%---------------------------------------------------------------------------------------------------
% Einführung
%---------------------------------------------------------------------------------------------------
\newpage
%\part{Anfang}
\chapter{Einleitung}
\label{sec:Einleitung}
Ubiquitous Computing ist seit Jahren ein Schlagwort für die Zukunft von Computern. Die Anzahl von Computern in der Umgebung des Nutzers steigt stetig. Immer mehr und immer komplexere Aufgaben werden von Computern in unser unmittelbaren Umgebung übernommen und sollen so unser Leben erleichtern. Die immer größer werdende Anzahl und Komplexität der Geräte, macht es jedoch erforderlich, dass die Interaktion mit diesen Geräten für den Menschen einfacher gemacht werden muss. Forschungsgebiete der Seamless Interaction gewinnen dabei immer mehr an Wichtigkeit. Das Ziel ist dabei, die Interaktion zwischen Mensch und Computer, natürlich und intuitiv für den Benutzer erscheinen zu lassen. Der Benutzer stellt sich dabei nicht auf das Eingabeparadigma der Maschine ein, sondern das Computersystem passt sich an die vertraute und gewohnte Welt des Nutzers an. Dieser Bruch im bis jetzt vorherschenden Nutzungskonzept mit Computern, ist Thema vieler Forschungsgebiete. In verschiedensten Bereichen wird nach neuen Möglichkeiten geforscht, natürlich mit dem Computersystem zu interagieren. Es ist daher sinnvoll neue Interaktionskonzepte zu betrachten und Ihre Möglichkeiten und Wege der Umsetzbarkeit aufzuzeigen.
\section{Motivation 0\%}
\label{sec:Motivation}
Frederic Kaplan fragt in seiner Keynote bei der ICMI-MLMI\footnote{ICMI-MLMI: International Conference on Multimodal Interfaces and Machine Learning for Multimodal Interaction} 2009, ob gestenbasierte Interfaces nicht die Zukunft der Mensch Maschine Interaktion darstellen. (\cite{1647365}) Viele Punkte sprechen für eine Nutung von Gesten als Interaktionsmedium.  Gesten nutzt der Mensch bereits seit dem Anfang seiner Existenz als Mittel mit anderen zu kommunizieren. Dabei können Gesten die verbale Sprache unterstützen (z.B. Handzeichen zur Unterstreichung bestimmter Worte) oder sogar, wie es bei der Gebärdensprache der Fall ist, ganz ersetzen. Warum soll diese Art der Interaktion nicht auch zwischen Mensch und Maschine genutzt werden? Viele Anwendungsfälle für die Steuerung mit Gesten, in welchem andere Eingabekanäle nur schlecht nutzbar sind, sind denkbar. Vor allem die Nutzung von natürlichen Gesten, alleine oder in Kombination mit anderen Kommunikationskanälen, bieten das Potenzial, den Umgang mit Computersystemen durch den Nutzer auf eine ganz neue Ebene zu heben. Der Nutzer interagiert mit dem Computersystem, so wie er mit einem Menschen interagieren würde.

Viele Fragestellungen in diesem Feld der Benutzereingabe sind bis heute noch offen. Dazu zählen besonders die Nutzbarkeit dieser Technik in einem realistischen Umfeld, die Wahrnehmung solcher Technik und die Akzeptanz durch die unterschiedlichen Benutzer. Im Bereich der zweidimensionalen Gestensteuerung wird bereits intensiv geforscht und es sind Bereits praxistaugliche Geräte im Einsatz. Die Forschung im Bereich der Interaktion mittels dreidimensionalen Gesten ist dabei nicht so intensiv. Obwohl dreidimensionale Gesten viel eher der natürlichen Interaktion entsprechen als zweidimensionale, sind viele Fragestellungen ungeklärt. Ein Grund dafür ist, dass es an den nötigen Forschungssystemen fehlt, mit dessen Hilfe es Mögliche ist, Fragen aus dem Bereich der dreidimensionalen Gestensteuerung geziehlt zu behandeln. Diese Arbeit soll die Grundlagen für die Entwicklung eines solchen Forschungssystem schaffen, um mit dessen Hilfe weitere Fragestellungen aus dem Bereich interaktiver, dreidimensionaler Gestensteuerung beantworten zu können.
\section{Zielsetzung 0\%}
\label{sec:Zielsetzung}
Ziel dieser Arbeit ist es eine Plattform zu entwerfen, mit dessen Hilfe Fragestellungen aus dem Bereich "`Gesten getriebener Mensch Maschine Interaktion"' bearbeitet werden können. Zu diesem Zweck wird in dieser Arbeit eine Applikation, in welcher eine interaktive Steuerung mittels Körpergesten erfolgt, entwickelt und vorgestellt. Diese Anwendung setzt auf ein mögliches Anwenderszenario für Gestensteuerung auf, mit dessen Hilfe grundlegende Fragestellungen erörtert werden können. Der Fokus dieser Arbeit liegt auf der Entwicklung eines Systems, welches den Kommunikationskanal der Gestensteuerung nutzt und der Konzeption der für eine Gestenerkennung nötigen Verfahren.
\section{Gliederung}
\label{sec:Gliederung}
Die Arbeit teilt sich in vier große Abschnitte. Im Kapitel \ref{sec:Grundlagen} werden die für diese Arbeit nötigen Grundlagen beschrieben. Es werden sowohl Techniken zum Tracking von Körperbewegungen vorgestellt, als auch der Begriff und die Eigenschaften von Gesten beschrieben. Im Kapitel \ref{sec:Analyse} wird das zugrunde liegende Anwendungsszenario vorgestellt und die Anforderungen an die Applikation beschrieben. Im Kapitel \ref{sec:Design} werden konkrete Lösungen vorgestellt um die vorher gestellten Anforderungen umsetzen zu können. Insbesondere wird auf die Architektur und Technik zur Erkennung von Handgesten eingegangen. Am Schluss werden in Kapitel \ref{sec:Ausblick} die Ergebnisse der Arbeit zusammengefasst und ein Ausblick gegeben. Der Anhang \ref{sec:Gestenbeschreibung} enthält eine ausführliche Übersicht, der definierten Gesten und Ihrer jeweiligen Erkennungsstrategien.