakterisiert ist. Solche Information stammt zum Teil als Erfahrung aus der Vergangenheit, und besteht auch aus der unmittelbaren
Erlebnisabfolge, die unter Umständen ein längeres Zeitintervall umfasst. Insbesondere dieser Aspekt des realen Erlebens lässt sich durch schriftliche, diagnostische Tests nur unzulänglich realisieren. Daraus ergibt sich eine Einzigartigkeit von Testverfahren die auf immersiver, virtueller Realität beruhen für bestimmte, höhere kognitive Funktionen oder Mechanismen neuropsychologischer Verarbeitung.
Die Verwendung von immersiver, virtueller Realität bietet also einzigartige Möglichkeiten für die medizinische und neuropsychologische Diagnose und Therapie. Daraus ergibt sich ein Bedarf nach einer
Vorrichtung, mit der sich solche diagnostischen und therapeutischen Verfahren bei hoher erlebter Immersion und mit geringen Kosten und Raumbedarf realisieren lassen.
Virtuelle Realität für Diagnose, Rehabilitation und Therapie:
Verfahren, die auf dem Einsatz von Virtueller Realität beruhen, werden umfassend angewendet zur Ausbildung und Verbesserung der Fähigkeit zur Steuerung von Maschinen, Fahrzeugen, Flugzeugen, Militärtechnik und auch chirurgischen Instrumenten bei medizinisch operativen Eingriffen. Neu ist der Einsatz von Virtueller Realität als Verfahren bei der Diagnose, Therapie und Rehabilitation von neurologischen, psychiatrischen und psychischen Störungen (Rose et al . 2005, Holden 2005, Standen & Brown 2005, Kunze et al . 2003) . Die Wirksamkeit von
Verfahren unter Einsatz von virtueller Realität für diagnostische, therapeutische und rehabilitative Zwecke ist bei vielen Formen von neurologischer, psychiatrischer oder psychischer Verhaltensbeeinträchtigung gezeigt worden (z.B. Crosie et al . 2007,
Eichenberg 2007, Gregg & Tarrier 2007, Holden & Todorov 2002, Holden 2005, Krijn et al . 2004, Riva 2005, Rose et al . 2001, Rose et al .
2005, Standen & Brown 2005, Wolitzky-Taylor et al . 2008) . Beispiele sind die Folgenden.
Menschen mit motorischen Störungen oder Paresien können motorische Geschicklichkeit in virtueller Realität erlernen und diese erworbene Fähigkeit in die reale Welt transferieren (Holden 2005) .
Schlaganfallbeeinträchtige Handmotorik ist nach Rehabilitation mittels visuell rückgekoppelter CyberGlove-Aktionen im visuell virtuellen Raum signifikant verbessert (Boian et al . 2002, Holden et al . 1999) . In der Therapie mit virtueller Realität werden Hand- und Fußstellungen zum Beispiel mit 6-DOF (degrees-of-freedom) Positionssensoren überwacht. Ein Typ von Aufgabe kann das Imitieren von Bewegungen eines humanoiden virtuell realen Lehrers (Avatar) sein. Die Vorbildbewegungen des
Avatars werden vom Patienten nachgemacht und automatisiert überwacht und können deshalb interaktiv auf die aktuellen Bedürfnisse des
Patienten eingestellt werden. Wenn das entsprechende Körperteil mit einem Sensor versehen wird, kann letztlich jede motorische
Willküraktion zur Ursache einer Reaktion der virtuellen Realität werden und so trainiert werden.
Schlaganfallverursachter visueller Neglect lässt sich über die
Auswertung von Suchmustern und Kinematik von Handbewegungen in virtueller Realität differenzierter diagnostizieren als dies mit
Standard „pencil-and-paper" Tests möglich ist (Broeren et al . 2007) . Die in virtueller Realität mögliche Projektion von Handaktionen in den von Neglect betroffenen extrapersonalen Raum kann die Leistung derart verbessern, dass sie derjenigen von im nicht betroffenen,
peripersonalen Raum nahe kommt (Castiello et al . 2004) .
Exekutive Funktionen organisieren über Abfolge von Verhaltenselementen die Handlungsplanung, sie bestimmen Verhaltensstrategien und
ermöglichen mentale Flexibilität. Schädigungen des präfrontalen Cortex führen oft zur Dysfunktion. Neuropsychologische Tests exekutiver Dysfunktion in virtueller Realität, angelehnt an den , Wisconsin Card Sorting Test' oder den , multiple errands test zeigen besser als die Standardtests exekutive Dysfunktion an (z.B. Pugnetti et al . 1998, McGeorge et al . 2001) .
Gedächtnisleistungen lassen sich im virtuellen Raum sowohl trainieren, als auch abfragen. Testverfahren in virtueller Realität erlauben bei Beeinträchtigung des räumlichen Gedächtnisses die Differenzierung zwischen ego- und allozentrischen Effekten wie für hippokampale vs . parietale Hirnschäden typisch (Weniger et al . 2009) . Das
Orientierungsvermögen im Gebäude einer Rehabilitationseinrichtung kann Patienten mit Gedächtnisverlust (Amnesie) mittels Training in
virtueller Realität signifikant verbessert werden (Brooks et al .
1999a) . Die Interaktion mit einer virtuellen Realität kann bei amnestischen Patienten zur Verbesserung insbesondere derjenigen Gedächtnisinhalte führen, die als Folge einer aktiven (motorischen) Interaktion erfahrbar wurden (Brooks et al . 1999b) .
Weitere Anwendungen betreffen depressive Patienten, deren
Beeinträchtigung ihrer kognitiven Fähigkeiten zur Raumorientierung in virtueller Realität besser erfasst kann, als mit Standardverfahren (Gould et al . 2007) . Die Reaktion von Patienten mit Morbus Parkinson auf eine mehrstufige visuell-motorische Lernaufgabe in virtueller Realität erlaubt die Diagnose von selektiven Defiziten (Messier et al . 2007) . Wahrnehmungsstörungen in der räumlichen Zuordnung von visuellen und akustischen Reizen, wie sie zum Teil bei Schizophrenie auftreten, können in virtueller Realität standardisiert getestet werden. VR- Rehabilitation kann ein Schritt zum eigenständigeren Leben für geistig behinderte Menschen sein über das Erlernen von Fertigkeiten in den Bereichen Einkaufen gehen, Essenszubereitung, Raumorientierung, sicheres Verhalten im Straßenverkehr und handwerkliche Tätigkeiten. Nach einem Hirntrauma können ähnliche, trainierende Interaktionen mit virtueller Realität ein Bestandteil der Rehabilitation sein.
Bestimmte Phobien lassen sich mit Expositionstherapien durch Erzeugung von Angst in therapeut- und patientenkontrollierter, immersiver virtueller Realität zum Therapieerfolg führen: Höhe (Kuntze et al .
2003, Emmelkamp et al . 2002), Spinnen (Hoffman et al . 2003), Fliegen
(Wiederhold et al . 2003), Fahren (Walshe et al . 2003), Sozial (Roy et al . 2003) . Eine derartige Expositionstherapie kann auch Bestandteil einer Therapie post-traumatischer Belastungsstörungen (PTSD) sein
(Rothbaum et al . 2001) .
Die Patentschrift US 5,736,986 beschreibt ein allgemeines Verfahren zur Verwendung von virtueller Realität als Methode zur mentalen
Konditionierung auch mit dem Ziel erwünschte neurologische oder physiologische Veränderungen im Körper hervorzurufen. Die
Patentschrift US 6,425,764 beschreibt ein allgemeines Verfahren mittels Immersionstherapie basierend auf virtueller Realität zur Behandlung von psychologischen, psychiatrischen, medizinischen,
Erziehungs- und Selbsthilfeproblemen. Die Veröffentlichung DE10109004A1 beschreibt Verfahren und Anordnungen zum Erzeugen naturnaher
Wahrnehmungen durch adäquate physiologische Stimulation. Diese Verfahren können als Grundlage für Methoden und Anwendungen mit immersiver virtueller Realität eingesetzt werden.
Vorrichtungen und/oder Verfahren zum Erreichen einer mit hoher
Intensität als realitätsnah erlebten virtuellen Realität:
Die Wirksamkeit von Vorrichtungen und/oder Verfahren, bei denen virtuelle Realität als Bestandteil eines Verfahrens für Diagnose, Rehabilitation oder Therapie von neurologischen, psychiatrischen und psychischen Störungen angewendet wird, hängt unter anderem von der Intensität ab, mit der sich eine Person in die erlebte virtuelle Realität als psychophysisch eingebunden empfindet. Diese
psychophysische Eingebundenheit wird als erlebte Immersion bezeichnet.
Die erlebte Immersion ist nicht besonders hoch, wenn eine Person nur vor einem Bildschirm oder auch einer Projektionswand mit breitem, horizontalen Gesichtsfeld sitzt; in [Sellen 1998] wird ein
Versuchsaufbau zur Darstellung der virtuellen Umgebung präsentiert, der eine halbzylinderförmige Leinwand zur Projektion beinhaltet. Die Versuchsperson sitzt in dieser Anordnung auf einem ortsfesten Stuhl im Zentrum der Leinwand und verfügt über ein horizontales Gesichtsfeld von 180°. Die Projektion wird mittels eines Eingabegeräts verändert.
Head-Mounted-Displays (HMDs) sind am Kopf getragene Sicht- und
Kopfhörersysteme, mit denen eine künstlich erzeugte audiovisuelle Welt präsentiert wird. Die Verbindung mit einer „Head Tracking" Technologie erlaubt, dass die innerhalb der Raumgrenzen frei bewegliche (Rotation und Translation) Person stets den Bildausschnitt der aktuellen
Blickrichtung auf die Bildschirme des HMD präsentiert bekommt (zum Beispiel VENLab in Tarr & Warren 2002, Patentschriften US 5,572,229 bis zu US 7, 522, 344) .
In einem Raum mit allseitiger Wandaußenprojektion, einer sogenanntem CAVE (cave automatic Virtual environment, siehe
http://en.wikipedia.org/wiki/Cave Automatic Virtual Environment), wird die dargestellte Perspektive an die Position der frei beweglichen Versuchsperson innerhalb des CAVE Raums angepasst. Stereoskopische Sicht wird über Polarisationsfilter- oder LCD-Shutter-Technik ermöglicht. Die Veröffentlichung DE102006030923A1 beschreibt einen Projektionsraum mit fünf oder mehr Flächen mit 3 bis 20 Metern
Kantenlänge pro Fläche mit Innenprojektion zur interaktiven
Präsentation von virtueller Realität, der aus Standardbausteinen besteht .
Bei den folgenden Vorrichtungen ist die Lokomotion einer Person innerhalb der virtuellen Realität nicht durch die Wände eines
abgeschlossenen Raumes begrenzt, da sie sich auf einem
omnidirektionalen Laufkompensator befindet. Die Patentschrift US
5,562,572 offenbart ein omnidirektionales Laufband auf dem die
horizontalen X- und Y-Komponenten der Translationsbewegung einer Person unabhängig voneinander kompensiert werden können, so dass die Person trotz freier Lokomotion im Mittelpunkt des omnidirektionales
Laufbandes gehalten werden kann. Dieses kann nach Anspruch 11 mit der audiovisuellen Präsentation einer virtuellen Realität gekoppelt sein. Patentschrift US 6,135,928 offenbart einen kugelförmigen
Laufkompensator auf dessen Kugeloberseite eine frei bewegliche Person nach Ansprüchen 26 und 27 die Signale für die Bewegung in einer
Anwendung mit virtueller Realität erzeugt. Patentschrift US 5,846,134 offenbart einen hohlkugelförmigen Laufkompensator mit 7 bis 10 Metern Durchmesser auf dessen Innenseite sich eine Person frei bewegt, während ihr über ein HMD eine virtuelle Realität aus der aktuellen Positrons- und Blickperspektive präsentiert wird. Die Druckschrift US 2006 0183601 offenbart ein Lokomotionsinterface für virtuelle
Realität bei der eine fixierte Person Lokomotionsbewegungen über eine Drucksensormatte als Interface für die Erzeugung eines
Lokomotionssignals für die virtuelle Realität erzeugen kann.
Die Veröffentlichung DE19640730A1 beschreibt einen Flugsimulator dessen Simulatorkapsel an den Fensterpositionen Monitore zur Präsentation von virtueller Realität hat und der zur Erzeugung von Fliehkräften und Beschleunigungen Bestandteil einer Zentrifuge ist.
Die Patentschrift US 5,515,078 betrifft ein System zur Erfassung von Positionsangaben und Darstellung einer virtuellen Realität basierend auf den Positionsangaben, mit einer Basis und Stuhl, der durch den Benutzer bezüglich der Basis rotiert werden kann; einem Monitor, der mit Stuhl in Verbindung steht; einem Messmittel zur Bestimmung der Ausrichtung des Stuhls; Eingabemitteln, die mit dem Stuhl in Verbindung stehen .
Die Druckschrift WO 00/ 60857 beschreibt ein Bilddarstellungssystem mit einem Projektor zur Projektion von Composite-Video-Bildern auf eine Projektionsfläche, wobei es sich zumindest bei einem Teil der
Composite-Video-Bilder um perspektivisch korrigierte, sphärische Video-Bilder handelt. Nach Anspruch 6 ist die Projektionsfläche eine zylinderförmige Projektionsfläche; nach Anspruch 7 besteht die
Projektionsfläche aus einer Mehrzahl an Projektionsflächen.
Die Druckschrift WO 97/22909 offenbart ein Panorama-Anzeigesystem mit ortsfester Anzeigevorrichtung und einem bühnenartigen, rotierendem Träger auf dem sich mehrere Personen stehen oder sich frei bewegen können. Nach Anspruch 5 umfasst der rotierende Träger einen darauf montierten Stuhl .
Es lässt sich zusammenfassen, dass viele Einzelbeispiele erfolgreich nachweisen, dass Verfahren auf der Grundlage von virtueller Realität für den diagnostischen und therapeutischen Einsatz in Neurologie, Psychiatrie, Psychologie und Psychotherapie geeignet und wirksam sind. Es wurden darüber hinaus zahlreiche Verfahren beschrieben, mit denen sich immersive, virtuelle Realität erzeugen lässt. Trotzdem ist festzustellen, dass die bisherigen Anwendungen von virtueller Realität in Neurologie, Psychiatrie, Psychologie und Psychotherapie
größtenteils den Charakter von Forschungsprojekten haben, durchgeführt in dafür speziell und individuell ausgerüsteten Forschungsinstituten. Es ist derzeit nicht festzustellen, dass die breite Anwendung von virtueller Realität als Bestandteil des von den Krankenversicherungen vergüteten Maßnahmenkatalogs für Diagnose und Therapie bei
neurologischen, psychiatrischen und psychischen Störungen unmittelbar bevorsteht .
Dies liegt unter anderem daran, dass bisherige Anordnungen und
Verfahren zum Präsentieren von virtueller Realität nach dem Stand der Technik einen oder mehrere der folgenden Nachteile haben. Sie sind technisch sehr aufwändig und damit sehr teuer. Sie benötigen sehr viel Platz für eine betriebsfertige Installation. Die Vorrichtung ist in einem Raum fest installiert und nach abgeschlossener Installation nicht transportabel. Eine Person muss in ein Lokomotionsinterface eingeschnallt werden, was für Personen mit körperlicher und/oder geistiger Beeinträchtigung problematisch sein kann. Ein Nachteil kann die unerwünschte Gewichtsbelastung im Hals- und Kopfbereich sein, was insbesondere nach erlittenem Trauma in diesem Bereich problematisch ist. Ein Nachteil kann die Einschränkung des Blickwinkels sein, was unter Umständen erst bei schnellen KopfSeitenbewegungen offenbar wird. Ein Nachteil kann sein, dass keine Form von Eigenlokomotion möglich ist. Ein Nachteil kann sein, dass der erreichte Grad an Immersion nur gering ist. Ein gravierender Nachteil kann das Auftreten von Übelkeit sein .
Es ist daher Aufgabe der Erfindung , eine Anordnung und ein Verfahren zur visuellen Darstellung von Szenen sowie ein entsprechendes
Computerprogramm und ein entsprechendes computerlesbares
Speichermedium bereitzustellen, welche die Nachteile der bekannten Lösungen vermeiden und mit welchen insbesondere bei der Durchführung einer interaktiven Simulation ein hoher Grad an Immersion in die virtuelle Realität erreicht wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale in den
Ansprüchen 1, und 10 bis 13 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.
Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass für Probanden bei der Durchführung einer interaktiven Simulation ein hohes Maß an Immersion in die virtuelle Realität gewährleistet wird. Dies wird dadurch erreicht, dass erfindungsgemäß die visuelle Darstellung von Szenen auf Visualisierungselementen erfolgt, wobei die
Visualisierungselemente in einem im Wesentlichen geschlossenen Ring oder Vieleck innerhalb der Anordnung angeordnet sind. Der Ring oder das Vieleck von Visualisierungselementen ist als transportable Einheit ausgeführt, um eine möglichst kompakte Anordnung zu erhalten. Zur Durchführung einer interaktiven Simulation ist vorgesehen, dass der Ring oder das Vieleck von Visualisierungselementen zumindest mit einem drehbaren Aufenthaltsbereich für Probanden, mit mindestens einer Datenverarbeitungseinrichtung zur Generierung und/oder Steuerung zumindest der visuellen Darstellung und mit mindestens einem Mittel zur Dateneingabe zur Steuerung der Simulation kombinierbar ist. Der drehbare Aufenthaltsbereich wird vorzugsweise im Wesentlichen im Zentrum des Rings oder Vielecks angeordnet, damit ein sich im
drehbaren Aufenthaltsbereich aufhaltender Proband die visuellen
Darstellungen auf möglichst allen Visualisierungselementen in gleicher Weise wahrnehmen kann. In einer bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung handelt es sich bei dem drehbaren Aufenthaltsbereich um einen Drehstuhl. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Ring oder das Vieleck von Visualisierungselementen in einer Monitoreinhausung verbaut. Die Monitoreinhausung weist vorzugsweise mindestens eine Tür auf, durch die der Proband in das Innere der Monitoreinhausung eintreten kann. Es erweist sich als vorteilhaft, wenn an der mindestens einen Tür mindestens ein
Visualisierungselement befestigt ist, welches beim Öffnen der Tür aus dem Ring oder Vieleck entfernt wird.
Die Erfindung wird vorzugsweise in Innenräumen eingesetzt. Daher ist vorgesehen, die Komponenten der Anordnung so auszugestalten, dass sie ohne Aufwand durch eine Tür von einem Raum in einen anderen
transportiert werden können. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Abmessungen der Komponenten so gewählt werden, dass die Komponenten durch eine Tür wie z.B. eine Wohnungstür oder Zimmertür bewegt werden können. Hierfür ist in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass zumindest der Ring oder das Vieleck der
Visualisierungselemente oder die Monitoreinhausung als fahrbare
Einheit realisiert ist.
Durch die Erfindung wird eine Vorrichtung zur interaktiven Simulation bereitgestellt, die Mittel zur visuellen Darstellung von Szenen der Simulation bzw. einer virtuellen Realität umfasst. Die visuelle
Darstellung der Szenen erfolgt dabei auf einer Vielzahl von
Visualisierungselementen, wobei es sich bei den
Visualisierungselementen um Monitore o . dgl . handeln kann, welche die Szenen wiedergeben. Alternativ kann es sich bei den
Visualisierungselementen um Projektionsflächen, wie Leinwände odgl . , handeln, auf die die Szenen mit Hilfe eines Projektors oder Beamers projiziert werden. Erfindungsgemäß bilden die Visualisierungselemente einen im Wesentlichen geschlossenen Ring oder ein im Wesentlichen geschlossenes Vieleck.
Die Vorrichtung zur interaktiven Simulation umfasst erfindungsgemäß außerdem einen drehbaren Aufenthaltsbereich für Probanden. Bei den Probanden kann es sich um Personen oder Tiere handeln. Vorzugsweise ist der drehbare Aufenthaltsbereich im Wesentlichen im Zentrum des Rings oder des Vielecks der Visualisierungselemente angeordnet.
Dadurch wird eine Präsentation der Simulation bzw. der Szenen der virtuellen Realität in einem 360 ° -Panorama ermöglicht.
Erfindungsgemäß ist weiter vorgesehen, dass der Ring oder das Vieleck der Visualisierungselemente bezüglich der realen Umgebung
rotationsfest angeordnet ist. Die Vorrichtung zur interaktiven
Simulation ist (mit Ausnahme des drehbaren Aufenthaltsbereichs) unbeweglich am Einsatzort aufgestellt. Das bewirkt vorteilhaft, dass Unwohlsein der Probanden vermieden wird, da durch die derart
eingerichtete Anordnung in der Simulation oder in der virtuellen Realität erfahrene Rotationen stets mit realen Rotationen des
Probanden übereinstimmen. Unterbewusste Konsistenzkonflikte zwischen visueller und vestibulärer Information werden durch die Erfindung vermieden. Darüber hinaus müssen rechentechnisch keine Rotationen zur Anpassung der Simulation bzw. der virtuellen Realität an die (Drehbewegungen des Probanden durchgeführt werden, wie es z.B. beim Einsatz von HMDs notwendig ist, was zu einer erheblichen Reduzierung des Rechenaufwand führt.
Da der Ring oder das Vieleck der Visualisierungselemente bei
bestimmungsgemäßen Gebrauch der Vorrichtung vorzugsweise in Augenhöhe des im drehbaren Aufenthaltsbereich positionierten Probanden
angeordnet ist, wäre die Zugänglichkeit des innerhalb des Rings oder des Vielecks der Visualisierungselemente gelegenen drehbaren
Aufenthaltsbereichs für einen Probanden erschwert, wenn nicht zusätzliche Maßnahmen ergriffen würden. Erfindungsgemäß ist deshalb vorgesehen, dass der Ring oder das Vieleck zumindest ein
Visualisierungselement aufweist, welches aus dem Ring entfernt werden kann, oder welches bezüglich des Rings oder Vielecks bewegt werden kann, beispielsweise verschoben, geschwenkt, gekippt oder geklappt werden kann, um so einen Zugang zum Inneren des Rings oder Vielecks zu schaffen. Alternativ dazu oder auch in Kombination damit ist
vorgesehen, dass der Ring oder das Vieleck der Visualisierungselemente bezüglich des drehbaren Aufenthaltsbereichs zumindest teilweise bewegt werden kann, vorzugsweise verschoben, gekippt, geschwenkt oder geklappt werden kann. Dadurch wird es einem Probanden erleichtert, in das Zentrum des Rings oder Vielecks zu gelangen. Das ist insbesondere für behinderte Probanden, die z.B. auf einen Rollstuhl angewiesen sind, wichtig.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass die Vorrichtung eine Bodenplatte umfasst. Die Bodenplatte weist in einer bevorzugten Ausführungsform den drehbaren Aufenthaltsbereich, beispielsweise in Form einer drehbaren Scheibe, auf. Diese drehbare Scheibe kann Aufnahmeelemente aufweisen, um beispielsweise einen Rollstuhl auf der drehbaren Scheibe befestigen zu können. Alternativ oder zusätzlich kann die Bodenplatte Mittel aufweisen, mit deren Hilfe der drehbare Aufenthaltsbereich des Probanden drehbar mit der Bodenplatte kombiniert werden kann. Es kann beispielsweise eine Verankerung für einen Drehstuhl in der Bodenplatte vorgesehen sein.
Erfindungsgemäß umfasst die Anordnung zur Simulation weiter mindestens eine Datenverarbeitungseinrichtung zur Berechnung, Generierung und/oder Steuerung zumindest der visuellen Darstellung der Szenen der Simulation bzw. der virtuellen Realität. Die Anordnung umfasst außerdem mindestens ein Mittel zur Eingabe von Daten, um interaktiv auf die Simulation bzw. virtuelle Realität Einfluss nehmen zu können. Bei diesen Mitteln zur Dateneingabe kann es sich um eine Tastatur, einen Steuerknüppel (Joystick), Mittel zur Spracheingabe odgl .
handeln. Es kann auch eine Gehirn-Computer-Schnittstelle als Mittel zur Eingabe von Daten vorgesehen sein. Vorzugsweise ist mindestens eins der Mittel zur Dateneingabe mit dem drehbaren Aufenthaltsbereich, insbesondere mit dem Drehstuhl, fest oder lösbar verbunden. Über das Dateneingabegerät kann der Proband Befehle eingeben, welche die
Simulation bzw. die virtuelle Realität (interaktiv) beeinflussen. Die Simulation bzw. die virtuelle Realität kann auch durch weitere Mittel (interaktiv) beeinflusst werden, wie unten näher erläutert wird. Die Eingaben werden in einer bevorzugten Ausführungsform durch einen Rechner, der mit dem drehbaren Aufenthaltsbereich, insbesondere mit dem Drehstuhl, verbunden ist, verarbeitet oder vorverarbeitet und anschließend an die Datenverarbeitungseinrichtung zur Berechnung, Generierung und/oder Steuerung zumindest der visuellen Darstellung der Szenen der Simulation bzw. der virtuellen Realität übertragen.
Drehbewegungen des drehbaren Aufenthaltsbereichs, insbesondere des Drehstuhls, werden durch einen Drehwinkelsensor erfasst und an den Computer und/oder die Datenverarbeitungseinrichtung gesendet. Auch durch diese Sensordaten wird auf die Simulation bzw. auf die virtuelle Realität in Abhängigkeit der Ausrichtung des drehbaren
Aufenthaltsbereichs eingewirkt. Dabei werden die über das mindestens eine Mittel zur Dateneingabe eingegebenen Daten mit den durch den Drehwinkelsensor erfassten Werten kombiniert, um in der korrekten Richtung auf die Simulation bzw. virtuelle Realität einzuwirken. Auf eine Dateneingabe in das mindestens eine Mittel zur Dateneingabe, mit welcher eine Vorwärtsbewegung des Probanden ausgeführt werden soll, reagiert die Simulation bzw. virtuelle Realität durch Berücksichtigung der Eingabedaten und der Winkelwerte des Drehwinkelsensors derart, dass die tatsächliche Ausrichtung des drehbaren Aufenthaltsbereichs berücksichtigt wird. Darüber hinaus sieht eine vorteilhafte
Ausführungsform vor, dass der drehbare Aufenthaltsbereich durch einen Motor gedreht wird, wobei der Motor über Eingaben in das mindestens eine Mittel zur Dateneingabe gesteuert wird. Besonders vorteilhaft ist der Einsatz eines solchen motorgetriebenen drehbaren
Aufenthaltsbereichs in dem Fall, dass es sich bei dem drehbaren
Aufenthaltsbereich um die drehbare Scheibe zur Aufnahme eines
Rollstuhls handelt. Um eine ungehinderte Beweglichkeit des drehbaren Aufenthaltsbereichs zu gewährleisten ist in einer bevorzugten
Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass Stromversorgung und Datenübertragung von mit dem drehbaren Aufenthaltsbereich gekoppelten Geräten wie etwa den Mitteln zur Dateneingabe durch einen
Rotationskontakt realisiert werden. Alternativ oder zusätzlich kann für die Datenübertragung eine drahtlose Schnittstelle, z.B. eine Funkschnittstelle, und für die Stromversorgung Batterien oder Akkus vorgesehen sein. Um die Vorrichtung zur interaktiven Simulation flexibel, insbesondere an verschiedenen Einsatzorten, einsetzen zu können, ist in einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass die Vorrichtung in
Einzelkomponenten zerlegbar ist. Sinnvollerweise werden die
Einzelkomponenten zu funktionalen Gruppen zusammengefasst . Als vorteilhaft erweist es sich, dass zumindest der Ring oder das Vieleck der Visualisierungselemente und der drehbare Aufenthaltsbereich voneinander trennbar sind. Vorzugsweise kann aber auch die Bodenplatte von dem Ring oder dem Vieleck der Visualisierungselemente getrennt werden. Als vorteilhaft erweist es sich auch, wenn die Bodenplatte von dem drehbaren Aufenthaltsbereich getrennt werden kann, insbesondere, wenn es sich bei dem drehbaren Aufenthaltsbereich um einen Drehstuhl handelt. Um die Außenmaße der Komponenten, in die die erfindungsgemäße Vorrichtung zerlegt werden kann, möglichst gering zu halten, ist in einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass die Bodenplatte schwenkbare oder klappbare Bereiche aufweist. Durch Hochklappen solcher Bereiche können die Außenmaße weiter verringert werden.
Außerdem ist vorgesehen, dass zumindest ein Teil der
Datenverarbeitungseinrichtungen von der Vorrichtung getrennt werden können. Als vorteilhaft erweist es sich, wenn die Komponenten, in die die erfindungsgemäße Vorrichtung zerlegt werden kann, solche Außenmaße aufweisen, dass sie einfach durch eine Tür transportiert werden können. Vorzugsweise betragen daher die Außenmaße der Komponenten in zwei Ausdehnungsrichtungen (z.B. Höhe und Breite) höchstens ca.
2,50 m x 1,00 m, vorzugsweise aber höchstens ca. 1,80 m x 0,70 m. Die Maße der dritten Ausdehnungsrichtung (z.B. Länge) ist im Prinzip durch die Vorgabe der Transportierbarkeit nicht oder nur unwesentlich eingeschränkt, sollte aber aus Gründen der Handhabbarkeit nicht wesentlich größer als ca. 3,00 m sein.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, den Ring oder das Vieleck von Visualisierungselementen in einem
Rahmenkonstruktion, einem Gehäuse, einer Einhausung o . dgl . anzuordnen. Bei der Rahmenkonstruktion, dem Gehäuse oder der Einhausung kann es sich um offene Konstruktionen handeln, die lediglich Rahmen oder Trägerelemente umfassen, an denen der Ring oder das Vieleck der
Visualisierungselemente befestigt ist. Der Rahmen bzw. die
Trägerelemente können aber auch durch Flächenelemente verkleidet sein, so dass die Rahmenkonstruktion, das Gehäuse oder die Einhausung eine Kabine bildet, die zumindest teilweise gegenüber der Umgebung
abgeschirmt ist. Vorzugsweise handelt es sich um eine würfel- oder quaderförmige Kabine. Im Inneren der Kabine ist der Ring oder das Vieleck der Visualisierungselemente angeordnet. Der Ring oder das Vieleck der Visualisierungselemente ist dabei vorzugsweise am Rahmen oder den Trägerelementen der Wand der Kabine befestigt. Die Wände der Kabine werden in einer bevorzugten Ausführungsform durch
Seitenelemente gebildet. Um den Zugang zu dem Innenraum zu ermöglichen ist mindestens ein Seitenelement der Kabine entfernbar, aufklappbar, schwenkbar oder verschiebbar. Mit der Bewegung des mindestens einen Seitenelements werden in einer bevorzugten Ausführungsform auch die an dem Seitenelement befestigten Visualisierungselemente (aus dem Ring oder Vieleck) entfernt, verschoben, weggeklappt oder geschwenkt.
Um die Portabilität der Kabine zu verbessern, ist vorgesehen, dass die Kabine zerlegbar ist. Eine bevorzugte Ausführungsform der Kabine sieht dazu vor, dass die Kabine in zwei vorzugsweise symmetrische Teile auftrennbar ist, die jeweils eine Hälfte des Rings oder Vielecks der Visualisierungselemente umfasst. Die Teile können vollständig
voneinander getrennt oder nur aufgetrennt werden. In letzterem Fall sind die Teile durch ein Element des Rahmens oder ein Trägerelement beweglich miteinander, beispielsweise durchein Scharnier, miteinander verbunden, so dass die Kabine aufgeklappt werden kann. Durch das Trennen oder Aufklappen werden die Außenabmessungen derart verringert, dass die Kabine bequem durch eine normale Tür von einem Raum in den anderen transportiert werden kann. Die Transportierbarkeit wird in einer bevorzugten Ausführungsform weiter verbessert, indem die Kabine fahrbar oder rollbar gelagert ist, beispielsweise durch an der
Unterseite der Kabine angebrachte Räder oder Rollen.
Zur Durchführung der interaktiven Simulation wird der drehbare
Aufenthaltsbereich im Inneren, vorzugsweise im Zentrum, der Kabine angeordnet. Weiter werden die Visualisierungselemente und der drehbare Aufenthaltsbereich mit der Datenverarbeitungseinrichtung verbunden, so dass die Aktivitäten eines sich im Inneren der Kabine befindlichen Probanden auswerten und die Visualisierungselemente, die bei
geschlossener Kabine eine 360 ° -Visualisierung ermöglichen, entsprechend ansteuern lassen .
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Anordnung weitere Sensoren umfasst. So erweist es sich als vorteilhaft, wenn beispielsweise Position und/oder Bewegungen des Probanden oder von Körperteilen des Probanden oder Gesten des
Probanden durch Sensoren erfasst und zur Interaktion mit der
Simulation oder virtuellen Realität ausgewertet werden. Hierzu eignen sich beispielsweise ein Head-Tracking-System zur paralaxengenauen Präsentation der Simulation oder der virtuellen Realität, ein Eye- Tracking-System zur Erfassung der aktuellen Blickrichtung des
Probanden, Sensoren mit vier bis sechs Freiheitsgraden zur Erfassung von Gesten und/oder Bewegungen von Körperteilen des Probanden, wie z.B., von Händen und/oder Füßen, Cyber-Gloves zur Erfassung taktiler Aktionen, Sensoren zur Erfassung von Messsignalen, die am Körper des Probanden erfasst werden können, wie etwa Herzschlag,
Hautleitfähigkeit, EKG oder EEG. Darüber hinaus erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Anordnung weitere Komponenten zur Darstellung virtueller Realität umfasst wie beispielsweise Lautsprecher zur
Erzeugung von 3D-Sound, Vibrationslautsprecher zur Erzeugung von Erschütterungssignalen, Shuttervorrichtungen wie Shutterbrille und/oder Shuttermonitor/-projektor zur stereographischen Wahrnehmung der Simulation bzw. virtuellen Realität, Wärme-/Kälte-Stimulatoren, TENS-Stimulatoren (TENS = Transkutane Elektrische Nervenstimulation) odgl .
Zur Durchführung einer interaktiven Simulation oder zur Nutzung der virtuellen Realität ist erfindungsgemäß ein Verfahren vorgesehen, wobei die erfindungsgemäße Anordnung eingesetzt wird. Insbesondere umfasst das Verfahren die Ansteuerung der Mittel zur visuellen
Darstellung der Szenen der Simulation bzw. der virtuellen Realität. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst das
erfindungsgemäße Verfahren die Durchführung einer interaktiven
Simulation oder die Nutzung der virtuellen Realität zu medizinischen Zwecken, insbesondere zur physikalischen Therapie und/oder zur
Diagnose . Ein Computerprogramm zur Durchführung einer interaktiven Simulation oder zur Nutzung der virtuellen Realität ermöglicht es einer
Datenverarbeitungseinrichtung, nachdem es in den Speicher der
Datenverarbeitungseinrichtung geladen worden ist, das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen. Insbesondere umfassen solche erfindungsgemäße Computerprogramme solche Computerprogramme, welche es gestatten, Inhalte virtueller Realität durch die Mittel zur visuellen Darstellung von Szenen der Simulation bzw. der virtuellen Realität darzustellen, insbesondere Inhalte virtueller Realität auf dem Ring oder dem Vieleck der Visualisierungselemente darzustellen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das erfindungsgemäße Computerprogramm modular aufgebaut ist, wobei einzelne Module auf verschiedenen
Datenverarbeitungseinrichtungen installiert sind.
Vorteilhafte Ausführungsformen sehen zusätzlich Computerprogramme vor, durch welche weitere in der Beschreibung angegebene Verfahrensschritte oder Verfahrensabläufe ausgeführt werden können.
Solche Computerprogramme können beispielsweise (gegen Gebühr oder unentgeltlich, frei zugänglich oder passwortgeschützt) downloadbar in einem Daten- oder Kommunikationsnetz bereitgestellt werden. Die so bereitgestellten Computerprogramme können dann durch ein Verfahren nutzbar gemacht werden, bei dem ein Computerprogramm nach Anspruch 11 aus einem elektronischen Datennetz, wie beispielsweise aus dem
Internet, auf eine an das Datennetz angeschlossene Datenverarbeitungseinrichtung heruntergeladen wird.
Um das erfindungsgemäße Verfahren zur Durchführung einer interaktiven Simulation oder zur Nutzung der virtuellen Realität durchzuführen, ist vorgesehen, ein computerlesbares Speichermedium einzusetzen, auf dem ein Programm gespeichert ist, das es einer Datenverarbeitungseinrichtung ermöglicht, nachdem es in den Speicher der Datenverarbeitungseinrichtung geladen worden ist, das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen. Mit der Erfindung wird eine transportable Vorrichtung zur
rotationsfesten 360 ° -Panorama-Präsentation von immersiver virtueller Realität auf engem Raum auch für Diagnose und Therapie in Medizin und Psychotherapie bereitgestellt, welche darüber hinaus eine partielle Eigenlokomotion innerhalb der als 360 ° -Panorama rotationsfest
präsentierten Virtuellen Realität ermöglicht. Die Erfindung findet insbesondere Anwendung in der Medizin als Gerät für die physikalische Therapie über die Anregung und Veränderung von zentralen, neuronalen Prozessen mittels sensorsicher Stimulation und Biofeedback und/oder zu Messungen für diagnostische Zwecke unter Verwendung von Biofeedback.
Die wichtigsten Vorteile der Erfindung lassen sich folgendermaßen zusammenfassen: Die Vorrichtung benötigt nur einen geringen
Platzbedarf, so dass sie in Räumen durchschnittlicher Größe
aufgestellt werden kann. Die Vorrichtung kann mit geringem Aufwand in einen transportfähigen Zustand gebracht werden. Dies ermöglicht es, dass die Vorrichtung beim Hersteller fast vollständig montiert werden kann. Dies ist wünschenswert, da Zertifizierungsverfahren für
medizinische Einsatzzwecke ein standardisiertes und überwachbares Verfahren für den Herstellungsprozess verlangen. Die Vorrichtung kann außerdem ohne großen Aufwand von einem Raum in einen anderen Raum versetzt werden. Die Vorrichtung ermöglicht es, dass ein hoher Grad an Immersion in die virtuelle Realität erreicht werden kann. Mit der Vorrichtung wird das Problem des Auftretens von Übelkeit vermieden. Dies alles sind notwendige Voraussetzungen, um einer weiten
Verbreitung von Verfahren beruhend auf virtueller Realität Vorschub zu leisten .
Die Erfindung soll nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Es zeigen :
Fig. la eine schematische Darstellung der Anordnung eines Probanden innerhalb eines beispielhaften Ringmonitors in perspektivischer Sicht,
Fig. la eine schematische Darstellung der Anordnung eines Probanden innerhalb eines beispielhaften Ringmonitors in Seitenansicht, Fig. 2a eine Veranschaulichung einer ersten alternativen
Ausführungsform des beispielhaften Ringmonitors, welche die Zugänglichkeit des Innenbereichs des Ringmonitors gewährleistet,
Fig. 2a eine Veranschaulichung einer zweiten alternativen
Ausführungsform des beispielhaften Ringmonitors, welche die Zugänglichkeit des Innenbereichs des Ringmonitors gewährleistet,
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines durch eine
Trägervorrichtung mit einer Bodenplatte verbundenen Ringmonitors in transportablem Zustand,
Fig. 4 eine schematische Darstellung der Anordnung eines Probanden im Rollstuhl innerhalb eines beispielhaften Ringmonitors in Seitenansicht ,
Fig. 5 eine Veranschaulichung einer Monitoreinhausung, und.
Fig. 6 eine Veranschaulichung einer Komponente der
Monitoreinhausung .
Im Folgenden soll die Erfindung beispielhaft an dem Spezialfall eines aus acht Monitoren bestehenden Ringmonitor, welcher durch eine
Trägervorrichtung mit einer Bodenplatte verbunden ist, in größerem Detail erläutert werden. Dabei ist zu berücksichtigen, dass die
Erfindung nicht auf das im folgenden beschriebene Ausführungsbeispiel eingeschränkt ist, sondern vielmehr auch andere Verfahren,
Anordnungen, Computerprogramme und computerlesbare Speichermedien zur Durchführung einer interaktiven Simulation oder zur Nutzung der virtuellen Realität einschließt, die andere Mittel zur visuellen Darstellung der Szenen verwenden oder deren Komponenten auf andere Weise miteinander kombiniert sind, solange sie nur die
erfindungsgemäßen Merkmale realisieren. Insbesondere können anstelle der Monitore Projektionsflächen mit Projektoren eingesetzt oder auch eine größere Anzahl von Monitoren/Projektionsflächen verwendet werden.
Damit durch die erfindungsgemäße Vorrichtung ein hoher Grad an
Immersion in virtueller Realität erreichbar ist und außerdem das Auftreten von Übelkeit verhindert wird, müssen die beiden folgenden Punkte beachtet werden.
Erstens: Bei freier Bewegung eines Probanden (im Folgenden auch als Person bezeichnet) werden vom Gehirn die Orts- und
Bewegungsinformationen multimodal aus den visuellen Signalen und den vestibulären Signalen abgeleitet. Ein Head Mounted Display (HMD) wird bisher verwendet, wenn ein Betrachter seinen Kopf und oder seinen Körper frei bewegen kann. Der aktuell auf den Bildschirmen des HMD dargestellte Bildausschnitt der virtuellen Realität wird dafür in Übereinstimmung gebracht mit der aktuellen Blickperspektive, die durch Körperbewegung verändert werden kann. Bei einer solchen
freibeweglichen Betrachtung einer auf einem Head Mounted Display ausgegebenen Szene ermittelt das Gehirn multimodal aus visuellen und aus vestibulären Signalen, wie der eigene Körper sich bewegt und an welchem Ort er sich befindet. Da bei der Verwendung von Head Mounted Displays der jeweils aktuelle Bildausschnitt über eine technische Methode rechnergesteuert der Kopfbewegung nachgeführt wird, kommt es zu Latenzen in der Nachführung und damit zu unterbewussten
Konsistenzkonflikten zwischen visueller und vestibulärer Information. Dies kann Übelkeit verursachen. Die Vermeidung von unangenehmen
Erfahrungen wie Übelkeit ist aber ein Schlüsselfaktor, um
therapeutische Effektivität und Motivation einer in virtueller
Realität handelnden Person aufrecht zu erhalten. Bei Verfügbarkeit von HMDs, welche die darzustellenden Bildausschnitte verzögerungsfrei generieren, kann auch vorgesehen werden, solche HMDs mit Teilen der erfindungsgemäßen Anordnung zusammenwirken zu lassen, falls der
Ringmonitor nicht eingesetzt werden kann, beispielsweise wegen eingeschränkter räumlicher Verhältnisse.
Zweitens: Um ein hohes Maß an Immersion in die virtuelle Realität erleben zu können, sollte ein Minimum an Eigenlokomotion, das heißt selbst erzeugter Fortbewegung innerhalb der virtuellen Realität möglich sein. Fortbewegung (Lokomotion) besteht aus zwei Komponenten: der linearen Translationskomponente und der Rotationskomponente.
Erkenntnisse aus der Psychophysik zeigen, dass die Wahrnehmung der Translationskomponente von Lokomotion allein über die Wahrnehmung von visuellem Fluss erreicht werden kann. Aus dem Alltag ist dieses Phänomen aus Situationen bekannt, wenn beim langsamen Anfahren eines Zuges Unsicherheit darüber herrscht, ob sich der Zug in dem man selber sitzt bewegt oder ob es der auf dem Nachbargleis stehende Zug ist, auf den man gerade schaut. Im Gegensatz dazu, entsteht kein normales Empfinden von Körperrotation, wenn lediglich die visuell wahrgenommene Umwelt rotiert, aber eine gleichzeitige Rotationswahrnehmung durch das eigene vestibuläre Sinnessystem fehlt. Dies hat zur Folge, dass die Präsentation einer immersiven virtuellen Realität grundsätzlich eine rotationsfeste virtuelle Landschaft voraussetzt, bei der die
virtuellen Richtungen sich nicht relativ zu den Richtungen in der Außenwelt ändern. Rotationen in dieser virtuellen Realität sollten immer mit einer Rotationsbewegung des eigenen Körpers einhergehen. Die Richtung Norden zum Beispiel muss immer auf derselben Projektionsfläche oder derselben Richtung präsentiert werden. Dies ist nur mit einer 360 ° -Rundumproj ektion möglich.
Die Erfindung erfüllt die folgenden Aufgaben. Virtuelle Realität wird im 360 "-Panorama präsentiert. Dabei wird keine Präsentationstechnik verwendet, bei der nur ein partieller Bildausschnitt präsentiert wird (wie bei HMD) . Eine Person 106 kann darin frei beweglich rotieren. Es ist nicht notwendig, an der Person 106 selber weitere Vorrichtungen zu befestigen oder die Person 106 an der Apparatur zu befestigen. Die Vorrichtung 100 ist so kompakt gebaut, dass sie bereits beim
Hersteller fast vollständig vormontiert werden kann und auch
nachträglich ohne großen Aufwand in einen anderen Raum transportiert werden kann.
Eine Person 106 sitzt auf einem Drehstuhl 108. In dieser Position ist sie auf Augenhöhe umgeben von einem Vieleck aus direkt aneinander grenzenden Monitoren 104, die auch eine gewölbte Oberfläche haben können. Diese Monitore 104 sind mechanisch zu einem geschlossenen ringförmigen Vieleck oder Ring fest miteinander verbunden, so dass sie einen, im Folgenden als Ringmonitor 102 bezeichneten, Ring- oder Vieleckmonitor ergeben. Dieser Ringmonitor 102 erlaubt die
Präsentation des vollständigen 360 ° -Panoramas einer virtuellen
Realität für die aktuelle Aufenthaltsposition der Person 106 innerhalb dieser virtuellen Realität. Auch bei schnellen Kopfbewegungen ist jede Betrachtungsperspektive verzögerungsfrei präsent. Die virtuelle Realität wird bezogen auf den äußeren Raum rotationsfest präsentiert. Die Richtung Norden ist also immer auf demselben Bildschirm. Die Vorteile der Rundumprojektion mit seinem festen Koordinatensystem sind ganz gewaltig. Es sind keine Verfahren notwendig zur Rotation von Projektionsflächen. Es sind keine Verfahren notwendig zum technischen Nachführen des präsentierten Bildausschnitts mit einer Kopf- oder Körperbewegung. Die von einem Betrachterpunkt sichtbare Szene ist stets vollständig, über den ganzen Blickwinkelbereich und auch bei schnellen Kopfrotationen präsent.
Die Vorrichtung zur Aufhängung des Ringmonitors 102 ist auf einer Bodenplatte 112 befestigt. Im Zentrum dieser Bodenplatte 112 befindet sich ein auf der Platte verankerter, beliebig um seine Längsachse rotierbarer Drehstuhl 108. An diesen Drehstuhl 108 ist ein
Eingabegerät in Winkelverbindung gekoppelt zur Erzeugung von Signalen zur Steuerung eines Verfahrens, mit dem die Person in der virtuellen Realität navigieren kann. Integriert in den Drehstuhl 108 ist ein Drehwinkelsensor zur Erfassung der Winkelausrichtung des Drehstuhls 108. Dieses Winkelsignal wird verwendet für ein Verfahren, mit welchem die Signale des Eingabegerätes zur Erzeugung eines Steuersignals für die Navigation in virtueller Realität so korrigiert wird, dass die Vektorrichtung dieses Navigationssignals stets auf die aktuelle
Winkelausrichtung des Drehstuhls 108 bezogen ist. Das
drehwinkelkorrigierte Eingabegerät ermöglicht auf einfache Weise die Erzeugung von Translationsbewegungen.
Der Drehstuhl 108 ist deshalb ungehindert frei beweglich, weil
Stromversorgung und elektrische Datensignale über einen
Rotationskontakt zum Drehstuhl 108 geführt werden. Am Drehstuhl 108 ist ein Computer befestigt zur Abfrage, Ansteuerung und Auswertung des Eingabegeräts und von weiteren Sensoren und Aktoren. Auf diesem Rechner wird das Verfahren zur Korrektur des Navigationssignals des
Eingabegerätes auf den aktuellen Drehwinkel des Drehstuhls 108
durchgeführt. Dieser Rechner ist mit denjenigen Rechnern durch eine Kommunikationsmethode verbunden, welche extern das Verfahren zur Erzeugung der virtuellen Realität steuern. Dieselbe oder eine andere Rechner- und Steuereinheit speichert auch die Bewegungen und
Interaktionen der Person 106 in und mit der virtuellen Realität und kann diese einem Verfahren zuführen, welches die Dynamik der simulierten, virtuellen Umwelt steuert.
Die Lokomotionskomponenten der in der virtuellen Realität
navigierenden Person 106 werden folgendermaßen erzeugt: die
Rotationskomponente wird durch aktiv erzeugte Rotation des Drehstuhls 108 erzeugt, die Translationskomponente wird über das oben erwähnte Eingabegerät erzeugt. Die aktive Rotation des Drehstuhls 108
ermöglicht die eigenständige Ausrichtung in der virtuellen Realität. Dieser Bewegungsfreiheitsgrad erhöht die erlebte Immersivität in der virtuellen Realität.
Um die Vorrichtung im medizinischen Bereich einsetzen zu können, sind die in unmittelbarer Patientenumgebung geführten elektrischen Signale und Stromversorgungen potentialfrei und/oder haben Niederspannung.
Eine Person 106 kann ohne Behinderung in das Zentrum des Ringmonitors 102 gelangen und sich dort auf den Drehstuhl 108 setzen. Dafür ist der Ringmonitor 102 beweglich in seiner Aufhängevorrichtung 110 befestigt. In einer ersten beispielhaften Ausführungsform kann der Ringmonitor 102 nach Öffnen einer Sperrvorrichtung aufgeklappt werden. Dieses wird erreicht, indem ein oder zwei Monitore 104 an Klappscharnieren 120 befestigt sind und sich diese Monitore 104 wie eine Tür oder
Doppelflügeltür aufklappen lassen. Es entsteht eine Durchgangsöffnung in das Zentrum des Ringmonitors 102. Der Mechanismus zum Verriegeln der aufklappbaren Monitore 104 ist von innerhalb des Ringmonitors 102 der dort befindlichen Person 106 frei zugänglich. Eine im Ringmonitor 102 befindliche Person 106 kann diesen Mechanismus öffnen, die beweglichen Monitore 104 zur Seite klappen und ohne Hilfe von außen den Ringmonitor 102 verlassen. Bei einer zweiten beispielhaften
Ausführungsform kann der Ringmonitor 102 innerhalb seiner
Aufhängevorrichtung 110 so weit nach oben bewegt werden, dass eine Person 106 unter dem unteren Rand bequem hindurchpasst . In einer dritten beispielhaften Ausführungsform kann der Ringmonitor 102 auf einer Seite hochgekippt und gleichzeitig eine kurze Strecke nach oben bewegt werden, so dass eine Person 106 unter dem Rand hindurchpasst. Bei allen drei beispielhaften Ausführungsformen kann sich eine Person 106 bequem in das Zentrum des Ringmonitors 102 bewegen und dort auf dem Drehstuhl 108 Platz nehmen.
Die Vorrichtung 100 zur Präsentation von virtueller Realität ist transportabel, da sie in einer beispielhaften Ausführungsform auf einfache Weise in drei separate Komponenten getrennt werden kann.
Dadurch kann die fast vollständig vormontierte Vorrichtung 100 leicht vom Hersteller zum Einsatzort oder von einem Raum in einen anderen Raum transportiert werden. Die separierbaren Komponenten sind a) der Drehstuhl 108, b) der Ringmonitor 102 mit Aufhängevorrichtung 110 und Bodenplatte 112, sowie c) ein fahrbarer Geräteschrank mit dem oder den externen Steuereinheiten. Diese Komponenten passen jeweils einzeln durch eine Türöffnung mit einer Breite von weniger als einem Meter. Die zum Drehstuhl 108 führenden Kabel können abgesteckt werden und der Drehstuhl 108 aus seiner Steckverankerung von der Bodenplatte 112 der Apparatur gehoben werden. Der Ringmonitor 102 ist so in der
Aufhängevorrichtung 110 befestigt, dass er bezogen auf seine
Kreisschnittebene in die Senkrechte rotiert und in dieser Position fixiert werden kann. Durch diese Rotation wird das gemeinsame Außenmaß von Aufhängevorrichtung 110 mit Ringmonitor 102 verringert. Die zwei seitlichen Teile 114 der Bodenplatte 112 können hochgeklappt und fixiert werden. Die Verbindungskabel der Ringmonitoreinheit 122 zu den externen Steuereinheiten können abgesteckt werden. Nach Unterfahren eines Hubwagens in dafür vorgesehene Halterungen kann die
Ringmonitoreinheit 122 bewegt werden. Der Steuerschrank für die externen Steuereinheiten ist fahrbar mit Rollen ausgestattet. Auf diese Weise kann die Vorrichtung 100 mit geringem Aufwand von einem Raum in einen anderen Raum versetzt werden.
In einer modifizierten Variante kann die Vorrichtung 100 von einer Person 106 in einem Rollstuhl 116 bedient werden. Dafür ist auf der Bodenplatte 112 zusätzlich eine Platte 118 befestigt, die durch einen Motor rotiert werden kann. Auf dieser rotierbaren Platte 118 ist eine Halterungsvorrichtung für einen Rollstuhl 116 befestigt. Ein Rollstuhl 116 mit Person 106 kann auf diese Platte 118 geschoben werden. Die Platte 118 ist, wie oben für den Drehstuhl 106 beschrieben,
ausgestattet mit einem Drehwinkelsensor, mit einem Rotationskontakt für Stromversorgung und Signalleitungen, mit einem Steuerrechner und mit einem Eingabegerät. Rotationen der rotierbaren Platte 118 und damit des Rollstuhls 116 innerhalb des Ringmonitors 102 werden über das Eingabegerät gesteuert und über einen Motorantrieb auf die rotierbare Platte 118 übertragen.
In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Ringmonitor 102 in einer Monitoreinhausung 200 untergebracht ist. Die Monitoreinhausung 200 umfasst dabei vier
Außenwände 202 und bildet eine würfel- oder quaderförmige Kabine, in welche der drehbare Aufenthaltsbereich, wie z.B. Drehstuhl oder eine drehbare Scheibe für einen Rollstuhl, eingebracht werden kann. Die Monitoreinhausung 200 kann weiter eine obere Abdeckung durch
Deckenelemente 204 aufweisen. Alternativ kann die Monitoreinhausung 200 oben und auch seitlich offen sein.
Um den drehbaren Aufenthaltsbereich und den Probanden den Zugang in das Innere der Monitoreinhausung 200 zu ermöglichen, ist in dieser Ausführungsform vorgesehen, dass die Monitoreinhausung 200 an einer Außenwand 202 eine oder zwei Türen 206 aufweist, die drehbar am Rahmen 208 der Monitoreinhausung 200 angebracht sind. Die die Türen 206 aufweisende Seite der Monitoreinhausung 200 soll im Folgenden als Vorderseite bezeichnet werden. Es ist weiter vorgesehen, dass ein Monitor 104 an jeder Tür 206 befestigt ist, so dass beim Öffnen der Tür 206 auch der Monitor 104 aus dem Ringmonitor 102 entfernt wird und so dem Probanden oder den Geräten der Zugang in das Innere der
Monitoreinhausung 200 ermöglicht wird.
Damit die Monitoreinhausung 200 in einfacher Weise transportiert werden kann, ist vorgesehen, dass die Monitoreinhausung 200 zwei Bestandteile 214 aufweist, die voneinander gelöst oder voneinander getrennt werden können. Je eins der Bestandteile 214 der
Monitoreinhausung 200 umfasst in dieser beispielhaften Ausführungsform eine Tür 206, eine seitliche Außenwand 202 und eine Hälfte der rückseitigen Außenwand 202. Die beiden Bestandteile 214 der
Monitoreinhausung 200 können vollständig voneinander getrennt oder alternativ auseinandergeklappt werden. Für die auseinanderklappbare Ausführungsform ist vorgesehen, dass die rückseitigen Außenwand 202 mittig zwei senkrecht verlaufende Rahmenstreben 210 aufweist, die durch ein Scharnier miteinander verbunden sind. Die Monitoreinhausung 200 kann in diesem Falle so weit aufgeklappt werden, dass die Teile der rückseitigen Außenwand 202 der beiden Bestandteile 214 aufeinander zu liegen kommen.
Durch diese Trennbarkeit oder Aufklappbarkeit wird erreicht, dass die Bestandteile 214 der Monitoreinhausung 200 einzeln oder die
Monitoreinhausung 200 als Ganzes leicht transportiert uns insbesondere in Innenräumen durch normal dimensionierte Türen von einem Raum in einen anderen transportiert werden kann. In der beispielhaften
Ausführungsform wird der Transport noch dadurch erleichtert, dass die Bestandteile 214 der Monitoreinhausung 200 Räder 212 aufweisen, die vorzugsweise an den Ecken des Rahmens 208 angebracht sind.
Über folgende Vorrichtungen und Verfahren können neben der visuellen Stimulation weitere sensorische Reize gegeben werden. An den Rändern des Ringmonitors 102 können mehrere Lautsprecher befestigt sein zur Erzeugung von 3D-Sound. Es kann ein Vibrationslautsprecher an die Sitzfläche des Stuhls gekoppelt sein zur Erzeugung von Erschütterungssignalen. Es kann eine Shutterbrille mit den Monitoren 104 gekoppelt sein, um die virtuelle Realität stereoskopisch präsentieren zu können. Weitere Reize können gegeben werden über Wärme/Kälte-Stimulatoren und über TENS-Stimulation .
Über folgende sensorischen Vorrichtungen und Verfahren können
Verhaltenselemente oder Körperfunktionen der Person 106 erfasst werden. An dem Ringmonitor 102 kann ein System aus mehreren optischen Sensoren befestigt sein, welche die notwendige Information für ein Verfahren für Head-Tracking erzeugen. Auf Grundlage der dadurch erfassten Kopfbewegungen kann ein Verfahren die virtuelle Realität parallaxengetreu präsentieren. Ein Head-Tracking System kann ergänzt werden durch ein Eye-Tracking System. Mit dieser zusätzlichen
Information kann ein Verfahren die jeweils aktuelle Blickrichtung und gegebenenfalls Objektfixierung innerhalb der virtuellen Realität erfassen. Dieses kann wichtig sein für diagnostische und therapeutische Verfahren zum Beispiel mit Neglect-Patienten . An den Drehstuhl 108 gekoppelt sind Sensoren zur Registrierung von Lage und Bewegung von Körperteilen der Person 106 und Sensoren zur Registrierung von am Körper der Person 106 erfassbaren Mess Signalen . Über 4- bis 6-degrees- of-freedom Sensoren an den Händen oder an den Füßen können deren
Bewegungen erfasst werden. Diese Information kann von einem Verfahren zur Gestenerkennung verwendet werden. Details von Handbewegungen können mit einem Cyber-Glove erfasst werden. Physiologische Körperparameter wie Herzschlag, Hautleitfähigkeit, EKG und EEG können über Sensoren erfasst werden. Die unmittelbar am Drehstuhl 108 oder an der Person 106 angebrachten Sensoren können von dem am Drehstuhl 108 oder von der auf der rotierbaren Platte 118 befestigten Steuereinheit abgefragt werden und an die externen Steuereinheiten übertragen werden. Ein Brain- Computer-Interface kann als Eingabegerät dienen.
Die Erfindung ist u.a. durch folgende Vorteile ausgezeichnet:
— Verbindung von mehreren, zu einem Kreis geschlossenen
Projektionsflächen für die rotationsfeste Präsentation von virtueller Realität auf kleinem Raum in Verbindung mit einem zentralen, um seine Längsachse beliebig rotierbaren Drehstuhl 108 mit winkelfest verbundener, drehwinkelkorrigierter
Eingabevorrichtung zur Erzeugung von Signalen für die Translation in der virtuellen Realität;
— Verwendung von dieser Vorrichtung 100 in der Medizin als Gerät für die physikalische Therapie über die Anregung und Veränderung von zentralen, neuronalen Prozessen mittels sensorsicher
Stimulation und Biofeedback;
— Verwendung von dieser Vorrichtung 100 in der Medizin zur Messung für diagnostische Zwecke unter Verwendung von Biofeedback;
— Vorrichtung zum Aufklappen des kreisförmigen Ringmonitors 102 zur Ermöglichung des ungehinderten Zugangs durch Verwendung von wahlweise
o Klappscharnier,
o Hubsystem und/oder
o Schwenkmechanismus;
— Vorrichtung zum einfachen Öffnen des Ringmonitors 102 aus einer Position von innerhalb des Rings;
— Vorrichtungen zum einfachen Zerlegen und Zusammenklappen der oben beschriebenen Vorrichtung 100 in separate und weniger als türbreite Komponenten zur Erleichterung des Transports durch: o Hochklappen und Fixieren des Ringmonitors 102 in der
Senkrechten,
o Hochklappen und Fixieren der seitlichen Teile 114 der
Bodenplatte 112,
o Abstecken des zentralen Drehstuhls 108;
— Vorrichtung zur Aufnahme eines Rollstuhls 116 in die oben
beschriebene Vorrichtung 100 zur Präsentation virtueller
Realität ;
— Vorrichtung und Verfahren zur Rotation des Rollstuhls 116 mittels einer rotierbaren Platte 118 innerhalb der oben beschriebenen Vorrichtung lOOzur Präsentation virtueller Realität.
Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführungsform nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, die von der erfindungsgemäßen
Anordnung, dem erfindungsgemäßen Verfahren, dem erfindungsgemäßen Computerprogramm und dem erfindungsgemäßen computerlesbaren
Speichermedium auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch machen.
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Bezugszeichenliste
100 Vorrichtung
102 Ringmonitor
104 Monitor
106 Person
108 Drehstuhl
110 Aufhängevorrichtung
112 Bodenplatte
114 seitliche Teile
116 Rollstuhl
118 Platte
120 Klappscharnier
122 Ringmonitoreinheit
200 Monitoreinhausung
202 Außenwand
204 Deckenelement
206 Tür
208 Rahmen
210 Rahmenstrebe
212 Rad
214 Bestandteil

Claims

Patentansprüche
Anordnung zur visuellen Darstellung von Szenen, wobei die Anordnung Visualisierungselemente umfasst, auf denen die Darstellung der Szenen erfolgt, und wobei die Visualisierungselemente in einem im Wesentlichen geschlossenen Ring oder Vieleck angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass
zumindest ein Teil der Visualisierungselemente aus dem Ring oder dem Vieleck der Visualisierungselemente entfernbar ist und/oder
verschiebbar, schwenkbar oder klappbar in dem Ring oder Vieleck angeordnet ist, und wobei
der Ring oder das Vieleck der Visualisierungselemente als
transportable Einheit realisiert ist und zur Durchführung einer interaktiven Simulation
mit einem drehbaren Aufenthaltsbereich für Probanden,
mit mindestens einer Datenverarbeitungseinrichtung zur
Generierung und/oder Steuerung zumindest der visuellen
Darstellung und
mit mindestens einem Mittel zur Dateneingabe zur Steuerung der Simulation,
kombinierbar ist.
Anordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
zumindest der Ring oder das Vieleck der Visualisierungselemente als fahrbare Einheit realisiert ist.
Anordnung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Ring oder das Vieleck der Visualisierungselemente bezüglich des drehbaren Aufenthaltsbereichs zumindest teilweise beweglich, vorzugsweise verschiebbar, schwenkbar und/oder klappbar, angeordnet ist .
Anordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der Ring oder das Vieleck der Visualisierungselemente bei der Durchführung der interaktiven Simulation rotationsfrei gegenüber der realen Welt angeordnet ist.
5. Anordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
zumindest der Ring oder das Vieleck der Visualisierungselemente und der drehbare Aufenthaltsbereich voneinander trennbar sind.
6. Anordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Anordnung eine Bodenplatte umfasst, wobei die Bodenplatte den drehbaren Aufenthaltsbereich umfasst oder Mittel aufweist zur
Kombination mit dem drehbaren Aufenthaltsbereich.
7. Anordnung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Bodenplatte und die Visualisierungselemente und/oder der drehbare Aufenthaltsbereich voneinander trennbar sind.
8. Anordnung nach Anspruch 6 oder 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Bodenplatte zumindest einen schwenkbaren Bereich aufweist.
9. Anordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Anordnung Sensoren umfasst
zur Erfassung des Drehwinkels des drehbaren Aufenthaltsbereichs, zur Erfassung von Bewegungen und/oder Interaktionen des Probanden und/oder
zur Erfassung von am Körper des Probanden erfassbaren
Messsignalen,
und/oder dass Anordnung weitere Komponenten zur Erzeugung virtueller Realität umfasst.
10. Verfahren zur visuellen Darstellung von Szenen, wobei eine Anordnung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9 verwendet wird. Computerprogramm, das es einer Datenverarbeitungseinrichtung ermöglicht, nachdem es in Speichermittel der
Datenverarbeitungseinrichtung geladen worden ist, ein Verfahren zur visuellen Darstellung von Szenen gemäß Anspruch 10 durchzuführen.
Computerlesbares Speichermedium, auf dem ein Programm gespeichert ist, das es einer Datenverarbeitungseinrichtung ermöglicht, nachdem es in Speichermittel der Datenverarbeitungseinrichtung geladen worden ist, ein Verfahren zur visuellen Darstellung von Szenen gemäß Anspruch 10 durchzuführen.
Verfahren, bei dem ein Computerprogramm nach Anspruch 11 aus einem elektronischen Datennetz, wie beispielsweise aus dem Internet, auf eine an das Datennetz angeschlossene Datenverarbeitungseinrichtung heruntergeladen wird.
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