DE19643478A1

DE19643478A1 - Interactive video experiment for quick time virtual reality systems

Info

Publication number: DE19643478A1
Application number: DE1996143478
Authority: DE
Inventors: Juergen Kirstein; Rudolf Prof Dr Rass
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-10-22
Filing date: 1996-10-22
Publication date: 1998-04-23

Abstract

A quick time virtual reality system has a film in which each frame represents a stationary condition of a real experiment. The digital frames are produced by digitising the output of an analogue TV camera, photographing single frames and scanning or digital photographing. A range of experiments are used to produce the single frame data. In one experiment a polarised light source 3 is directed through a filter 2 with a TV camera focussed upon it.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a method according to the Preamble of claim 1.

Durch die Abbildung von physikalischen Realexperimenten mit film- oder fernsehtechnischen Methoden können zeitlich im Experiment veränderliche Vorgänge registriert und wiedergeben werden. Für den Anwender besteht die Möglichkeit, die in den Einzelbildern dokumentierten Werte der physikalischen Größen für quantitative Auswertungen zu entnehmen. Für digital aufgezeichnete Videofilme sind dazu verschiedene computerunterstützte, interaktive Methoden bekannt (interaktive Videoexperimente [1]. Experimente, in denen keine zeitlich veränderlichen Größen beobachtet werden, sind mit Film- oder Videotechnik nur dann wiederzugeben, wenn durch Einzelbildaufnahme mit schrittweiser Veränderung einzelner Parameter künstlich ein in der Zeit ablaufender Vorgang erzeugt wird. Der Anwender ist dann Betrachter dieses Vorganges, dessen Ablauf er wie oben beschrieben steuern kann, aber bei dem er keine Kontrolle über im Experiment gezeigte Objekte hat.By mapping real physical experiments with film or television technology methods can be timed in Experiment registered variable processes and be reproduced. This exists for the user Possibility of the values documented in the individual images the physical quantities for quantitative evaluations remove. For digitally recorded video films are included various computer-aided, interactive methods known (interactive video experiments [1]. Experiments, in which no time-varying variables were observed are with film or video technology only then to play back when by taking single pictures with gradual change of individual parameters artificially is generated in the time-running process. The user is then a viewer of this process, the course of which he likes can control described above, but in which he does not Has control over objects shown in the experiment.

Solche Eingriffe in ein auf dem Bildschirm gezeigtes Experiment werden durch Simulationsexperimente ermöglicht, die auch so gestaltbar sind, daß sie reale Experimentieranordnungen zeigen. Das interaktive Verhalten der dargestellten physikalischen Vorgänge und der Objekte im Experiment wird in Simulationsexperimenten jedoch immer durch ein vorgegebenes mathematisches Modell festgelegt: die jeweils dargestellten Werte der physikalischen Größen, ihre Abhängigkeiten und zeitliche Veränderung werden mit den vom Anwender eingegebenen Daten durch bekannte - meist iterative Verfahren - berechnet. [2]Such interference in one shown on the screen Experiment are made possible by simulation experiments which can also be designed so that they are real Show experimental arrangements. The interactive behavior the represented physical processes and the objects in the However, experiment is always used in simulation experiments determined by a given mathematical model: the respectively represented values of the physical quantities, their Dependencies and changes over time are dealt with by the User entered data through known - mostly iterative Procedure - calculated. [2]

Interaktive Videoexperimente bilden reale Experimente ab, jedoch ohne Eingriffe in das Experiment selbst zu ermöglichen. Der Anwender hat nur die Kontrolle über die Filmwiedergabe, die Auswahl der Einzelbilder und die Entnahme von Meßdaten daraus. Er kann die Wiedergabe des zeitlich von selbst ablaufenden Vorganges steuern, jedoch nicht mit Objekten der Experimentieranordnung interagieren. Simulationsexperimente erlauben andererseits zwar die Manipulation von Objekten des abgebildeten Realexperiments, das aber nur auf Grundlage einer modellhaften, mathematischen Beschreibung der Naturgesetze. Sie geben somit keine realen Beobachtungen wieder, sondern visualieren Ergebnisse der Modellrechnungen. Interactive video experiments depict real experiments, however, without interfering with the experiment itself enable. The user only has control over the Movie playback, the selection of the individual images and the Extraction of measurement data from it. He can play the Control the timing of a self-running process, however do not interact with objects in the experimental set-up. On the other hand, simulation experiments allow that Manipulation of objects of the real experiment shown, but only on the basis of a model, mathematical description of the laws of nature. they give thus no real observations again, but visualize Results of the model calculations.

Zur interaktiven Handhabung von realen zeitlich nicht veränderlichen Objekten auf dem Bildschirm des Computers ist die als Quick Time Virtual Reality (QTVR) bezeichnete Technik bekannt [3]. Damit wurden bisher unter anderem Objekte abgebildet, die der Anwender zum Beispiel mit einem Rollkugeleingabegerät selbständig auf dem Bildschirm drehen und so aus allen Richtungen betrachten kann.For the interactive handling of real time not changeable objects on the computer screen the technique known as Quick Time Virtual Reality (QTVR) known [3]. So far, among other things, objects mapped that the user, for example, with a Rotate the roller ball input device independently on the screen and can look at it from all directions.

Aufgabe der mit dieser QTVR-Technik nun hergestellten interaktiven Bildschirmexperimente ist es, ein in der Realität durchgeführtes Experiment so abzubilden, daß der Anwender das Experiment am Bildschirm mit den der Realität entsprechenden Handlungen über geeignete Eingabegeräte selbst ausführen und dazu die wirklichen - nicht die simulierten - Reaktionen des Realexperimentes beobachten kann.The task of those now produced with this QTVR technology interactive screen experiments is one in the To depict the experiment carried out in such a way that the Users experiment on screen with reality corresponding actions via suitable input devices do it yourself and the real ones - not the ones simulated - observe reactions of the real experiment can.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruch 1 gelöst.This task is accomplished by a process with the characteristics of Claim 1 solved.

Mit interaktiven Bildschirmexperimenten ist der Anwender in der Lage, auf dem Bildschirm durch eigene realtitätsnahe Handlungen die Abhängigkeiten der physikalischen Größen im Experiment so zu beobachten, wie sie in der Natur tatsächlich gegeben sind.With interactive screen experiments, the user is in able to on-screen through its own realistic Acts the dependencies of the physical quantities in the Experiment to observe the way they are in nature are actually given.

Der Anwender interagiert mit dem abgebildeten Experiment dynamisch - er beobachtet unmittelbar die Auswirkungen seiner Handlungen auf dem Bildschirm.The user interacts with the experiment shown dynamic - he observes the effects immediately of his actions on the screen.

Gegenüber der Darstellung eines Experimentes mit den Mitteln des Films (Video) besteht der Vorteil des interaktiven Bildschirmexperimentes vor allem darin, daß der Anwender nicht nur Betrachter eines in der Zeit ablaufenden Vorganges ist, sondern selbständig in einer realen, zeitunabhängigen Situation experimentieren kann.Compared to the representation of an experiment with the means of the film (video) there is the advantage of interactive Screen experiments mainly in that the user not just a viewer of a process running in time is, but independently in a real, time-independent Situation can experiment.

Interaktive Bildschirmexperimente ermöglichen auch die Handhabung von Experimenten in realen Situationen, die dem Anwender in der Regel nicht zugänglich sind, wie zum Beispiel Experimente mit technischen Großgeräten und Maschinen - allgemeiner solche außerhalb des Labormaßstabs.Interactive screen experiments also enable that Handling of experiments in real situations that the Users are usually not accessible, such as Example experiments with large technical devices and Machines - more generally those outside the laboratory scale.

Es ist weiterhin ein besonderer Vorteil, daß interaktive Bildschirmexperimente jederzeit und überall dort durchführbar und wiederholbar sind, wo ein geeigneter Computerarbeitsplatz zur Verfügung steht. Die Bildschirmexperimente selbst lassen sich über verschiedene Datenträger (z. B. CD-ROM) und -netze verteilen.It is also a particular advantage that interactive Screen experiments anytime, anywhere are feasible and repeatable where appropriate Computer workstation is available. The Screen experiments themselves can be done in different ways Distribute data carriers (e.g. CD-ROM) and networks.

Werden die manuell gesteuerten Eingabegeräte durch Techniken ersetzt, die eine Steuerung des Bildschirmzeigers über Augen- oder Kopfbewegungen (Eye- oder Head tracking) bzw. durch Sprachsteuerung ermöglichen, sind die Bildschirmexperimente auch von Personen ausführbar, die durch eine körperliche Behinderung sonst überhaupt nicht in der Lage wären, physikalische Experimente selbständig durchzuführen. Are the manually controlled input devices through techniques that replaced a control of the screen pointer Eye or head movements (eye or head tracking) or enable through voice control are the Screen experiments can also be performed by people who otherwise not at all due to a physical disability would be able to do physical experiments independently perform.

Das Verfahren ist auch auf andere naturwissenschaftliche Lehr- und Lernexperimente und auch zu erklärenden Darstellungen von Objekten zum Beispiel in der betrieblichen Aus- und Weiterbildung verwendbar.The procedure is also based on other natural sciences Teaching and learning experiments and also to be explained Representations of objects for example in the operational Training and further education can be used.

Example description

Ausführungsbeispiele des Verfahrens sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.Embodiments of the method are in the drawings are shown and are described in more detail below.

Es zeigenShow it

Fig. 1, 5, 6: Beispiele für die Parameterwahl in einer einfachen Experimentanordnung; Fig. 1, 5, 6: Examples of the choice of parameters in a simple experiment assembly;

Fig. 2: Grafische Darstellung der im Realexperiment ausgewählten und im Bildschirmexperiment darstellbaren Parameterwerte; Fig. 2: Graphic representation of the parameter values selected in the real experiment, and displayable in the screen experiment;

Fig. 3: Reihenfolge der Aufnahme der Einzelbilder im QT-Film. Fig. 3: Sequence of the recording of the individual images in the QT film.

Fig. 4: Auswahl und Darstellung der Elemente der QTVR-Bildmatrix. Fig. 4: Selection and representation of the elements of the QTVR image matrix.

Der erste Schritt des Verfahrens besteht in der Herstellung eines digitalen Films im bekannten Quick Time-Format (QT-Film [4]). Jedes Einzelbild des QT-Films bildet einen stationären Zustand des Realexperimentes ab.The first step in the process is manufacturing a digital film in the well-known Quick Time format (QT film [4]). Each frame of the QT film forms a stationary one Condition of the real experiment.

Zur Herstellung der digitalen Einzelbilder können verschiedene bekannte Techniken verwendet werden:
Various known techniques can be used to produce the digital single images:

a) Single image recording by digitizing the one analog television camera supplied image;
b) Photographic production of the individual images and Digitization via a scanner;
c) Digital photo or television camera technology.

Am Beispiel des in Fig. 1 dargestellten Experimentes soll nun erläutert werden, wie zum Herstellen der Einzelbilder die ausgewählten Parameter im Experiment schrittweise verändert werden können. Das Experiment besteht aus einer linear polarisierten Lichtquelle (3), die durch ein drehbares, lineares Polarisationsfilter (2) mit einer Fernsehkamera (4) in Richtung der optischen Achse (1) beobachtet wird. In diesem Experiment stellt das Polarisationsfilter (2) ein Objekt dar, bei dem im Bildschirmexperiment der Anwender die Polarisationsrichtung des einstellen können soll. Eine Drehung des Polarisationsfilters (2) um den Winkel Δϕ ist deswegen für das Bildschirmexperiment - im Gegensatz zu den bisher bekannten Anwendungen - nicht relevant, da im Realexperiment keine durch diese Drehung beobachtbare Erscheinung beobachtet wird. Die Intensität der über die Kamera (4) beobachtete Lichtquelle (3) hängt dagegen jedoch von Drehung des Filter (2) um den Winkel Δϑ ab. Eben diese Abhängigkeit soll der Anwender im Bildschirmexperiment durch eigenes Drehen des Filters (2) beobachten können. Using the example of the experiment shown in FIG. 1, it will now be explained how the selected parameters can be changed step by step in the experiment to produce the individual images. The experiment consists of a linearly polarized light source ( 3 ), which is observed through a rotatable, linear polarization filter ( 2 ) with a television camera ( 4 ) in the direction of the optical axis ( 1 ). In this experiment, the polarization filter ( 2 ) represents an object in which the user should be able to set the polarization direction in the screen experiment. A rotation of the polarization filter ( 2 ) by the angle Δϕ is therefore not relevant for the screen experiment - in contrast to the previously known applications - since no phenomenon observable by this rotation is observed in the real experiment. However, the intensity of the light source ( 3 ) observed via the camera ( 4 ) depends on the rotation of the filter ( 2 ) by the angle Δϑ. The user should be able to observe this dependency in the screen experiment by rotating the filter ( 2 ).

Dazu wird nun ein Startwinkel ϑ_min am Filter eingestellt und das erste Bild mit der Kamera (4) aufgenommen und in den Computer digital übertragen. Danach wird am Filter schrittweise ein neuer Winkel ϑ_min + i . Δϑ (i = 1 . . . m) eingestellt und jeweils dazu ein neues Einzelbild erstellt. Der daraus mit bekannter Technik hergestellte QT-Film besteht somit aus insgesamt m Bildern, wobei für eine vollständige Drehung des Filters (2) zum Beispiel m = 36 gewählt wird.A start angle ϑ _min is now set on the filter and the first image is recorded with the camera ( 4 ) and digitally transmitted to the computer. Then a new angle ϑ _min + i is gradually added to the filter. Δϑ (i = 1... M) and each time a new single picture was created. The QT film produced therefrom using known technology thus consists of a total of m images, wherein for a complete rotation of the filter ( 2 ), for example, m = 36 is selected.

Die Fig. 5 und 6 zeigen zwei weitere Beispiele zur Auswahl der durch den Benutzer des Bildschirmexperimentes einstellbaren Parameter und ihrer Werte in einfachen Realexperimenten. Fig. 5 zeigt den Aufbau zu einem Experiment, mit dem die U-I-Kennlinie einer Glühlampe im Stromkreis (8) gemessen werden soll. Als vom Anwender im Bildschirmexperiment einzustellende Parameter sind hier die elektrische Spannung U des Netzgerätes (9) und der Zustand des Schalters (10) vorgesehen. Das Experiment wird wieder mit einer Fernsehkamera beobachtet, die zur Aufnahme von Einzelbildern über eine bekannte Framegrabber-Einrichtung an den Computer angeschlossen ist. In jedem Bild sind neben dem Netzgerät (9) der gesamte Versuchsaufbau, also auch die Glühlampe und die Meßgeräte für Spannung und Stromstärke sichtbar. Soll nun zum Beispiel die Spannung von 0 V bis 10 V in Schritten von ΔU = 1 V verändert werden, erstellt man für die geschlossene Schalterstellung den ersten Teil der Einzelbildfolge (zu jeder eingestellten Spannung ein Bild) und für die offene Schalterstellung die zweite Teilfolge. Im Experiment sind jetzt zwei Parameter verändert worden: Spannung (m = 11 Werte) und Schalterstellung (n = 2 Werte). Insgesamt besteht damit der QT-Film aus n.m = 22 Einzelbildern. FIGS. 5 and 6 show two further examples for the selection of adjustable by the user of the screen experiment parameters and their values in real simple experiments. Fig. 5 shows the setup for an experiment with which the UI characteristic of an incandescent lamp in the circuit ( 8 ) is to be measured. The electrical voltage U of the power supply unit ( 9 ) and the state of the switch ( 10 ) are provided here as parameters to be set by the user in the screen experiment. The experiment is again observed with a television camera which is connected to the computer via a known frame grabber device in order to take individual images. In addition to the power supply unit ( 9 ), the entire test setup, including the incandescent lamp and the measuring devices for voltage and current, are visible in each picture. If, for example, the voltage is to be changed from 0 V to 10 V in steps of ΔU = 1 V, the first part of the individual picture sequence (one picture for each set voltage) is created for the closed switch position and the second partial sequence for the open switch position. Two parameters have now been changed in the experiment: voltage (m = 11 values) and switch position (n = 2 values). Overall, the QT film consists of nm = 22 single images.

Mit dem Experiment, das in Fig. 6 gezeigt ist, soll gezeigt werden, wie sich das Verfahren auf Verschiebungen von Objekten anwenden läßt. Ein Gegenstand (11) wird über eine Konvexlinse (12) auf einen Schirm (13) optisch abgebildet. Die Orte von Gegenstand (11) und Schirm (13) bleiben auf der optischen Bank (14) fest. Der Anwender des Bildschirmexperimentes soll die Linse (12) verschieben können und in Abhängkeit davon das Bild des Gegenstandes (11) auf dem Schirm (13) beobachten können. Dazu wird entsprechend der Beschreibung oben nun eine schrittweise Verschiebung der Linse (12) auf der optischen Bank (14) durchgeführt und jeweils wieder zu jedem neu eingestellten Ort der Linse ein Bild für den QT-Film aufgenommen. In diesen Bildern ist wieder der vollständige Aufbau des Versuchs enthalten, die Verschiebung der Linse (12) und die davon abhängenden Bilder des Gegenstandes (11) auf dem Schirm (13).The experiment shown in FIG. 6 is intended to show how the method can be applied to displacements of objects. An object ( 11 ) is optically imaged on a screen ( 13 ) via a convex lens ( 12 ). The locations of the object ( 11 ) and screen ( 13 ) remain fixed on the optical bench ( 14 ). The user of the screen experiment should be able to move the lens ( 12 ) and, depending on this, be able to observe the image of the object ( 11 ) on the screen ( 13 ). For this purpose, according to the description above, a gradual shift of the lens ( 12 ) on the optical bench ( 14 ) is carried out and an image for the QT film is recorded again for each newly set location of the lens. These pictures again contain the complete structure of the experiment, the displacement of the lens ( 12 ) and the dependent images of the object ( 11 ) on the screen ( 13 ).

In Fig. 2 ist allgemein dargestellt, daß bei der Aufnahme der Einzelbilder im Realexperiment die Werte von zwei Parametern unabhängig voneinander diskret eingestellt werden. Im aus den Einzelbildern herzustellenden Bildschirmexperiment bilden diese Werte den Raum, in dem die Interaktionen zwischen Anwender und Bildschirmexperiment stattfinden. Dieser "Interaktionsraum" wird also bereits bei der Aufnahme der Einzelbilder im Realexperiment festgelegt, er kann vom Benutzer des Bildschirmexperimentes nicht verändert werden.In Fig. 2 is shown in general that can be set independently in the recording of the individual images in the real experiment, the values of two parameters from each discrete. In the screen experiment to be produced from the individual images, these values form the space in which the interactions between the user and the screen experiment take place. This "interaction space" is thus already determined in the real experiment when the individual images are recorded; it cannot be changed by the user of the screen experiment.

Zu beachten ist, daß der QT-Film für die weitere Bearbeitung die aufgenommenen Einzelbilder jeweils nur genau einmal enthalten darf. Dazu muß jedes Bild des Film als sogenanntes Schlüsselbild definiert werden. Anderenfalls kann es passieren, daß die Bildanzahl an die vorgegebene Bildfrequenz des Films (zum Beispiel 25 Bilder pro Sekunde) angepaßt wird, so daß ein Einzelbild mehrfach im QT-Film enthalten ist. Das führt dazu, daß sich das daraus herzustellende QTVR-Objekt nicht wie beabsichtigt handhaben läßt.It should be noted that the QT film for further processing the individual images taken only once may contain. To do this, each frame of the film must be a so-called Keyframe can be defined. Otherwise it can happen that the number of pictures to the given Frame rate of the film (for example 25 frames per second) is adjusted so that a single image multiple times in the QT film is included. That leads to the fact that Do not handle the QTVR object to be manufactured as intended leaves.

Im zweiten Schritt des Verfahrens wird nun der hergestellte QT-Film nach bekanntem Verfahren mit dem Konvertierungsprogramm "Make QTVR-Object" [5] in eine QTVR-Bildmatrix umgewandelt. Diese QTVR-Bildmatrix ist in Fig. 4 dargestellt. Die Elemente der QTVR-Bildmatrix (5) entsprechen den Parameterwerten des in Fig. 2 dargestellten Diagramms und enthalten natürlich auch alle davon abhängigen - im Experiment sichtbargemachten - physikalischen Größen. Zur QTVR-Bildmatrix werden im Konvertierungsprozeß weiterhin sogenannte Objekt-Daten festgelegt, mit denen das Verhältnis zwischen der realen schrittweisen Bewegung des QTVR-Objektes und seinem Verhalten bei der Darstellung auf dem Bildschirm eingestellt werden. Dazu gehören die Start- und Endwerte der ausgewählten Parameter und die bei der Aufnahme gewählten Winkelschritte. Da das Format ursprünglich nur für Drehungen von statischen Objekten vorgesehen war, werden diese Drehungen als "Horizontal Panorama" (HPAN) bzw. "Vertical Panorama" (VPAN) bezeichnet.In the second step of the method, the QT film produced is converted into a QTVR image matrix using the conversion program “Make QTVR-Object” [5] using a known method. This QTVR image matrix is shown in FIG. 4. The elements of the QTVR image matrix ( 5 ) correspond to the parameter values of the diagram shown in FIG. 2 and, of course, also contain all the physical quantities which are dependent thereon and have been made visible in the experiment. So-called object data are also defined in the conversion process for the QTVR image matrix, with which the relationship between the real stepwise movement of the QTVR object and its behavior when displayed on the screen is set. This includes the start and end values of the selected parameters and the angle steps selected during the recording. Since the format was originally only intended for rotations of static objects, these rotations are referred to as "horizontal panorama" (HPAN) or "vertical panorama" (VPAN).

Die Wiedergabe des fertigen QTVR-Objektes (des Bildschirmexperimentes) erfolgt im einfachsten Fall mit dem bekannten Programm "Movie Player" [6] auf dem Computerbildschirm (7). Bedient werden kann das Bildschirmexperiment zum Beispiel mit jedem Rollkugeleingabegerät (6), das unabhängig Bewegungen in x- und y-Richtung erfaßt. Dabei steuert die Bewegung des Rollkugeleingabegerätes die Auswahl eines QTVR-Bildmatrixelementes (5). Bewegungen in x-Richtung wählen dabei den Spaltenindex j des QTVR-Bildmatrixelementes, Bewegungen in y-Richtung den Zeilenindex i aus. Die Auswahl eines QTVR-Bildmatrixelementes erfolgt ohne erkennbare Verzögerung für den Anwender unmittelbar nach Verschieben des Rollkugeleingabegerätes, so daß sich der Eindruck einer direkten Manipulation des QTVR-Objektes einstellt.In the simplest case, the finished QTVR object (the screen experiment) is reproduced on the computer screen ( 7 ) using the known program "Movie Player" [6]. The screen experiment can be operated, for example, with any roller ball input device ( 6 ) which independently detects movements in the x and y directions. The movement of the roller ball input device controls the selection of a QTVR image matrix element ( 5 ). Movements in the x direction select the column index j of the QTVR image matrix element, movements in the y direction select the row index i. The selection of a QTVR image matrix element takes place without any noticeable delay for the user immediately after moving the roller ball input device, so that the impression of a direct manipulation of the QTVR object is obtained.

Die Ausgabe der QTVR-Bildmatrixelemente muß nicht in jedem Fall auf dem Computerbildschirm erfolgen. Zum Beispiel kann das damit gezeigte Bildschirmexperiment auch mittels eines geeigneten Datenprojektors auf einer Projektionswand groß dargestellt werden. Verfügt diese über eine Einrichtung zur berührungsempfindlichen Steuerung des Bildschirmzeigers (Projektions-Touchscreen), so kann damit das Bildschirmexperiment mit der Hand direkt in der Projektion - ohne die Benutzung eines Rollkugeleingabegerätes - durchgeführt und so einer größeren Zuschauergruppe demonstriert werden.The output of the QTVR image matrix elements does not have to be in everyone Case done on the computer screen. For example the screen experiment shown with it also using a suitable data projector large on a projection screen being represented. Has this a facility for Touch sensitive control of the screen pointer (Projection touchscreen), so it can Screen experiment with the hand directly in the projection - without using a trackball input device - performed and so a larger audience be demonstrated.

Auch die Einbindung eines Bildschirmexperimentes in HTML-Dokumente - und damit die Verteilung im World Wide Web - ist mit bekannter Technik möglich. Also the integration of a screen experiment in HTML documents - and thus the distribution on the World Wide Web - is possible with known technology.

References and references

[1] Carlson R.A.: World-in-Motion: Physics Video Analysis. Elektronisch veröffentlicht in: http://members.aol.com/raacc/wim.html
CamMotion. Elektronisch veröffentlicht in: http://hub.terc.edu/terc/view/ view_homepage.html. Technical Education Research Centers 1995
[2] Interactiv Physics II. Knowledge Revolution Inc. (Simulationsexperimente zur Mechanik und Elektrodynamik)
LabView. National Instruments Inc. (Simulierte Experimente mit virtuellen Instrumenten)
[3] Inside Macintosh. Band 6: Quick Time Components. Apple Computer, Inc.
[4] Inside Macintosh. Band 5: Quick Time. Apple Computer, Inc.
[5] Make QTVR-Objekt 1.0b4. Apple Computer, Inc. 1996
[6] Movie Player 2.5. Apple Computer, Inc. 1991-96
[7] Kirstein J., Rass R.: Digitale Bewegungsanalyse und ihre Anwendungen im Physikunterricht. In: MNU 49 (1996) 2, 81-87[1] Carlson RA: World-in-Motion: Physics Video Analysis. Published electronically in: http://members.aol.com/raacc/wim.html
CamMotion. Published electronically in: http://hub.terc.edu/terc/view/ view_homepage.html. Technical Education Research Centers 1995
[2] Interactive Physics II. Knowledge Revolution Inc. (simulation experiments on mechanics and electrodynamics)
LabView. National Instruments Inc. (Simulated experiments with virtual instruments)
[3] Inside Macintosh. Volume 6: Quick Time Components. Apple Computer, Inc.
[4] Inside Macintosh. Volume 5: Quick Time. Apple Computer, Inc.
[5] Make QTVR object 1.0b4. Apple Computer, Inc. 1996
[6] Movie Player 2.5. Apple Computer, Inc. 1991-96
[7] Kirstein J., Rass R .: Digital motion analysis and its applications in physics lessons. In: MNU 49 (1996) 2, 81-87

Claims

1. Computer-aided method for the interactive representation of real experiments on screens by means of digital recording of (n, m) image matrices for the generation of QTVR objects and their control by input devices for controlling the screen pointer, characterized in that the real objects depicted by the Experimentally shown state of a physical system in two parameters with discrete values by the user independently - real action options accordingly - can be changed independently of time. All changes in the physical quantities and phenomena which are dependent on this manipulation and which were observed photographically during the recording are immediately visible.

2. The method according to claim 1, characterized in that the individual images taken by the real experiment using digital image processing.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized characterized that the experiment with more than one camera is recorded and the images of the for the production of the QTVR object used QT film with digital Image processing from the individual images of the various Cameras are put together.

4. The method according to any one of the preceding claims, characterized characterized that the experiment is not on a Computer screen shown, but over one Data projector shown large and in the projection itself is controlled (projection touchscreen technology).

5. The method according to any one of the preceding claims, characterized characterized that the control of the depicted objects via motion-registering input devices, which cannot be operated by hand.

6. The method according to any one of the preceding claims, characterized characterized that a screen experiment as a QTVR object Part of a comprehensive teaching / learning medium ("Living Physics book ").

7. The method according to any one of the preceding claims, characterized characterized by shifting or rotating change of state of a system caused by an object is not a physical experiment shared with the object is mapped in the OTVR image matrix.

8. The method according to any one of the preceding claims, characterized characterized in that the elements of the QTVR image matrix have a according to the method of "digital video strobography" [7] recorded movement.