Mobile collaborative video

The emergence of pico projectors as a part of future mobile devices presents unique opportunities for collaborative settings, especially in entertainment applications, such as video playback. By aggregating pico projectors from several users, it is possible to enhance resolution, brightness, or frame rate. In this paper we present a camera-based methodology for the alignment and synchronization of multiple projectors. The approach does not require any complicated ad hoc network setup among the mobile devices. A prototype system has been set up and used to test the proposed techniques

I-Light Symposium 2005 Proceedings

I-Light was made possible by a special appropriation by the State of Indiana. The research described at the I-Light Symposium has been supported by numerous grants from several sources. Any opinions, findings and conclusions, or recommendations expressed in the 2005 I-Light Symposium Proceedings are those of the researchers and authors and do not necessarily reflect the views of the granting agencies.Indiana University Office of the Vice President for Research and Information Technology, Purdue University Office of the Vice President for Information Technology and CI

Super-Resolution Overlay in Multi-Projector Displays

A technique, associated system and computer executable program code, for projecting a superimposed image onto a target display surface under observation of one or more cameras. A projective relationship between each projector being used and the target display surface is determined using a suitable calibration technique. A component image for each projector is then estimated using the information from the calibration, and represented in the frequency domain. Each component image is estimated by: Using the projective relationship, determine a set of sub-sampled, regionally shifted images, represented in the frequency domain; each component image is then composed of a respective set of the sub-sampled, regionally shifted images. In an optimization step, the difference between a sum of the component images and a frequency domain representation of a target image is minimized to produce a second, or subsequent, component image for each projector

The cockpit for the 21st century

Interactive surfaces are a growing trend in many domains. As one possible manifestation of Mark Weiser’s vision of ubiquitous and disappearing computers in everywhere objects, we see touchsensitive screens in many kinds of devices, such as smartphones, tablet computers and interactive tabletops. More advanced concepts of these have been an active research topic for many years. This has also influenced automotive cockpit development: concept cars and recent market releases show integrated touchscreens, growing in size. To meet the increasing information and interaction needs, interactive surfaces offer context-dependent functionality in combination with a direct input paradigm. However, interfaces in the car need to be operable while driving. Distraction, especially visual distraction from the driving task, can lead to critical situations if the sum of attentional demand emerging from both primary and secondary task overextends the available resources. So far, a touchscreen requires a lot of visual attention since its flat surface does not provide any haptic feedback. There have been approaches to make direct touch interaction accessible while driving for simple tasks. Outside the automotive domain, for example in office environments, concepts for sophisticated handling of large displays have already been introduced. Moreover, technological advances lead to new characteristics for interactive surfaces by enabling arbitrary surface shapes. In cars, two main characteristics for upcoming interactive surfaces are largeness and shape. On the one hand, spatial extension is not only increasing through larger displays, but also by taking objects in the surrounding into account for interaction. On the other hand, the flatness inherent in current screens can be overcome by upcoming technologies, and interactive surfaces can therefore provide haptically distinguishable surfaces. This thesis describes the systematic exploration of large and shaped interactive surfaces and analyzes their potential for interaction while driving. Therefore, different prototypes for each characteristic have been developed and evaluated in test settings suitable for their maturity level. Those prototypes were used to obtain subjective user feedback and objective data, to investigate effects on driving and glance behavior as well as usability and user experience. As a contribution, this thesis provides an analysis of the development of interactive surfaces in the car. Two characteristics, largeness and shape, are identified that can improve the interaction compared to conventional touchscreens. The presented studies show that large interactive surfaces can provide new and improved ways of interaction both in driver-only and driver-passenger situations. Furthermore, studies indicate a positive effect on visual distraction when additional static haptic feedback is provided by shaped interactive surfaces. Overall, various, non-exclusively applicable, interaction concepts prove the potential of interactive surfaces for the use in automotive cockpits, which is expected to be beneficial also in further environments where visual attention needs to be focused on additional tasks.Der Einsatz von interaktiven Oberflächen weitet sich mehr und mehr auf die unterschiedlichsten Lebensbereiche aus. Damit sind sie eine mögliche Ausprägung von Mark Weisers Vision der allgegenwärtigen Computer, die aus unserer direkten Wahrnehmung verschwinden. Bei einer Vielzahl von technischen Geräten des täglichen Lebens, wie Smartphones, Tablets oder interaktiven Tischen, sind berührungsempfindliche Oberflächen bereits heute in Benutzung. Schon seit vielen Jahren arbeiten Forscher an einer Weiterentwicklung der Technik, um ihre Vorteile auch in anderen Bereichen, wie beispielsweise der Interaktion zwischen Mensch und Automobil, nutzbar zu machen. Und das mit Erfolg: Interaktive Benutzeroberflächen werden mittlerweile serienmäßig in vielen Fahrzeugen eingesetzt. Der Einbau von immer größeren, in das Cockpit integrierten Touchscreens in Konzeptfahrzeuge zeigt, dass sich diese Entwicklung weiter in vollem Gange befindet. Interaktive Oberflächen ermöglichen das flexible Anzeigen von kontextsensitiven Inhalten und machen eine direkte Interaktion mit den Bildschirminhalten möglich. Auf diese Weise erfüllen sie die sich wandelnden Informations- und Interaktionsbedürfnisse in besonderem Maße. Beim Einsatz von Bedienschnittstellen im Fahrzeug ist die gefahrlose Benutzbarkeit während der Fahrt von besonderer Bedeutung. Insbesondere visuelle Ablenkung von der Fahraufgabe kann zu kritischen Situationen führen, wenn Primär- und Sekundäraufgaben mehr als die insgesamt verfügbare Aufmerksamkeit des Fahrers beanspruchen. Herkömmliche Touchscreens stellen dem Fahrer bisher lediglich eine flache Oberfläche bereit, die keinerlei haptische Rückmeldung bietet, weshalb deren Bedienung besonders viel visuelle Aufmerksamkeit erfordert. Verschiedene Ansätze ermöglichen dem Fahrer, direkte Touchinteraktion für einfache Aufgaben während der Fahrt zu nutzen. Außerhalb der Automobilindustrie, zum Beispiel für Büroarbeitsplätze, wurden bereits verschiedene Konzepte für eine komplexere Bedienung großer Bildschirme vorgestellt. Darüber hinaus führt der technologische Fortschritt zu neuen möglichen Ausprägungen interaktiver Oberflächen und erlaubt, diese beliebig zu formen. Für die nächste Generation von interaktiven Oberflächen im Fahrzeug wird vor allem an der Modifikation der Kategorien Größe und Form gearbeitet. Die Bedienschnittstelle wird nicht nur durch größere Bildschirme erweitert, sondern auch dadurch, dass Objekte wie Dekorleisten in die Interaktion einbezogen werden können. Andererseits heben aktuelle Technologieentwicklungen die Restriktion auf flache Oberflächen auf, so dass Touchscreens künftig ertastbare Strukturen aufweisen können. Diese Dissertation beschreibt die systematische Untersuchung großer und nicht-flacher interaktiver Oberflächen und analysiert ihr Potential für die Interaktion während der Fahrt. Dazu wurden für jede Charakteristik verschiedene Prototypen entwickelt und in Testumgebungen entsprechend ihres Reifegrads evaluiert. Auf diese Weise konnten subjektives Nutzerfeedback und objektive Daten erhoben, und die Effekte auf Fahr- und Blickverhalten sowie Nutzbarkeit untersucht werden. Diese Dissertation leistet den Beitrag einer Analyse der Entwicklung von interaktiven Oberflächen im Automobilbereich. Weiterhin werden die Aspekte Größe und Form untersucht, um mit ihrer Hilfe die Interaktion im Vergleich zu herkömmlichen Touchscreens zu verbessern. Die durchgeführten Studien belegen, dass große Flächen neue und verbesserte Bedienmöglichkeiten bieten können. Außerdem zeigt sich ein positiver Effekt auf die visuelle Ablenkung, wenn zusätzliches statisches, haptisches Feedback durch nicht-flache Oberflächen bereitgestellt wird. Zusammenfassend zeigen verschiedene, untereinander kombinierbare Interaktionskonzepte das Potential interaktiver Oberflächen für den automotiven Einsatz. Zudem können die Ergebnisse auch in anderen Bereichen Anwendung finden, in denen visuelle Aufmerksamkeit für andere Aufgaben benötigt wird

Interactive ubiquitous displays based on steerable projection

The ongoing miniaturization of computers and their embedding into the physical environment require new means of visual output. In the area of Ubiquitous Computing, flexible and adaptable display options are needed in order to enable the presentation of visual content in the physical environment. In this dissertation, we introduce the concepts of Display Continuum and Virtual Displays as new means of human-computer interaction. In this context, we present a realization of a Display Continuum based on steerable projection, and we describe a number of different interaction methods for manipulating this Display Continuum and the Virtual Displays placed on it.Mit zunehmender Miniaturisierung der Computer und ihrer Einbettung in der physikalischen Umgebung werden neue Arten der visuellen Ausgabe notwendig. Im Bereich des Ubiquitous Computing (Rechnerallgegenwart) werden flexible und anpassungsfähige Displays benötigt, um eine Anzeige von visuellen Inhalten unmittelbar in der physikalischen Umgebung zu ermöglichen. In dieser Dissertation führen wir das Konzept des Display-Kontinuums und der Virtuellen Displays als Instrument der Mensch-Maschine-Interaktion ein. In diesem Zusammenhang präsentieren wir eine mögliche Display-Kontinuum-Realisierung, die auf der Verwendung steuerbarer Projektion basiert, und wir beschreiben mehrere verschiedene Interaktionsmethoden, mit denen man das Display-Kontinuum und die darauf platzierten Virtuellen Displays steuern kann

Web-based Stereoscopic Collaboration for Medical Visualization

Medizinische Volumenvisualisierung ist ein wertvolles Werkzeug zur Betrachtung von Volumen- daten in der medizinischen Praxis und Lehre. Eine interaktive, stereoskopische und kollaborative Darstellung in Echtzeit ist notwendig, um die Daten vollständig und im Detail verstehen zu können. Solche Visualisierung von hochauflösenden Daten ist jedoch wegen hoher Hardware- Anforderungen fast nur an speziellen Visualisierungssystemen möglich. Remote-Visualisierung wird verwendet, um solche Visualisierung peripher nutzen zu können. Dies benötigt jedoch fast immer komplexe Software-Deployments, wodurch eine universelle ad-hoc Nutzbarkeit erschwert wird. Aus diesem Sachverhalt ergibt sich folgende Hypothese: Ein hoch performantes Remote- Visualisierungssystem, welches für Stereoskopie und einfache Benutzbarkeit spezialisiert ist, kann für interaktive, stereoskopische und kollaborative medizinische Volumenvisualisierung genutzt werden. Die neueste Literatur über Remote-Visualisierung beschreibt Anwendungen, welche nur reine Webbrowser benötigen. Allerdings wird bei diesen kein besonderer Schwerpunkt auf die perfor- mante Nutzbarkeit von jedem Teilnehmer gesetzt, noch die notwendige Funktion bereitgestellt, um mehrere stereoskopische Präsentationssysteme zu bedienen. Durch die Bekanntheit von Web- browsern, deren einfach Nutzbarkeit und weite Verbreitung hat sich folgende spezifische Frage ergeben: Können wir ein System entwickeln, welches alle Aspekte unterstützt, aber nur einen reinen Webbrowser ohne zusätzliche Software als Client benötigt? Ein Proof of Concept wurde durchgeführt um die Hypothese zu verifizieren. Dazu gehörte eine Prototyp-Entwicklung, deren praktische Anwendung, deren Performanzmessung und -vergleich. Der resultierende Prototyp (CoWebViz) ist eines der ersten Webbrowser basierten Systeme, welches flüssige und interaktive Remote-Visualisierung in Realzeit und ohne zusätzliche Soft- ware ermöglicht. Tests und Vergleiche zeigen, dass der Ansatz eine bessere Performanz hat als andere ähnliche getestete Systeme. Die simultane Nutzung verschiedener stereoskopischer Präsen- tationssysteme mit so einem einfachen Remote-Visualisierungssystem ist zur Zeit einzigartig. Die Nutzung für die normalerweise sehr ressourcen-intensive stereoskopische und kollaborative Anatomieausbildung, gemeinsam mit interkontinentalen Teilnehmern, zeigt die Machbarkeit und den vereinfachenden Charakter des Ansatzes. Die Machbarkeit des Ansatzes wurde auch durch die erfolgreiche Nutzung für andere Anwendungsfälle gezeigt, wie z.B. im Grid-computing und in der Chirurgie

Situated Displays in Telecommunication

In face to face conversation, numerous cues of attention, eye contact, and gaze direction provide important channels of information. These channels create cues that include turn taking, establish a sense of engagement, and indicate the focus of conversation. However, some subtleties of gaze can be lost in common videoconferencing systems, because the single perspective view of the camera doesn't preserve the spatial characteristics of the face to face situation. In particular, in group conferencing, the `Mona Lisa effect' makes all observers feel that they are looked at when the remote participant looks at the camera. In this thesis, we present designs and evaluations of four novel situated teleconferencing systems, which aim to improve the teleconferencing experience. Firstly, we demonstrate the effectiveness of a spherical video telepresence system in that it allows a single observer at multiple viewpoints to accurately judge where the remote user is placing their gaze. Secondly, we demonstrate the gaze-preserving capability of a cylindrical video telepresence system, but for multiple observers at multiple viewpoints. Thirdly, we demonstrated the further improvement of a random hole autostereoscopic multiview telepresence system in conveying gaze by adding stereoscopic cues. Lastly, we investigate the influence of display type and viewing angle on how people place their trust during avatar-mediated interaction. The results show the spherical avatar telepresence system has the ability to be viewed qualitatively similarly from all angles and demonstrate how trust can be altered depending on how one views the avatar. Together these demonstrations motivate the further study of novel display configurations and suggest parameters for the design of future teleconferencing systems

Spatial displays for visual awareness of remote locations

Thesis (S.M.)--Massachusetts Institute of Technology, School of Architecture and Planning, Program in Media Arts and Sciences, 2009.Cataloged from PDF version of thesis.Includes bibliographical references (p. [113]-116).uCom enables remote users to be visually aware of each other using "spatial displays" - live views of a remote space assembled according to an estimate of the remote space's layout. The main elements of the system design are a 3D representation of each space and a multi-display physical setup. The 3D image-based representation of a space is composed of an aggregate of live video feeds acquired from multiple viewpoints and rendered in a graphical visualization resembling a 3D collage. Its navigation controls allow users to transition among the remote views, while maintaining a sense of how the images relate in 3D space. Additionally, the system uses a configurable set of displays to portray always-on visual connections with a remote site integrated into the local physical environment. The evaluation investigates to what extent the system improves users' understanding of the layout of a remote space.by Ana Luisa de Araujo Santos.S.M

Visualisation of Long in Time Dynamic Networks on Large Touch Displays

Any dataset containing information about relationships between entities can be modelled as a network. This network can be static, where the entities/relationships do not change over time, or dynamic, where the entities/relationships change over time. Network data that changes over time, dynamic network data, is a powerful resource when studying many important phenomena, across wide-ranging fields from travel networks to epidemiology.However, it is very difficult to analyse this data, especially if it covers a long period of time (e.g, one month) with respect to its temporal resolution (e.g. seconds). In this thesis, we address the problem of visualising long in time dynamic networks: networks that may not be particularly large in terms of the number of entities or relationships, but are long in terms of the length of time they cover when compared to their temporal resolution.We first introduce Dynamic Network Plaid, a system for the visualisation and analysis of long in time dynamic networks. We design and build for an 84" touch-screen vertically-mounted display as existing work reports positive results for the use of these in a visualisation context, and that they are useful for collaboration. The Plaid integrates multiple views and we prioritise the visualisation of interaction provenance. In this system we also introduce a novel method of time exploration called ‘interactive timeslicing’. This allows the selection and comparison of points that are far apart in time, a feature not offered by existing visualisation systems. The Plaid is validated through an expert user evaluation with three public health researchers.To confirm observations of the expert user evaluation, we then carry out a formal laboratory study with a large touch-screen display to verify our novel method of time navigation against existing animation and small multiples approaches. From this study, we find that interactive timeslicing outperforms animation and small multiples for complex tasks requiring a compari-son between multiple points that are far apart in time. We also find that small multiples is best suited to comparisons of multiple sequential points in time across a time interval.To generalise the results of this experiment, we later run a second formal laboratory study in the same format as the first, but this time using standard-sized displays with indirect mouse input. The second study reaffirms the results of the first, showing that our novel method of time navigation can facilitate the visual comparison of points that are distant in time in a way that existing approaches, small multiples and animation, cannot. The study demonstrates that our previous results generalise across display size and interaction type (touch vs mouse).In this thesis we introduce novel representations and time interaction techniques to improve the visualisation of long in time dynamic networks, and experimentally show that our novel method of time interaction outperforms other popular methods for some task types