Niels Oliver Henze

auditoryPong: Pong Meets Reality

Das klassische Computerspiel Pong transformiert in den realen Raum

Nominee of the digital sparks award 2006

auditory Pong mit haptischer Eingabe

auditory Pong mit haptischer Eingabe

Technical Description

Auditive Ausgabe:

Das Interaktionsdesign von "auditoryPong" basiert auf einer akustischen dreidimensionalen Imitation des Spielfelds. Das Spiel wird also innerhalb eines virtuellen Raums gespielt. Objekte wie der Ball, die Schläger und die Wände befinden sich innerhalb dieses virtuellen Raums. Um dem Benutzer die Wahrnehmung der Objekte im Spielfeld zu ermöglichen wird ihr akustisches Verhalten simuliert. Dies erfolgt, indem jedem Objekt und jedem Ereignis (wie der Zusammenstoß von Ball und Wand) ein anderes Geräusch zugeordnet wird. Der Ball wird beispielsweise durch eine kontinuierliche Melodie dargestellt. Wenn sich der Ball bewegt, so bewegt sich auch die Melodie in die gleiche Richtung und mit der gleichen Geschwindigkeit. Kollisionen werden durch kurze Soundeffekte dargestellt, die ebenfalls an der Stelle platziert werden, an der sie auftreten. Damit der Benutzer verschiedene Kollisionen unterscheiden kann, werden unterschiedlichen Kollisionen unterschiedliche Geräusche zugeordnet. Mittels einer Head Related Transfer Function (HRTF) wird der räumliche Eindruck der akustischen Szene erzeugt.

Das visuelle "Pong" wird in der Regel in der Vogelperspektive dargestellt. Aufgrund der akustische Wahrnehmung von Menschen benötigt "auditoryPong" eine etwas andere Darstellung des Spielfeldes, weil die Auflösungsfähigkeit des Gehörs in der vertikalen Richtung relativ gering ist. Da sich in der Vogelperspektive der Ball und der Schläger in vertikaler Richtung bewegen würden, ist es deshalb nicht sinnvoll, diese Perspektive für die akustische Ausgabe zu benutzen. Aus diesem Grund nutzt "auditoryPong" eine perspektivische 3D-Ansicht. Der Benutzer befindet sich jeweils vor der eigenen Grundlinie. Von dort hört er den Ball und die Kollisionen. Wenn sich der Ball der Grundlinie nähert, wird das Geräusch des Balls lauter. Dadurch ist der Benutzer in der Lage, die Entfernung des Balls zu erkennen. Außerdem ist es ihm so möglich, die Richtung des Balls zu erfahren. Um die Wahrnehmung der Geschwindigkeit zu erleichtern, werden die Geräusche entsprechend dem so genannten Doppler Effekt gefiltert.

Eingabetechniken

Für unterschiedliche Situationen und Aufgaben sind verschiedenartige Eingabegeräte mehr oder weniger gut geeignet. Viele Eingabegeräte ermöglichen zudem nicht nur die Eingabe von Daten, sondern "erzeugen" gleichzeitig irgendeine Art von Feedback. Man stelle sich ein einfaches Beispiel vor: Der druckempfindliche Stift eines Grafiktabletts kann dem Benutzer die Information vermitteln, wie stark er den Stift auf das Tablett drückt, da der Widerstand des Stiftes je nach Druck stärker oder geringer ist. Andere Eingabegeräte, wie beispielsweise Force-Feedback Joysticks, können noch deutlich mehr Informationen bereitstellen. Im Folgenden werden die verschiedenen Eingabetechniken und Eingabegeräte, die für auditoryPong benutzt werden können, vorgestellt.

Grafiktablett

Das Grafiktablett wird mittels eines Stiftes bedient. Durch Positionierung des Stiftes auf dem Tablett kann eine zweidimensionale Koordinate ermittelt werden. Für "auditoryPong" wird allerdings nur die horizontale Position genutzt. Die Position des Schlägers entspricht dann der Position des Stiftes auf dem Tablett. Durch eine am Tablett angebrachte Begrenzung kann die Größe des Spielfeldes ertastet werden.

Head Tracking

Der genutzte Flock of Birds Headtracker der Firma Ascension Technlogoly Corporation ermöglicht die Bestimmung von Position und Ausrichtung eines Sensors mit insgesamt sechs Freiheitsgraden. Für das Spiel wird der Sensor auf dem Kopfhörer befestigt. Indem der Kopf nach links und rechts gedreht wird, lässt sich der Schläger steuern.

Zusätzlich zur Steuerung des Schlägers wird der Headtracker benutzt, um die virtuelle Ausrichtung des Spielers im akustischen Raum entsprechend anzupassen. Ein Geräusch, das sich vor dem Benutzer befindet, klingt auf beiden Ohren gleich laut. Wenn sich der Spieler nach rechts wendet, wandert der Schläger ebenfalls nach rechts. Das Geräusch erklingt nun auf dem rechten Ohr lauter und auf dem linken Ohr leiser. Hierdurch wird ein realistischeres Klangerlebnis erzeugt. Außerdem kann der Ball leichter getroffen werden, da sich der Schläger genau dann an der horizontalen Position des Balls befindet, wenn das Geräusch des Balls an beiden Ohren gleich laut erklingt.

Slider

Der Slider besteht aus einem Griff, der an einer Metallstange horizontal verschoben werden kann. Damit der Computer die Position des Sliders erkennen kann, ist am Griff, wie bei der Kopfrotation, ein Flock of Birds Sensor angebracht. Durch Verschieben des Griffes wird auch der Sensor bewegt, wodurch die Position durch den Computer ermittelt werden kann. Die Position des Schlägers entspricht somit der Position des Griffes.

Hardware / Software

Software:
Java, Java Native Interfaces

Hardware:
3D Soundkarte, Head Tracker, Grafiktablett, Slider, Kopfhörer