Modelování materiálu pro haptickou vizualizaci

Richard BOHÁČ

Bachelor's thesis

Material modeling for haptic visualisation

Abstract:

Hlavním cílem této práce je navrhnout a implementovat metodu řešící haptickou vizualizaci na rozhraní více materiálů na společném tělese. Práce vychází z metody haptické vizualizace pro různé druhy materiálů vyvinuté na Fakultě aplikovaných věd Západočeské univerzity v Plzni, která pro vizualizaci haptického vjemu využívá fyzikálních vlastností materiálů. Navržená metoda mé práce využívá procentuální interpolaci jednotlivých vlastností materiálů. Pro řešení dílčích problémů jsou využity matematické metody pro nalezení průniku přímky s trojúhelníkem a nalezení vzdálenosti bodu a trojúhelníku v 3D prostoru. Pro zlepšení hmatového vjemu při pohybu na povrchu tělesa jsou implementovány haptické metody náhodné drsnosti a postupného přiblížení k povrchu tělesa. Navržená metoda byla podrobena dvěma kolům experimentů, které prokázaly její uspokojující funkčnost. V experimentech bylo mimo jiné zjištěno, že koncoví uživatelé lépe reagují na změnu hrubosti materiálů nežli na jiné podněty.

Abstract:

The main aim of this thesis is to propose and implement a method which solves haptic visualization on the boundary of different materials on specific shape. This thesis is based on a method of haptic visualization for various materials that was developed at The Faculty of Applied Sciences of The University of West Bohemia. The focus of their study is at the physical attributes of materials. The proposed method of my thesis employs the percentage of the interpolation of material attributes. The mathematical methods used to solve geometrical problems are: 1) the ray intersection with a triangle 2) the minimal distance of the point to a triangle in 3D space. Generated force during motion on a surface of the shape is improved by haptic methods of random roughness, and incremental changes in force during the approach to the surface. The proposed method was tested in two rounds of experiments which showed its satisfactory functionality. Incidental findings of these experiments inditate that end users can more accurately detect the changes of the roughness than any other material attribute or other combinations of attributes.

Keywords

haptika, hmatový vjem, modelování materiálu

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 4. 5. 2017

Accessible from:: 31. 12. 2999

Thesis defence

• Supervisor: Prof. Dr. Ing. Ivana Kolingerová

University of West Bohemia

Faculty of Applied Sciences

Bachelor programme / field:
Computer Science and Engineering / Information Technologies