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% Analyse
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\chapter{Analyse}
\label{sec:Analyse}
In dieser Arbeit soll ein System entwickelt werden, mit dessen Hilfe Fragestellungen aus dem Bereich der dreidimensionalen Gestensteuerung bearbeitet werden können. Zu diesem Zweck wird eine beispielhafte Anwendung in einem fiktiven Anwendungsszenario entworfen und deren Anforderungen spezifiziert. Das Anwendungsszenario dient dabei als allgemeiner Rahmen für unterschiedlichste Interaktionstechniken.
\section{Anwendungsszenario}
\label{sec:Anwendungsszenario}
%\textit{Beschreibung des Anwendungsszenario}
Einige Forschungsarbeiten an der HAW Hamburg befassen sich mit der Entwicklung von Geräten, Technologien und Anwendungen für Rettungseinsätze. Als ein Thema wird auf die Unterstützung der Einsatzkräfte bei großen Katastrophen eingegangen. Dabei geht es zum einen um die Gewinnung von Informationen über den Einsatzort und die Einsatzkräfte mittels intelligenter, verteilter Technik (\cite{Tetzlaff2008};\cite{Gerling2008}). Zum anderen geht es um die Entwicklung eines Rettungsleitstandes zur Lageanalyse und Koordination der Einsatzkräfte am Katastrophenort. Der Leitstand dient dabei als Bündelung aller für den Einsatz nötiger Informationen. Alle von der Technik und den Einsatzkräften vor Ort erfassten Informationen, (Wärmebilder, Positionsdaten u.v.m.) werden hier zusammen getragen. Die Aufgabe der Mitarbeiter im Leitstand ist hierbei die Sichtung und Bewertung der eingehenden Daten und die Koordinierung aller beteiligten Einsatzkräfte. Bei Katastrophen ist vor allem eine schnelle und gute Koordination aller Einsatzkräfte von Nöten. Der Leitstand der Zukunft, welcher an der HAW entwickelt wird, soll die Bewältigung dieser Extremsituation unterstützen.

Derzeit besteht der Leitstand aus einer hochauflösenden interaktiven Powerwall\footnote{Powerwall: Sehr große hochauflösende Bildschirmwand.} zur Anzeige und Selektion wichtiger Informationen, aus einem multitouch fähigen Tisch mit integrierter Bildschirmoberfläche zur kollaborativen Zusammenarbeit mehrerer Experten und aus einzelnen Handhelds für den persönlichen Informationsabruf der Leitstandmitarbeiter. Eine genauere Beschreibung des Leitstandes finden Sie unter \cite{Boetzer2008}. Die detailliertere Beschreibung eines, im Leitstand verwendeten physikbasierten multitouchfähigen Tisches wird in der Arbeit von Philip Roßberger beschrieben (\cite{Rossberger2008}). Alle diese genannten Geräte stehen im Labor der Hochschule für angewandte Wissenschaften zur Verfügung.

Diese Arbeit konzentriert sich auf die interaktive Powerwall. Die Powerwall soll dem Einsatzleiter oder einem anderen Leitstandmitarbeiter die Möglichkeit geben schnellen und einfachen Zugriff auf alle nötigen Informationen zu erhalten. Der Mitarbeiter sichtet und analysiert auf der Powerwall alle eingehenden Informationen und leitet diese an die jeweiligen Experten weiter. Die gelieferten Informationen können dabei Live Videos von Feuerwehrteams im Einsatz, aber auch Archivaufnahmen vom Ort vor dem Unglück oder andere Informationen, welche für den Einsatz erforderlich sind, sein. Der Leitstandmitarbeiter soll dabei in die Lage versetzt werden schnell und einfach auf die für ihn relevanten Informationen interaktiv zugreifen zu können. Elementar für die Qualität des Systems ist eine schnelle und effektive Steuerung der Anwendung und die leichte übersichtliche Auswahl von Informationen. Diese Anforderungen soll ein hier entwickeltes System mit Hilfe von Gestensteuerung leisten.

Die Umsetzung dieses Teils des Szenarios orientiert sich an einer Szene aus dem Film Minority Report, in welcher Tom Cruise vor einem Bildschirm durch eine fantastische Zukunftsvision mittels Handbewegungen navigiert (Abbildung \ref{fig:minority-report-ui}).
\begin{figure}
	\centering
		\includegraphics[width=0.50\textwidth]{grafiken/minority-report-ui.jpg}
	\caption[Minority Report UI]{Minority Report UI\protect\footnotemark}
	\label{fig:minority-report-ui}
\end{figure}
\footnotetext{Bild aus dem Film "'Minority Report"' von 20th Century Fox Film Corporation}
Dabei nutzt der Darsteller Gesten, um auf einem großen Display die einzelnen Aufzeichnungen abzuspielen und zu manipulieren.

Um die Umsetzbarkeit des gezeigten Szenarios zu zeigen, wird eine beispielhafte Anwendung entworfen. Vereinfacht ausgedrückt handelt es sich bei der Anwendung um ein Medien Anzeige- und Abspielsystem, welches über einfache Gesten gesteuert wird und seine Ergebnisse auf der Powerwall ausgibt. Der Fokus hierbei liegt auf der berührungslosen Interaktion frei im Raum mit Hilfe von definierten Körpergesten.

Der Nutzer könnte dabei die Anwendung mit dem gesamten Repertoir an möglichen Körpergesten, wie beispielsweise Beinbewegungen oder Kopfhaltungen, steuern. Zur Vereinfachung konzentrieren wir uns bei unserem Leitstand jedoch nur auf ausgesuchte Gesten, welche mit der Hand ausgeführt werden. Mittels der Handgesten soll gezeigt werden, dass eine Steuerung mittels Gesten grundsätzlich möglich ist.

Dieses Szenario ist auch unter der Einbeziehung mehrerer Nutzer, also als Collaborative Workspaces denkbar, in welchem die Nutzer die Objekte auf der Powerwall gemeinsam manipulieren und nutzen können. Für unseren Teilbereich der Interaktion soll in dieser Arbeit darauf nicht näher eingegangen werden. Wir konzentrieren uns auf die Interaktion mit einer Person. Die gemeinsame Arbeit mit mehreren Personen an einem interaktiven Tisch oder anderem Bürogeräten wird in anderen Arbeiten genauer beschrieben (\cite{Rossberger2008},\cite{1031626}).
\section{Handgestensteuerung versus Maus/Tastatur}
\label{sec:HandgestensteuerungVsMausTastatur}
%\textit{Erklärung warum Gestensteuerung für unser Szenario eine gute Alternative ist.}
Grundsätzlich könnte die Interaktion in unserem Szenario auch mit der klassischen Maus und Tastatur Kombination durchgeführt werden. Die Benutzung von Handgesten bietet gegenüber den gängigen Eingabemitteln einige andere Ansätze und Möglichkeiten. In unserem Szenario eines Katastrophenfalls ist eine schnelle und einfache Interaktion erforderlich. Der Leitstandmitarbeiter hat die Möglichkeit durch Bewegungen der Hand mit dem Computersystem direkt zu interagieren und Informationen abzurufen. Dabei können die Gesten aus natürlichen, dem Benutzer bereits aus der realen Welt vertrauten und neuen speziell eingeführten Gesten bestehen. Im Gegensatz zur Tastatur und Maus, sorgen natürliche Gesten für eine schnelle Akzeptanz des Nutzers und lassen eine einfache Bedienung komplexer Systeme zu (\cite{1731912};\cite{142623}). Der Nutzer ist dabei auch nicht unmittelbar an einen Ort für die Eingabe, wie einen Eingabetisch, gebunden. Er kann sich zu einem gewissen Grad frei im Raum bewegen, was in der Hektik eines Katastrophenleitstandes von Vorteil ist.
\section{Funktionale Anforderungen}
\label{sec:FunktionaleAnforderungen}
%\textit{Auflistung und genauere Beschreibung der funktionalen Anforderungen. In diesem Abschnitt sollen die funktionalen Anforderungen an unsere Anwendung erläutert werde.}
\subsection{Scratch der Anwendung}
\label{sec:ScratchDerAnwendung}
%\textit{Ein kurzes Darlegen wie die Anwendung aussehen soll.}
Unsere eigentliche Anwendung soll zwei Arbeitsmodi beinhalten. Zum einen die Navigation in einem Multimediakatalog, in welchem die einzelnen Informationen abgelegt sind. Zum anderen ein Modus zur Darstellung bzw. Wiedergabe der jeweils ausgewählten Informationen. Im Navigationsmodus bekommt der Anwender die Informationen als Vorschauelemente in einer übersichtlichen Form (z.B. als Katalog) angezeigt. Mittels Gestensteuerung durchsucht er die Daten und kann die Elemente organisieren und anwählen. Der Wiedergabemodus dient zum einen dem klassischen Wiedergeben der Medien mit den gängigen Start-, Stop- und Vorspulfunktionen. Darüber hinaus soll es auch möglich sein, das laufende Medium (zum Beispiel Videos) mittels Gesten auf verschiedene Arten zu manipulieren. Beispiele solcher Manipulationen sollen hier das Rein- und Rauszoomen in einzelne Bildbereiche und das Ändern der Art der Bilddarstellung sein.

Folgende Funktionalitäten sollen die beiden Modi leisten:

\textbf{Modus 1 - Katalog}
\begin{itemize}
	\item Übersichtliche Anzeige der aktuellen Mediaobjekte
	\item Navigieren durch eine Struktur von Mediaobjekten
	\item Anordnen und Sortieren der Mediaobjekte (inklusive Verschieben/Gruppieren)
	\item Auswählen und Starten einzelner oder mehrerer Mediaobjekte
\end{itemize}
\textbf{Modus 2 - Videoplayer}
\begin{itemize}
	\item Abspielen von Videos
	\item Standard Player Funktionen (Vor- und Zurückspulen, Pause, Stoppen, vorheriges/nächstes Video)
	\item Zoom in und aus einzelnen Bildbereichen
	\item Einstellen der Wiedergabeparameter (Helligkeit, Geschwindigkeit)
\end{itemize}
\begin{figure}
	\centering
		\includegraphics[width=0.70\textwidth]{grafiken/katalog.jpg}
	\caption{Skizze Powerwall Katalogansicht}
	\label{fig:katalog}
\end{figure}
\begin{figure}
	\centering
		\includegraphics[width=0.70\textwidth]{grafiken/player.jpg}
	\caption{Skizze Powerwall Playerdarstellung}
	\label{fig:player}
\end{figure}
Die beiden Abbildungen \ref{fig:katalog} und \ref{fig:player} zeigen jeweils ein mögliches Aussehen der beiden Modi auf dem Bildschirm. Auf der ersten Abbildung sind die einzelnen Mediaobjekte und die für die Gruppierung genutzten virtuellen Container abgebildet. Die zweite Abbildung ist ein Beispiel für die Anzeige im Abspielmodus mit Timecode und Darstellung der Lautstärke.
\subsection{Aufbau und Ablauf}
\label{sec:AufbauUndAblauf}
Der Systemaufbau in unserem Szenario ist recht einfach. Der Benutzer steht in der Mitte des Raumes. Von dort aus interagiert er mit dem System durch das Durchführen von Handgesten. Für die Gesten steht ihm der gesamte freie Raum in seiner direkten Umgebung zur Verfügung.

Die Ausgabe erfolgt visuell über einen großen, hochauflösenden Bildschirm (Powerwall). Die Powerwall ist ca. drei Meter vor dem stehenden Benutzer in Augenhöhe platziert.

Die Abbildung \ref{fig:Anordnung_Kamera} aus dem Abschnitt \ref{sec:ARTTracker} zeigt die grundsätzliche Anordnung der von uns verwendeten Geräte im Labor der Hochschule für angewandte Wissenschaften.

Für den weiteren Verlauf ist es nötig zu definieren mit welchem Koordinatensystem und welcher Ausrichtung gearbeitet wird: \\
Das für die globale Positionsbestimmung genutzte Koordinatensystem hat seinen Ursprung auf dem Boden mittig im Raum. Wenn der Benutzer auf diesem Punkt steht und nach vorne Richtung Powerwall blickt, schaut er parallel zur Z-Achse. Schaut er nach Rechts, schaut er parallel zur X-Achse. Schaut er nach Oben, schaut er auf der Y-Achse entlang (Abbildung \ref{fig:Glob_Koordinatensystem}).
\begin{figure}
	\centering
		\includegraphics[width=0.50\textwidth]{grafiken/Glob_Koordinatensystem.png}
	\caption{Koordinatensystem Datenerfassung}
	\label{fig:Glob_Koordinatensystem}
\end{figure}

\subsection{Anforderungen an die Datenerfassung}
\label{sec:AnforderungenAnDieDatenerfassung}
%\textit{Darstellung welche Anforderungen an das System der Datenerfassung generell und für unser Szenario im speziellen gestellt werden.}
Es gibt einige Anforderungen unseres Szenarios an die Datenerfassung. Unser Szenario erfordert das Erkennen von natürlichen Bewegungen der Hand. Zu diesem Zweck soll das Erfassungssystem über eine recht hohe Präzision und Genauigkeit, insbesondere bei der Erfassung der einzelnen Punkte, verfügen. Neben dem Erkennen der Handposition soll auch die Position der Fingerspitzen erfasst werden können.

Die Handbewegungen können in unserem Szenario langsam oder schnell ausgeführt werden. Um daraus resultierende Messfehler zu vermeiden, sollte das Erfassungssystem kleine Messintervalle verwenden und die Bewegung kontinuierlich erfassen.

Der Benutzer will mit dem Computersystem direkt interagieren. Ein unmittelbares Feedback auf die Bewegungen des Benutzer ist nötig. Daher muss die Erfassung die Daten schnell und in Echtzeit erfolgen.

Wir betrachten in den meisten Fällen Körperbewegungen, welche über einen gewissen Zeitraum ablaufen. Das System muss daher die einzelnen Messpunkte nicht nur kontinuierlich erfassen, sondern auch über die Zeit den selben vorherigen Messpunkten zuordnen und gegenüber den anderen eindeutig unterscheiden können.
\subsection{Anwendungsfälle}
\label{sec:Anwendungsfälle}
Ziel der Interaktion ist es Bild- und Videodaten zu betrachten und zu manipulieren. Der Leitstandmitarbeiter hat die Aufgabe, ankommende Daten zu sortieren, zu sichten und gegebenenfalls an andere Systeme weiter zu leiten. Aus dieser Aufgabenstellung ergeben sich mehrere Anwendungsfälle. Wie bei Philipp Roßberger (\cite{Rossberger2008}) bezeichnet der Begriff "`Daten\-objekt"' auch hier den Oberbegriff für Bild- und Videodaten.

\begin{description}
	\item[Datenobjekt positionieren] Der Anwender kann die auf dem Bildschirm liegenden Objekte frei positionieren.
	\item[Datenobjekt löschen] Ein einzelnes Datenobjekt kann bei der Voranalyse als unwesentlich klassifiziert  und gelöscht bzw. archiviert werden.
	\item[Datenobjekt fokussieren/zoomen] Ein einzelnes Datenobjekt kann in den Betrachtungsmodus versetzt werden. Dadurch wird dieses Objekt fokussiert und exklusiv auf dem Bildschirm dargestellt.
	\item[Datenobjekt betrachten/abspielen] Der Anwender kann das Datenobjekt anschauen. Dabei ist es möglich einzelne Bereiche des Objektes heran zu zoomen und bei Videos die Geschwindigkeit der Wiedergabe zu ändern.	
	\item[Datenobjekt weiterleiten] Das Datenobjekt kann an andere Mitarbeiter und Geräte zur weiteren Bearbeitung weitergeleitet werden.
\end{description}
Der Anwendungsfall "`Datenobjekt weiterleiten"' liegt nicht im Focus dieser Arbeit und ist nur der Vollständigkeit halber hier aufgelistet. Er sollte jedoch bei collaborativem Einsatz des Systems berücksichtigt werden, da in diesem Fall der einfache Austausch von Daten und Informationen ein elementarer Bestandteil des Gesamtsystems wird.

Die gesamte Interaktion des Benutzers mit den Datenobjekten, wie das Selektieren und Verschieben eines Objektes, soll hierbei mittels Körpergesten erfolgen. Im nächsten Abschnitt wird auf die einzelnen Interaktionstechniken zur Durchführung dieser Anwendungsfälle eingegangen.
\section{Interaktionstechniken}
\label{sec:Interaktionstechniken}
%\textit{Beschreibung der einzelnen Interaktionsobjekte in der Anwendung. Daher Buttons zum Starten Stoppen. Vor- Rückspulregler. Drag-Drop-Element. Auflistung der Funktionen welche der Benutzer mittels Gesten ansteuern können soll.}
Die Anwendungsfälle erfordern eine Reihe von Interaktionstechniken. Eine Zusammensetzung aus diesen bilden die Anwendungsfälle ab. Im Folgenden werden die einzelnen Elemente vorgestellt und die nötigen Bewegungsgesten genannt.
\subsection{Drag-and-Drop}
\label{sec:DragAndDrop}
%\textit{Beschreibung der Drag and Drop Interaktion}
Für den Anwendungsfall der Positionierung der Datenobjekte wird eine Interaktionstechnik für das Verschieben von Datenobjekten auf dem Bildschirm benötigt. Dieser Anwendungsfall wird innerhalb des Modus eins benötigt, um Datenobjekte zu sortieren und Cluster zu bilden. Abbildung \ref{fig:DragnDropGeste} zeigt das einfache Verschieben eines Datenobjektes auf dem Bildschirm. Der Ablauf ist vergleichbar mit der klassischen Maussteuerung, bei welcher der Mauszeiger auf das Objekt bewegt wird, das Objekt mittels Maustaste festgehalten und durch verschieben der Maus an seinen Bestimmungsort bewegt wird.

\begin{figure}
	\centering
		\includegraphics[width=0.50\textwidth]{grafiken/DragnDropGeste.png}
	\caption{Drag'n'Drop Geste}
	\label{fig:DragnDropGeste}
\end{figure}

Die Interaktionstechnik besteht aus zwei Gesten. Die erste Geste ist eine Zeigergeste, um den Cursor auf das Objekt zu bewegen und später zu verschieben. Die andere Geste ist eine Schaltergeste, welche mittels Daumenbewegung das eigentliche Datenobjekt "`greift"' und festhält.

Für die Zeigergeste formt der Benutzer die Finger seiner Hand zu einer "`Pistole"' (Kleiner-, Ring- und Mittelfinger angelegt und Zeigefinger und Daumen abgespreizt). Mit dem Zeigefinger zeigt der Benutzer in die Richtung des Bildschirms. Das System errechnet einen "`Auftreffpunkt"' auf der Bildschirmoberfläche und zeigt dort einen Cursor an. Durch bewegen des Zeigefingers bzw. der gesamten Hand wird der Cursor auf dem Bildschirm bewegt.

Die zweite verwendete Geste ist due Daumenschaltergeste. Sie ist eine statische Ja/Nein Geste. Die Gestenbedingung ist erfüllt, wenn der Daumen so abgespreizt ist, dass er vom Zentrum der Hand aus nach oben ragt.

Durch die Gesten ergibt sich folgender Ablauf für eine Drag-and-Drop Aktion: \\
Mittels der Zeigergeste wird der Cursor auf das zu verschiebende Objekt bewegt. Mit der Aktivierung der Daumenschaltergeste wird das Objekt gegriffen. Der Cursor und das darunter gegriffene Objekt werden mit der Zeigergeste an den Zielort bewegt. Zum Schluss wird mit dem Deakivieren der Daumenschaltergeste das Objekt losgelassen und die Interaktion beendet.

Als Feedback sollte das Bild des Cursors den jeweiligen Stand der Drag-And-Drop Aktion widerspiegeln. In der Abbildung \ref{fig:Icons_Hand} sind mögliche Icons für den Cursor abgebildet. Das linke abgebildete Icon wird angezeigt, wenn die Daumenschaltergeste aktiviert wurde, jedoch kein Objekt unter dem Cursor liegt. 
Das mittlere Icon wird im losgelassenen Zustand angezeigt. Das rechte Icon wird angezeigt, wenn ein unter dem Cursor liegendes Objekt mittels der Daumenschaltegeste "`gegriffen"' wurde.
\begin{figure}
	\centering
		\includegraphics[width=0.50\textwidth]{grafiken/Icons_Hand.jpg}
	\caption{Mögliche Icondarstellungen}
	\label{fig:Icons_Hand}
\end{figure}

\subsection{Funktionsauswahl}
\label{sec:Funktionsauswahl}
%\textit{Beschreibung der Interaktion um ein Werkzeug auszuwählen.}
In einigen Anwendungskontexten wird eine Interaktionstechnik zur Auswahl von Funktionen benötigt. Unter anderem bei den Anwendungsfällen "`Datenobjekte löschen"' und "`Datenobjekt betrachten/abspielen"'.

Je nach Anwendungssituation bietet das Datenobjekt die Möglichkeit durch Auswahl aus einer Liste von möglichen Funktionen das Objekt zu manipulieren. Die dazu gehörige Interaktion besteht aus zwei Gesten. Die erste Geste dient zum Aufruf und Anzeige des Funktionsmenüs. Mit der zweiten Geste wird eine der möglichen Funktionen ausgewählt.

Der erste Teil wird durch eine "`Finger zusammenführen"'-Geste realisiert. Wenn die Fingerspitzen zusammen geführt werden, erscheint auf dem Bildschirm ein Funktionsmenü mit Icons oder Texten als Repräsentanten für die jeweilige Funktion. Die Abbildung \ref{fig:Funktionsauswahl} zeigt Beispielhaft eine Skizze für das Auswahlmenü bei der Videodarstellung.
\begin{figure}
	\centering
		\includegraphics[width=0.40\textwidth]{grafiken/Funktionsauswahl.jpg}
	\caption{Menü Funktionsauswahl}
	\label{fig:Funktionsauswahl}
\end{figure}

Mit der zweiten Geste wird die jeweilige Funktion selektiert. Die Geste ist aktiv, wenn die Fingerspitzen eine bestimmte Zeit in eine gemeinsame Richtung bewegt werden. Die möglichen Bewegungsrichtungen sind äquivalent zu der Anordnung der Icons auf dem Bildschirm um den Mittelpunkt. Sie bilden so acht mögliche Richtungen. Diese Richtungen liegen auf der X - Y - Ebene, parallel zur Powerwall. Die Bewegung in eine der Richtungen aktiviert so die dort jeweils angesiedelte Funktion.
\subsection{Drehregler}
\label{sec:Drehregler}
%\textit{Beschreibung eines Interaktionsobjektes um einen Wert mittels einer Geste einzustellen. (Lautstärke) Zusätzlich soll der Regler auch zum Bildweise vor- und zurückspulen genutzt werden können.}
Für das Einstellen der Lautstärke oder der Wiedergabegeschwindigkeit wird ein Interaktionsobjekt zum Einstellen von Werten benötigt. (z.B. im Anwendungsfall: "`Datenobjekt betrachten/abspielen"')

Die Anwendung wechselt zu diesem Zweck in einen Reglermodus, in dem ein Bild eines klassischen HIFI Reglers erscheint. Der Benutzer nimmt mit der Hand eine Position ein, als würde er einen echten Regler greifen. Er führt die Finger der Hand dabei zusammen. (Abbildung \ref{fig:Greifhand}) Durch drehen der Finger auf einer Kreislinie nach links bzw. rechts wird dabei der Wert erniedrigt bzw. erhöht. Mit dem Loslassen des Reglers, also dem Öffnen der Hand, wird der Regelmodus wieder verlassen. Als visuelles Feedback zeigt die Anwendung den einzustellenden Wert und das sich mitdrehende Abbild des Reglers.
\begin{figure}[bp]
	\centering
		\includegraphics[width=0.40\textwidth]{grafiken/Greifhand.jpg}
	\caption{Greifhand}
	\label{fig:Greifhand}
\end{figure}
\subsection{Objektselektierung}
\label{sec:Objektselektierung}
%\textit{Beschreibung eines Interaktionsobjektes um ein Objekt auf dem Bildschirm zu selektieren.}
Für das gleichzeitige löschen oder verschieben mehrerer Datenobjekte ist es erforderlich, die einzelnen Objekte gemeinsam zu selektieren. Nach dem Wechsel in den Selektiermodus, wird mittels der oben bereits beschriebenen Zeigergeste ein Cursor auf ein Datenobjekt bewegt und dieses mit Aktivieren der Daumenschalter-Geste selektiert. Die Selektion wird optisch über eine Hervorhebung des Datenobjektes angezeigt. Durch mehrmaliges Wiederholen der Aktion können so mehrere Datenobjekte zusammen selektiert werden.
\subsection{Auswahl eines Bildbereiches}
\label{sec:AuswahlEinesBildbereiches}
%\textit{Beschreibung eines Interaktionsobjektes um ein Objekt auf dem Bildschirm zu selektieren.}
Diese Interaktionstechnik wird zum Auswählen eines Teilbereiches eines Videos oder Bildes benötigt. Der Benutzer soll so in die Lage versetzt werden, Details auf Datenobjekten zu vergrößern und genauer betrachten zu können.
Nach dem Wechsel in diesen Modus werden, mittels der Zeiger- und Daumenschaltergeste innerhalb des angezeigten Datenobjektes, nacheinander zwei Punkte ausgewählt. Zusammen bilden diese die gegenüberliegenden Eckpunkte eines Rechtecks. Nach der Auswahl des ersten Punktes wird als Feedback ein Rechteck angezeigt, welches vom ersten Punkt und der aktuellen Cursorposition aufgespannt wird. Nach der Auswahl des zweiten Punktes wird der von den zwei Punkten umspannende Bildbereich heran gezoomt. Abbildung \ref{fig:Bereich_Auswahl} zeigt die Selektion eines Bildbereiches innerhalb des Datenobjekts. 
\begin{figure}
	\centering
		\includegraphics[width=0.60\textwidth]{grafiken/Bereich_Auswahl.jpg}
	\caption{Auswahl eines Bildbereiches}
	\label{fig:Bereich_Auswahl}
\end{figure}

\section{Erforderliche Gesten}
\label{sec:ErforderlicheGesten}
Wie aus dem Abschnitt \ref{sec:Interaktionstechniken} Interaktionstechniken ersichtlich, sind für die einzelnen Interaktionstechniken des Szenarios die Umsetzung folgender Gesten erforderlich:
\begin{itemize}
	\item Zeiger
	\item Daumenschalter
	\item Finger zusammenführen
	\item Richtungsbewegung
	\item Fingerkreisbewegung
\end{itemize}
Eine Beschreibung der Gesten, die aus diesen Geste sich ergebenen Features und die mögliche Klassifikationsstrategie wird beispielhaft im Designkapitel \ref{sec:Zeigergeste} und vollständig im Anhang \ref{sec:Gestenbeschreibung} näher beschrieben.
\section{Nicht funktionale Anforderungen}
\label{sec:NichtFunktionaleAnforderungen}
\subsection{Einbeziehung der dritten Dimension}
\label{sec:EinbeziehungDerDrittenDimension}
Mit der hier entwickelten Plattform soll es möglich sein, Gestensteuerung mittels dreidimensionaler Gesten zu betreiben. Die Applikation muss in der Lage sein dreidimensionale Körperbewegungen zu erfassen und die daraus resultierenden Gesten zu erkennen. Der zur Verfügung stehende Eingabebereich ist dabei, die Gesamte vom Nutzer mit seinen Armen direkt erreichbare Umgebung, ohne dabei seine Standposition zu verlassen.
\subsection{Interaktivität und Feedback}
\label{sec:InteraktivitätUndFeedback}
Durch das Fehlen, des bei anderen Systemen vorhandenen haptischen Feedbacks (Beispielsweise die Auflagefläche bei Touchscreens), ist es erforderlich, auf andere Arten eine Reaktion auf die Eingaben des Nutzers zu liefern. Als Lösung wird hier ein Feedback mittels visueller und akustischer Elemente bevorzugt. Alternativ oder ergänzend wäre auch ein Feedback mittels spezieller im Handel erhältlicher Handschuhe möglich, welche an den Fingernkuppen vibrierende Drähte angebracht haben (\cite{ARTGmbH}). Diese werden hier, unter anderem aus Kostengründen, nicht verwendet.
\subsection{Sonstige nicht funktionale Anforderungen}
\label{sec:SonstigeNichtFunktionaleAnforderungen}
Aufgrund der hohen Interaktivität und der zeitkritischen Arbeit im Leitstand muss die Verarbeitung der Eingabe und die Reaktion auf diese, auch bei der Darstellung von vielen Elementen und bei komplexen Gesten, schnell und mit einer Mindestreaktionszeit geschehen.

Das System und das Interaktionsmodell muss einen gewissen Grad an Fehlertoleranz haben, um falsche Eingaben oder Fehlinterpretationen zu kompensieren. Darüber hinaus gibt es noch die klassischen, nicht funktionalen Anforderungen an ein Softwaresystem.\footnote{\url{http://de.wikipedia.org/wiki/Anforderung_(Informatik)}}
\section{Fazit}
\label{sec:FazitAnalyse}
%\textit{Kleines Fazit aus der Analyse und Aussage über die grundsätzliche Machbarkeit.}
Im zurück liegenden Kapitel wurden das Anwendungsszenario und die Anforderungen an unser Softwaresystem vorgestellt. Das Szenario soll als Beispiel für eine komplexe Interaktion zwischen Mensch und Maschine mittels Gesten dienen. Das entworfene System soll die Möglichkeit bieten Fragestellungen aus dem Bereich Gestensteuerung zu beantworten. Die hier entworfenen Gesten und Interaktionstechniken decken einen Großteil von gängigen Usecases alter Systeme ab. Dazu zählen das Selektieren von Objekten, das Einstellen von Werten oder die Auswahl von Funktionen.

Die Gesten bieten einen Grundstock an Möglichkeiten zur Interaktion. Mit Ihnen ist es möglich zu zeigen, dass eine Steuerung mittels Gesten prinzipiell machbar ist. Darüber hinaus könnte das System leicht durch das Hinzunehmen anderer Gesten und Interaktionstechniken erweitert, ergänzt und optimiert werden.
