Institut für Sportwissenschaft

Verhaltenslabor

Das Verhaltenslabor bietet eine flexible Laborumgebung zur Untersuchung menschlichen Bewegungsverhaltens. In einem Raumvolumen von 8,0x4,0x2,6 m können sich mehrere Personen frei bewegen, während ihre Bewegungen mit einem IR-Kamerasystem erfasst werden. In Verbindung mit der Darstellung von visuellen Experimentalstimuli auf Head-Mounted-Displays, einer stereoskopischen Powerwall oder einer Drei-Seiten-CAVE samt integrierter Blickbewegungserfassung bietet das Labor ideale Voraussetzungen zur Erforschung der Wahrnehmungs-Handlungs-Kopplung bei hoher experimenteller Kontrolle. Darüber hinaus erlaubt es die Beobachtung von Gruppenprozessen durch Audio- und Videoaufzeichnung des gesamten Raumes.

Drei-Seiten-CAVE: Drei Barco-F70-Projektoren projizieren hochauflösend und optional dreidimensional auf drei Wände (Pixelgrösse 1 mm). Integriertes Warp- und Blending automatisiert den Rekalibrationsprozess und gewährleistet eine geometrisch wie farblich korrekte Wiedergabe der Inhalte ohne Artefakte infolge ungleich ausgeleuchteter Bildflächen.

Powerwall: Eine von zwei Infocus-5110-Projektoren (Full HD, 60 fps) rückseitig bespielte Powerwall (Projektionsfläche 2,7x1,6 m) erlaubt die schattenwurffreie Darstellung von stereoskopischen visuellen Inhalten mit passiven Infitec-Filtern und -Brillen.

Head-Mounted Displays: Zwei Head-Mounted Displays mit integriertem Eye-Tracking (Vive Pro Eye) ermöglichen die komplette Immersion in virtuelle Welten. In Abgrenzung zur Drei-Seiten-CAVE bietet sich dieses Setting insbesondere an, um Aufgaben geringerer Dynamik experimentell hoch kontrolliert darzubieten.

Raumkameras: Vier in den Raumecken angebrachte Weitwinkel-Streaming-Kameras (Fa. Axis, Full HD, 30 fps) erlauben die Aufzeichnung von Bild- und Tonmaterial des gesamten Raumes und die Beobachtung des Verhaltens aus dem benachbarten Kontrollraum ohne physische Anwesenheit des Versuchsleitenden im Aufnahmeraum.

Rendering Workstations: Die Projektoren und HMDs werden durch drei Workstations bespielt, welche die Bilder auf Nvidia-Quadro-M4000-Grafikkarten erzeugen und an die jeweiligen Geräte senden. Die Grafiken werden durch eine moderne Game Engine gerendert, die von der fakultätseigenen Technologieplattform für die Anwendung im Forschungskontext erweitert wurde.

Bewegungserfassung: Die Aufnahme kinematischer Parameter erfolgt mit hoher Auflösung und hochfrequent mit einem markerbasierten Vicon-3D-Bewegungserfassungssystem mit 10 Kameras (Vicon T20s, 500 Hz, 2 MP). Die geringe Latenz der Rekonstruktion der Körperbewegungen über die Nexus-Software erlaubt zudem die Nutzung der Daten zur interaktiven Anpassung der dargestellten virtuellen Welten.

Integrierte Blickbewegungserfassung: Ein leichtgewichtiges binokuläres Eyetracking-System auf Basis des Pupil-Labs-Open-Source-Projekts dient der hochfrequenten Erfassung von Augenbewegungen mit bis zu 200 Hz. Die zeitgleiche Erfassung von Kopfbewegungen (Optitrack) samt Streamix-Integration erlaubt sowohl eine automatisierte Auswertung als auch eine Online-Verwendung der registrierten Blickdaten.

Experiment-Management-System: Für eine intuitive Benutzerführung bei zugleich maximaler experimenteller Kontrolle sorgt ein von der fakultätseigenen Technologieplattform entwickeltes Experiment-Management-System. Während ein webbasiertes User-Interface die Konfiguration und Ansteuerung sämtlicher Funktionen erlaubt, gewährleistet die Koordinationssprache Streamix die Synchronität der Datenströme.