Charat v70 de user manual by laszlo diabolus

CharAT ergonomics

V 7.0 handbuch

CharAT ergonomics

CharAT Ergonomics V6 3dsMAX plugin Handbuch Copyright: Virtual Human Engineering GmbH 2014 Herausgeber: Virtual Human Engineering GmbH Ludwig-Ganghofer-Str. 33 83471 Berchtesgaden Geschäftsführer: Dipl. - Des. Dipl. - Inf. (UNI) László Ördögh in Kollaboration mit: Technische Universität Dresden Fakultät Maschinenwesen Institut für Technische Logistik und Arbeitssysteme Professur für Arbeitswissenschaft D-01062 Dresden und Nexstep Consulting Kft. Hungary

CharAT ergonomics

Inhaltsverzeichnis: 1. Installation

2. Create human 13 2.1 Create from database 14 2.2 Load from max file 14 2.3 Load from dummy file 15 2.4 Build from components 15 2.5 Create from user database 16 3. Control/Monitor/Edit human 3.1 Graphics display 3.1.1 Display options 19 3.1.2 Tracker options 20 3.1.3 Camera/shadow 21 3.1.4 Track view 22 3.2 Main menue 3.2.1 Control 23 3.2.2 Monitor 23 3.2.3 Import/export 24 3.2.4 Load/Save 25 3.2.5 State Save/Undo 25 3.2.6 Help 25 3.3 Control human body 3.3.1 Body 27 3.3.2 Bone structure 31 3.3.3 Bone animation 41 3.3.4 Environment 49 3.3.5 Type select 53 3.3.6 Discomfort 59 3.3.7 Visibility 63 3.3.8 Body Forces 69 3.4 Monitor human 3.4.1 Human Body 75 3.4.2 Bones 76 3.4.3 Display & Visibility 77 3.4.4 Documentation 78 3.4.5 Monitor Body Forces 82 3.5 Edit human shape 3.5.1 Graphics 86 3.5.2 Morph 93 3.5.3 LipSync 103 3.5.4 File I/O 107 4. Appendix 113

CharAT ergonomics

1. Installation

Bitte beachten: Sie m端ssen Administratorrechte haben.

CharAT ergonomics

1. Installation 1. Wenn die 3dsMAX 2013, oder 2014 nicht auf Ihrem Computer installiert ist, bitte diese zuerst installieren. 2. “CharAT_70_2014_setup.exe” oder wenn Sie 3dsMAX 2013 haben “CharAT_70_2013_setup.exe” ausführen. Bitte beachten Sie das für Installation benötigen Sie die Administrator Rechte. 3. Die benötigten Dateien werden automatisch entpackt. 4. Akzeptieren Sie die Lizenz Vereinbarungen. 5. Als nächstes könne Sie ein Unterverzeichnis für die CharAT Ergonomics Datenbank Daten wählen. Der eingestellte Pfad ist:

C:\Users\YourUsername\Documents\CharAT-6\ Wenn Sie wollen ein andere Pfad für die CharAT Ergonomics Datenbank Daten eingeben bitte benutzen Sie die Change Button. 6. Nun ist die Auswahl des Setup-Typs möglich: entweder Standard (“typical”) oder benutzerdefiniert (“custom”). Wenn Sie 3DSMAX 2014 haben bitte wählen Sie der „complet“

CharAT ergonomics

Option. Wenn sie 3DSMAX 2013 Designer oder 3DSMAX 2014 Designer haben, dann wählen Sie “custom” Installation Option. 7. Wenn Sie “custom” Installation Option gewählt haben, können Sie für die CharAT Ergonomics plugin Dateien einen selbsgewählten Pfad definieren. Selektieren Sie Plugin for 3DSMax 64 bit oder Shared data (Datenbank Daten) Option. Der eingestellte Pfad für die Plugins ist:

C:\Program Files\Autodesk\3ds Max 2014\plugins Der eingestellte Pfad für die Datenbank Daten:

C:\Users\Username\Documents\CharAT-6\ Wenn Sie wollen ein andere Pfad für die CharAT Ergonomics Plugin oder CharAT Ergonomics Datenbank Daten eingeben bitte benutzen Sie die Change Button. 8. Anschließend auf Weiter (“next”) klicken. 9. Die Dateien werden auf die Festplatte installiert. 10. Mit der Setup-Datei, die Sie ausgeführt haben, können Sie die installierten Dateien auch reparieren oder wieder deinstallieren.

CharAT ergonomics

Start 1. Starten Sie 3dsMAX. 2. Erstellen oder laden Sie ein CharAT-Objekt. 3. Klicken Sie auf das CharAT-Objekt, um es auszuwählen. 4. Klicken Sie auf Bearbeiten (“modify”), um die CharAT Ergonomics-Menüs zu öffnen. Register 1. Das Register-Fenster zeigt die „Request code“ an. 2. Senden Sie bitte ein e-mail mit der „Request code“ an Virtual Human Engineering GmbH-Hotline, um den „License code“ zu erfahren. E-mail: laszlo.oerdoegh@googlemail.com 3. Geben Sie den „License code“ in das Eingabefeld ein. 4. Klicken Sie auf die Schaltfläche “Register”. 5. Nun ist der CharAT Ergonomics-Plugin einsatzbereit.

CharAT ergonomics 7.Ein CharAT-Objekt erstellen Wählen Sie in der Geometrie-Drop-Down-List CharAT aus. Im Roll-Menü “Object Type” (Objekt-Typ) erscheint die “Human” Schaltfläche. Wenn Sie ihn anklicken, wird er gelb. Wählen Sie in einem der Sichtfenster eine Position aus und betätigen Sie die linke Maustaste. An der gewählten Position wird ein CharAT Ergonomics Objekt erstellt. Wenn Sie einen CharAT Human erstellen, haben Sie die Möglichkeit, die “AutoGrid”-Funktion (grid = Gitter) anzustellen, die Ihnen helfen wird, den CharAT Ergonomics Objekt exakt zu positionieren.

CharAT ergonomics

2. Menschmodell erzeugen

Ein CharAT-Objekt kann aus Knochen-, Haut- und Morphelementen bestehen. Ein CharAT-Objekt hat wie alle anderen Objekte in 3D-Studio MAX einen Drehpunkt. Eine kinematische Kette ist aus Knochenelementen aufgebaut. Der Aufbauprozess beginnt mit der Aktivierung des Objekt-Erstell-Mechanismus, wenn Sie den Kartei-Reiter “Create” (Erstellen) rechts des Sichtfensters im Kommandofenster auswählen. Wählen Sie in der Geometrie-Drop-Down-List CharAT aus. Im Roll-Menü “Object Type” (ObjektTyp) erscheint die “Human” Schaltfläche. Wenn Sie ihn anklicken, wird er gelb. Wählen Sie in einem der Sichtfenster eine Position aus und betätigen Sie die linke Maustaste. An der gewählten Position wird ein CharAT Ergonomics Objekt erstellt. Wenn Sie einen CharAT Human erstellen, haben

CharAT ergonomics

Sie die Möglichkeit, die “AutoGrid”-Funktion (grid = Gitter) anzustellen, die Ihnen helfen wird, den CharAT Ergonomics Objekt exakt zu positionieren. „AutoGrid“ ermöglicht es Ihnen, CharAT Ergonomics Objekt automatisch auf der Oberfläche anderer Objekte zu erstellen, indem eine zeitweilige Konstruktionsebene generiert und aktiviert wird, die auf der Senkrechten zur angeklickten Oberfläche basiert. Um die AutoGrid-Funktion zu nutzen, gehen Sie folgendermaßen vor: 1. Aktivieren Sie die AutoGrid-Funktion im Objekt Type Rollout-Menü. Setzen Sie dazu einen Haken in die Schaltfläche. 2. Wählen Sie mit einem Klick der linken Maustaste den “snaps toggle” Knopf auf der Hauptwerkzeugleiste aus (der Knopf ist im aktivierten Zustand gelb!) und rufen Sie mit einem Klick der rechten Maustaste das Einstellungen-Fenster auf. Öffnen Sie den “snaps” Kartei-Reiter. Wählen Sie die Ihren Absichten entsprechenden EinrastOptionen aus. 3. Bewegen Sie den Kursor über das Objekt,

an dem Sie das CharAT-Objekt ausrichten wollen. Wenn die AutoGrid-Funktion aktiviert ist, wird der Kursor im Sichtfenster, das die ausgewählte Position anzeigt, hellblau hervorgehoben. Der Kursor umfasst eine X-Y-Z-Anzeige, um Ihnen bei der Orientierung der Position des neuen CharAT-Objektes zu helfen. Wenn Sie ihn über das Objekt bewegen, richtet der Kursor die ZAchse am Lot zur Oberfläche aus. 2.1 Generieren aus der CharAT-Datenbank mit

CharAT ergonomics

dem Typ Auswahl Dialog Siehe Abschnitt 3.3.5 Typ Auswahl 2.2 Laden aus einer Max Datei Gibt es ein oder mehrere CharAT-Objekte in einer 3dsMAX Szene, dann werden diese gemeinsam mit den 3dsMAX Szenariokomponenten gespeichert. Wenn das CharAT Plugin installiert ist und Sie eine 3dsMAX Datei laden möchten, die auch CharATObjekte enthält, dann werden die CharAT-Objekte mit dem 3dsMAX Szenario in dem Zustand hergestellt, wie sie das letzte Mal abgespeichert wurden. 2.3 Laden aus einer Dummy Datei Die Dummy Datei ist ein plattformübergreifendes ASCII Austauschformat, das die folgenden Komponenten enthält: – Personenbeschreibung – Kinematische Struktur – Datenbank Organisation - Datenbank Inhalte – Bewegungsgrenzen – Diskomfort Definition – Konfiguration der inversen Biomechanik – Konfiguration der Auswahlmarkierung für das immersive System – Materialbeschreibung für das immersive System – Skin Beschreibung – Beschreibung der Körperposition und Körperhaltung Dummy-Datei laden 1. Öffnen Sie den Kartei-Reiter “Modify” (Ändern) rechts des Sichtfensters im Kommandofenster, und wählen Sie ein CharAT-ErgonomicsObjekt im Sichtfenster aus. 2. Öffnen Sie die “Laden” Dialogbox im CharAT Hauptmenü. 3. Wählen Sie den .dummy Dateityp in der Dateityp Liste aus. 4. Wählen Sie den gewünschten Dateinamen aus, um die entsprechende Datei zu öffnen.

CharAT ergonomics

Körper-Objekt mit einem userdefinierten KörperObjekt zu ersetzen, indem Sie mit Hilfe der ‘Load’ Funktion alle Komponenten gleichzeitig mit dem neuen Inhalt des ausgewählten .dummy Dateityps überschreiben. Die Komponenten können aber auch einzeln mit Hilfe der ‘Import’ und ‘Load’ Funktionen geändert werden. Der Unterschied zwischen den ‘Import’ und ‘Load’ Funktionen besteht darin, dass die ‘Load’ Funktion den existierenden Inhalt mit dem neuen Inhalt überschreibt, solange die Import Funktion den existierenden Inhalt nur ergänzt. Im zweiten Fall wird der alte Inhalt auch beibehalten. Die Import Funktion kann nur für den *.cat-struct und *.catgraph Dateityp angewendet werden. Zu den meisten Komponenten entspricht eine Dateinamenerweiterung:

2.4 Aufbau von Komponenten Der Arbeitsablauf beginnt mit der Generierung eines Standard CharAT-Ergonomics -Objektes. Folgen Sie dazu den Schritten, die im Abschnitt 2 ‘Ein CharAT-Objekt erstellen’ erklärt wurden. Damit wird ein default Körper-Objekt mit den default Komponenten erstellt. Danach haben Sie die Möglichkeit, das default

– Personenbeschreibung: keine – Kinematische Struktur: *.cat-struct – Datenbank Organisation: *.cat-morg - Datenbank Inhalte: *.cat-rmd – Bewegungsgrenzen: *.cat-mlim – Diskomfort Definition: *cat-comf – Konfiguration der inversen Biomechanik: keine – Konfiguration der Auswahlmarkierung für das immersive System: keine – Materialbeschreibung für das immersive System: keine – Skin Beschreibung: *.cat-graph – Beschreibung der Körperposition und Körperhaltung: *.cat-motion

CharAT ergonomics

Als Beispiel wird erklärt, wie Sie eine skin Beschreibung Komponente importieren können. Die anderen Komponenten können ähnlich geändert werden. 1. Wählen Sie das CharAT-Körper-Objekt aus. 2. Klicken Sie den ‘Modify’ Reiter. 3. Klicken Sie das ‘Main’ Rollout-Menü. 4. Klicken Sie den ‘Import’ Knopf. 5. Wählen Sie den Pfad zu dem Objekt, das Sie importieren möchten. Die default Mappe ist C:\Program Files\ Autodesk\3dsMAX2010\plugins\share\CharAT\ graphic .Select the .cat-graph file and click Open. 2.5 Generieren aus der Anwender KörpermaßDatenbank Der Arbeitsablauf beginnt mit der Generierung eines Standard CharAT-Körper-Objektes. Folgen Sie dazu den Schritten, die im Abschnitt 2. ‘Ein CharAT-OBjekt erstellen’ erklärt wurden. Damit wird ein default Körper-Objekt mit den default Komponenten erstellt (das default Körper-Objekt ist maskulin). Danach haben Sie die Möglichkeit, die Datenbankinhalte auszutauschen, indem Sie Ihre eigene *.cat-rmd Körpermaß-Datei laden. Ein Beispiel für eine Körpermaß-Datei finden Sie im Appendix. Um Ihre eigene *.cat-rmd Körpermaß-Datei zu laden, nehmen Sie die folgenden Schritte vor: Öffnen Sie das File I/O Rollout-Menü. Klicken Sie den “Load Masculin User DB” oder den “Load Feminin User Db” Knopf in der File I/O Gruppe. Das CharAT Datei Laden Fenster erscheint. Wählen Sie die “Database File” Option in dem Dateityp Rollout-Menü. Suchen Sie die Mappe, die Ihre Körpermaß-Datenbank Datei mit der Dateityperweiterung *.cat-rmd enthält. Wählen Sie die Datei aus und klicken Sie auf “Öffnen”. Wichtige Bemerkung: Das default Körper-Objekt ist maskulin. Sollten Sie eine feminine Körpermaß-Datenbank anwenden, ist es wichtig, das default Körper-Objekt zuerst mit Hilfe des Typenauswahldialogs mit einem femininen Körper-Objekt zu ersetzen. Wenn Sie die feminine Körpermaß-

Datenbank mit einem maskulinen Körper-Objekt verwenden, bekommen Sie keine Fehlermeldung, aber die Proportionen werden dementsprechend verzerrt erscheinen.

CharAT ergonomics

3. Hauptmenü

3.1 Grafische Bildschirmanzeige Optionen 3.1.1 *Bildschirmanzeige Optionen Die CharAT Bildschirmanzeige Optionen sind mit den üblichen Autodesk 3dsMax Bildschirmanzeige Optionen identisch. Sie können die Darstellungsfenster, die Perspektive und den Darstellungsmodus mit Hilfe der im linken oberen Ecke jedes Darstellungsfensters befindlichen Knöpfe konfigurieren. Sie können mit einem Klick der linken Maustaste

CharAT ergonomics

auf dem “+” Knopf in der linken oberen Ecke des Darstellungsfensters das Flyout Menü aktivieren, mit dessen Hilfe Sie unter anderem das Darstellungsfenster maximieren, wiederherstellen, deaktivieren oder auch als aktives Darstellungsfenster feststellen können. Die Statistiken und die Gitter können angezeigt werden. Sie finden hier eine Reihe von Navigationsmöglichkeiten in Form von Ansichtswürfel und Ansichtsnavigationslenkrad. Schließlich mit einem Klick auf “configure...” können Sie ein Einstellungsfenster aufrufen, in dem Sie unter den verschiedenen Karteireitern unzählige fortgeschrittene Einstellungsmöglichkeiten finden. Mit dem mittleren Knopf kommen Sie zu dem Flyout Menü, in dem Sie unter den verschiedenen Ansichten und zwischen Perspektive und orthografische Darstellung wählen können. Der Text zwischen den eckigen Klammern zeigt die aktuelle Ansicht. Sie können zum Beispiel auf die vorherige Ansicht zurücksetzen. Lesen Sie bitte dazu die 3dsMax Anleitung, um mehr über die weiteren hier möglichen Funktionen zu erfahren. Mit dem rechten Knopf wählen Sie den Anzeigemodus. Der Text zwischen den eckigen Klammern zeigt den aktuellen Anzeigemodus. Sie können denjenigen wählen, der Ihren Absichten am nächsten kommt. Das Model können Sie als Drahtmodel (Wireframe), Model mit versteckten Linien (Hidden Line), glattes Model mit Lichtakzenten (Smooth + Higlights), flaches Model (Flat) oder als flaches Model mit versteckten Drachtmodel-Kanten Darstellung anzeigen lassen. Es sind weitere spezielle Anzeigemodi unter dem Menüpunkt ‘Other visual Styles’ zu finden. Das Flyout Menü ermöglicht Ihnen, Einstellungen für Belichtung und Schattenwurf zu treffen. Dazu können Sie die Qualität von Durchsichtigkeit regulieren. Die oberen und unteren Werkzeugleisten funktionieren auch wie gewohnt in 3 dsMax. Mit dem ‘Zoom Extents All’ Ikon wird Ihr Model allen Darstellungsfenstern angepasst. Sie können auch das ‘Zoom’ und ‘Pan view’ Ikon benutzen, um Ihr Model im Darstellungsfenster optimal zu plazieren. Durch den mittleren Mausroller können Sie hinein- oder hinauszoomen. Wenn sie die mittlere Maustaste gedrückt halten und sie ziehen (pan

CharAT ergonomics

funktion), können Sie das Model verschieben. Mit alt + der mittleren Maustaste gedrückt können Sie das Model im Darstellungsfenster rotieren. 3.1.2 Tracker Optionen Der Körper jedes CharAT-Objektes ist mit sechs Bewegungskontroll-Würfeln, mit sogenannten Trackern, ausgestattet. Sie erscheinen auf dem Bildschirm in Form von grünen Würfeln. Sie steuern die zwei Beine, die zwei Arme, das Becken und den Kopf. Mit den Trackern wird die inverse Kinematik und Biomechanik des CharATObjektes kontrolliert. Wenn Sie die Tracker Optionen anwenden möchten, dann sollen die ‘All targets on’ Kästchen auf dem Body Kartei-Reiter des CharAT Kontrollpaneles mit einem Hacken aktiviert werden. Die grünen Tracker-Würfel sind nur im aktivierten Zustand zu sehen. Wenn Sie die Tracker bewegen möchten, wählen Sie diese zuerst aus. Weiters soll das ‘Select and Move’ Ikon auf der oberen Werkzeugsleiste aktiviert sein. Es gibt verschiedene Möglichkeiten, die Tracker auszuwählen. Sie können mit einem Klick der linken Maustaste auf dem Tracker im Darstellungsfenster ausgewählt werden. Sie können aber auch alternativ mit dem Regionenauswahl Werkzeug der oberen Werkzeugsleiste ausgewählt werden. Zu diesem Zweck wählen Sie zuerst die Form der Region in der drop-down Liste aus und dann die Maus mit der gedrückten linken

CharAT ergonomics

Maustaste solange ziehen, bis der Tracker erfasst ist. Eine gestrichelte Kurve stellt die Region dar. Es macht einen Unterschied, ob das ‘Window/ Crossing’ Ikon auf der oberen Werkzeugsleiste aktiviert ist oder nicht. Im aktivierten Zustand muss das ganze Objekt sich in der Region befinden, um ausgewählt zu werden. Im nicht aktivierten Zustand reicht es, wenn ein Teil des Objektes in die Region fällt. Drittens können die Tracker auch nach Namen ausgewählt werden. In diesem Fall soll der ‘Display helpers’ Knopf auf dem ‘Select from Scene’ Panel aktiviert sein, um die Namen der Tracker in der Liste überhaupt zu sehen. Der ausgewählte Tracker erscheint in Selektionsfarbe. Es ist ratsam, das Bezugskoordinatensystem entsprechend zu Ihrem Projekt und Ihren Absichten zu wählen. Die verschiedenen Optionen finden Sie in der drop-down Liste der Hauptwerkzeugsleiste. Die Optionen sind: View, Screen, World, Parent, Local, Gimbal, Grid, Working. Um Informationen über den Unterschied zu erhalten, lesen Sie bitte die 3DsMax Anleitung. Aus unserer Sicht sind die drei wichtigsten Optionen: World, View und Local. Die default Option ist View, aber ihre Einstellung wird mit der Datei gespeichert. Bewegen können Sie, wie gewohnt, entweder durch klicken auf einer der Koordinatenachsen oder durch klicken auf das kleine Quadrat zwischen zwei Koordinatenachsen. Im ersten Fall wird das Objekt in Richtung der entsprechenden Koordinatenachse bewegt. Im zweiten Fall ändert sich der Kursor zum Bewegen-Symbol und das Objekt wird in der von den zwei Koordinatenachsen bestimmten Ebene bewegt. 3.1.3 Kamera / Schatten / Material Einstellungen für Sehfeldanalyse Das CharAT Human Objekt muss für die folgenden Schritte ausgewählt werden: Mit dem ausgewähltem CharAT-Objekt klicken Sie auf den ‘Control’ Knopf des Hauptmenüs auf dem ‘Modify’ Panel. Die CharAT Control dialog box erscheint. Öffnen Sie die ‘Visibility’ Kartei-Reiter und in der ‘Eye attachment’ Gruppe wählen Sie die KameraOption der entsprechenden Augen. Jedes CharAT

CharAT ergonomics

Human Objekt hat drei Augen: linkes, rechtes und mittleres Auge. Das mittlere Auge entspricht der vom Gehirn gelieferten Synthese der von den zwei Augen gesehenen Bilder. In einem der Darstellungsfenster klicken Sie den mittleren Knopf in der oberen linken Ecke des Darstellungsfensters. Klicken Sie auf den ‘Camera’ Menüpunkt und wählen Sie die gerade generierte Kamera. Die Standardkamera Namen sind ‘ CharAT -Humanxx Ocula_M Camera’, wobei xx für die Nummer des Human Objektes und M für ‘Mittlere’ (L für ‘Links’, R für ‘Rechts’) steht. Nachdem Sie die Kamera gewählt haben, wird das Darstellungsfenster schwarz oder nimmt die default Farbe an. Es ist bestimmt nicht das, was wir uns gewünscht haben. Um das Sehfeld auswerten zu können, müssen noch einige Einstellungen vorgenommen werden. Vor allem muss noch ein entsprechendes Material mit etwa hundert Submaterialien dem CharAT-Objekt zugewiesen werden. Eine kurze Erklärung ist hier nötig, um alles zu verstehen. Das Sehfeld ist Teil des CharAT-Objektes. Wenn Sie ein CharAT-Objekt generieren, dann wird das Objekt, wie alle andere 3dsMax Objekte, mit einem default Material und in einer random gewählten Farbe generiert. Diese (nicht transparente) Farbe nehmen auch die Sehfelder auf. Die im Auge plazierte Kamera sieht dementsprechend eine nicht durchsichtige, default farbene Oberfläche, die ohne Belichtung natürlich schwarz erscheint. Um eine Sehfeldanalyse zu ermöglichen, sollen die Sehfelder mit durchsichtigen Submaterialien versehen werden. Wir müssen dem CharAT Human Objekt ein entsprechendes, aus unzähligen Submaterialien bestehendes Material zuweisen. Folgen Sie zu diesem Zweck den untenstehenden Schritten. Wählen Sie das CharAT Human Objekt aus und klicken Sie auf das ‘Material Editor’ Ikon auf der Hauptwerkzeugsleiste. Das Material Editor Fenster erscheint. Wählen Sie das ‘Get Material’ Ikon und das Material/Map Browser Fenster erscheint. In der ‘Show’ Gruppe setzen Sie einen Haken zu ‘Materials’. In der ‘Browse Form’ Gruppe wählen Sie ‘Mtl Library’ und anschließend ‘1-Default (Multi / Sub-Objekt)’. Sollte es nicht vorhanden

CharAT ergonomics

sein, klicken Sie ‘Open’ in der File Gruppe und wählen Sie ein CharAT Material (zum Beispiel: CharAT _material_V6.mat) aus. Sie befinden sich bei Standard Installation in der Mappe C:\Program Files\Autodesk\3ds Max 2010\materiallibraries. Ziehen Sie (drag and drop) die ausgewählte Material-Datei auf eine nicht benutzte Kugel in dem Material Editor Fenster, danach klicken Sie den ‘Assign Material to Selection’ Knopf. Das Charat Human Objekt soll zu diesem Zeitpunkt ausgewählt werden, um das Material anzunehmen. Sie können das Material Editor Fenster schließen. Wir sind immer noch nicht fertig, eine Einstellung fehlt noch, um das gewünschte Ergebnis zu erzielen. Zu diesem Zeitpunkt sieht die in dem Auge plazierte Kamera das Innere des Kopfes. Die Sichtkegel der Kameras muss beschränkt werden, damit der Kopf das Sehen nicht verhindert. Gehen Sie dafür zu einem anderen Darstellungsfenster

CharAT ergonomics

und wählen Sie die Kamera aus. Das Kamera Parameters Rollout-Menü erscheint. In der ‘clipping planes’ Gruppe aktivieren Sie ‘Clip Manually’. Der Sichtkegel erscheint. Sie können die ‘Near Clip’ und ‘Far Clip’ Werte in der ‘Clipping Planes’ Gruppe ändern. 3.1.4 track view Die Parameter eines CharAT-Objektes, die in dem Track View animiert werden können, können in zwei verschiedene Gruppen angeordnet werden: 1. Knochenbezogene Parameter 1.a Knochenparameter 1.b Animationskanal bewegen 1.c Bewegungserfassungsanimationskanal 1.d Targetanimationskanal 3.2 Hauptmenü Wenn Sie Änderungen auf dem Standard CharAT Human Object vornehmen möchten, dann klicken Sie auf den ‘Modify’ Knopf. Das C CharAT Human Objekt für die nächsten Optionen muss ausgewählt werden. Öffnen Sie das ‘Main’ Rollout-Menü. Vier Gruppen von Menüfunktionen erscheinen: Menu, File I/O, State, und Info. 3.2.1 Control Wählen Sie Ihr C CharAT Human Objekt in einem beliebigen Darstellungsfenster aus und klicken Sie den ‘Control’ Knopf im Hauptmenü des Modify Paneles. Die CharAT Control Dialog Box erscheint auf Ihrem Bildschirm, mit deren Hilfe Sie Einstellungen vornehmen und das CharAT Human Objekt kontrollieren können. Die Funktionen werden in Gruppen organisiert und sind unter verschiedenen Kartei-Reiter zu finden. Hier folgt ein kurzer Überblick der Funktionsgruppen des Kartei-Reiters. Später werden die Funktionsgruppen detailliert erklärt. ‘Body’ Kartei-Reiter: enthält Schaltflächen, mit denen Sie die inverse Biomechanik, bzw. die Zielpunkte ein- und ausschalten können. Die Berührungspunkte zwischen Körperteilen und Tracker können bestimmt werden, grafische Elemente können ein- und ausgeschaltet werden. CharAT

CharAT ergonomics

Pivotpoint Translation und Rotation Einstellungen befinden sich auch hier.

pertypinformationen, Körperposition und die Erreichbarkeit Daten eingeblendet.

‘Bone Structure’ Kartei-Reiter: physische Parameter der Knochen können eingestellt und geändert, Verbindungen zwischen Knochen und angehängten Objekten können bestimmt werden, Bounding-Box Größe und Position Angaben sind möglich.

‘Bones’ Kartei-Reiter: Die ausgewählten Bone Daten sind zu sehen.

‘Bone Animation’ Kartei-Reiter: Sie können den Typ der Zielpunktanimation wählen, die Bewegungsgrenzen modifizieren und die Bewegungsabhängigkeiten definieren. ‘Environment’ Kartei-Reiter: Sie können hier für die Kollisions-Untersuchung Objekte aus der Umgebung auswählen. ‘Type select’ Kartei-Reiter: Sie können aus einem Menü die unterschiedlichen Körperbautypen durch verschiedene Parameter zusammenstellen. Die Parameter sind: Datenbank Region, Geschlecht, Kleidungsart, Alter, Perzentil, Somatotype, und Körperproportionen. ‘Discomfort’ Kartei-Reiter: Mit diesem Menü können Sie die Diskomfort Optionen nach Körperregion und die gewünschten Eingaben für Grafikdarstellung und Körperteil Abstützung einstellen. ‘Discomfort’ Kartei-Reiter: Hier können Sie die Bewegungsgrenzen von Auge und Thorso einstellen, die grafischen Darstellungen von Sichtfeldern beeinflussen, Augezielpunkte ein- und ausschalten und die Zusatzelemente wie Kamera, Lichtquelle und Displaygrafik für die Augen ein- und ausschalten.

3.2.2 Monitor Wählen Sie Ihr CharAT Human Objekt in einem beliebigen Darstellungsfenster aus und klicken Sie den ‘Monitor’ Knopf im Hauptmenü des Modify Paneles. Die CharAT Control Dialog Box erscheint auf Ihrem Bildschirm. ‘Human Body’ Kartei-Reiter: Hier werden die Kör-

‘Display’ Kartei-Reiter: Es werden die Sichtbarkeitsanalyse Daten eingeblendet. ‘Documentation’ Kartei-Reiter: Mit diesen Optionen können sie die Output Daten, die sie haben möchten, in eine Datei einstellen. 3.2.3 Import/Export Sie können CharAT Objekte mit den Import und Export Schaltflächen in der File I/O Gruppe des Main-Rollout importieren und exportieren. Beachten Sie, dass das Objekt für die folgenden Schritte ausgewählt werden muss. Klicken Sie auf den Button und öffnen Sie den Ordner, den Sie verwenden möchten. 3.2.4 Load/Save Sie können Dateien mit dem Load und Save Schaltflächen in File I/O Gruppe des Main-Rollout speichern und laden. 3.2.5 State Save/Undo Mit Save und Undo-Buttons im State Gruppe können Sie den CharAT Ergonomics Status speichern oder wiederherstellen. 3.2.8 Help Für weitere Hilfe und Informationen klicken Sie auf die Schaltfläche Hilfe im Hauptmenü.

CharAT ergonomics

3.3.1 Body

Control human body

Das CharAT Human Objekt muss für die folgenden Schritte ausgewählt werden. Mit dem ausgewählten CharAT-Objekt klicken Sie auf dem ‘Control’ Knopf des Hauptmenüs auf dem ‘Modify’ Panel. Die CharAT Control dialog box erscheint. Öffnen Sie die ‘Body’ Kartei-Reiter. In der Property Switch Board Gruppe Body Name Eingabefeld können Sie einer CharAT Figur selbst definierte Name geben. Mit der Define Target by Body Funktion ist es möglich, diese Zielpunkte dort zu definieren, wo die Extremitäten sich gerade befinden. Der Button ist nur im Falle der Ulna_L, Ulna_R, Tibia_L und Tibia_R verfügbar. Durch das Drücken des Buttons wird an den Enden der relevanten Körperteile ein Marker geschaffen und zur selben Zeit werden die inversen kinematischen Ketten eingeschaltet. Mit der Init Spine Funktion können Sie die Wirbelsäule auf Nullstellung initialisieren.

CharAT ergonomics

Keep Posture Funktion wird verwendet, wenn die Körperhaltung nach Typwechsel unverändert beibehalten werden soll. Mit der All Targets on/off können Sie alle inversen Kinematik Zielpunkte ein- und ausschalten. Die Erreichbarkeits-Analyse Modul im Monitor Dialog funktioniert ausschließlich für die eingeschalteten Extremitätenzielpunkte. Falls die “all targets on/off”-Checkbox angekreuzt wird, werden alle vorhergehenden definierten inversen kinematischen Ketten angeschaltet und die Körperteile reagieren entsprechend dieser Vorgaben. Das kann nur auf die inversen kinematischen Ketten Ulna_L, Ulna_R, Tibia_L und Tibia_R-Knochen angewandt werden. Nach dem Ausschalten der inversen kinematischen Ketten können die Körperteile weiterhin durch vorwärts gerichtete Kinematik (forward kinematics) bewegt werden. Wenn die Checkbox erneut angekreuzt wird, um die Reaktionen zu den kinematischen Ketten zu bewirken, so wird die neue Animation die bisherigen Animationen überschreiben, jedoch nur bei den Körperteilen, die auch Elemente der inversen kinematischen Kette sind. Mit dem Invers Biomechanic Schalter ist es möglich, außer der inversen Kinematik Berechnung auch die Berechnung von allen biomechanischen Bewegungsabhängigkeiten zuzuschalten. Die “Inverse Biomechanics” ergänzen die inversen Kinematiken und können ausschließlich an menschlichen Körpern (Masculin, Female, UHP) angewandt werden. Dies sind zusätzliche Algorithmen, um die koordinierte Bewegung verschiedener Körperteile zu berechnen. Entsprechend der Lage und der Bewegung verschiedener Körperteile ändern alle angebundenen Körperteile ihre Position. Zum Beispiel bewirkt das Heben eines Beines die spezielle Umlagerung der Wirbelsäule und der Beckenknochen. Der Beckenknochen folgt der Bewegung des Beines und geht in dieselbe Richtung, während die Wirbelsäule sich in die andere Richtung biegt. Der Algorithmus “inverse biomechnanics” berücksichtigt alle Positionsvorgaben, die relevant für die Extremitäten sind. Der Umfang der Wirbelsäulenbewegung kann durch den “l-spline director parameter” eingestellt werden.

CharAT ergonomics

Left Hand Contact: Bei der Festlegung des Ziels für den linken Arm klicken Sie auf eine der Optionen in der Left Hand Contact Gruppe. Wenn Sie eine andere Tracker Definition als Standard verwenden, klicken Sie auf Ihre gewählte Option. Die Optionen sind Hand L Palm, Hand L Finger 2, Hand Finger L 3 und L Hand Default. Right Hand Contact: Bei der Festlegung des Ziels für den rechten Arm, klicken Sie auf eine der Optionen in der Right Hand Contact Gruppe. Wenn Sie eine andere Tracker Definition als Standard verwenden, klicken Sie auf Ihre gewählte Option. Die Optionen sind Hand R Palm, Hand R Finger 2, Hand R Finger 3 und Hand R Default. Left Foot Contact: Bei der Festlegung des Ziels für das linke Bein, klicken Sie auf eine der Optionen in der Left Foot Contact Gruppe. Wenn Sie eine andere Tracker Definition als Standard verwenden, klicken Sie auf Ihre gewählte Option. Die Optionen sind Foot L Ball, Foot L Heel und Foot L Default. Right Foot Contact: Bei der Festlegung des Ziels für das rechte Bein, klicken Sie auf eine der Optionen in der Right Foot Contact Gruppe. Wenn Sie eine andere Tracker Definition als Standard verwenden, klicken Sie auf Ihre gewählte Option.

CharAT ergonomics

Die Optionen sind Foot R Ball, Foot R Heel und Foot R Default. Body Graphics Group dient zur Änderung der Display-Optionen der Dummys. Mit den Kontrollkästchen können Sie die Optionen ein- und ausschalten. Standardmäßig Knochen und Hautoptionen sind eingeschaltet, um die Knochen und Haut von Dummys sichtbar zu machen. Wenn Body Graphics view mat Schalter an ist, wird das lokale Koordinatensystem der Knochen angezeigt. Die Koordinatensymbole sind am Ziel der Knochen dargestellt. X-Koordinate- Achse wird mit grün markiert, während Y-KoordinateAchse ist mit blau und Z-Koordinate-Achse mit roter Farbe gekennzeichnet sind. Diese Option ist nützlich, um im Raum die sogenannte Rotationsachsen der vorwärts Kinematik zu identifizieren. Wenn Target angeschaltet ist, werden die Zielpunkte der Koordinaten als rote Sternchen markiert. Bei eingeschaltete Reach L und Reach R Optionen werden für die obere Extremitäten die Hüllkurven dargestellt. Copy to Mesh Taste: Wenn Sie diese Taste betätigen, wird das CharAT-Objekt als starre Geometrie in die MAX Scene kopiert. Damit verliert diese Geometrie jegliche Kontrollfunktionen und wird weiter als normales Geometrie Element interpretiert. Wichtiger Hinweis: für Copy to Mesh Funktion gibt es keine Undo Funktion. CharAT ROOT Position/Orientation Mit CharAT ROOT Position / Orientation Gruppe können Sie translatieren und den Oberkörper drehen, indem Sie Ihre gewünschten Werte in die Eingabefelder eingeben. Die definierte Target Trackers bleiben aber in derselben Position.

CharAT ergonomics

Control human bone structure

3.3.2 Bone structure Das Knochen-Selektions-Rollmenü macht es dem Benutzer möglich, einen neuen Knochen zu erstellen, einen bereits existierenden zu löschen oder einen Knochen innerhalb des ausgewählten CharAT-Objektes auszuwählen. Generell müssen Sie zuerst das CharAT-Objekt auswählen, innerhalb dessen Sie arbeiten möchten. Um das Objekt auszuwählen, benützen Sie die AuswahlFunktion der Haupt-werkzeugleiste (“Main Toolbar Select”). New Bone (Neuer Knochen): Mit der Schaltfläche “New Bone” erstellen Sie einen neuen Knochen am Ende des ausgewählten Knochens. Der ausgewählte Knochen wird dann der Elternteil des neuen Knochens. Der Startpunkt des neuen Knochens wird zugleich zum Endpunkt des Elternteils. Die Länge des neuen Knochens ist auf 50 mm definiert und die übrigen Parameter werden ebenfalls mit Standardwerten initialisiert.

CharAT ergonomics

Delete Bone (Knochen löschen): Mit der Schaltfläche “Delete Bone” wird der ausgewählte Knochen aus der kinematischen Kette entfernt. Wenn der gelöschte Knochen der Elternteil einer weiteren Kette war, wird der Elternteil der verbleibenden Kette die Wurzel (“ROOT”) der kinematischen Kette. Ein neuer Elternteil kann jederzeit ausgewählt werden. Index: Jeder Knochen hat eine Identifikationsnummer, die automatisch vergeben wird, sobald der Knochen erstellt wird. Das Index-Feld zeigt die Identifikationsnummer des ausgewählten Knochens an. Durch die Pfeile rechts neben dem Eingabefeld kann die Identifikationsnummer des Knochens, den Sie auswählen möchten, angegeben werden. Wenn Sie einen Knochen auswählen, verändert sich die Farbe des entsprechenden Knochens im Drahtrahmen-Modus (“Wireframe-Mode”) von weiß zu rot. Jede Veränderung von Parametern wird nun an diesem Knochen ausgeführt. Select (Auswählen): Wenn Sie in den Select-Modus wechseln, wird die Schaltfläche “Select” gelb und ein Knochen des zuvor ausgewählten CharAT-Objektes kann in einem der Sichtfenster ausgewählt werden, indem er mit der linken Maustaste angeklickt wird. Wenn dieser Unter-Auswahl-Modus aktiviert ist, ist die Auswahl eines Knochens ausschließlich innerhalb des zuvor ausgewählten CharAT-Objektes möglich und der Auswahl eines jeglichen anderen 3D-Studio MAX-Objektes wird vorgebeugt. Der ausgewählte Knochen wird im Wireframe-Modus rot, der Elternteil grün und seine Kinder gelb angezeigt. Die Parameter des ausgewählten Knochens erscheinen in den Eingabefeldern des Rollmenüs “Bone-Base Parameters”. Das Rollmenü “Bone-Base Parameters” Name: Der Name des Knochens erscheint im Namensfeld. Anfangs ist es der automatisch generierte Name des Knochens, der jederzeit durch den Benutzer verändert werden kann. Der Name darf kein Leerzeichen enthalten und es werden nur die ersten 14 Stellen beachtet!!! Wenn eine kinematische Kette erstellt wird, ist es nützlich, Namen zu geben, die einfach interpretiert werden können (z. B.: Oberarmknochen, dactylion1). Es macht die Handhabung der kinematischen Kette einfacher. Director: Wenn “Director” aktiviert ist, beeinflusst der

CharAT ergonomics

Knochen die Bewegung anderer Knochen, er wird zu einem Antriebsknochen. Length (Länge): Die Länge des Knochens wird in Millimetern angegeben. Es gibt zwei verschiedene Arten, die Knochenlänge zu definieren. Der numerische Wert kann in das Eingabefeld eingegeben werden, er kann aber auch durch die Pfeile neben dem Eingabefeld verstellt werden. Rotord (Rotationsreihenfolge): Im Eulerschen Rotationssystem wird das Ergebnis einer Rotation hauptsächlich durch die Anordnung (oder Reihenfolge) der Achsen beeinflusst, um die die Rotation ausgeführt wird. Die Anordnung der Achsen kann für jeden Knochen einzeln definiert werden. Die aktuelle Reihenfolge wird durch die Buchstaben X, Y, Z in entsprechender Reihenfolge angezeigt und kann durch die Pfeile rechts daneben verändert werden. Möglichkeiten für Achsenreihenfolge einer Drehung siehe Handbuch S. 8 oben! Texture Proj. (Texturprojektion): Die verschiedenen Körperteile können verschiedene Texturen haben. Die Projektionsmethode, wie die Textur des Materialeditors auf den Körperteil projiziert wird, kann definiert werden. Die Projektionsmethoden umschließen planare und zylindrische Projektionen. No Object: Wenn der Radiobutton aktiviert ist, werden keine weiteren Objekte am Ende des Knochens generiert.

CharAT ergonomics

Kamera: Wenn die Schaltfläche “Camera Radio” aktiviert ist, wird ein Kameraobjekt am Ende des Knochens generiert. Eine Kamera kann am Ende eines jeden einzelnen Knochens generiert werden. Wenn die Knochenlänge auf 0.0 gesetzt ist, ist der Drehpunkt der Kamera derselbe wie der Optikfokus. Dies ist im Fall einer Bewegungskontroll-Kamerasimulation notwendig. Mit dieser Methode kann eine synthetische subjektive Kamera erstellt werden. Die Parameter einer Kamera, die am Ende eines Knochens platziert wurden, können, wenn nötig, verändert werden. Um die Parameter zu setzen, muss die Kamera ausgewählt sein. Während der Animation folgt der Fokussier-Punkt der Kamera der Translation und Rotation am Ende des Knochens. Dummy: Am Ende eines jeden Knochens kann ein Dummy-Objekt erstellt werden, das ein 3D-Studio MAX-Objekt mit einem Drehpunkt ist. Im Fall der inversen Kinematik wird dieses Dummy-Objekt automatisch erstellt. (IK = Inverse Kinematik; MCTB = “Motion Capture Target Bone” = “Zielknochen für Bewegungserfassung “!). Externe Objekte, die Translation und Rotation des Knochens übernehmen, können mit diesem Dummy-Objekt verbunden werden. Es gibt trotzdem einen großen Unterschied zwischen den hier erstellten Dummy-Objekten und den Dummy-Objekten, die im Fall von inverser Kinematik oder MTCBs erstellt wurden. Während die hier erstellten Dummy-Objekte passive Dummies sind, die ihre Position und Ausrichtung durch den Knochen erhalten, sind die letzteren aktive Dummies, die ihre Position von einem externen Gerät, z. B. einer Maus, erhalten. BBox = Grenzbox (begrenzende Box): Wenn die Schaltfläche “BBox Radio” aktiviert ist, wird eine begrenzende Box zum Knochen hinzugefügt. Die begrenzende Box gibt dem Knochen Volumen und Masse. Die Parameter der Box können durch das Rollmenü “Bone-Physical Parameters” definiert und gesetzt werden. Das Rollmenü “Bone-Connected Parameters”: Verbindung zum Elternteil (Verbindung zum vorhergehenden Element der kinematischen Kette). Diese Parameter definieren die Hierarchie und die Grundeinstellungen der kinematischen Kette. Die Grundregel ist, dass jeder Knochen nur ein Elternteil, aber mehrere Kinder haben kann.

CharAT ergonomics

Parent (Elternteil): In diesem Feld kann die Identifikationsnummer des Elternteils des ausgewählten Knochens angezeigt werden. Die Identifikationsnummer kann mit den Pfeilen rechts des Eingabefeldes verändert werden. Wenn die Nummer in diesem Feld verändert wird, springt der ausgewählte Knochen an das Ende des durch die Nummer angegebenen Knochens. Bone text (Knochentext): Der Name des Elternteils wird unter der Identifikationsnummer des Elternteils angezeigt. Select (Auswahl): Ein untergeordneter Auswahlmodus kann durch die Schaltfläche “Select” aktiviert werden. Wenn sie aktiviert wurde, leuchtet sie hellgrün und der Elternknochen kann per Linksklick der Maus in einem der Sichtfenster ausgewählt werden. Dieser untergeordnete Selektionsmodus verhindert, dass andere 3D-Studio MAX-Objekte ausgewählt werden können. Wenn der neue Elternteil ausgewählt wurde, ändern sich nicht nur die Identifikationsnummer im Eingabefeld und der Knochentext, sondern der ausgewählte Knochen wird auch ans Ende des neuen Elternteils springen. Base Trs.: = Basisverschiebung, die eine relative Position festlegt (0. Animations”kanal”). Die X,Y,Z-Felder legen die relative Distanz des Startpunktes des aktuellen Knochens im lokalen Koordinatensystem zum Elternteil fest. Es gibt drei verschiedene Möglichkeiten, die relative Verschiebung festzulegen: 1. Der numerische Wert kann in die Felder eingegeben werden. 2. Der numerische Wert kann mithilfe der Pfeile neben dem Feld verändert werden. 3. Die relative Translation kann mit der Selectund Move-Funktion (Auswahl- und Bewegungsfunktion) der Hauptwerkzeugleiste ausgeführt werden. Base Rot.: = Basis-Rotation, die die relative Rotation zum Elternteil festlegt (0. Animations”kanal”). Die Längenachse des Knochens ist immer die lokale ZAchse. Die relative Rotation des aktuellen Knochens zum Elternteil wird durch die Basis-Drehwinkel im lokalen Koordinatensystem des Elternteils festgelegt. Die Startposition der Elemente der kinematischen Kette kann durch die relative Rotation bestimmt

CharAT ergonomics

werden. Es gibt drei verschiedene Möglichkeiten, die relative Drehung auszuführen: 1. Der numerische Wert kann in die Felder eingegeben werden. 2. Der numerische Wert kann mithilfe der Pfeile neben dem Feld verändert werden. 3. Die relative Drehung kann mit der Selectund Rotate-Funktion (Auswahl- und Rotationsfunktion) der Hauptwerkzeugleiste ausgeführt werden. Aktive und passive Dummy-Objekte Bone Attachments: Aktive oder passive Dummy-Objekte können am Ende eines jeden Knochens erstellt werden. Ein passives Dummy-Objekt kann im Rollmenü “BoneBase Parameters” erstellt werden, während ein aktives Dummy-Objekt im Rollmenü “Bone-Animation” mit dem Radiobutton “Normal” oder “MTCB” erstellt werden kann. Ein passiver Dummy erhält seine Position und Ausrichtung vom Knochen, während ein aktiver Dummy Position und Ausrichtung von einem externen Gerät, wie z. B. einer Maus, erhält. Ein anderes 3D-Studio MAX-Objekt kann mit dem Dummy-Objekt verbunden werden, indem in der Hauptwerkzeugleiste die Option “Link and Select” (Verbindung und Auswahl”) genutzt wird. Das Dummy-Objekt kontrolliert die Bewegungen des externen Objektes. Die Kommunikation zwischen dem Dummy-Objekt und dem verbundenen externen Objekt wird durch die “Track View” realisiert. Um ein bewegliches externes Objekt einem CharATObjekt zuzuordnen, müssen folgende Schritte ausgeführt werden: 1. Wähle ein CharAT-Objekt aus. 2. Wähle einen Knochen aus mit der Funktion Modify ? Bone-Base Parameters ? Select. 3. Setze ein Häkchen in die Checkbox Modify ? Bone-Base Parameters ? Dummy. 4. Erstelle irgendein anderes 3D-Studio MAXObjekt. 5. Verbinde das Objekt mit dem Dummy-Objekt mit der Hauptwerkzeugleiste, Funktion Select and Link. 6. Lege die Tasten für die Bewegung des CharAT-Objektes mit “Keyframe Animation Controls” (Tastaturgesteuerte Animationskontrolle) in der Track View. Das verbundene Objekt wird den Bewegungen des Dummy-Objektes folgen.

CharAT ergonomics

Diese Methode ermöglicht es dem Nutzer, verschiedene Werkzeuge zu einer kinematischen Kette oder zwei verschiedene kinematische Ketten miteinander zu verbinden. Zum Beispiel kann ein Schraubendreher mit einer Hand und der Schraubendreher mit dem Sitz verbunden werden. Die mittels der Option aktiver oder passiver Verbindungsdummy (active or passive connect dummy) mit der kinematischen Kette verbundenen Objekte können mit jedem Standard- oder Plugin-Bearbeiter bearbeitet werden. Dies hat den Vorteil, dass es nicht notwendig ist, das Objekt von der kinematischen Kette in Form eines Hautunterobjektes “aufzuheben”, das Objekt kann jederzeit geändert oder angepasst werden. Das Menü Bone-Physcal Parameters: Die physischen Parameter eines Knochens werden benötigt, um die Daten, die für eine Diskomfort-Analyse erforderlich sind, zu definieren. Der Bereich Bounding Box: Die Bounding Box (“Begrenzende Box”) soll dem Knochen Volumen und Masse geben.

CharAT ergonomics

Added Weight (Zusatzgewicht): Es ist möglich, die Belastung von Körperteilen durch zusätzliche Gewichte zu simulieren. Im Eingabefeld kann die Masse dieses Zusatzgewichtes festgelegt werden. Discomfort 1, 2, 3: Teil des CharAT-Systems ist ein Komfort-Modell. Das Modell beschreibt die Stellungen, die als komfortabel angesehen werden. Die Beschreibung enthält die Rotationswinkel um die X,Y,ZAchsen, gegeben im lokalen Koordinatensystem des Knochens, die für diesen Knochen bequem sind. Die in die Eingabefelder eingegebenen Werte sind Multiplikationsfaktoren. Die Winkel werden mit diesen Faktoren multipliziert und somit legen sie die Faktoren fest, in welchem Ausmaß die Knochenposition während der Komfort-Analyse berücksichtigt wird. Der Eingabewert muss zwischen 0,0 und 1,0 liegen.

Size (Größe): Die Eingabefelder X, Y, Z beziehen sich auf die Länge, Weite und Höhe der Box. Die erforderliche Größe kann von Hand oder durch die Pfeiltasten eingeben werden. Die Werte sind in Millimetern! Position: Die Eingabefelder zeigen die Position der Bounding Box im lokalen Koordinatensystem des Knochens an. Der Bereich Physical Parameters (Physische Parameter) Density (Dichte): Die Dichte der Bounding Box in kg/ dm³. Die Masse der Bounding Box kann durch Volumen und Dichte berechnet werden.

CharAT ergonomics

3.3.3 Bone animation Inverse kinematische Typen

Control human bone animation

Normal: Eine normale inverse kinematische Kette ist eine einfache kinematische Kette, die aus zwei Knochen besteht, die durch eine bestehende Vorgabe der translatorischen Bewegung des zweiten Knochens der Kette gesteuert werden kann. Eine Steuer-Marke (control-marker) wird am Ende des zweiten Knochens generiert, die angeklickt und bewegt werden kann. Die zwei Knochen der kinematischen Kette folgen der Bewegung der Marke. STB (Einzelner Vorgabeknochen): Am Ende eines einzelnen Knochens wird eine Steuermarke generiert und die Position und Richtung des Knochens kann durch das Anklicken und Bewegen des Markers eingestellt werden. Trans: Eine translatorische kinematische Kette ist eine kinematische Kette, die aus zwei Knochen besteht, von der der Endpunkt eines Knochens

CharAT ergonomics

entlang der Z-Achse des anderen Knochens translatiert werden kann. Bone start (Knochenanfang): Man kann eine spezielle Art einzelner Zielknochen erzeugen, wenn die Quellparameter (?source parameter) eines Knochens auf den Basispunkt eines anderen Knochens (mit einer gewissen ID) verweisen. In diesem Fall wird der Zielknochen der Bewegung des Basispunktes des Knochens mit der gegebenen ID folgen, wenn dieser seine Position verändert. Bone end (Knochenende): Man kann eine spezielle Art einzelner Zielknochen erzeugen, wenn die Quellparameter eines Knochens auf den Endpunktpunkt eines anderen Knochens (mit einer gewissen ID) weisen. In diesem Fall wird der Zielknochen der Bewegung des Endpunktes des Knochens mit der gegebenen ID folgen, wenn dieser seine Position verändert. Target Animation Disabled (Deaktiviert): Wenn der Radiobutton aktiviert wurde, wird für den Knochen keine inverse Kinematik definiert. Normal: Ermöglicht die Funktion des Knochens und seines Elternteils als eine inverse kinematische Kette. Als Ergebnis wird ein aktives Dummy-Objekt am Ende des ausgewählten Knochens erstellt. Wenn das Dummy-Objekt ausgewählt und bewegt wird, folgt die inverse kinematische Kette der Position des Dummys. Sollte das aktive Dummy-Objekt gelöscht werden, kann die inverse Kinematik durch die Targetanimationsparameter kontrolliert werden. MCTB (Bewegungs-Erfassungs-Target-Knochen): Wenn der Radiobutton aktiviert wurde, wird ein aktives Target-Dummy-Objekt am Ende des aktuellen Knochens erstellt, eine inverse kinematische Kette wird definiert, die aus einem einzigen Knochen besteht. Reverse (Rück-/Kehrseite/Umkehrung): Die Checkbox ist verfügbar, wenn der “Normal”-Radiobutton aktiviert ist, das heißt, dass eine inverse kinematische Kette definiert ist, die aus zwei Knochen besteht. Wenn der Target bewegt wird, tref-

CharAT ergonomics

fen die beiden Elemente der kinematischen Kette in einem positiven oder negativen Winkel zusammen. Wenn ein Häkchen bei der “Reverse”Checkbox gesetzt ist, wird der positive Winkel negativ. World (Welt): Wenn ein Häkchen in diesem Feld steht, werden die Koordinaten des Targets als Koordinaten des Welt-Koordinatensystems interpretiert werden. Steht keines, werden die Koordinaten als Koordinaten des lokalen Koordinatensystems des Objektes gewertet. Target Position: Die Position des Targets kann entlang der X,Y,Z-Achsen verschoben werden. Die Ausdehnung der Translation kann in den X,Y,Z-Feldern definiert werden, wenn der aktive Target-Dummy zuvor gelöscht wurde. Wenn der inversen kinematischen Kette ein aktiver TargetDummy zugewiesen ist, sind diese Felder nicht verfügbar, sie zeigen lediglich die aktuelle Position an, die jedoch nicht verändert werden kann. Animation Channel (Animationskanal) Translation: Der Knochen wird relativ zum Ende des Elternknochens entlang der X,Y,Z-Lokalachsen des Knochens selbst verschoben. Folglich ist der Drehpunkt des Knochens der Endpunkt des Elternknochens. In diesem Fall ist es hilfreich, das lokale Koordinatensystem mit der Hauptwerkzeugleiste über die Option “Reference Coordinate System” (Bezugskoordinatensystem) zu aktivieren. Mit dieser Einstellung zeigen die Achsen, die am Startpunkt des Knochens erscheinen, das lokale Koordinatensystem des Knochens an. Es gibt drei verschiedene Wege, die Translation auszuführen: 1. Der numerische Wert kann in die Felder eingegeben werden. 2. Der numerische Wert kann mithilfe der Pfeile neben dem Feld verändert werden. 3. Die relative Translation kann mit der Select- und Move-Funktion (Auswahl- und Bewegungsfunktion) der Hauptwerkzeugleiste ausgeführt werden. Rotation: Diese Eingabefelder sind für den 1. Animationskanal relevant. Der Knochen wird in sei-

nem Drehpunkt um die X,Y,Z-Lokalachsen des Knochens in der Reihenfolge, die im Rollmenü “Bone-Base Parameters” unter der Option Rotation Order angegeben wurde, selbst gedreht. In diesem Fall ist es hilfreich, das lokale Koordinatensystem wie oben beschrieben zu aktivieren. Es gibt drei verschiedene Wege, die Rotation auszuführen: 1. Der numerische Wert kann in die Felder eingegeben werden. 2. Der numerische Wert kann mithilfe der Pfeile neben dem Feld verändert werden. 3. Die relative Drehung kann mit der Selectund Rotate-Funktion (Auswahl- und Rotationsfunktion) der Hauptwerkzeugleiste ausgeführt werden. Factorization (Faktorisierung): Diese Funktion ermöglicht es dem Nutzer, die Maße des Knochens und der verbundenen Haut zu ändern, ohne dabei die lokalen Parameter zu verändern. Der Effekt der Haut-Faktorisierung ist nicht der gleiche wie der Effekt der Grafikbearbeitung, weil die Funktion “Graphics Editing” die lokalen Werte der Scheitelpunkte anpasst. Im Fall einer Haut-Faktorisierung werden die lokalen Werte der Scheitelpunkte mit

CharAT ergonomics

den gegebenen Faktoren multipliziert, um die Werte, die zur Grafikkarte übertragen werden, zu kalkulieren, aber die alten lokalen Werte werden durch die neuen nicht überschrieben. Motion Rotation (Bewegungsrotation): Diese Eingabefelder sind für den dritten Animationskanal relevant. Der Knochen wird in seinem Drehpunkt um die lokalen X,Y,Z-Achsen des Knochens selbst gedreht, in der durch die Option “Rotation Order” im Rollmenü “Bone-Base Parameters” gegebenen Reihenfolge. In diesem Fall ist es nützlich, das lokale Koordinatensystem wie oben beschrieben zu aktivieren. Die drei verschiedenen Arten, eine Rotation auszuführen, können Sie oben nachlesen. Die Werte, die in den Rotationsfeldern und den Bewegungsrotationsfeldern angegeben wurden, werden zusammenaddiert. Vorwärts gerichtet kinematische Typen Translation: Der Drehpunkt des neu geschaffenen Knochens ist durch den Endpunkt des vorhergehenden Knochens (parent Bone) vorgegeben. Der Knochen kann in jede Richtung relativ zu seiner Position rotiert und translatiert werden. Die relative Position des Knochens zum vorhergehenden Knochen kann durch die Verbindungsparameter (connect parameters) eingestellt werden. Der Knochen kann aus dieser Position translatiert werden, indem die Animation/Animationskanal/ Translations-Parameter (Animation/Animation channel/Translation parameters value) gesetzt werden. Falls weitere Nachfolgeknochen existieren, die an den eigentlichen Knochen gebunden sind, so wird die ganze Kette translatiert. Rotation: Jeder Knochen kann innerhalb der Spanne der DOF (Grad der Freiheit – Degree of Freedom) um die 3 Achsen herum rotiert werden, je nachdem, welche Sequenz durch die Ausgangsparameter festgelegt ist. Scale (Skalieren): Jeder Knochen kann zusammen mit der zugehörigen Oberfläche (skin) in den Richtungen aller 3 Achsen im Rahmen der im DOF festgesetzten Parameter skaliert werden. DOF (Grad der Freiheit): Die Bewegung der Knochen kann beschränk werden. Die Parameter des

CharAT ergonomics

“Grad der Freiheit” (DOF - Degree of Freedom) werden benutzt, um den Bereich der freien Bewegung zu definieren. Mithilfe dieser Werte kann die Translation in den Richtungen aller drei Achsen und die Rotation um die relevanten Achsen begrenzt werden. Die Checkboxen “Enable” - Enable Rotation: Mit den X,Y,Z-Checkboxen kann der Freiheitswert für jegliche Art der Rotation eingegrenzt werden. Wenn kein Häkchen bei einer Checkbox gesetzt wurde, wird die Rotation um die entsprechende Achse des Knochens verhindert. Die Festlegung der Werte “Min:” und “Max:”, die die Grenzen (“Limits”) der Rotation festlegen, sind nur sinnvoll, wenn die Rotation um die entsprechende Achse überhaupt aktiviert wurde! Enable Translation: Dieselbe Auswirkung auf Translation wie die Checkboxen “Enable Rotation” auf die Rotation. Enable Factorization: Mit den X,Y,Z-Checkboxen kann der Freiheitswert die Haut-Faktorisierung betreffend eingegrenzt werden. Wenn kein Häkchen bei einer Checkbox gesetzt wurde, wird die Faktorisierung der Haut entlang der entsprechenden Achse verhindert; die Dimension der Haut kann nicht verändert werden. Die Festlegung der Werte “Min:” und “Max:”, die die Grenzen (“Limits”) der Faktorisierung festlegen, sind nur sinnvoll, wenn die Faktorisierung im die entsprechende Achse überhaupt aktiviert wurde! Der Bereich “Limits”: Eingabefelder für die Minimal- und Maximalwerte des Freiheitswertes, die für die Rotation, Translation und Faktorisierung entlang der drei Achsen relevant sind. Rechts neben den Eingabefeldern sind Checkboxen “On:” (“Eingeschaltet”) sichtbar. Sie sind ohne Einfluss, wenn die Checkbox “Enable” zuvor nicht aktiviert wurde, da in diesem Fall die entsprechende Bewegung sowieso verhindert wird. Wenn die Checkbox “Enable” jedoch aktiviert wurde, entscheiden die Checkboxen “On:”, ob für die betreffende Bewegung Grenzen gesetzt werden oder nicht. Falls kein Haken gesetzt wurde, ist der Knochen frei beweglich, andernfalls kann er nur innerhalb der gesetzten

CharAT ergonomics

Grenzen bewegt werden. Rotationslimits: Wenn die entsprechende Checkbox aktiviert wurde, ist die Rotation um die Achsen innerhalb der gesetzten Grenzen möglich. Die Werte werden in Grad angegeben. Translationslimits: Wenn ein Haken bei der entsprechenden Checkbox gesetzt wurde, ist eine Translation entlang der Achse innerhalb der gegebenen Grenzen möglich. Die Werte werden in Millimetern angeben. Faktorisierungslimits: Wenn die entsprechende Checkbox aktiviert wurde, ist eine Faktorisierung der Haut innerhalb der gesetzten Grenzen möglich. Die Werte müssen in skalaren Zahlen angegeben werden (z. B. 0,5-2,0). Assignment (Zuordnung): Die kinematischen Parameter des vorhergehenden Knochens werden an die nachfolgenden Knochen weitergegeben und die Position der Knochen gemäß dieser Werte berechnet. Diese Parameterübernahme ist nicht nur in einer Vorgänger-Nachfolger-Beziehung möglich. Es ist genauso möglich, Knochen einander zuzuweisen, die keine Vorgänger-Nachfolger-Beziehung aufweisen und kinematische Parameter zwischen diesen Knochen auszutauschen. Im Menü Bone-Assignment kann der Nutzer die Beziehungen zwischen den Bewegungen der Knochen festlegen. Die Daten des zweiten Animationskanal leiten sich von der Bewegung des Quellknochens her und beeinflussen die Bewegung des aktuellen Knochens. Wenn Sie die Beziehung zwischen der Bewegung von Knochen definieren, kann die Bewegung eines einzigen Knochens folglich jede beliebige Anzahl anderer Knochen beeinflussen. Es macht die Simulation der Bewegung von kinematischen Ketten wie z. B. der Wirbelsäule leichter. Sie können die Bewegung der anderen Rückenknochen mit der Bewegung eines einzigen Wirbels kontrollieren. Source (Quelle): Durch die Auswahl eines Quellknochens legen Sie fest, von welchem Knochen der aktuell Knochen seine Animationsdaten

CharAT ergonomics

erhalten soll. Wählen Sie zuerst den Knochen aus, dessen Quellknochen Sie bestimmen wollen. Um diesem Knochen auszuwählen, wird die Funktion “Select”, Rollmenü Bone-Selection” genutzt. Der ausgewählte Knochen färbt sich rot, der Elternknochen wird grün, die Kinder werden gelb und der Quellknochen färbt sich falls vorhanden blau. Im Eingabefeld “Source:” des Rollmenüs Bone-Assignment erscheint die Nummer des Quellknochens, unter diesem Eingabefeld ist der Name des Quellknochens sichtbar. Wenn zuvor noch kein Quellknochen festgelegt wurde, erscheint im Eingabefeld -1, darunter wird der Text “No Assignment” angezeigt. Der neue Quellknochen kann folgendermaßen ausgewählt werden: Die Nummer des Quellknochens kann von Hand eingegeben, mit den Pfeiltasten festgelegt oder mit einem Klick auf die Schaltfläche “Select” und anschließender Auswahl per Maus aus den Sichtfenstern definiert werden. Select: Auswahl des Quellknochens wie oben erklärt. ACHTUNG: Die Daten des ersten und zweiten Animationskanals werden zusammenaddiert!!! Set (Festlegen): Diese Schaltfläche macht die Festlegung der Zuweisungen bequemer. Die Schaltfläche erstellt eine direkte Korrelation zwischen Quell- und Target-Knochen, die jederzeit später wieder verändert werden kann. Clear: Löscht alle Zuweisungen. Kalkulation der Zuordnungsdaten: Die Daten des zweiten Animationskanals werden laut dem Ausdruck ganz unten auf S.22 im Benutzerhandbuch kalkuliert.

CharAT ergonomics

Control human collision environment

3.3.4 Kollision Environment Das Menü “Collision Environment” (“Kollisionsumgebung”): Dieses Menü ermöglicht die Festlegung einer Kollisionsentdeckungsumgebung in der Szene. In dieser Umgebung können ein oder mehrere Netzobjekte identifiziert werden, die mit dem mechanischen oder menschlichen Körper kollidieren sollen. Checkbox “enable”: Wenn diese aktiviert ist, wird der Kollisionsentdeckungsprozess, nachdem alle Animationsinteraktion stattgefunden hat, ausgeführt. Get Object (Objekt aktivieren / festlegen): “Get Mesh”-Schaltfläche auswählen, Funktionen Selection und “Get Mesh” werden aktiviert. Im Sichtfenster Geometrie auswählen, die für die Kollisionsdetektion genommen werden soll. Remove (Entfernen): Einen der Kollisionsgeometrienamen von der Kollisionsobjektliste aus-

CharAT ergonomics

wählen, danach “remove” anklicken und das Objekt wird aus der Kollisionsdetektionsumgebung (KDU) entfernt. Kollisionsdetektionssignale im Szenario: Das erste Signal bei Kollision im wireframe- oder see-through (“Durchguck”-) Modus: Die Farbe des Knochengrafikelementes ändert sich in violett, wenn der Körper kollidiert. Im Modus smooth+highlights ändert sich die Kleidungsfarbe (82 ) zur Kollisionssignalfarbe (99).

CharAT ergonomics

Control human bodytype select

3.3.5 Type select Radiobuttons Male, Female (Männlich/Weiblich): Über die Auswahl der Option “Feminin/Maskulin/ UHP (Unisex Mensch-Phantom) ist es möglich, Database-kontrollierte menschliche Dummies zu erstellen. Clothing (Kleidung): Wenn auf die Arbeit anthropometrische Daten angewandt werden, muss die Auswirkung der Kleidung auf die Größe und Performance der Person in Betracht gezogen werden. Die Kleidung ist hierbei ein wichtiger Faktor, wenn die korrekte Größe von Arbeitsplätzen festgelegt wird, ebenso die Körpergröße und die Augenhöhe in sowohl sitzender als auch stehender Stellung und um Kontrollelemente entsprechend zu gestalten. Es wurden drei Kleidungsvarianten gestaltet: 1. Arbeiter (worker – Arbeitskleidung für Durchschnittstemperaturen mit Schuhen) 2. Büro (office – Bürokleidung für normale Temperaturen inklusive der Schuhe)

CharAT ergonomics

3. Haut (skin – Overall für normale Temperaturen mit Schuhen) 4. Es kann benutzerdefinierte Kleidungsgeometrie zur Anwendung kommen Region: Durch diese Liste kann die Datenbank-Region eingestellt werden. Die grafischen Repräsentationsdimensionen werden über den regionalen Datenbank-Inhalt generiert. Die Körperteile werden proportional durch die DatenbankMaßdimensionen in der Relation zur StandardKörpergrafikdarstellung vergrößert / verkleinert. World database database Wilson/Ross 1976 database GLOBAL UHP 2005 database DIN EN ISO 3411:2007 continent AMERICA regio_01_Nord_America database nasa std 3000 database Schmidtke regional database Bodyspace USA regio_02_Latin_America_1 database Schmidtke regional

CharAT ergonomics

regio_03_Latin_America_2 database Schmidtke regional continent EUROPA regio_01_North_Europe database Schmidtke Regional database Bodyspace Sweden regio_02_Midle_Europe database AA database DIN 33402-2:2005 database HdE database Schmidtke Regional database Bodyspace Italy database DIN 33402 Italy regio_03_East_Europe database Smidtke regional database Bodyspace Poland database Bodyspace Rusland regio_04_SouthEastEurope database Smidtke regional database DIN 33402 Yugoslav database DIN 33402 Turkey regio_05_France database Smidtke regional database Bodyspace France regio_06_Iberian_Peninsula database Smidtke regional regio_07_England database Bodyspace BSIPP 7317-DIN 5566 europa UHP europa Europe AE Nr.108:1989 continent AFRICA 3 regio_01_North_Africa database Smidtke regional regio_02_West_Africa database Smidtke regional regio_03_SouthEast_Africa database Smidtke regional continent ASIA 4 regio_01_Near_East database Smidtke regional regio_02_North_India database Smidtke regional regio_03_South_India

CharAT ergonomics

database Smidtke regional regio_04_North_Asia database Smidtke regional regio_05_South_China database Smidtke regional database Bodyspace HongKongChinese regio_06_SouthEast_China database Smidtke regional regio_07_Japan database Smidtke regional database Japan old database Japan young continent AUSTRALIA 5 regio_01_Australia database Smidtke regional Age (Alter): Über den Schieberegler kann es verstellt werden. Percentil: gibt den prozentualen Anteil der Personen einer Bevölkerungsstichprobe an, die kleiner sind als das angegebene Perzentil z. B. P5: 5% sind in dem Maß kleiner oder so groß wie hierdurch festgelegt Akzeleration: Hier können die statistischen Wachstumsraten eines Volkes pro Jahrzehnt eingestellt werden. Proportion: gibt das Verhältnis von Rumpflänge zu Beinlänge an. Korrekturen müssen in folgenden Fällen vorgenommen werden: Japaner und andere Orientalen haben normalerweise etwa dieselbe Sitzhöhe wie Europäer, aber ihre Arme und Beine neigen dazu, kürzer zu sein. Schwarzafrikaner haben im Vergleich zum Rumpf hingegen längere Arme und Beine. Die Auswahlknöpfe ermöglichen dem Benutzer, eine Korrektur der Basisproportionen vorzunehmen: normal: Rumpf- zu Beinlänge ausgewogen short leg: kurze Beine, langer Rumpf long leg: lange Beine, kurzer Rumpf Somatotype: Die Technik des “Somatotypings” wird genutzt, um Körperform und –zusam-

CharAT ergonomics

mensetzung abzuschätzen. Der Somatotyp ist als die Quantifikation der aktuellen Form und Komposition des menschlichen Körpers definiert. Er wird als eine 3-Ziffern-Einschätzung, die Endomorphie-, Mesomorphie- und Ectomorphiekomponenten darstellt, immer in dieser Reihenfolge angegeben. Endomorphie gibt die relative Dicke an, Mesomorphie die relative Muskel-Skelett-Robustheit und Ectomorphie die relative Geradlinigkeit / Schlankheit eines Körpers. Somatotyp-Kategorien: Zentral: Keine Komponente unterscheidet sich um mehr als eine Einheit von den anderen beiden. Endomorph: Endomorphie dominant, Mesomorphie und Ectomorphie sind mehr als 1,5 EH niedriger. Endomorph-mesomorph: EnM und MM gleich (oder nicht mehr als 1,5 Unterschied), EcM geringer. MM: MM dominant, EnM und EcM mehr als 1,5 geringer MM-EcM: usw. Datenquelle: THE HEATH-CARTER ANTHROPOMETRIC SOMATOTYPE Instruction Manual J.E.L. Carter, Ph.D. Department of Exercise and Nutritional Sciences San Diego State University San Diego, CA. 92182-7251. U.S.A.

CharAT ergonomics

Control Human discomfort: static biomechanical force prediction

3.3.6 Diskomfort Die Option Diskomfort-Analyse berechnet die Diskomfortwerte der sich aus einer jeglichen Animationshandlung ergebenden Körperstellung. Die aus dieser Analyse resultierenden Daten können in eine ASCII-Code-Datei exportiert werden über File ? Export ? Posture Analysis. Diskomfort-Analyse-Diagramm Die Endergebnisse der Diskomfortanalyse können im Sichtfenster unter verschiedenen Optionen angezeigt werden. Übersetzung der Bildbeschriftung Linke Seite: zeigt die Datenkomponenten – Diskomfortprozentsatz – Gelenkbewegung – Gelenkwiderstand – Drehpunkt der Körperkette am Ge-lenk zeigt die Diskomfortwerte – für das Rückgrat

CharAT ergonomics

– für linken und rechten Arm – für linkes und rechtes Bein – für die linke Hand – für die rechte Hand Rechte Seite: zeigt die Datenkomponenten in Nm – normale Kraft auf das Gelenk (X-Komponente) – normale Kraft auf das Gelenk (Y-Komponente) – normale Kraft auf das Gelenk (Z-Komponente) – normaler Kraftvektor auf Gelenk – Die Option Permanent ermöglicht die Aktualisierung des Diskomfortanalysendiagramms während der Animation Note: The discomfort analysis is based on: NASA STD 3000 Man-Systems Integration Standards (MSIS) Volume I Revision B July 1995 Page 82-108 3.3.4.3 Neutral Body Posture Data Design Requirements 3.3.6.3.2 Body Segment Volume Data Design Requirements 3.3.7.3.1.1 Whole-Body Mass Data Design Requirements 3.3.7.3.1.2 Body Segment Mass Data Design Requirements Don B. Chaffin, Gunnar B.J. Anderson, Bernard J. Martin OCCUPATIONAL BIOMECHANICS

CharAT ergonomics

Third Edition 1999 by John Wiley & Sons Chapter 3 page 65-89 3.1 Measurement of physical properties of body segments 3.1.1 Body-segment link length measurement methods 3.1.2 Body-segment volume and weight 3.1.3 Body-segment locations of center of mass 3.1.4 Body-segment inertial property measurement method 3.2 Anthropometric data for biomechanical studies in industry 3.2.1 Segment link length data 3.2.2 Segment weight data 3.2.3 Segment mass center location data 3.2.4 Segment moment-of-inertia and radius-ofgyration data

CharAT ergonomics

3.3.7 Visibility

Control human display visibility Christiane Kamusella TU Dresden Professur für Arbeitswissenschaft

Das Ergonomie-Tool “Sichtanforderungen an Anzeigeeinrichtungen” besteht aus der Registerkarte “Visibility” im Control Dialog und aus der Registerkarte “Display” im Monitor-Dialog. Beide bilden zusammen eine Einheit. Zusätzlich erfolgt eine Dokumentation aller berechneten Daten im Monitor-Dialog in der Registerkarte Dokumentation. Im “Visibility” kann man die physikalischen Gelenkwinkelgrenzen für Auge, Kopf, Körper ein-stellen, Sehfelder und Augenanhänge (Kameras, Spotlichter, Display) sowie Steuerelemente setzen. Das “Visibility”-Control-Menü dient insgesamt der Voreinstellung von Sichtparametern und Steuerelementen, die im Display-Monitor-Dialog berechnet, kontrolliert und bewertet werden. Im Block Eye-Target werden über Betätigung des Schalters Define Default Target ein Target in Standardeinstellung erzeugt. Ist der Targetschalter an, wird das Target auf der Horizontalen in Augpunkthöhe in 1m Entfernung zum Auge eingeblendet:

CharAT ergonomics

ocula_M_Target: Steuertarget für das Mittenauge (binokulares Sehen) Das Target ist in der Liste nach Namen von 3dsmax als Objekte aufgeführt. In der Standardeinstellung sind rechtes und linkes Auge parallel ausgerichtet (Fernpunkt). Ocula_M_ Target ist mit dem rechten und linken Auge derart verbunden, dass darüber auch Vergenzen gesteuert werden können. Wir der ocula_M-Target zum Auge herangeführt, dre-hen rechtes und linkes Auge gegensinnig ein (Konvergenz). Rückt der ocula_M-Target vom Auge weg, werden rechtes und linkes Auge parallel ausgerichtet. Das sieht man am besten, wenn im Eye Attachments rechte und linke Augenkamera aktiviert werden. Im Eye-Attachment werden über die Schalter leftCamera, middle-Camera, right-Camera diese Kameras sichtbar, mit Off unsichtbar. Das Target verkörpert Sehziele. Es kann mit Sehobjekten verknüpft werden. Dabei kann das Sehziel in der Hierarchie ein übergeordnetes steuerndes Objekt darstellen. Die Verknüpfung kann auch umgekehrt aufgebaut werden. Über den ocula_M_Target erfolgt gleichzeitig eine sequentielle Auge-Kopf-Körper-Steuerung. Sinnvollerweise sollte hier nur die mittlere Augenkamera aktiv gesetzt werden, da i. allg. das binokulare Sehen von Interesse ist.

CharAT ergonomics

Die Bewegung von Auge, Kopf und Körper kann innerhalb von maximalen Gelenkwinkel-grenzen und von Komfortwinkeln erfolgen. Die Winkel können für beide Bereiche voreinge-stellt werden. Die Startposition dafür ist eine aufrechte Körperhaltung. Daher ist zuvor der Schalter Init Spine zu betätigen, um die Startposition zu setzen.

Hinweis: Dieser Schalter sollte zu Beginn der Bearbeitung getätigt werden, Verknüpfungen der Steuertargets mit Sehzielen und die Zuschaltung von Augenkameras sollte nachrangig vorgenommen werden, da sonst die Standardstellung nicht definiert erzeugt werden kann.

Mit dem Schalter Max.Limits werden die maximalen Gelenkwinkelgrenzen als Bewegungsgrenzen genutzt. Diese Bewegungsgrenzen werden allerdings nicht in die Limit of MovementFelder eingetragen, sondern werden in der Registerkarte Bone animation unter Limits verwaltet. Bei Betätigung des max.Limit-Schalters werden im Visibilty die Limit-Dateneingabefelder ausgegraut, so dass man optisch darauf aufmerksam wird, dass die Werte in diesen Feldern NICHT die maximalen Grenzwinkel verkörpern. Mit Betätigung des Max.Limit-Schalters wer-den Daten aus dem Bone animation-Limit-Bereich (Registerkarte bone animation) genutzt. Diese Max.Limit-Werte können demnach nur in der Registerkarte Bone animation unter dem Feld Limits eingesehen und verändert werden.

Max.Limits nutzt NICHT diese Werte (Fel-der sind daher ausgegraut )

CharAT ergonomics

Um Werte für die maximalen Gelenkwinkelgrenzen festzulegen oder jederzeit zu ändern, sind demnach in der Registerkarte Bone animation für die betreffenden Bones unter Limit Rotationswerte einzutragen. Bewegung Auge: Bone ocula_M (Index 85) Bewegung Kopf: Bone C-Spine (Index 90) Bewegung Torso: Bone L-Spine (Index 89) ACHTUNG: in Standardeinstellung haben diese Bones bereits Maximalwerte, die physiolo-gisch nicht überschritten werden dürfen. Man kann demnach nur niedrigere (sub)maximale Gelenkwinkelgrenzen festlegen. Werden höhere Werte eingetragen, nutzt CharAT diese nicht, sondern greift programmintern auf die maximalen Standardwerte zu. Die Überschreibung der Max.Limits in der Registerkarte Bone animation sollte demnach also eher die Ausnahme bleiben, wenn zulässige Grenzen gegenüber Komfortwerten abgegrenzt werden sollen. Die Schritte zur Einstellung werden hier trotzdem aufgezeigt. ACHTUNG: Bevor diese Werte überschrieben werden, sollten sie in einer Datei gespeichert werden, um sie jederzeit wieder abrufen und CharAT zuweisen zu können. Die Wertzuweisung gilt für alle Perzentile eines Geschlechts, muss also für die Geschlechter getrennt erneut vorgenommen werden. Die Speicherung erfolgt in einem motion-limit-Filetyp. Das geschieht wie folgt: Befehlspalette > File I/O > Save > Dateityp: motion-limit > Name der Datei festlegen, z. B. maxgelenkwinkel: es entsteht die Datei maxgelenkwinkel.motion-limit. Dieser Schritt sollte auf jeden Fall zu Beginn einer Nutzung des Visibility-Tools ausgeführt werden, auch wenn die Limit-Werte in der Registerkarte Bone animation nicht überschrieben werden. Um für den betreffenden Bone Werte zu ändern, ist dieser Bone zu selektieren: Beim Eintragen der Limits ist die Rotationsachse für die Gelenkfreiheitsgrade zu beachten: Es existieren folgende Beziehungen: Unter Min sind jeweils negative Werte und unter Max jeweils positive Werte einzutragen. Bewegung Auge (ocula_M, Index 85): Bei Bewegung des Steuerelements ocula_M_Target werden dann diese Bewegungswinkel ge-

CharAT ergonomics

nutzt, wenn der Schalter Max.Limits gesetzt ist. Wird der Max.Limits-Schalter deaktiviert, werden die Komfortgelenkwinkelwerte im Feld Li-mits of movement to the der Registerkarte Visibilty genutzt. Diese Werte können in den einzelnen Feldern überschrieben werden. Informationen zu sinn-vollen Komfortwinkeln können der Informationsbox Data, die jeweils neben dem betreffenden Körperabschnitt steht, entnommen werden. Bei Betätigung des Buttons Data werden Daten zu Komfortwinkeln (nach Ampelverfahren grün) und für zulässige Winkel (nach Ampelverfahren gelb) und entsprechende Datenquellen angezeigt. Diese Daten dienen als Orientierung, um in die Eingabefelder ergonomisch sinn-volle Werte einzutragen. Andere Komfort- und zulässige Gelenkwinkel können aufgabenab-hängig entsprechenden Quellen entnommen werden. Werden versehentlich Werte größer den Max. Limit-Werten hier eingetragen, werden die Werte überschrieben. Bei Bewegung des Steuerelements ocula_M_Target werden dann die in den Feldern einge-tragenen Bewegungswinkel genutzt. Diese (Komfort-)Werte bleiben nur während eine Sitzung temporär erhalten. Sollen sie ge-speichert und für weitere Sitzungen genutzt werden, müssen sie mit dem Schalter Set Angles gespeichert werden. Die Wertespeicherung mit Set Angle geschieht so, dass diese Werte in das Feld Limit in der Registerkarte Bone Animation für den betreffenden Bone eingetragen und übernommen wird.

In diesem Fall sind somit die Werte der Felder Limits of Movement to the im Visibility und Limit im Bone Animation identisch - und zwar solange, bis sie erneut im Visibility überschrie-ben werden. In Visibilty:

CharAT ergonomics

Hinweis:

Werte auf Komfortwerte geändert im Visibility:

Mit Betätigung des Schalters Set Angles gehen somit die ursprünglichen MAXIMALEN Gelenkwinkelgrenzen des Feldes Limit in Bone animation verloren. Daher sollten diese zuvor in einer Referenzfigur gespeichert werden, um sie abrufen und nutzen zu können, wenn sie wiederholt benötigt werden (s. Ausführung dazu bereits weiter oben). D. h.: dadurch können zwar maximale Werte und Komfortwerte getrennt gespeichert und auch wieder eingelesen werden, aber nicht gleichzeitig. Beim Einlesen der Werte kann nur immer ein Speicher benutzt werden. Momentan können die Winkel noch nicht anders komplett gespeichert und verwaltet werden. Dieser Vorgang nochmals zusammenhängend dargestellt: Registerkarte Bone animation - LimitFeld: nur Beispiel Bone 90 (Halswirbelsäule) - CSpine

Werte mit Set Angle gesetzt zum Speichern: dadurch werden die Werte ausgegraut und der Max.LimitSchalter wird automatisch gesetzt

Werte werden in Max.Limit übernommen, also in Registerkarte Bone animation hier nur am Beispiel Bone 90 (C-Spine)

CharAT ergonomics

Speichern dieser Werte als Komfortwerte des Filetyps motion-limit: z. B. dann Einlesen der Max.Limit-Werte:

Werte sind im Bone Animation wieder eingetragen: Bsp. C-Spine: Bleibt im Visibility der Max.Limit-Schalter ON, wird auf diese Werte aus Bone animation zu-gegriffen. Wird der Schalter OFF gesetzt, werden die momentan stehenden Limits of eye-/head-/thorso movement-Werte genutzt, diese können geändert werden.

Visibility im Kontext mit Visibility vom Monitor-Dialog Zum inhaltlichen Verständnis der nachfolgenden Funktionalitäten wird empfohlen, ergänzende Informationen unter http://www. ergotyping.net/index.php/Ergotyping-Tool:_ Sichtanforderungen_f%C3%BCr_optische_Anzeigeeinrichtungen nachzulesen. Bei Bewegung des ocula_M_Target zum Auge hin oder von ihm weg, wird die Sehentfernung hinsichtlich Akkommodation altersabhängig für 3

CharAT ergonomics

Altersstufen bewertet. Die gewünschte Altersstufe der Nutzergruppe ist unter Age Group einzustellen: Im Feld Warnings wird die Sehentfernung für ermüdungsfreie Akkommodation (Ge-brauchsakkommodation) und für die maximale Akkommodation bewertet und als aktueller Wert ausgegeben. Wird ein Grenzwert unterschritten, erfolgt eine Bewertung der Sehdistanz und Ausgabe einer Warnmeldung. Gleichzeitig wird die relative Sehschärfe berechnet. Sie ist 100% für Sehentfernungen 

Sehentfernung für maximale Akkommodation. Wird die max. Akkommodation unterschritten, sinkt die Sehschärfe unter 100%. Die Werte treffen jeweils für die eingestellte Altersgruppe zu. Ebenso werden horizontaler und vertikaler Betrachtungswinkel ergonomisch bewertet. Der aktuelle horizontale und vertikale Betrachtungswinkel in Bezug zur Flächennormalen werden im Feld Distance Position Orientation und im Feld Warnings berechnet und bewertet.

CharAT ergonomics

Zum besseren Verständnis kann eine Sehfläche zum Augentarget ausgerichtet und zu die-sem als untergeordnetes Objekt verknüpft werden.

Wird das Target und damit die Fläche gedreht, besitzt die Augenkamera in Bezug zur Flä-chennormalen der Sehfläche eine schräge Aufsicht auf die Fläche. Dieser Winkel wird be-wertet

Wird das Target verschoben, treten ebenfalls bestimmte Betrachtungswinkel zur Flächen-normalen der Sehfläche auf. Auch in diesem Falle erfolgt eine Bewertung der Winkel.

CharAT ergonomics

Wird das Target verschoben, treten ebenfalls bestimmte Betrachtungswinkel zur Flächen-normalen der Sehfläche auf. Auch in diesem Falle erfolgt eine Bewertung der Winkel.

Im Visibility kann das ocula_M_Target im Feld Eye-Target mit dem Schalter Taget on/off zwischenzeitlich ein- und ausgeschalten werden. Hinweis: Erfolgt jedoch zuvor eine Rotation des Targets, um ungünstige Betrachtungswinkel zu korrigieren (s. Beispiel oben), geht dieser Rotationswert verloren.

Für die aktuelle Sehentfernung zwischen Auge und ocula_M_Target (Sehfläche) werden Parameter für digitale und analoge Anzeigen dynamisch berechnet. Der Anzeigetyp: - digital: a) alphanumerische Zeichen b ) Bildzeichen - analog wird in der Registerkarte Display im Feld Display Typ gewählt.

CharAT ergonomics

Die Berechnung der Anzeigeparameter erfolgt als optimale und zulässige Werte. Das Display mit den berechneten Anzeigeparametern kann in der Szene eingeblendet und angezeigt werden. Dazu ist im „Visibility“ im Block Eye Attachment der Schalter Display auf ON zu setzen. Im ocula_M_Target wird eine Displayfläche eingeblendet. Die Displayfläche kann aus dem Auge von CharAT-Ergonomics betrachtet werden. Die Ansicht muss dazu auf ocula_M_camera umgeschalten werden:

Die Sichtbarkeit der Displayfläche ist erst gegeben, nachdem die Kameraparameter einge-stellt wurden. - Ocula_M_camera als Objekt selektieren - In der Registerkarte Ändern der Befehlspalette den Bereich Schnittebenen suchen und den Button Manuell abschneiden aktivieren, falls das nicht bereits voreingestellt ist --> bei Fernschnitt Wert verkleinern Nah- und Fernschnitt legen den Bild-, Umgebungsbereich der Kamera fest, in dem al-le darin befindlichen Szene-Objekte angezeigt werden - Unter vorgefertigte Linsen 50 mm auswählen, das entspricht etwa einem Blickfelddurchmesser von 30° - Im Ansichtsfenster erscheint das Objekt “display” mit den Anzeigetypen von links nach rechts: Alphanumerische Anzeige, Bildzeichen, analoge Anzeige mit Einer-, Zweier- und Fünferskala - alphanumerische und Bildzeichen werden grün (optimal) und rot (zulässig) dargestellt, Bildzeichen sind dabei jeweils 4-mal abgebildet

CharAT ergonomics

Einblenden von Sehfeldern: Folgende Sehfelder sind vorhanden: - Scharfsichtbereich - Optimales Blickfeld - Farbgesichtsfeld (für blau) - Hell-Dunkel-Gesichtsfeld Im „Visibility“ steht dafür der Block Binocular View Properties zur Verfügung. Durch Setzen eines Schalters wird das entsprechende Sehfeld eingeblendet. Die Sehfelder werden allerdings nur angezeigt, wenn zuvor ein vorbereitetes Material von CharAT Ergonomics geladen und dem Menschmodell zugewiesen wurde. Im Materialeditor stehen speziell konfigurierte CharAT Ergonomics-Materialien zur Verfügung, so z. B. das Material CharAT_material_V6_worker.mat, in dem den Sehfeldern Farben zugewiesen wurden. Diese Materialien haben eine voreingestellte Opazität (ca. 40%), damit die Sehfelder durchsichtig sind und darin befindliche Szeneobjekte sichtbar werden. Das Ein- und Ausschalten der Sehfelder bezieht sich nur auf Sichtbarkeiten in der aktuellen Szene. D. h. sind die Schalter OFF gesetzt, werden die Sehfelder beim Rendern trotzdem angezeigt, da deren zugewiesene Materialien immer noch eine bestimmte Opazität besitzen. Beim Rendern muss die Opazität für betreffende Sehfelder, die nicht angezeigt werden sollen, also Null gesetzt werden. Das geschieht wie folgt: - Materialeditor öffnen: entsprechende Farbkugel selektieren - Multi-/Unterobjekt-Grundparameter öffnen und rechts nach unten scrollen - Sehfeld, z. B. Blickfeld-Untermaterial öffnen und darin die Opazität verändern. Bei Bewegung des ocula_M_Targets bewegen sich die Sehfelder wie folgt mit: Blickfeld, Scharfsichtfeld, Farb- und Hell-Dunkelgesichtsfeld bewegen sich bereits bei Auslenkung der Augenkamera mit (sind an die Bewegung des Auges gekoppelt)

CharAT ergonomics

Verwendung von Spotlichtern: Einstellung folgender Parameter: −Rollout Spotlichtparameter: Hotspot- und FalloffGröße auf Kamerablickfeldwerte einstel-len Die relative Schärfe des Lichtkegels wird vom Verhältnis zwischen Hotspot und Falloff bestimmt. Sind Hotspot und Falloff annähernd gleich groß, ist der Lichtkegel scharf von der Umgebung abgegrenzt. −Rollout Allgemeine Parameter: Einstellung der Schatten auf Raytrace-Schatten (bereits voreingestellt) −Rollout Raytrace-Schattenparameter: zweiseitige Schatten aktivieren Schatten werden nur im Rendermodus angezeigt. Dazu sind in der Palette Rendern der Hauptsymbolleiste entsprechende Ausgabeparamater im Rollout Allgemeine Parameter einzurichten: −Optionen: „Flächenlichter/-schatten als Punkte“ aktivieren −Ansichtsfenster für das Rendern auswählen

1. + 2. Konfigurieren 3. Registerkarte Licht u. Schatten 4. von „Vorgabelichtquellen“ auf Szenelichter umschalten

CharAT ergonomics

Control human Körperkräfte Christiane Kamusella TU Dresden Professur für Arbeitswissenschaft

3.3.8 Control human body forces (Körperkräfte) Das Ergonomie-Tool “Body Force” besteht aus der Registerkarte “Body Force” im Control Dialog und aus der Registerkarte “Body Force” im Monitor-Dialog. Beide bilden zusammen eine Einheit. Zusätzlich erfolgt eine Dokumentation aller berechneten Daten im Monitor-Dialog in der Registerkarte Dokumentation. Folgende Kraftbewertungsverfahren sind implementiert:

CharAT ergonomics

Grün: kein Handlungsbedarf, keine Maßnahmen erforderlich Gelb: Handlungsbedarf, Maßnahmen erforderlich Rot: Handlungsbedarf, Maßnahmen unmittelbar erforderlich Standardmäßig ist im Control Dialog die Disabled Checkbox eingeschaltet, damit ist das Körperkraft-Tool OFF gestellt. Um ein Verfahren auszuwählen, ist das Charat Objekt zu se-lektieren und der Schalter des gewünschten Verfahrens zu setzen. Ist-Analyse: Dieses Verfahren ist geeignet, wenn Sie bereits einen Gestaltungszustand und eine Körperhaltung der Nutzergruppe vorliegen haben. Überprüft werden kann, ob der Kraftaufwand am Kraftangriffspunkt für den Kraftausübungsfall und für die gegebene Nutzer-gruppe( Alter, Geschlecht, Perzentil) akzeptabel ist. Planungs-Analyse: Diese Methode liefert ein Werkzeug zur Ermittlung maximal zulässiger Aktionskräfte für eine zu planende künftige Nutzergruppe und für einen zu planenden Gestal-tungszustand. Jedes Ergebnis ist vom Alter, Geschlecht, Perzentil und der Körperhaltung des Körpers abhängig. Unterstützt wird die Auslegung von Kraftangriffspunkten und Kraft-ausübungsfällen so, dass Gesundheitsrisiken von vornherein gering gehalten werden.

Kraftbewertung nach MKA – IstAnalyse Hinweis: Berücksichtigt sind im MKA nur die Körpergrößenklassen 5-50-95 Mann, Frau, deutsch Alle Daten werden auf Basis der Daten des Montagespezifischen Kraftatlas berechnet. Folgende Eingangsgrößen sind im Control-Dialog durch den Nutzer festzulegen und über die entsprechenden Schalter zu aktivieren: - Kraftrichtung ± A, ± B, ± C - Kraftausübung ein- oder beidhändig Visuell wird das unterstützt durch Einblenden der Kraftrichtungsvektoren in den Händen. - Körperhaltung Folgende Körperhaltungen – sowohl symmetrisch als auch asymmetrisch - werden berück-sichtigt:

CharAT ergonomics

Im Tool ist nur die Grundkörperhaltung auszuwählen, programmintern wird automatisch über die Handtargetposition bzw. bei Bewegung des Handtargets von CharAT erkannt, ob eine gebeugte, aufrechte oder Überkopfhaltung vorliegt. Ebenso wird ab einer Rumpftorsion von >10° die Haltung automatisch als asymmetrisch eingestuft. Insgesamt sollte in der Register-karte Body der Schalter Invers Biomechanic aktiviert werden, damit die Haltungen über Hand-Targetsteuerung auch eingenommen werden können. Zur Voreinstellung der Grund-haltung kann in der Registerkarte ColEnv/Pstr im Feld Posture eine vordefinierte Körperhal-tung durch Aktivierung der entsprechenden Schaltfläche geladen werden. - Hinweis: Die Zuordnung eines Kraftangriffspunktes zu einer der 9 Kör-perhaltungen erfolgt über Wertebereiche, die perzentilabhän-gig abgeleitet wurden und programmintern hinterlegt sind. Die Variation von Handhöhe und –entfernung zum Körper ent-scheidet demnach über diesen Wertebereich. Die Horizontallage des Handtargets begrenzt ebenfalls den Wertebereich. Außerhalb der Wertebereiche liegenden Handtargets werden keine Werte zugeordnet. Beispiel aufrecht stehend, F5 Momentan werden die Wertebereiche erprobt und ggf. korrigiert!! Bewegung zur Medianebene hin: stark begrenzt, von der Medianebene weg: nicht begrenzt

Handhöhe: senkrechter Abstand zwischen Handmitte und Endpunkt des Calcaneus des rechten Fußes (nahezu Fußbodenebene) Handentfernung: horizontaler Abstand zwischen Schultergelenkpunkt und Handmitte Torsion: Rumpftorsion >10° in Bezug zum Drehpunkt der LWS Diese Torsion kann zwar eingestellt werden über z-Rotation des Bones 89 oder über Bewe-gung der Handtargets, sollte aber nur über Hand-Targets eingestellt werden. ACHTUNG: hier ist zu beachten, dass durch horizontale Bewegung der Handtargets nur dann

CharAT ergonomics

entsprechende Werte für Asymmetrie gefunden werden, wenn der Wertebereich eingehalten ist Daher empfiehlt es sich, dass das Hand-Arm-System in Ausgangslage zunächst in der Me-dianebene durch den Schultergelenkpunkt zu liegen kommt und dann durch Führung beider Handtargets die Drehung des Oberkörpers ausgeführt wird. - Ist-Kraft (aktuelle Kraft) - Frequenz oder Dauer der durchgeführten Tätigkeit im Kraftausübungsfall Im Monitordialog wird für die gewählte Kraftrichtung, aber gleichzeitig auch für alle anderen Kraftrichtungen eine Aktionskraft aus der Datenbank intern gefiltert, die bereits um die Fakto-ren: perzentilabhängige Haltung, Asymmetrie/Symmetrie, Ein-, Beidhändigkeit, Alter der Nutzergruppe reduziert wurde. Die Aktionskraft ist für die IstAnalyse ein männlicher P50-Wert, d. h. ein männliches 50.Kraftperzentil. Alter: berücksichtigt werden 2 Altersgruppen:18-45 Jahre und 50 bis 65 Jahre. Programmintern wird aus den eingestellten anthropometrischen Daten von CharAT erkannt, welche Altersgruppe vorliegt. Durch Vorgabe von aktueller Kraft, Frequenz/ Dauer der Tätigkeit wird die Aktionskraft um weitere Reduktionsfaktoren programmintern reduziert. Ist CharAT weiblich, wird auch das durch erneute Reduktion der Aktionskraft berücksichtigt. Hinweis: Im Tool wird nicht der Physiologie-Faktor des MKA berücksichtigt: häufige Kraftaus-übungen in jeweils ungünstigen Körperhaltungen oder Kraftausübungen innerhalb lang andauernder ungünstiger Körperhaltungen Im Feld Eigenschaften werden alle Eingangsdaten angezeigt, im Feld Kraft die berechneten Aktionskräfte. Die Bewertung der Gestaltungssituation wird durch den Parameter Risikobeur-teilung angezeigt. Die Kraftbewertung erfolgt in Echtzeit, d. h. bewegt sich die Hand von CharAT-Ergonomics, was einer permanenten Änderung des Kraftangriffspunktes entspricht, erfolgt synchron dazu eine Ausgabe bewerteter Aktionskräfte und zugeordneter Risikobeurteilungen.

CharAT ergonomics

Kraftbewertung nach MKA – Planungs-Analyse Hier ist das Verfahren durch den Schalter Planungsanalyse – MKA zu wählen. Analog zur Ist-Analyse sind entsprechende Eingaben zu tätigen und wird intern eine Berech-nung durchgeführt.

Die Aktionskraft ist für die Planungs-Analyse ein männlicher P15-Wert, d. h. ein männliches 15.Kraftperzentil. CharAT wird in eine geplante Körperhaltung gebracht. Der Handtarget befindet sich am gewünschten (zu planenden) Kraftangriffspunkt. Die Koordinaten dieses Kraftangriffspunktes werden ausgewertet. Bewegt sich die Hand von CharAT, wird auch hier synchron dazu im Monitor-Dialog der Ausgabebereich der berechneten Daten aktualisiert.

CharAT ergonomics

Kraftbewertung normativ – Ist-Analyse Genutzt werden hier maximale Aktionskräfte der DIN 33411-4 und 5. Die Nutzergruppe kann beliebig konfiguriert werden, da für die z. Z. umgesetzten Daten Kraf-

tangriffspunkte im Polarkoordinatensystem zugrunde liegen. Integriert und umgesetzt sind z. Z. Werte für die Körperhaltungen aufrecht stehend, Füße nebeneinander; aufrecht stehend, Schrittstellung; Knien. Noch nicht enthalten sind Daten zu: Hocken, Rumpf, Beine gebeugt mit Füßen nebeneinan-der und in Schrittstellung (ausgegraut).

CharAT ergonomics

Das Bezugskoordinatensystem liegt also im Schultergelenkpunkt. Der Kraftangriffspunkt ist über einen Höhenwinkel, Seitenwinkel und eine Armreichweite definiert. Auch hier gibt es Wertebereiche für die Bestimmungsgrößen, denen dann Kraftwerte zugeordnet werden. Die Armreichweite ist der Abstand zwischen Handmitte und Schultergelenkpunkt. Höhen- und Seitenwinkel werden genau in der Vertikal- oder Horizontalebene gemessen.

Folgende Höhen-, Seitenwinkel und Armreichweiten sind berücksichtigt:

Für folgende Kraftfälle gibt es Kraftdaten aus DIN 33411-4/5, die umgesetzt wurden. Hinweis: Für einige Kraftangriffspunkte gab es für gleiche Kraftausübungsfälle Daten in beiden Normteilen, die z. T. erheblich voneinander abweichen. Ursachen liegen in den unter-schiedlichen Probandenzahlen und –leistungsvoraussetzungen sowie Messbedingun-gen der Normen. In CharAT wurde jeweils der Kraftwert der Norm DIN 33411-Teil 4 verwendet.

CharAT ergonomics

Für folgende Kraftfälle gibt es Werte nach DIN 33411-T5, die momentan noch nicht ange-zeigt werden: Beidhändig - aufrecht stehend, Füße nebeneinander Beta=0° (Index 0) Alpha=45° (Index 0) R=90% (Index 7) +B 307 N Beta=0° Beta=0° Beta=0°

(Index 0) (Index 0) (Index 0)

Alpha=-15° (Index 4) Alpha=-60° (Index 7) Alpha=-60° (Index 7)

Beidhändig - aufrecht stehend, Schrittstellung Alpha= +15° (Index 2) Beta=0 (Index 0) Alpha= +15° (Index 2) Beta=0 (Index 0) Alpha= -15° (Index 4) Beta=0 (Index 0) falsch angezeigt wird 528 N

R=30% (Index 1) R=40% (Index 2) R=50% (Index 3)

R=50% (Index 3) R=60% (Index 4) R=30% (Index 1)

-B 528 N -B 471 N -B 545 N

-B: 566 N -B: 620 N -B: 692 N nicht an-gezeigt: -->

Folgende Eingangsgrößen sind im Control-Dialog durch den Nutzer festzulegen und über die entsprechenden Schalter zu aktivieren: - Kraftrichtung ± A, ± B, ± C - Kraftausübung ein- oder beidhändig - Körperhaltung - Aktuelle Kraft, falls gegeben - Häufigkeit oder Dauer der Tätigkeit Unterstützend werden Kraftrichtungsvektoren in die Hand/die Hände eingeblendet und dabei Kraftrich-

CharAT nimmt aktuell eine Körperhaltung ein und die Hand befindet sich an einem Kraftangriffspunkt. Für diesen werden programmintern Maximalaktionskräfte aus der Datenbank gesucht und ausgelesen. Diese maximalen Aktionskräfte werden im Monitor-Dialog ausge-geben. Sie stellen einen P50-Wert (50. Kraftperzentil) eines 30-40-jährigen Mannes dar. Hinweis: CharAT sollte bei Wahl der Körperhaltungen “aufrecht stehend” nicht über Inverse Biomechanik bewegt werden, der Schalter ist OFF zu setzen . Über die weiteren Einflussfaktoren werden je nach Kraftausübungsfall die Maximalwerte reduziert und eine Risikobeurteilung ausgegeben: Berücksichtigt werden: - Alter, Geschlecht Alter in Jahren 18-25 >30; 35; 40 55, 60, 65 Beispiel: rechte Hand: +C keine Werte, Achse unsichtbar

- Häufigkeit oder Dauer

45;

50;

CharAT ergonomics

Kraftbewertung normativ – Planungs-Analyse Genutzt werden hier maximale Aktionskräfte der DIN 33411-4 und 5. Die Planungsanalyse umfasst zwei Schritte: Grobplanung und Feinplanung. Ziel der Grobplanung ist es, dem Nutzer eine qualitative Abschätzung von Krafttendenzen im Bewegungs-, Aktionsraum des Hand-Arm-Systems zu ermöglichen. Alle im Polarkoordinatensystem vorliegenden Kraftwerte wurden in eine 7-stufige Farbskala eingegliedert und Kraftwerte als Farbkugeln in Isodynen dargestellt. Isodynen sind Kurven, die Kraftangriffspunkte gleich großer Aktionskräfte gleicher Art in vertikaler Ebene durch einen Bezugspunkt (hier Schultergelenkpunkt) im Bewegungsraum der betrachteten Extremität (hier Arm) verbindet. Die Farbe grün bedeutet, es sind höhere Maximalkräfte zu erwarten, rot repräsentiert eher niedrigere Kraftwerte Wird die Charat-Hand im Raum horizontal bewegt und trifft auf eine Seitenwinkelebene, in der Kraftwerte vorliegen, blendet die entsprechende Isodyne ein und gibt die Krafttendenz farbmarkiert aus. Unterstützend kann die Seitenwinkelebene eingeblendet und der aktuelle Seitenwinkel als Wert angezeigt werden. Der Seitenwinkel wird auf einer Horizontalen gemessen zwischen der Medianebene durch den Schultergelenkpunkt und dem Handtarget. Im Control-Dialog ist der Schalter Seitenwinkel zu aktivieren. Im Szenefenster wird die Ebene eingeblendet. Der Zahlenwert wird angezeigt und immer dann aktualisiert, wenn der Schalter erneut betätigt wird. ACHTUNG: hier erfolgt keine zeitsynchrone Aktualisierung.

CharAT ergonomics

Wird die Hand von CharAT zu einer Farbkugel geführt, wird ein zugehöriger Maximalkraftwert im Monitor-Dialog angezeigt. Wird der Schalter auf Feinplanung gesetzt, wird dieser Wert ebenfalls ausgelesen. Bei Feinplanung kann die Grobplanung als methodischer Schritt übersprungen werden. Unter Beachtung der Einflussfaktoren, die im Control-Dialog eingegeben wurden, wird im Monitor-Dialog eine maximal empfohlene Aktionskraft berechnet und ausgegeben sowie eine Risikobeurteilung ermittelt. In der Registerkarte Dokumentation des MonitorDialogs werden alle Daten zu einer Analyse insgesamt ausgegeben.

CharAT ergonomics

3,4 Monitor menschliche Fähigkeiten, Sehvermögen * 3.4.1 Human Body *

Monitor human

Merken Sie, dass das CharAT Human Objekt für die folgenden Schritte ausgewählt werden muss. Klicken Sie auf die Registerkarte Ändern, anschließend auf Monitor Button im Hauptmenü. Das CharAT Monitor Dialogfeld wird auf Ihrem Bildschirm erscheinen. Klicken Sie auf die Human Body Registerkarte. Im Typ Data Group werden grundlegende Parameter Ihres CharAT-Objekts angezeigt. Diese Parameter sind Typ, Alter, Prozent, Region, Somatotype, Proportion, Akzeleration, Körpergröße, Körpergröße mit Schuh, Volume Körpergewicht, Body Statistische Gewicht und Schwerpunkt Position. Alle Daten und Parameter sind dynamisch. Das bedeutet, dass durch Änderungen im 3d Scenario die Daten automatisch geändert werden. In Reach Analysis Group werden die Erreich-

CharAT ergonomics

barkeits-Anylse Ergebnisse angezeigt. Hier werden die Parameter der beiden Arme und Beine und ihre Zieldistanzen miteinander verglichen. Beachten Sie, dass die Zieldistanzen immer kleiner sein sollen als die Länge der Gliedmaße für den ordnungsgemäßen Komfort. Die dargestellten möglichen Bewertungen sind: Zu weit zu erreichen: das definierte Ziel der Extremitäten ist zu weit, kann nicht erreicht werden. Im Grenzbereich: Das Ziel liegt an der Grenze dessen, was für diese Extremität erreichbar ist. Komfortbereich: Das Ziel des Gliedes ist im Komfortbereich. Auch in der Nähe nicht erreichbar: Das Ziel des Gliedes ist zu nahe, um erreicht zu werden. 3.4.2 Bones * Beachten Sie, dass das CharAT-Objekt für die folgenden Schritte ausgewählt werden muss. Klicken Sie auf die Registerkarte Ändern, dann auf Monitor Button im Hauptmenü. Das CharATMonitor Dialogfeld wird auf Ihrem Bildschirm erscheinen. Klicken Sie auf Registerkarte Bones. In Bone Data Group werden grundlegende Knochen Parameter Ihres ausgewählten CharAT menschlichen Objekts angezeigt. Hier finden Sie die Bone Länge, Rotation und Bone Discomfort Werte. Alle Daten und Parameter sind dynamisch. Das bedeutet, dass durch Operationen in den Control Dialogfeldern Bone Struktur und BoneAnimation automatisch dargestellt werden. Wenn Sie einen Knochen wählen, werden seine Parameter angezeigt.

CharAT ergonomics

3.4.3 Display & Visibility * Beachten Sie, dass das CharAT-Objekt ausgewählt werden muss. Klicken Sie auf die Registerkarte Ändern, anschließend auf Monitor Button im Hauptmenü. Der CharAT- Monitor Dialogfeld wird auf Ihrem Bildschirm erscheinen. Klicken Sie auf die Registerkarte Display. In der Age Group können Sie aus drei Altersgruppen (25, 40 oder 50 Jahre) wählen. Dieser Schalter ist nur für die Bewertung der Akkommodation von Interesse. Der altersabhängige Nahpunkt des Auges wird in der Gruppe Warning bewertet. In Abhängigkeit vom Sehabstand eines Sehobjektes zum Auge wird in der Gruppe Warning die maximale und die Gebrauchsakkommodation bewertet. In Distance Position Orientation Group finden Sie die Daten über die Position des Augenziels einschließlich seiner Entfernung zu den Augen in mm, horizontale und vertikale Betrachtungswinkel und Position von Display im CharATRoot-Koordinatensystem. In der Display-Measurements-Gruppe können Sie zwischen drei Optionen an Sehzeichen wählen. Standardmäßig stehr der Schalter auf “alphanumerische Zeichen”. Weitere Optionen sind Bildbzw. Analog-Display-Typen. Für Analoganzeigen kann weiterhin zwischen Einer-, Zweier- und Fünferskala unterschieden werden. Durch Auswahl der Sehzeichenart in der Display Measurements Group werden die Kenngrößen berechnet und sehentfernungsabhängig ausgegeben. Diese Zeichen werden bei eingeschaltetem Display und bei entsprechendem nachladen einer DisplayGrafik (Materialeditor) (s. control-Dialog) in richtiger Größe für die 3 Sehzeichenarten abgebildet. In der Gruppe Warning werden weiterhin horizontaler und verikaler Betrachtungswinkel bewertet. Werden zulässige Betrachtungswinkel überschritten, kommt es zur Warnung. Ebenso wird die relative Sehschärfe für die Altersgruppe 50 Jahre (nur für diese Altersgruppe) berechnet.

CharAT ergonomics

3.4.4 Dokumentation * Beachten Sie, dass das CharAT-Objekt für die folgenden Schritte ausgewählt werden muss. Klicken Sie auf die Registerkarte Ändern, dann auf Monitor Button im Hauptmenü. Der CharATMonitor wird auf Ihrem Bildschirm erscheinen. Klicken Sie auf Registerkarte Dokumentation. In Documentation Group können Sie festlegen, welche Parameter Sie über die Dummies dokumentieren möchten. Sie können aus den folgenden Optionen wählen: Human Body Type Information, Erreichbarkeit Analysis, Sichtbarkeit Analyse, Bones Diskomfort Analyse, Bones Rotationswerte, UIC Body Contact Positionen und Bones Position. Für die Anzeige der gewählten Parameter klicken Sie auf View Taste und das CharAT-Report Viewer-Dialogfeld öffnet sich. Schließen Sie das Fenster durch Klicken auf die Taste OK oder Exit auf der rechten oberen Ecke. Für die Speicherung der gewählten Parameter klicken Sie auf die Schaltfläche Speichern in der Dokumentation Registerkarte. Bitte wählen Sie die Bibliothek, die Sie verwenden möchten und den Dateityp der Datei, klicken Sie anschließend auf “Speichern”. Im Monitor-Dialog in der Registerkarte Dokumentation werden alle berechneten Parameter sowie alle Bewertungstexte gespeichert. Die berechneten Parameter basieren i. allg. auf Ergonomienormen, zum Teil auf harmonisierten

CharAT ergonomics

Normen. Die Zuordnung der Daten zu Quellen erfolgt nach einem Stufenmodell: Stufe 1 umfasst Ergonomiewissen aus harmonisierten Normen. Stufe 2 umfasst Ergonomiewissen aus weiteren Datenquellen. Die Zuordnung, welche Daten konkret aus welcher Quelle und aus welcher konkreten Norm entnommen wurde, wird dokumentiert. Damit wird eine technische Dokumentation unterst체tzt.

Eine Erl채uterung hierzu kann unter www.ergotyping.net bzw. unter http://www.virtualhumanengineering.com/index.php?option=com_content&vie w=article&id=19&Itemid=21&lang=de nachgelesen werden.

CharAT ergonomics

Text Monitor-Dialog: Deutsch: “Unterschreitung Sehentfernung - max. Akkommodation Grenze für KURZZEITIGES Scharfsehen: 500 mm” Englisch: “Undershooting of viewing distance - max. accommodation Limit to adjust focus for a short time: 500 mm” Deutsch: “Unterschreitung Sehentfernung - Gebrauchsakkommodation Grenze für ERMÜDUNGSFREIES Scharfsehen: 750 mm” Englisch: “Undershooting of viewing distance – Gebrauchsakkommodation non-tiring ac-commodation Limit to adjust focus without getting tired: 750 mm” Deutsch: “Überschreitung des zulässigen vertikalen Betrachtungswinkels BETRACHTUNGSWINKEL muss < +-15° sein” Englisch: “Exceeding the admissible vertical viewing angle Viewing angle must be <+ -15 °” Deutsch:”Überschreitung des zulässigen horizontalen Betrachtungswinkels BETRACHTUNGSWINKEL für HOHE visuelle Qualitätsanforderungen muss < +-15° sein” Englisch: “Exceeding the admissible horizontal viewing angle Viewing angle for HIGH visual quality requirements must be <+ -15 °” Deutsch: “Überschreitung des zulässigen horizontalen Betrachtungswinkels BETRACHTUNGSWINKEL für MITTLERE visuelle Qualitätsanforderungen muss < +-30° sein” Englisch: ”Exceeding the admissible horizontal viewing angle Viewing angle for MEDIUM visual quality requirements must be <+ -30 ° Deutsch:”Überschreitung des zulässigen horizontalen Betrachtungswinkels BETRACHTUNGSWINKEL für NIEDRIGE visuelle Qualitätsanforderungen muss < +-50° sein” Englisch:”Exceeding the admissible horizontal viewing angle Viewing angle for LOW visual quality requirements must be < +-50°”

CharAT ergonomics

Im Monitor System gibt es ein Dialog für Körperkräfte, wo die Ergebnisse des ausgewählten Objekts in Echtzeit dargestellt werden. Eigenschaften Höhenwinkel in Grad: Seitenwinkel in Grad. Die Entfernung zwischen Schulter und Hand in mm: gibt den Abstand zwischen der rechten Hand und der Schulter. Arm maximale Reichweite in mm: die Länge des rechten Armes. Kraftausübung (Strain): einhändig oder zweihändig. Körperhaltung (Posture): zeigt die ausgewählte Körperhaltung des Dummys. Kraftrichtung (Force direction): zeigt die aktuell ausgewählte Kraftrichtung. Vorplanung normative - Isodynen: zeigt den ausgewähle Analyse-Methode. Körperkräfte in alle Richtungen (+A),(-A),(+B),(B,(+C),(-C) Body Force Report Maximale Körperkraft in Newton (DIN 33411-4, oder Montagespezifischer Kraftatlas). Häufigkeit pro Minute: gibt die Häufigkeit pro Minute in Form von Reduktionsfaktor. Haufigkeit pro 8 Stunden: gibt die Häufigkeit pro 8 Stunden in Form von Reduktionsfaktor. Dauer in Minuten: zeigt die Kraftausübungsdauer in Form von Reduktionsfaktor. Derzeit ausgeübte Kraft in N (Actual Force): gibt den Wert der aktuellen Kraft aus. Maximal empfohlene Kraft in N: gibt den Wert der maximal empfohlenen Kraft in Newton. Optimale empfohlene Kraft in N: gibt den Wert der optimal empfohlenen Kraft in Newton. Risikobewertung: gibt eine kurze schriftliche Einschätzung der aktuellen Analyse-Ergebnisse. Beachten Sie, dass das Charat Objekt für die folgenden Schritte ausgewählt werden muss. Wenn Sie eine detaillierte Dokumentation der Analyse speichern möchten, müssen Sie in

CharAT ergonomics

Monitor Dialog das Dokumentation Body Force Analyse Checkbox aktivieren. Demnach können Sie aus zwei Möglichkeiten wählen: Sie können die Dokumentation durch Klicken auf die „View“ Fenster anzeigen lassen, oder Sie können die Dokumentation durch Klicken auf die Schaltfläche „Save“ speichern.

Body force analysis text output example --------------------------------------------------------------------------------------------CharAT Body Force Analysis V-6.1 --------------------------------------------------------------------------------------------Resources Stage 2, see Stage Model Manual, Chapter Body Forces and Kamusella, www.ergotyping.net Height difference between hand and foot in mm : 1050.55 Distance between shoulder and hand in mm : 376.83 Body posture :Standing Arm reach in mm :472.92 (75.97 Prozent) Current maximal arm reach in mm :622.48 Strain : one-handed Force direction : +A +A(242.5) -A(243.0) +B(294.0) -B(322.5) +C(167.5) -C(115.0) Maximal acting force in N (Force Atlas for Assembly Operations) :242.5 Frequency per minute :0.80 Frequency per 8h :0.80 Duration in minutes :0.70 (fA: 1.00) Currently applied force in N :50.00 Maximum recommended body force in N :194.00 Optimal recommended body force in N :164.90 Risk assessment ISO 11228-2 :(0.26) No measures are required. --------------------------------------------------------------------------------------------Preplanning normative: Color classification of Isodynes: Force trends (between 0 N and max. 700 N) dark green............High power trend green.........................: light green...................: yellow................Medium power trend orange........................: red...........................: brown.................Low power trend ---------------------------------------------------------------------------------------------

100

CharAT ergonomics

Content creator tools edit human shape get solid geometry

CharAT ergonomics

101

102

CharAT ergonomics

3.5.1 Das menü “Graphics” (Grafik) Visibility (Sichtbarkeit): Mit den Optionen der Sichtbarkeitsgruppe können Teile der CharAt-Grafik sichtbar oder unsichtbar (visible / unvisible) geschaltet werden. Vert ticks: Hervorhebung der Scheitelpunkte. Wenn ein Häkchen in dieser Checkbox gesetzt wird, werden die Scheitelpunkte des Hautnetzes dunkelblau hervorgehoben. Diese Option wird automatisch aktiviert, wenn die Schaltfläche “Select” der Gruppierung “Vertex-Bone” genutzt wird. Wird eine Auswahl der Scheitelpunkte getroffen, färben sich die gewählten Scheitelpunkte rot. Jede weitere Operation betrifft dann diese ausgewählten Scheitelpunkte. Bones: Wenn ein Häkchen in dieser Checkbox gesetzt wird, sind die Knochen der kinematischen CharAtKette sichtbar. Skin (Haut): Die Haut, die eine dem Knochen zugewiesene mehrnetzige Grafik ist, wird sichtbar. Beachte: Eine der beiden Optionen, Skin oder Bones, muss ausgewehlt sein!!! View mat.: Die Achsen des lokalen Koordinatensystems der Knochen sind sichtbar.

CharAT ergonomics

Target: Wird dieses Feld angekreuzt, sind die Achsen des lokalen Koordinatensystems der Target-Objekte sichtbar. Hide (Verstecken): Die ausgewählten Scheitelpunkte werden unsichtbar. Zuerst muss eine Gruppe von Scheitelpunkten mit einer der Selektionsmethoden ausgewählt werden. Die gewählten Scheitelpunkte färben sich rot. “Hide” bewirkt, dass die ausgewählten Scheitelpunkte verschwinden und für jede weitere Operation bis zum nächsten “Unhide” (nicht verstecken) Kommando unsichtbar sind. Delete (Löschen): Mit dieser Schaltfläche werden alle ausgewählten Scheitelpunkte gelöscht. Unhide All (Alles wieder sichtbar machen): Alle zuvor versteckten Scheitelpunkte werden wieder sichtbar. Copy to mesh (Zum Netz kopieren): Diese Schaltfläche fertigt eine bearbeitbare Netzkopie des CharAt-Objektes in der Szenerie an. Soll eine Kopie der verschiedenen Animationsphasen angefertigt werden, müssen die benötigten Phasen mit dem ZeitSchiebeknopf auf der Zeitachse ausgewählt werden. Wurde die Auswahl vorgenommen, wird eine Kopie der Animationsphase vorbereitet. Soft-Selection & Factorization: Soft-Selection: Die Einstellung “Soft-Selection” ermöglicht eine Vermischung / Zusammenstellung der ausgewählten Region mit dem Rest des Objektes Die Scheitelpunkte werden mit einer Farbskala signalisiert. Dies ist ein Vorbereitungsprozess, der der Ausführung der verschiedenen Bearbeitungsfunktionen vorangeht. Die Bearbeitungskommandos werden in vollem Umfang an den rot hervorgehobenen Scheitelpunkten ausgeführt und jeweils in geringerem Grad ausgeführt, wie die Farbe sich von rot zu gelb verändert (rot – höchster Bearbeitungsgrad; gelb – niedrigster ~), dann von grün zu den blau hervorgehobenen Scheitelpunkten. Enable (Aktivieren): Wird ein Häkchen vor dieses Option gesetzt, wird die Soft-Selektion erlaubt, andersonsten wird sie verhindert. No back (Kein Rückseite Selektion): Ist diese Funktion aktiviert, beeinflusst die Soft-Selektion die unsichtbaren Scheitelpunkte nicht.

103

104

CharAT ergonomics

Fall-off: Der Radius der Soft-Selektion kann im Eingabefeld festgelegt werden. Das Zentrum der SoftSelektion ist der ausgewählte Scheitelpunkt. Wird der Radius vergrößert, wird auch der Bereich, der durch die Soft-Selektion beeinflusst wird, vergrößert. Pinch: Die charakteristische Form der Soft-Selektion kann mit diesem Eingabefeld definiert werden. Pinch streckt das Volumen der Selektion. Bubble (“Blase”): Die charakteristische Form dieses Eingabefeldes kann hier verändert werden. Bubble weitet das Volumen der Selektion. Soft-Animation-Parameter: Die Parameter der SoftAnimation können durch die Translations- und Rotations-X,Y,Z-Eingabefelder und –checkboxen festgelegt werden. Zuerst muss eine Gruppe von Scheitelpunkten ausgewählt werden, danach muss die Soft-Selektion aktiviert sein. Ist diese aktiviert, werden die Scheitelpunkte in einer abgestuften Farbrampe hervorgehoben. Die Scheitelpunkte werden vorübergehend gewichtet. Es ist notwendig, die Checkboxen anzukreuzen, wenn die vorübergehend erstellten Werte in die Scheitelpunkt-Daten-Grundlage des Netzes eingeschrieben werden sollen. Wenn alle Checkboxen angekreuzt sind, beeinflusst die Soft-Animation alle Rotationen und Translationen. Es ist trotzdem möglich, die Wirkung der Soft-Animation zu begrenzen. Zum Beispiel wirkt die Soft-Selektion nicht für Translationen entlang der X-Achse, wenn die Checkbox Translation X nicht angekreuzt ist. Ist die Soft-Selektion nicht aktiviert, können den zuvor ausgewählten Scheitelpunkten mit der Funktion Vertex-Bone Select manuell ein Soft-Animations-Gewicht-Wert durch die Eingabe-Felder Translation / Rotation X,Y,Z gegeben werden. Die manuell eingegeben Werte können sich im Bereich von -2 bis +2 bewegen. Vertex-Bone (Scheitelpunkt-Knochen): Die Funktionen dieser Gruppierung ermöglichen es dem Benutzer, einer kinematischen Kette ein Netz zuzuweisen. Außerdem, falls einige der Scheitelpunkte nicht dem gewünschten Knochen zugewiesen sind, kann die Zuweisung verändert werden. Es können Gruppen von Scheitelpunkten ausgewählt und einem anderen Knochen zugewiesen werden.

CharAT ergonomics

Index: Die Identifikationsnummer des Knochens, dem die ausgewählten Scheitelpunkte zugewiesen sind, wird im Index-Eingabefeld angezeigt. Die Identifikationsnummer des Knochens kann entweder in das Eingabefeld eingegeben oder mit den Pfeilen daneben eingestellt werden. Bone Name (Name des Knochens): Der Text zeigt den Namen des Knochens an, dem die ausgewählten Scheitelpunkte zugeordnet werden. Select (Auswählen): Ein Scheitelpunkt oder eine Gruppe von Scheitelpunkten kann im Index-Eingabefeld ausgewählt werden. Sel All (Alle auswählen): Diese Schaltfläche ist nützlich, wenn ein Scheitelpunkt gewählt ist und alle Scheitelpunkte ausgewählt werden sollen, die demselben Knochen zugeordnet sind. Set (Festlegen): Eine Gruppe von Scheitelpunkten kann einem Knochen über die Schaltfläche Set zugeordnet werden. Es muss eine Gruppe von Scheitelpunkten ausgewählt sein, anschließend muss im Index-Feld die Identifikationsnummer des Knochens festegelegt werden. Wenn die Schaltfläche Select gewählt wird, werden die Scheitelpunkte dem aktuellen Knochen zugewiesen. Nach der Zuweisung bewegen sich diese Scheitelpunkte zusammen mit dem Knochen. Get Mesh (Netz einholen): Eine 3D-Studio MAX-Mehrfachnetz-Geometrie wird durch eine kinematische CharAt-Kette über die Schaltfläche Set aufgenommen. Folgende Schritte müssen ausgeführt werden: 1. Ein Knochen sit zu wählen, durch den die Geometrie eingeholt wird. 2. Die Schaltfläche “Get Mesh” anklicken, es werden die Funktionen Selektion und Get Mesh aktiv. 3. Im Sichtfenster muss diejenige Geometrie gewählt werden, durch die der Knochen aufgenommen werden soll. 4. Eine Kopie der Original-Geometrie wird auf der kinematischen Kette erstellt. Die Original-Geometrie kann gelöscht werden. Von jetzt an sind die Scheitelpunkte der Geometrie dem Knochen zugewiesen, die Geometrie ist kein separates Objekt mehr, sondern ein Teil des CharAt-

105

106

CharAT ergonomics

Objektes. Collaps: Die ausgewählten Scheitelpunkte werden durch einen einzigen Scheitelpunkt ersetzt, der entsprechend der Koordinaten, die anhand der Koordinaten der Scheitelpunkte, die ersetzt werden, generiert werden, platziert wird. Die Funktionen ordnet die Kanten des Mehrfachnetzes automatisch neu an.) Face Material (Oberflächenmaterial) (Abb. zu diesem Kapitel s.S.15) Ein Multi-Unterobjekt-Material kann einem CharAtObjekt zugeordnet werden. Die Existenz dieser Art Material ermöglicht es, verschiedene Materialien innerhalb eines einzigen CharAt-Objektes zu nutzen. Die Unterobjekt-Materialien haben ihre eigene Identifikationsnummer (ID-Nummer) innerhalb des Multi-Unterobjekt-Materials. Diese Nummer ist der Material-Index. Man muss nur die entsprechenden Material-Indizes der Oberfläche der Netz-Geometrie zuordnen, um das äußere Erscheinungsbild der Haut zu definieren. Material Index: Das Eingabefeld zeigt die ID-Nummer des Unterobjekt-Materials innerhalb des Multi-Unterobjekt-Materials an.

CharAT ergonomics

Select (Auswahl der Oberfläche): Die Oberflächen, die einem Material zugeordnet werden, können durch diese Schaltfläche ausgewählt werden. Der Index des Untermaterials, das den ausgewählten Oberflächen zugewiesen wird, muss ins Eingabefeld eingegeben werden. Sel. All (Schaltfläche Alles Auswählen): Wenn eine einzige Oberfläche ausgewählt wurde, werden durch diese Schaltfläche gleichzeitig alle Oberflächen ausgewählt, die denselben Untermaterialindex haben.

107

Set: Der aktuelle Materialindex wird durch die Schaltfläche “Set” den ausgewählten Oberflächen zugeordnet. Übersetzung Bildunterschrift S. 15: Der 3D-Studio MAX-Material-Editor-Dialog mit CharAT-Multi-Unterobjekt-Material.

108

CharAT ergonomics

Content creator tools edit human shape create morph

109

3.5.2 Das Rollmenü “Morph” Morphing ist eine Animationstechnik. (Morphing: “Morpho...” = “Form...” Morphing = Formveränderung) Ein Morph-Objekt kombiniert zwei oder mehrere Objekte, indem die Scheitelpunkte des ersten Objektes interpoliert werden, um mit den Scheitelpunktpositionen des anderen Objektes zusammenzupassen. Ereignet sich diese Interpolation über einen gewissen Zeitraum hinweg, ist eine Morphing-Animation das Resultat. Das Originalobjekt ist als das Wurzel- oder Basisobjekt bekannt (Seed- /Base Object). Das Objekt, in das sich das Basisobjekt verändert, wird als Zielobjekt bezeichnet (Target Object). Beide Objekte müssen die gleiche Anzahl von Scheitelpunkten besitzen. Wird Morphing während einer Animation genutzt, müssen ein oder mehrere Zielobjekte bearbeitet werden. Während der Bearbeitung werden die Funktionen Selektion und Soft-Selektion benötigt, um Gruppen von Scheitelpunkten, mit denen gearbeitet werden sollen, auszuwählen.

110

CharAT ergonomics

Um diese Scheitelpunkte des Morph-Zielobjektes zu wählen, wird die Schaltfläche Select im Bereich Vertex-Bone und der Bereich Soft-Selektion, beide im Rollmenü Graphics, genutzt. Dies sind allgemeine Werkzeuge, um Scheitelpunkte als Objekte einzeln oder gruppenweise zu wählen. Morphs / Stacks: Dies ist eine Auswahlliste, die Morph-Objekte und –”Stapel” enthält. In der Liste ist der Name eines Morph-Objektes von einer Angabe des “Treiber”-Anteils des Morphs in Klammern gefolgt. Der Treiber-Anteil kann über das Werte-Feld in der Gruppierung “Morph” definiert werden (“V=”), wenn kein Antriebsknochen dem Morph zugeordnet ist. In diesem Fall zeigt das Eingabefeld “Quelle” (“Src:”) im Bereich “Assignment” den Wert -1 an. Wenn zuvor ein Quellknochen dem Morph zugeordnet wurde, wird der Antriebsanteil durch den Quellknochen definiert und das Feld V = ist deaktiviert. Nach dem MorphObjekt sind Stapelobjekte (Stapel = Stack) verfügbar. Der Stapel “0%” ermöglicht es, das Ergebnis zu kontrollieren, wenn der Morph überhaupt nicht angewendet wird, während es mit dem Stapel “100%” möglich ist, das Ergebnis zu kontrollieren, wenn der Morph vollständig angewendet wird. Ein Stapel kann mit jedem Prozentual-Anteil mit der Schaltfläche “New” im Bereich “Stack Properties” generiert werden. Unten eine Beispielliste: In der Liste zeigt ein + bzw. – an, ob der MorphStapel aktiviert ist oder nicht. Visibility (Sichtbarkeit): Diese Gruppe besteht aus vier Radiobuttons entsprechend den vier verschiedenen Optionen der Visualisierung. Original: Ist dieser Radiobutton aktiv, ist die originale, nicht bearbeitbare Oberfläche sichtbar (Wurzel-Objekt). Bemerkung: Nachdem eine Gruppe von Scheitelpunkten ausgewählt und ein neuer Morph von diesem Scheitelpunkten definiert wurde, werden die Originalscheitelpunkte von jeder weiteren Bearbeitung gesperrt, bis der Morph existiert. Result: Ist dieser Radiobutton aktiviert, kann man das aktuelle Resultat sehen, wenn alle MorphTargets am Wurzelobjekt wirksam sind - jedes

CharAT ergonomics

einzelne entsprechend dem spezifischen Prozentsatz. Morph: Wurde dieser Radiobutton aktiviert, sieht man das Ergebnis, wenn nur der ausgewählte Morph entsprechend des spezifischen Prozentsatzes wirksam ist. Stack: Ist dieser Radiobutton ausgewählt, ist die Geometrie des gewählten Stapels sichtbar. Morph - Name: Das Feld zeigt den Namen des ausgewählten Morphs an. Jeder Name, der das englische Alphabet nutzt, kann vergeben werden. Enable (Aktivieren): Ist diese Checkbox angekreuzt, ist der Morph entsprechend des zuvor gesetzten Prozentsatzes wirksam. Wenn kein Häkchen gesetzt ist, hat der Morph keinerlei Einfluss. V: Das Feld zeigt den Prozentsätzen in welchem Ausmaß der Morph wirkt, an. Der Prozentsatz kann durch die Pfeile neben dem Eingabefeld gesetzt werden, wenn dem Morph kein Antriebsknochen zugeordnet ist. Wenn zuvor dem Morph ein Antriebsknochen zugeordnet wurde, ist das Feld deaktiviert und zeigt den Prozentsatz, der durch den Antriebsknochen definiert ist. New (Neu): Wenn zuvor eine Gruppe von Scheitelpunkten ausgewählt wurde, wird ein neues Morph-Objekt erstellt. Mit diesem Schritt werden automatisch drei Kopien der Geometrie, die aus den Scheitelpunkten besteht, in der Speichersektion, die dem Morph zugeordnet wurde, erstellt. Die drei Kopien stimmen mit dem Basis-, 0%- und 100%-Stapel überein. Das sichtbare Ergebnis dieser Tatsache ist, dass die Auswahlliste des Morphs in der Auswahlliste Morph/Stack im Rollmenü “Morph” erscheint. Die erste Zeile zeigt den automatisch vergebenen Namen an und kann verändert werden, wie es erforderlich ist, mit dem Antriebsprozentsatz, der automatisch auf 0% gesetzt ist. Die folgenden zwei Zeilen zeigen die 0% und 100%-Stapel: Morph1 (0%) Stack0% Stack100%

111

112

CharAT ergonomics

ACHTUNG!!! Wenn keine ausgewählten Scheitelpunkte existieren, erscheint eine Fehlermeldung! Delete: Das ausgewählte Morph-Objekt und alle darauf bezogenen Stapel werden gelöscht. Export: Das Morph-Objekt wird in eine Datei im Format .obj exportiert. Der Export betrifft auch die darauf bezogenen Stapel. Import: Ein Morph-Objekt kann aus einer Datei im Format .obj importiert werden. Der Import betrifft auch alle darauf bezogenen Stapel. Stack Enable: Wenn ein Häkchen in diesem Feld gesetzt wurde, ist der Stapel in Funktion, sonst nicht. %: Ein Prozentsatz kann im Feld mit den Pfeilen daneben gesetzt werden. Außer 0% und 100% kann jeder Prozentsatz festgelegt werden, die entsprechend dazugehörigen Stapel werden automatisch generiert. Die Geometrie im Stapel wird entsprechend des Prozentsatzes kalkuliert. New: Ein neuer Stapel kann mit dieser Schaltfläche generiert werden. Der Prozentsatz des neuen Stapels ist standardmäßig auf 50% gesetzt. Er kann mit den Pfeiltasten daneben auf den erforderlichen Prozentwert gesetzt werden. Delete: Außer Stapeln, die zu 0% und 100% gehören, kann ein gewählter Stapel per Knopfdruck entfernt werden. Export: Der Inhalt eines Stapels kann in eine Datei im Format .obj mit dieser Schaltfläche exportiert werden. Import: Mit dieser Schaltfläche kann ein Stapel aus einer .obj-Datei importiert werden Assignment (Zuweisung). Src (Quelle): Das Feld zeigt die ID-Nummer des Quellknochens an. Die Bewegung des Quellknochens beeinflusst die Lokation der Scheitelpunkte der Geometrie. Die Art und Weise, wie der Quellknochen die Geometrie des Morphs beeinflusst, wird durch den V-Antriebsprozentsatz

CharAT ergonomics

festgelegt. Der V-Antriebsprozentsatz wird entsprechend dem in diesem Bereich angegebenen Ausdruck kalkuliert. Wenn kein Quellknochen existiert, zeigt das Feld den Wert -1 an. Select (Auswahl des Quellknochens): Wenn die Geometrie des Morphs die Bewegung des Knochens beeinflussen soll, kann dieser Quellknochen folgendermaßen dem Morph zugeordnet werden: Den Morph in der Auswahlliste Morph / Stack wählen, die ID-Nummer des Quellknochens in das Eingabefeld unter “Assignment” eingeben oder auf “Select” klicken und den Knochen im Sichtfenster auswählen. Der ausgewählte Knochen färbt sich blau. Bone Name (Name des Quellknochens): Wenn kein Quellknochen existiert, wird der Text “No Assignment” (keine Zuweisung) angezeigt. V. Der Antriebsprozentsatz, der die Beziehung zwischen Bewegung des Quellknochens und der Geometrie des Morphs definiert, wird mit dem gegebenen Ausdruck kalkuliert. Die Struktur des Ausdrucks: V=(+/-) (Fx,Fv,Fz Tx,ty,Tz Rx,Ry,Rz) (+,-./,*) (constant) Teile des Ausdrucks können mit den Pfeilen gesetzt werden, die Konstante (“constant”) muss in den Eingabefeldern angegeben werden. Rx,Ry,Rz legen Rotationen fest, Tx,Ty,Tz definieren die Translation, Fx,Fy,Fz die Faktorisierungen. Morphing mit direkter Bearbeitung der einem CharAt-Objekt zugewiesenen Geometrie 1. Zuerst müssen diejenigen Scheitelpunkte der Geometrie ausgewählt werden, die erforderlich sind, um den neuen Morph-Target aufzubauen. Um die benötigten Scheitelpunkte auszuwählen, muss die Funktion “Select” im Bereich “Bone-Vertex“ des Rollemenüs “Graphics” genutzt werden. 2. Es ist empfehlenswert, eine Gruppe von Scheitelpunkten, die demselben Knochen zugeordnet sind, auszuwählen, weil es auf diese Art und Weise möglich ist, zu jedem beliebigen Zeitpunkt dieselben Scheitelpunkte mit der Funktion “Select All” im Bereich Bone-Vertex des Rollmenüs

113

114

CharAT ergonomics

Graphics auszuwählen. Dies ist sehr wichtig, weil der Basis-Morph und jeder Target-Morph dieselbe Anzahl von Scheitelpunkten haben muss, folglich muss die Anzahl der Scheitelpunkte in jedem Stapel durchweg dieselbe sein. 3. Nachdem die Scheitelpunkte, die den Morph aufbauen, ausgewählt wurden, besteht der zweite Schritt darin, einen neuen Morph mit der Schaltfläche “New” im Bereich “Morph” des Rollemenüs “Morph” zu erstellen. Mit diesem Schritt, werden automatisch drei Kopien der Geometrie, die aus den Scheitelpunkten besteht, in der Speicherabteilung, die dem Morph zugeordnet ist, erstellt. Die drei Kopien beziehen sich auf die Basis-, 0%- und 100%-Stapel. Das sichtbare Ergebnis dieser Tatsache ist, dass die Auswahlliste des Morphs in der Auswahlliste “Morphs/ Stacks” im Morph-Rollmenü erscheint. Die erste Zeile zeigt den automatisch vergebenen Namen an und kann nach den Erfordernissen geändert werden, mit dem Grundantriebsprozentsatz, der standardmäßig auf 0% gesetzt ist. Die folgenden Zeilen zeigen die 0%- und 100%-Stapel an: Morph1 (0%) Stack0% Stack100% 4 Um den Namen des Morphs zu ändern, wird der Morph in der Auswahlliste “Morphs/Stacks” gewählt und das Namensfeld unterhalb der Liste benutzt. 5. Weitere Stapel können zu demselben Morph) unter Nutzung der Schaltfläche “New” im Bereich “Stack“ hinzugefügt (wörtl.: erstellt) werden. In diesem Moment wird eine neue Kopie der Scheitelpunkte in der Speicherabteilung des Morphs gemacht. Der Prozentsatz ist standardmäßig auf 50% gesetzt, der erforderliche Prozentsatz kann durch das Feld “%:” gesetzt werden. Die ins Eingabefeld eingegebene Nummer muss zwischen 1 und 99 liegen. 5. Im nächsten Schritt wird der zu bearbeitende Stapel aus der Auswahlliste “Morphs/Stacks” ausgewählt. 6. Nachdem der Stapel ausgewählt wurde, den Radiobutton “Stack” im Bereich “Visibility” des Rollmenüs Morph aktivieren, das Ergebnis der

CharAT ergonomics

Bearbeitung wird sichtbar. 7. Der Stapel kann mit den Funktionen “Select and Move”, “Select and Rotate” und “Select und Scale” (Auswählen und Skalieren) der Hauptwerkzeugleiste bearbeitet werden. Das Resultat der Bearbeitung wird augenblicklich auf den Stapel angewandt. Es gibt bisher keine “Rückgängig”Funktion!!! 8. Nachdem der Stapel bearbeitet wurde, den Radiobutton “Result” im Bereich “Visibility” des Rollmenüs Morph aktivieren, um das endgültige Resultat deines Morphings zu sehen. 9. Den Wert des Morphs mit den Pfeilen neben dem Eingabefeld “V:” im Bereich “Morph” des Rollmenüs “Morph” ändern, der Wert kann frei festgelegt werden, sogar negative Werte werden akzeptiert und es sind auch Werte über 100% möglich. Morphing auf einer einem CharAt-Objekt mit .objDatei per “Export/Import” zugewiesenen Geometrie 1. Der erste Schritt besteht darin, diejenigen Scheitelpunkte der Geometrie, die den neuen Morph-Target aufbauen, auszuwählen (Funktion “Select” im Bereich “Bone-Vertex”, Rollmenü “Graphics”). Es ist empfehlenswert, eine Gruppe von Scheitelpunkten auszuwählen, die demselben Knochen zugeordnet wurde, weil es so möglich sein wird, dieselben Scheitelpunkte zu jedem beliebigen Zeitpunkt mit der Funktion “Select All” im Bereich “Bone-Vertex” des Rommenüs Graphics auszuwählen. Dies ist sehr wichtig, weil der Grund.Morph und jeder Target-Morph dieselbe Anzahl von Scheitelpunkten aufweisen muss, demnach muss also auch die Anzahl von Scheitelpunkten in jedem Stapel dieselbe sein. 2. Nachdem die Scheitelpunkte, die den Morph aufbauen, ausgewählt wurden, besteht der zweite Schritt darin, einen neuen Morph mit der Schaltfläche “New” im Bereich “Morph” des Rollemenüs “Morph” zu erstellen. Mit diesem Schritt, werden automatisch drei Kopien der Geometrie, die aus den Scheitelpunkten besteht, in der Speicherabteilung, die dem Morph zugeordnet ist, erstellt. Die drei Kopien beziehen sich auf die Basis-, 0%-

115

116

CharAT ergonomics

und 100%-Stapel. Das sichtbare Ergebnis dieser Tatsache ist, dass die Auswahlliste des Morphs in der Auswahlliste “Morphs/Stacks” im Morph-Rollmenü erscheint. Die erste Zeile zeigt den automatisch vergebenen Namen an und kann nach den Erfordernissen geändert werden, mit dem Grundantriebsprozentsatz, der standardmäßig auf 0% gesetzt ist. Die folgenden Zeilen zeigen die 0%und 100%-Stapel an: Morph1 (0%) Stack0% Stack100% 3. Um den Namen des Morphs zu ändern, den Morph in der Auswahlliste “Morphs/Stacks” wählen und das Namensfeld unterhalb der Liste benutzen. 4. Den zu bearbeitenden Stapel aus der Liste auswählen. 5. Die Geometrie des Stapels mit der Schaltfläche “Exp”, Bereich Stack, in eine Datei vom Format .obj. exportieren. 6. Die Funktion .obj-Export normalisiert automatisch die Scheitelpunkte und verändert die Koordinaten im Gegensatz zu den gewöhnlichen .obj-Export-Funktionen nicht. 7. Die Datei exportieren und mit der Funktion File (“Datei”) ? Reset (“Zurücksetzen”) eine neue Szene für den Import vorbereiten.. 8. Die zuvor exportierte Datei mit der Funktion 3DS-MAX ? Files ? Import ? Wavefront (*.Obj). importieren. Es kann ausschließlich die Funktion .obj-Export von CharAt genutzt werden, wenn irgendeine andere Export/Import-Funktion eines Plug-Ins existiert, muss sie zwischenzeitlich eliminiert werden. 9. Jetzt die Geometrie bearbeiten. Die Geometrie kann innerhalb der Szene transformiert werden, aber die Position des Drehpunktes kann nicht verschoben oder rotiert werden, weil das die Koordinaten der normalisierten Geometrie verändern würde. 10. Die bearbeitete Geometrie mit der Funktion 3DS-MAX ? Files ? Ex-port ? Wavefront (.Obj) exportieren. 11. Die Datei, die das CharAt-Objekt enthält, lesen, in die die bearbeitete Geometrie importiert werden soll. 12. In der Auswahlliste “Morphs/Stacks” den Stapel auswählen, in den die bearbeitete StapelGeometrie importiert werden soll.

CharAT ergonomics

13. Mit der Schaltfläche “Import”, Bereich “Stack”, wird die .obj-Datei in den Stapel importiert. 14. Den Radiobutton “Result”, Bereich “Visibility”, Rollmenü “Morph”, aktivieren, um das Resultat des Morphings anzusehen. 15. Die Werte des Morphs mit den Pfeilen neben dem Eingabefeld “V:”, Bereich “Morph”, Rollmenü “Morph” verändern. Der Wert kann frei gesetzt werden, auch negativ oder >100. ACHTUNG! Die Funktion .obj-Export/Import von CharAt verändert nicht den Untermaterials-Inhalt des Original-Morphs, weil es nur Scheitelpunkte berücksichtigt. Die Funktionen .obj-Export/Import, Bereich Morph, Rollmenü Morph, können ähnlich genutzt werden wie die des Bereichs Stack. Der Unterschied besteht darin, dass in diesem Fall alle zum Morph gehörigen Stapel berücksichtigt werden, während die Funktionen im Bereich “Stack” nur einen einzelnen Stapel betreffen.

117

118

CharAT ergonomics

Content creator tools edit human shape lip sync

119

3.5.3 LipSync Das Rollmenü LipSnyc ermöglicht, das Gesicht des Modells zu animieren und Sprechen zu simulieren. Die Bewegung der Lippen bezieht sich auf die Laute eines gegebenen Textes. Die Animation basiert auf einem Set von Target-Morphs, von denen jedes auf einen Laut bezogen ist. Der Name des Target-Morphs ist ein Sammelname, der die Beziehung ausdrückt. Text: In das Textfeld kann jeder Text eingegeben werden. Das Modell spricht den gegebenen Text während der Animation aus (sollte diese Funktion wirklich jemals genutzt werden, ist zu beachten, dass die englischen Laute anders als deutsche ausgesprochen werden!!!). Frame Parameters (Rahmenparameter): Die Parameter legen die Länge der Pausen zwischen

120

CharAT ergonomics

den Lauten, Wörtern und Sätzen fest. Die im Feld angezeigten Werte werden als Rahmeneinheiten interpretiert. Char: Die Dauer eines einzelnen Lautes während der Animation in Rahmeneinheiten. Space: Die Länge der Pause zwischen der Artikulation von zwei Worten in Rahmeneinheiten. End: Die Dauer der Pause zwischen zwei Sätzen in Rahmeneinheiten. Max Value (Maximalwert): Das Eingabefeld zeigt die Dauer eines Rahmens in Millisekunden an. Talk (Sprechen): Mit einem Klick auf diese Schaltfläche wird die Animation des Gesichtes in die Track View geschrieben.

CharAT ergonomics

121

122

CharAT ergonomics

Content creator tools file & sequence

123

3.5.4 File I/O Das Rollmenü File I/O (“Datei I/O”) Abb. zu diesem Kapitel s. Benutzerhandbuch S. 25! Import: Komponenten des Inhalts der gesamten kinematischen Kette können mit dieser Schaltfläche importiert werden. Die Komponenten und entsprechenden Dateiformate sind die folgenden: 1. bone structure (Knochenstruktur) ? *.cat-struct 2. skin (Haut) ? *.cat.graph 3. body position, motion file (Körperposition, Bewegungsdatei) ? *.cat-motion 4. motion control camera (Bewegungskontrollkamera) ? *.asc 5. original measure (Original-Maß) ? *.cat-omd 6. requested measure (benötigtes Maß) ? *.catrmd

124

CharAT ergonomics

7. measure organizer (Maßorganisator) ? *.catmorg 8. motion limits (Bewegungslimits) ? *.cat-mlim 9. comfort model ? *cat-comf Export: Komponenten des Inhalts der gesamten kinematischen Kette könne mit dieser Schaltfläche exportiert werden. Die Komponenten und entsprechenden Datei-Formate sind die folgenden: 1. bone structure (Knochenstruktur) ? *.cat-struct 2. skin (Haut) *.cat.graph 3. body position, motion file (Körperposition, Bewegungsdatei) ? *.cat-motion 4. motion control camera (Bewegungskontrollkamera) ? *.txt 5. Wavefront Obj format ? *.obj 6. posture analysis (Stellungsanalyse) ? *catanalys Extract: Daten können von jedem einzelnen Detail einer kinematischen Kette mit dieser Schaltfläche gesichert werden. Die Daten sind eine Komponente des Inhalts und die Details der Kette beginnen mit dem ausgewählten Knochen und enden, wo die Kette endet. Es sind folgende Komponenten möglich: 1. bone structure (Knochenstruktur) ? *.cat-struct 2. skin (Haut) *.cat.graph 3. body position, motion file (Körperposition, Bewegungsdatei) ? *.cat-motion 4. Wavefront Obj format ? *.obj Merge (Verschmelzen): Daten können von jedem Detail einer kinematischen Kette mithilfe dieser Schaltfläche geladen werden. Die Daten sind eine Komponente des Inhalts und die Details der Kette beginnen mit dem ausgewählten Knochen und enden, wo die Kette endet. Es sind folgende Komponenten möglich: 1. bone structure (Knochenstruktur) ? *.cat-struct 2. skin (Haut) *.cat.graph 3. body position, motion file (Körperposition, Bewegungsdatei) ? *.cat-motion Die Wirkung der Schaltfläche Merge hängt von der Komponente des Inhalts ab. Im Fall einer Knochenstruktur-Datei (*.cat-struct), werden die

CharAT ergonomics

geladenen Daten in den ausgewählten Knochen eingebunden (wörtl: verschmolzen). Im Fall einer Haut-Datei (*.cat.graph) werden die Elemente der Graphik mit dem Knochen verschmolzen, welcher durch die Knochen-ID den Scheitelpunkten zugeordnet ist. Im Fall einer Bewegungs-Datei (*.catmotion) werden die Daten entsprechend der Knochennamen eingebunden. Der Bereich Sequence Sequenzexport Die Funktion Sequenzexport wird genutzt, um eine fertige CHARAT-Animation in ASCII-Dateien zu schreiben. 1. Erstelle eine Charat-Animation. 2. Setze Start- und End-Parameter im Bereich Sequence, Rollmenü File I/O 3. Setze einen haken in der Checkbox Sequence. Mit diesem Schritt sind die Grundeinstellungen fertig. 4. Gib in die Dialogbox die Exportdatei ein. 5. Wähle von der Auswahlliste für Dateitypen den Dateityp *.cat-motion. 6. Schreibe den Namen der Animation in das Dateinamenfeld. 7. Wähle den Unterpfad, wo die Animation gespeichert werden soll, aus. 8. Klicke auf “Save” (“Speichern”) Die Schaltfläche Save aktiviert/ermöglicht die Ausführung der Animation, welche in der Track View geschrieben wurde. Nach der Ausführung jeden Rahmens wird die *.cat-motion-Datei in den festgelegten Pfad geschrieben. Die aktuelle Zeit des Rahmens wird im Dateinamen gespeichert. Die Nummer in Klammer nach dem Namen bezieht sich auf die aktuelle Zeit in Millisekunden. Sequenzimport Die Funktion Sequence Import wird genutzt, um ASCII .cat-motion-Dateien in der Track View auszulesen. Die .cat-motion-Datei funktioniert entsprechend Zusammenfassung in Hinblick auf Knochennamen. Die Animation wird nur ausgeführt, wenn die Knochennamen in der kinematischen Kette mit den Knochennamen der Datei übereinstimmen. Wenn das System die entsprechenden Knochennamen in der kinematischen Kette nicht findet, wird die Animation nicht ausgeführt.

125

126

CharAT ergonomics

Wenn das System einige der Knochennamen findet, nicht alle von ihnen, wird die Animation ausgeführt, berücksichtigt aber nur die gefundenen Knochennamen. 1. Bevor die Sequenz in die Track View eingelesen wird, musst du prüfen, auf der Zeitachse genug Platz für die Rahmen (frames) ist. Wenn die Anzahl an Frames auf der Zeitachse geringer als die Anzahl von Frames, die du auslesen möch-test, ist, liest das System die Daten nur bis zur Maximalanzahl von Frames und gibt dann eine Fehlermeldung aus. (“animation rang eis not sufficient” - Animationsspielraum nicht genügend). 2. Bevor die Sequenz ausgelesen werden kann, musst du außerdem die Funktion Auto Key aktivieren. In diesem Fall wird der Charat-ParameterBlock in die Track View geschrieben. 3. Gib die Import-Datei in die Dialogbox ein. 4. Wähle den Dateityp .cat-motion aus. 5. Wähle ein Unterverzeichnis, in welchem die Sequenz zuvor gespeichert wurde. 6. Wähle die erste Datei der Sequenz aus und gehe auf “Open” (Öffnen). 7. Die Animation wird in die Track View geschrieben. 8. Deaktiviere die AutoKey-Funktion wieder. Dummy-Datei importieren Die Dummy-Datei enthält folgende Komponenten: – Personenbeschreibung – kinematische Struktur – Database-Organiser – Bewegungsgrenzen – Diskomfort-Definition – Konfiguration der inversen Biomechanik – Konfiguration der Auswahlmarkierung für immersives (eingebundenes?) System – Materialbeschreibung für immersives System – Hautbeschreibung – Beschreibung der Startposition Dummy-Datei importieren: 1. Wähle ein Körperobjekt aus. 2. Gib die “Import File”-Dialogbox ein (?! – vielleicht “öffne…”???) 3. Wähle die .dummy-Datei aus

CharAT ergonomics

4. wähle den Dateinamen aus, um zu öffnen Dummy-Datei exportieren 1. Wähle ein Körper-Objekt aus. 2. Rufe die “Export File”-Dialogbox auf. 3. Wähle als Dateityp “.dummy” aus. 4. gib einen Dateinamen ein, um zu speichern. Die exportierte Dummy-Datei lässt sich in jedem IDO:Ergonomics System an-wenden!

127

128

CharAT ergonomics

Appendix

1. Example user database #!CATBODY 2 # USER database # feminin # unit: mm #

MNr

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34

MEAN 1577.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 422.00 0.00 266.00 0.00 311.00 367.00 0.00 0.00 201.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 743.00

SD 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

NPX 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

Z 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

Stature--------------------Eye height-----------------Tragion height-------------Mouth height---------------Height of cervical vertebra7 Initial neck height--------Sternal height-------------Shoulder height lateral----Shoulder height acromial---Subaxillary height---------Mamillary height-----------Waist height---------------Iliocristal height---------Iliospinal height----------Trochanter height ---------Shoulder breadth, bideltoidShoulder breadth, biacromi-Shoulder breadth, unilateral Shoulder breadth, lifted arm Thorax breadth-------------Waist breadth--------------Pelvis breadth-------------Hip breadth----------------Body depth-----------------Depth back - chest---------Depth dorsal vertebra-ster-Depth of waist-------------Biggest de-torso below che-Biggest depth of buttock---Shoulder girth-------------Torso girth, vertical------Chest girth----------------Anthropological chest girthThorax girth---------------Waist girth-----------------

Koerperhoehe---------------Augenhoehe-----------------Tragionhoehe---------------Mundhoehe------------------Halswirbelhoehe------------Halsansatzhoehe------------Sternalhoehe---------------Schulterhoehe lateral------Schulterhoehe akromial-----Unterachselhoehe-----------Brustwarzenhoehe-----------Taillenhoehe---------------Darmbeinkammhoehe----------Darmbeinstachelhoehe-------Trochanterhoehe------------Schulterbreite >Oberarme<--Schulterbreite >Akromien<--Einseitige Schulterbreite--Schulterbreite bei erh-Armen Brustkorbbreite------------Taillenbreite--------------Beckenbreite---------------Hueftbreite----------------Koerpertiefe---------------Brusttangente--------------Brustkorbtiefe-------------Taillentiefe---------------Gr- Rumpftiefe u-Brustkorb-Gesaesstangente------------Schulterumfang-------------Rumpfumfang vertikal-------Brustkorbumfang------------Anthropologischer Brustumfan Thoraxumfang---------------Taillenumfang---------------

129

130 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102

CharAT ergonomics 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 302.00 0.00 0.00 0.00 420.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 232.00 0.00 277.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

Seat girth-----------------Height sitting plane- vertex Height sitting plane- eye--Height sitting plane- mouthHeight sitting plane-cervi-Sitt-shoulder height, acromi Height of lower scapula/sitt Height of pelvis/sitting---Height seat-trochanter-----Biggest hip breadth sittingSagittal diamet-abdomen/sitt Span of arms---------------Span of grip axes----------Elbow span-----------------Forward reach, (fingertips)-Forward reach, (grip axis)-Vertical reach, (fingertips)Vertical reach, (grip axis)Max-vertical reach(fingertp)Maximal vertical grip reachMiddle fingertip height-----Height of grip axes--------Wrist height---------------Elbow height---------------Upper arm length-----------Projected arm length-------Functional arm length------Arm length without hand----Length elbow - fingertips---Length elbow - grip axes---Length bend of elbow-fingertDiameter of initial uppera-Forearm thickness----------Forearm length without han-Breadth of elbow-----------Widest breadth for both elbo Wrist girth----------------Smallest forearm girth-----Biggest forearm girth------Biggest upper arm girth----Vertic-fingertip reach/sitt-Vertical grip reach, sitting Elbow height, sitting------Hand girth without thumb---Grip girth-----------------Fist girth-----------------Little finger girth---------Ring finger girth ----------Middle finger girth---------Forefinger girth------------Thumb girth----------------Breadth little finger prox--Breadth little finger dist--Breadth ring finger proxim--Breadth ring finger distal--Breadth middle finger prox--Breadth middle finger dist--Breadth forefinger proxima--Breadth forefinger distal---Breadth of thumb distal----Length little finger--------Length ring finger----------Length middle finger--------Midd-fing-prox-phalanx lengtMidd-fing-middle phal-lengthMidd-fing-distal phal-lengthLength of forefinger--------Length of thumb-------------

Gesaessumfang--------------Koerpersitzhoehe ----------Augenhoehe von Sitzflaeche--Mundhoehe von Sitzflaeche---Cervicalhoehe--------------Schulterhoehe akromial-----Untere Schulterblatthoehe--Beckenhoehe----------------Trochanterhoehe------------Koerpersitzbreite----------Sagittaler Abdomendurchmesse Spannweite der Arme -------Griffachsenspannweite------Ellenbogenspannweite-------Reichweite vorn(Fingerspitz) Reichweite vorn(Griffachse)Reichweite oben(Fingerspitz) Reichweite oben(Griffachse)Max Reichweite oben (Fspitz) Max Reichweite oben (Griff-) Fingerspitzenhoehe---------Griffachsenhoehe-----------Handgelenkshoehe-----------Ellenbogenhoehe------------Oberarmlaenge--------------Projektivische ganze Armlaen Funktionelle Armlaenge-----Armlaenge ohne Hand--------Ellenbogen > Fingerspitzen-Ellenbogen > Griffachse----Ellenbeuge > Fingerspitzen-Armansatzbreite------------Unterarmdicke--------------Unterarmlaenge ohne Hand---Ellenbogenbreite-----------Breite ueber Ellenbogen----Handgelenkumfang-----------Kleinster Unterarmumfang---Groesster Unterarmumfang---Groesster Oberarmumfang----Reichweite nach oben-------Reichweite nach oben (Griff) Ellenbogenhoehe------------Handumfang ohne Daumen-----Griffumfang----------------Faustumfang----------------Kleinfingerumfang-----------Ringfingerumfang------------Mittelfingerumfang----------Zeigefingerumfang-----------Daumenumfang---------------Kleinfingerbreite handnah---Kleinfingerbreite handfern--Ringfingerbreite handnah---Ringfingerbreite handfern--Mittelfingerbreite handnah--Mittelfingerbreite handfer--Zeigefingerbreite handnah---Zeigefingerbreite handfern--Daumenbreite koerperfern---Kleinfingerlaenge-----------Ringfingerlaenge------------Mittelfingerlaenge----------MittelfingergrundgliedlaengeMittelfingermittelgliedlaengMittelfingerendgliedlaenge--Zeigefingerlaenge-----------Daumenlaenge----------------

CharAT ergonomics 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169

0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 90.00 90.00 255.00 0.00 94.00 0.00 0.00 550.00 0.00 354.00 0.00 506.00 0.00 0.00 0.00 0.00 556.00 0.00 0.00 0.00 214.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 152.00 0.00 191.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

Length of palm-------------Length of hand-------------Breadth of hand with thumb-Breadth of hand without th-Thickness of hand----------Radius of fingertips--------Grip dia-thumb/middle fg-tip Grip dia-thumb/forefingertipGr-dia-foref-tip/dist-thumb Gr-dia-foref-tip/prox-thumb Circular reach-through dimen Projective leg (+foot) lengt Crotchheight inside leg+fo-Gluteal height-------------Knee joint height----------Medial ankle height--------Lateral ankle height ------Length of foot-------------Length of forefoot---------Projective foot breadth ---Breadth of heel------------Breadth of ball of the footGirth of shank-------------Girth of knee--------------Girth of calf--------------Girth of ankle-------------Height knee-sole of the foot Height of sitting plane----Length buttock to calf/sitti Length buttock to knee/sitti Max-sitt-depth/buttock-tipto Length buttock-sole, sitting Height of shank------------Breadth of single knee-----Breadth oth knees closed/sit Height of head-------------Height of face (chin-front-Eye-vertex height----------Ear height, tragion-vertex-Nose-vertex height---------Mouth-vertex height--------Distance root of nose - chin Nose height, subnasal-nasion Auricular height-----------Breadth initial neck-------Breadth of lower jaw angle-Breadth of nose, lateral---Auricular breadth- --------Horizontal ear-head distance Zygomatic face breadth-----Breadth of root of the noseInterpupillary breadth-----Breadth of upper face------Smallest forehead breadth--Breadth of head------------Breadth of head with ears--Head length/glabel-opistho-Length nosetip-opisthocranio Length ectocanthus-opisthocr Length tragion-opisthocranio Horizontal head girth -----Sagittal head curve--------Transversal head curve,tragi Lower head curve,ear-chin-ea Girth of neck--------------Initial neck girth---------Bodyweight------------------

Handflaechenlaenge---------Handlaenge-----------------Handbreite mit Daumen------Handbreite ohne Daumen-----Handdicke------------------Fingerkuppenradius---------Greifdurchmesser 1---------Greifdurchmesser 2---------Greifdurchmesser 3---------Greifdurchmesser 4---------Kreisfoermige Durchgreifgroe Projektivische Beinlaenge--Schritthoehe---------------Gesaessfaltenhoehe---------Kniegelenkhoehe------------Fussknoechelhoehe medial---Fussknoechelhoehe lateral--Fusslaenge-----------------Vorderfusslaenge-----------Fussbreite.----------------Fersenbreite---------------Fussballenumfang-----------Oberschenkelumfang---------Knieumfang-----------------Wadenumfang----------------Fesselumfang---------------Kniehoehe > Fussohle-------Sitzflaechenhoehe ----------Koerpersitztiefe bis Wade-Sitztiefe einschliessl.KnieSitztiefe > Fusszehen------Gesaess (Ruecken)-Beinlaenge Oberschenkelhoehe----------Kniebreite eines Knies-----Kniebreite beider(geschloss) Kopfhoehe------------------Gesichtshoehe(Kinn-Stirnmi-Augen-Scheitel-Hoehe-------Ohr-Scheitel-Hoehe---------Nasen-Scheitel-Hoehe-------Mund-Scheitel-Hoehe--------Abstand Nasenwurzel - Kinn-Nasenhoehe-----------------Ohrmuschellaenge-----------Halsansatzbreite-----------Unterkieferwinkelbreite----Nasenbreite----------------Ohrmuschelbreite-----------Ohrmuschelabstand----------Jochbogenbreite------------Nasenwurzelbreite----------Pupillenabstand------------Obergesichtsbreite---------Kleinste Stirnbreite-------Kopfbreite-----------------Kopfbreite mit Ohren-------Kopftiefe------------------Kopftiefe ab Nasenspitze---Kopftiefe ab Augenwinkel---Kopftiefe ab Tragion-------Kopfumfang-----------------Sagittaler Kopfbogen-------Transversaler Kopfbogen----Ohr-Kinn-Ohr-Bogen---------Halsumfang-----------------Halsansatzumfang-----------Kรถrpergewicht---------------

131

132

CharAT ergonomics

2. Example standard CharAT database format MNr = CharAT measurement Number MEAN = Staatistical main value SD = Standard deviation NPX = WORLD GLOBAL Allometry value Z = Proportional coefficient

#!CATBODY 2 # GERMAN Antropologischer Atlas database # feminin 25 years old # unit: mm #

MNr 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34

MEAN 1645.0 1539.0 1522.0 1461.0 1404.0 1374.0 1337.0 1347.0 1343.0 1199.0 1172.0 1014.0 977.0 944.0 829.0 416.0 364.0 133.0 362.0 252.0 253.0 280.0 342.0 289.0 237.0 174.0 174.0 232.0 213.0 844.5 1498.0 760.0 837.0 760.0 700.0

NPX

61.0 57.1 56.4 54.2 62.0 60.7 58.0 55.2 55.0 49.1 49.0 41.5 51.7 50.0 41.4 23.0 17.0 6.2 20.0 16.0 25.0 21.0 23.0 28.0 23.0 18.0 16.9 22.5 20.7 41.8 88.0 67.0 65.0 48.3 65.0

0.9550 0.9456 0.9523 0.9532 0.9506 0.9536 0.9532 0.9498 0.9352 0.9325 0.9277 0.9400 0.9249 0.9315 0.9243 0.9014 0.9096 0.9129 0.9333 0.8624 0.8382 0.9190 0.9767 1.1345 1.0513 0.8468 0.8554 0.9574 0.9741 0.7377 0.9764 0.7587 0.9001 0.8334 0.8609

0.0781 -0.0920 -0.0055 0.0031 -0.0194 0.0067 0.0028 -0.0274 -0.2063 -0.1847 -0.2277 -0.1201 -0.2169 -0.1692 -0.2284 -0.3213 -0.2929 -0.1876 -0.0716 -0.3065 -0.3539 -0.1565 0.3973 1.5589 0.5646 -0.4139 -0.3059 0.0729 0.1591 -1.2495 0.2296 -1.0045 -0.2018 -0.4543 -0.3007

CharAT ergonomics 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102

950.0 867.0 744.0 694.0 637.0 572.0 445.0 228.0 73.0 377.0 239.0 1646.0 1403.0 838.0 787.0 695.0 2110.0 2017.0 2196.0 2097.0 631.0 717.0 787.0 1031.0 304.0 713.0 620.0 544.0 434.0 323.0 380.0 114.0 45.0 239.0 62.0 400.0 160.0 162.0 238.0 303.0 1273.0 1192.0 243.0 182.0 130.0 286.0 56.0 62.0 65.0 63.0 67.0 15.0 13.0 16.0 14.0 18.0 15.0 18.0 15.0 19.0 58.0 73.0 74.0 25.0 24.0 25.0 69.0 63.0

63.9 35.0 27.6 25.7 23.6 21.2 16.5 8.5 2.7 23.0 23.2 76.0 0.0 44.1 39.0 42.2 78.2 74.8 81.4 77.8 34.0 26.6 29.2 38.2 16.0 34.0 37.6 33.0 27.2 20.3 23.8 13.0 4.0 15.0 3.0 19.4 14.2 14.4 13.0 29.0 67.0 62.7 9.0 9.4 6.7 16.0 3.0 3.1 3.4 3.4 3.9 0.8 0.7 0.8 0.7 0.9 0.8 0.9 0.8 1.0 3.1 3.9 4.0 1.4 1.3 1.4 3.7 3.4

0.9485 0.9270 0.9160 0.9230 0.9463 0.8998 0.9163 0.8879 0.8641 1.0353 0.9756 0.9399 0.9380 0.9455 1.0213 1.0151 1.0126 0.9450 0.9502 0.9449 0.9579 0.9277 1.3205 0.9417 0.8814 0.9499 0.9600 0.9305 0.9314 0.9295 0.9334 0.9460 0.8265 0.9320 0.7762 0.7786 0.9139 0.8714 0.8003 0.9038 0.9512 0.9581 0.9861 0.8685 0.9862 0.9973 0.9843 0.9485 0.9731 0.9507 0.9611 0.8891 0.8422 0.7836 0.8283 0.8635 0.8387 0.8443 0.8125 1.0308 0.9133 0.9250 0.8915 0.9285 0.9261 0.8725 0.9235 0.9151

0.0272 -0.1310 -0.2448 -0.1357 0.0527 -0.4054 -0.1991 -0.4045 -0.5579 1.1793 0.1730 -0.0677 -0.1112 -0.0201 0.6227 0.3983 0.6774 -0.0346 0.0129 -0.0347 0.0679 -0.2458 4.0953 -0.0854 -0.5309 0.0157 0.0756 -0.1016 -0.1591 -0.1542 -0.0871 0.0341 -0.5139 -0.0944 -0.5886 -0.7793 -0.0541 -0.1706 -0.5651 -0.2020 0.0153 0.0593 0.3809 -0.3615 0.2820 0.3857 0.3014 0.0570 0.2237 0.0714 0.1393 -0.2905 -0.4606 -0.8046 -0.6325 -0.4332 -0.5491 -0.5588 -0.6280 -0.6053 -0.1705 -0.1084 -0.4234 -0.1091 -0.1243 -0.4227 -0.1753 -0.1899

133

Gesaessumfang--------------Koerpersitzhoehe ----------Augenhoehe von Sitzflaeche-Mundhoehe von Sitzflaeche--Cervicalhoehe--------------Schulterhoehe akromial-----Untere Schulterblatthoehe--Beckenhoehe----------------Trochanterhoehe------------Koerpersitzbreite----------Sagittaler Abdomendurchmesse Spannweite der Arme -------Griffachsenspannweite------Ellenbogenspannweite-------Reichweite vorn(Fingerspitz) Reichweite vorn(Griffachse)Reichweite oben(Fingerspitz) Reichweite oben(Griffachse)Max Reichweite oben (Fspitz) Max Reichweite oben (Griff-) Fingerspitzenhoehe---------Griffachsenhoehe-----------Handgelenkshoehe-----------Ellenbogenhoehe------------Oberarmlaenge--------------Projektivische ganze Armlaen Funktionelle Armlaenge-----Armlaenge ohne Hand--------Ellenbogen > Fingerspitzen-Ellenbogen > Griffachse----Ellenbeuge > Fingerspitzen-Armansatzbreite------------Unterarmdicke--------------Unterarmlaenge ohne Hand---Ellenbogenbreite-----------Breite ueber Ellenbogen----Handgelenkumfang-----------Kleinster Unterarmumfang---Groesster Unterarmumfang---Groesster Oberarmumfang----Reichweite nach oben-------Reichweite nach oben (Griff) Ellenbogenhoehe------------Handumfang ohne Daumen-----Griffumfang----------------Faustumfang----------------Kleinfingerumfang----------Ringfingerumfang-----------Mittelfingerumfang---------Zeigefingerumfang----------Daumenumfang---------------Kleinfingerbreite handnah--Kleinfingerbreite handfern-Ringfingerbreite handnah--Ringfingerbreite handfern-Mittelfingerbreite handnah-Mittelfingerbreite handfer-Zeigefingerbreite handnah--Zeigefingerbreite handfern-Daumenbreite koerperfern---Kleinfingerlaenge----------Ringfingerlaenge-----------Mittelfingerlaenge---------Mittelfingergrundgliedlaenge Mittelfingermittelgliedlaeng Mittelfingerendgliedlaenge-Zeigefingerlaenge----------Daumenlaenge----------------

134 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169

CharAT ergonomics 100.0 175.0 92.0 77.0 26.0 7.0 41.0 42.0 31.0 21.0 69.0 769.0 761.0 731.0 447.0 72.0 68.0 241.0 175.0 91.0 62.0 237.0 570.0 364.0 352.0 239.0 507.0 432.0 482.0 581.0 790.0 994.0 144.0 86.0 187.0 204.0 169.0 117.0 128.0 139.0 172.0 117.0 54.0 57.0 119.0 103.0 31.0 32.0 18.0 134.0 31.0 60.0 86.0 107.0 146.0 175.0 182.0 217.0 170.0 97.0 547.0 335.0 349.0 300.0 330.0 384.0 59.2

5.1 9.0 4.8 4.0 3.0 0.0 0.0 2.2 1.6 1.1 3.5 42.0 38.0 36.5 26.0 4.2 4.0 13.0 0.0 6.0 4.1 11.0 49.0 26.0 26.0 15.8 29.5 25.1 28.0 28.0 39.4 49.6 13.0 6.0 13.0 10.0 8.7 6.0 6.6 0.0 0.0 6.0 4.0 2.8 8.0 3.8 1.2 1.1 0.5 5.0 1.2 3.0 3.2 4.0 5.0 5.0 6.0 9.0 7.1 4.1 18.0 11.0 12.0 11.0 22.2 25.8 10.2

0.9210 0.9264 0.8781 0.9040 0.8800 0.8760 0.9490 0.9501 0.9544 0.9652 0.8891 0.9170 0.9332 0.9211 0.9715 0.9690 0.9866 0.9125 0.9076 0.9229 0.9762 0.9724 1.0186 0.9810 0.9763 0.9210 0.9452 0.9531 0.9716 0.9603 0.9720 0.9674 0.9840 0.9242 0.8865 0.8556 0.8401 0.9975 0.9122 0.9164 0.9192 0.8976 0.9234 0.8781 0.9182 0.9290 0.8847 0.9376 0.8630 0.9303 0.9857 0.9473 0.9815 0.9774 0.9282 0.9370 0.8848 0.8979 0.9377 0.8983 0.9231 0.9215 0.9613 0.9286 0.8798 0.9048 0.8714

-0.1982 -0.1564 -0.3231 -0.2127 -0.1985 -0.4554 -0.0467 -0.0317 0.0038 0.0947 -0.4646 -0.2839 -0.2474 -0.2956 0.1933 0.1154 0.2443 -0.3299 -0.3203 -0.2124 0.2068 0.1531 0.5114 0.2481 0.1961 -0.1088 -0.0672 0.0082 0.1934 0.0660 0.1519 0.1381 0.2334 -0.0953 -0.2780 -0.3953 -0.3604 0.4746 -0.0235 -0.0064 0.0109 -0.1004 0.0236 -0.0627 -0.1089 0.1921 -0.0104 0.2326 -0.1044 0.1966 0.4827 0.2699 0.4619 0.4410 0.2466 0.2360 0.0197 0.0696 0.2477 0.0710 0.2125 0.1839 0.4499 0.1831 -0.3653 -0.1715 -0.6651

Handflaechenlaenge---------Handlaenge-----------------Handbreite mit Daumen------Handbreite ohne Daumen-----Handdicke------------------Fingerkuppenradius---------Greifdurchmesser 1---------Greifdurchmesser 2---------Greifdurchmesser 3---------Greifdurchmesser 4---------Kreisfoermige Durchgreifgroe Projektivische Beinlaenge--Schritthoehe---------------Gesaessfaltenhoehe---------Kniegelenkhoehe------------Fussknoechelhoehe medial---Fussknoechelhoehe lateral--Fusslaenge-----------------Vorderfusslaenge-----------Fussbreite.----------------. Fersenbreite---------------Fussballenumfang-----------Oberschenkelumfang---------Knieumfang-----------------Wadenumfang----------------. Fesselumfang---------------Kniehoehe > Fussohle-------Sitzflaechenhoehe ---------Koerpersitztiefe bis Wade-Sitztiefe einschliessl.KnieSitztiefe > Fusszehen------Gesaess (Ruecken)-Beinlaenge Oberschenkelhoehe----------Kniebreite eines Knies-----Kniebreite beider(geschloss) Kopfhoehe------------------Gesichtshoehe(Kinn-Stirnmi-Augen-Scheitel-Hoehe-------Ohr-Scheitel-Hoehe---------Nasen-Scheitel-Hoehe-------Mund-Scheitel-Hoehe--------Abstand Nasenwurzel - Kinn-Nasenhoehe-----------------Ohrmuschellaenge-----------Halsansatzbreite-----------Unterkieferwinkelbreite----Nasenbreite----------------Ohrmuschelbreite-----------Ohrmuschelabstand----------Jochbogenbreite------------Nasenwurzelbreite----------Pupillenabstand------------Obergesichtsbreite---------Kleinste Stirnbreite-------Kopfbreite-----------------Kopfbreite mit Ohren-------Kopftiefe------------------Kopftiefe ab Nasenspitze---Kopftiefe ab Augenwinkel---Kopftiefe ab Tragion-------Kopfumfang-----------------Sagittaler Kopfbogen-------Transversaler Kopfbogen----Ohr-Kinn-Ohr-Bogen---------Halsumfang-----------------Halsansatzumfang-----------Kรถrpergewicht---------------

CharAT ergonomics

135

136

CharAT ergonomics

137

138

CharAT ergonomics

.....do you have human engineering problems? we have the human engineering solutions!