TouchTable-Projekt

Fakten
TypExhibit
PlattformMessebau
EntwicklerBenjamin Granzow
Jens Pieper (Gehäusebau)
StatusAbgeschlossen
Technologien (Tisch)TouchInterfaces (TUIO, WindowsTouch)
Temperatur Sensorik
Lüftungsregulierung
Technologien (Software)C++ 14
Qt 4.3
Unity 3D

Konzept

Es sollte ein TouchTable selber gebauter werden, welcher brauchbare Performance bietet und dabei aber so günstig wie möglich ist. Dabei sollte dieser möglichst messetauglich sein und eine schlankes Erscheinungsbild haben. Damit die Kosten im Rahmen bleiben, wurde deswegen auf übliche consumer Hardware zurückgegriffen. Dieses resultierte darin, dass nachfolgende Hardware verbaut wurde:

Hardware

  • Display: Samsung UE55F6500 TV (4k)
  • Touch: PQLabs G4S 55" IR-Frame
  • Grafikkarte: NVIDIA GForce GTX780ti
  • CPU: Intel i7-3770K
  • RAM: 8GB

Da es ein schlankes Design erhalten sollte stand ein Aufbau mittels Unterbodenprojektion und optischen Tracking-System nicht zur Wahl. Daher fiel die Wahl auf eine Konstruktion mit einem Infrarotrahmen, welcher die Touch-Interaktion erkennt. Als Schnittstellen für die Applikationen stehen WindowsTouch und TUIO zur Verfügung, um die Touch-Events zu erhalten.

Als Display wurde ein LCD-TV verbaut, da dieser günstig eine hohe Auflösung (UHD 3840 × 2160) unterstützt. Zusätzlich bietet dieser noch 3D-Funktionalität, welche mittels Shuttertechnik arbeitet. Dadurch werden weiterführende Projekte mit 3D-Content ermöglicht, wie zum Beispiel ein Fish-Tank. Da ein LCD-TV nicht für den horizontalen Betrieb entworfen wurde, kann es zu erhöhten Temperatur kommen. Um diesem Problem entgegenzuwirken wurden einige Lüfter auf der Unterseite verbaut, welche die Luftzirkulation zusätzlich unterstützen. Diese werden durch Temperatursensoren dynamisch gesteuert und bilden keine zusätzliche Lärmbelästigung der Nutzer, da die Lautstärke diese 40 dB nicht übersteigen. Des Weiteren hat sich herausgestellt, das diese Problematik nur in Dauerbetrieb auftritt und daher gut handhabbar ist.

Das Gehäuse wurde extra für den TouchTable angefertigt und besteht Hauptsächlich aus Holz und ist sehr stabil konzipiert. Daher ist es kein Problem, wenn dieser punktuell belastet wird (zB. auflehnen durch einen Benutzer). Des Weiteren wurde das Gehäuse modular gestaltet, um eine möglichst vielseitige Verwendbarkeit zu ermöglichen. Dazu wurde das Gehäuse in drei verschiedene Module unterteilt, welche alle einzeln entnehmbar sind:

Gehäuse-Module

  • Display-Modul: Display mit Touch-Technik und die zusätzliche Belüftung
  • Hardware-Modul: Beinhaltet die Computer-Komponenten und ist mit eine abschließbaren Tür versehen
  • Stand-Modul: Zusätzlicher Lagerraum, welcher mit einer abschließbaren Tür versehen ist. Kann z.B. für Taschen oder Messeflyer verwendet werden. Besitzt Rollen für den einfacheren Transport.

Die einzelnen Module sind mittels eines Stecksystems miteinander verbunden und können daher beliebig variiert werden. Dabei sind die Höhen so gewählt, dass alle drei Module zu einer angenehmen Verwendung im Stehen ermöglichen. Bei Entfernung des Stand-Modules resultiert es in einer bequemen Couchtisch-Höhe um Sitzende Interaktionen zu ermöglichen. Für eine vertikale Nutzung kann das Display-Modul auch eigenständig verwendet werden, was aber die externe Unterbringung der Computer-Komponenten des Hardware-Modules erfordert.

Impressionen

Software

Im Rahmen dieses Projektes wurden zusätzlich einige Software-Projekte umgesetzt. Dieses werden im nachfolgendem genauer vorgestellt.

AppChooser

Bei dem AppChooser handelt es sich um eine Applikation, welche zur Auswahl von zur Verfügung stehenden Applikationen und dem wechseln zwischen diesen dient. Dabei kapselt diese die angebotenen Applikationen vom Betriebssystem und sichert dieses vor dem Zugriff durch den Benutzer. Dadurch wird eine sichere Umgebung geschaffen, um z.B. bei Messen, den TouchTable ohne Betreuung anzubieten und dennoch eine zuverlässigen Betrieb zu garantieren.

Der AppChooser ist dabei konfigurierbar, um eine größtmögliche Verwendbarkeit zu ermöglichen. Innerhalb dieser Konfiguration können Hilfs-Programme, wie z.B. verschiedene Web-Browser für Webanwendungen, und Environments für die Applikationen definiert werden. Diese Environments dienen dazu die referenzierten Applikationen zu gruppieren und um deren Daten und Startkonfiguration zu laden. Diese Trennung in Environments erlaubt es die hinterlegten Applikationen schnell einzuordnen und deren Verfügbarkeit zu bestimmen. Zum Beispiel kann das Test-Environment ohne viel Aufwand nicht angezeigt werden, wenn eine schnelle Demonstration von Kunden gewünscht wird.

Für die einzelnen Applikationen könnend dabei folgende Daten hinterlegt werden:

  • Titel
  • Icon
  • Version
  • Environment (Standalone, Browser)
  • Startdatei (Pfad)
  • Startparameter

Zusätzlich gibt es die Möglichkeit, dass beim Ausführen ein „Beenden-Button“ über die Applikation eingefügt wird. Dieses ist für Applikationen gedacht, welche keine eigenständige Beenden-Funktionalität zur Verfügung stellen. Das wird unter anderem für Web-Browser bezogenen Applikationen benötigt.

  • Hauptansicht des AppChoosers. Verschiedene Apps in Zwei Kategorien.

VisualTouch

Diese Applikation visualisiert die von System zur Verfügung gestellten Touchdaten. Dieses dient hauptsächlich zum debuggen und zur Demonstration der Toucherkennung. Es können dadurch die Erkennung der Touch-Punkte und deren Verarbeitungsgeschwindigkeit getestet werden. Dieses hilft bei der Kalibrierung der Touch-Hardware, was die Erkennung bei unterschiedlichen Lichtverhältnissen angeht oder die Empfindlichkeit.

  • Touch visualisierung mit acht erkannten Touchpunkten.

  • Visualisierung einen Touches mit ID und Screenposition.

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