DE10204013A1

DE10204013A1 - Verfahren und Vorrichtung zur 3D-Navigation in einer 3D-Darstellung eines Anzeigegerätes

Info

Publication number: DE10204013A1
Application number: DE2002104013
Authority: DE
Inventors: Heiko Drewes; Elke Hergenroether
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2002-02-01
Filing date: 2002-02-01
Publication date: 2003-08-14

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur 3-D-Navigation in einer 3-D-Darstellung eines Anzeigegerätes mit einem mit einer Hand über eine Unterlage führbaren Gehäuse, das an einer Unterseite zwei voneinander beabstandete Abtasteinheiten zum Erfassen einer translatorischen Bewegung des Gehäuses über die Unterlage in zwei Dimensionen sowie einer Drehung des Gehäuses auf der Unterlage aufweist. Das Gehäuse weist ferner an einer Oberseite eine in zumindest zwei Freiheitsgraden bewegbare erste Eingabeeinheit und eine in zumindest einem Freiheitsgrad bewegbare zweite Eingabeeinheit auf, die derart angeordnet sind, dass sie beim Führen des Gehäuses über die Unterlage mit Fingern der Hand bewegbar sind. DOLLAR A Die vorliegende Vorrichtung sowie das zugehörige Verfahren ermöglichen auf einfache Art und Weise eine intuitive 3-D-Navigation ohne eine zusätzliche Hardwarekomponente.

Description

Technisches Anwendungsgebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur 3D-Navigation in einer 3D- Darstellung eines Anzeigegerätes mit einem mit einer Hand über eine Unterlage führbaren Gehäuse, das an einer Unterseite eine erste Abtasteinheit zum Erfassen einer translatorischen Bewegung des Gehäuses über die Unterlage in zwei Dimensionen aufweist, und das an einer Oberseite eine in zumindest zwei Freiheitsgraden bewegbare erste Eingabeeinheit und eine in zumindest einem Freiheitsgrad bewegbare zweite Eingabeeinheit aufweist, die derart an der Oberseite angeordnet sind, dass sie beim Führen des Gehäuses über die Unterlage mit Fingern der Hand bewegbar sind.
Die Computertechnik sowie alle damit zusammenhängenden Technologien, wie bspw. Softwareanwendungen und das Internet, befinden sich in einer rasanten Entwicklung. Zunehmend leistungsfähigere Prozessoren ermöglichen die 3D-Darstellung von Objekten und Objektumgebungen sowie deren Bewegung in Echtzeit an einem Anzeigegerät, wie bspw. einem Computermonitor. Dreidimensionale Anwendungen erlangen aufgrund der Steigerung der Datenübertragungsraten auch im Bereich des Internet eine hohe Bedeutung und stehen somit einem umfassenden Anwenderkreis zur Verfügung. Für den Umgang mit derartigen dreidimensionalen Anwendungen, insbesondere für die 3D-Navigation in den dargestellten dreidimensionalen Räumen, ist ein entsprechendes Eingabegerät erforderlich, das dem Anwender eine möglichst intuitive Bewegung in diesen Räumen ermöglicht.

Stand der Technik

Die heutzutage für Computeranwendungen gebräuchliche 2D-Maus bietet nur zwei Freiheitsgrade, über die die Translation in einer durch die Unterlage gebildeten X-Z-Ebene in eine entsprechende Translation des Mauszeigers (Cursor) bzw. eines mit diesem markierten Objektes in eine X'-Z'-Ebene der Anzeigefläche umgesetzt wird. Eine Navigation in dreidimensionalen Darstellungen, bspw. in virtuellen Welten, ist auf Basis der 2D-Maus nur mit Hilfe von Metaphern möglich. Eine logische und intuitive Navigation in 3D-Darstellungen kann mit einer herkömmlichen 2D-Maus, von der auch Ausführungsformen mit zusätzlichem Trackball und Mitteltastenrad für zusätzliche Funktionen bekannt sind, nicht realisiert werden.
Für eine verbesserte Navigation in 3D-Darstellungen sind spezielle Eingabegeräte bekannt, die unter dem Namen SpaceMouse bzw. Spaceball (Deutsche Forschungsanstalt für Luft- und Raumfahrt) sowie Puckman bzw. Cadman (Firma Logicad) auf dem Markt sind. Diese Spezialgeräte nutzen die in X-, Y- und Z- Richtung in gewissen Grenzen ermöglichte Bewegbarkeit und freie Rotierbarkeit einer in das Gerät integrierten Kugel bzw. eines entsprechenden Steuerungsknopfes für die Umsetzung in eine entsprechende Bewegung in der dreidimensionalen Darstellung. Diese bekannten Geräte für die 3D-Navigation stellen jedoch eine zusätzliche Hardwarekomponente zur bisherigen 2D-Computermaus dar und müssen zusätzlich zu dieser eingesetzt werden. Das bedeutet jedoch für den Anwender, dass er eine Hand für die normale 2D-Maus und eine weitere Hand für das 3D- Eingabegerät benötigt, so dass er keine Hand für Tastatureingaben frei hat. Für den Normalanwender ist zudem die Anschaffung eines derartigen 3D-Spezialeingabegerätes mit hohen Kosten verbunden. Weiterhin lassen sich die bekannten Spezialgeräte nicht ausreichend intuitiv bedienen.
Ausgehend von diesem bekannten Stand der Technik besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur 3D-Navigation in einer 3D-Darstellung eines Anzeigegerätes anzugeben, die eine verbesserte intuitive Bedienung ermöglichen und sich zudem kostengünstig realisieren lassen.

Darstellung der Erfindung

Die Aufgabe wird mit der Vorrichtung bzw. dem Verfahren gemäß den Patentansprüchen 1 und 14 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung sowie des Verfahrens sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die vorliegende Vorrichtung weist ein mit einer Hand über eine Unterlage führbares Gehäuse auf, das an der Unterseite eine erste Abtasteinheit und eine von der ersten beabstandete zweite Abtasteinheit jeweils zum Erfassen einer translatorischen Bewegung des Gehäuses über die Unterlage in zwei Dimensionen aufweist. Die Signale beider Abtasteinheiten werden derart miteinander verknüpft, dass neben einer translatorischen Bewegung in der X-Z-Ebene der Unterlage auch ein weiterer Freiheitsgrad erfasst wird, der einer Drehung des Gehäuses um eine senkrecht zur X-Z- Ebene stehende Y-Achse entspricht. Dieser dritte Freiheitsgrad wird aus den jeweiligen translatorischen Bewegungen errechnet, die mit den beiden Abtasteinheiten erfasst werden. Das Gehäuse weist weiterhin an seiner Oberseite eine in zumindest zwei Freiheitsgraden bewegbare erste Eingabeeinheit und eine in zumindest einem Freiheitsgrad bewegbare zweite Eingabeeinheit auf, die derart an der Oberseite angeordnet sind, dass sie beim Führen des Gehäuses über die Unterlage mit Fingern der Hand bewegbar sind.
Bei dem vorliegenden Verfahren zur 3D-Navigation wird eine Bewegung des Gehäuses über die Unterlage durch die erste und zweite Abtasteinheit erfasst, wobei eine translatorische Bewegung in einer durch die Unterlage aufgespannten X-Z-Ebene in eine translatorische Bewegung der Darstellung (d. h. des dargestellten Raumes), eines Cursors oder eines oder mehrerer dargestellter Objekte in einer X'-Z'-Ebene am Anzeigegerät und eine Drehung des Gehäuses auf der Unterlage um eine senkrecht zur X-Z-Ebene verlaufende Y-Achse in eine Drehung der Darstellung bzw. einer oder mehrerer Objekte um eine senkrecht zur X'-Z'-Ebene verlaufende Y'-Achse umgesetzt werden. Die X'-Z'-Ebene entspricht dabei einer Referenzebene im dargestellten dreidimensionalen Raum. Weiterhin wird eine Bewegung der ersten Eingabeeinheit durch einen Bediener in Richtung vom Bediener weg oder zum Bediener hin in eine entsprechende Rotation der Darstellung, des Cursors oder einer oder mehrerer Objekte um die X'-Achse bzw. Z'-Achse und eine Bewegung der ersten Eingabeeinheit durch einen Bediener nach links oder rechts in eine entsprechende Rotation der Darstellung, des Cursors oder einer oder mehrerer Objekte um die Z'- bzw. X'- Achse und eine Bewegung der zweiten Eingabeeinheit durch einen Bediener vom Bediener weg oder zum Bediener hin in eine entsprechende Translation in Y'-Richtung umgesetzt.
Die Bewegungen der vorliegenden Vorrichtung über die Unterlage sowie der entsprechenden ersten und zweiten Eingabeeinrichtungen werden in einer Betriebsweise in eine Bewegung bzw. Veränderung der Orientierung des dreidimensional dargestellten Cursors in der dreidimensionalen Darstellung umgesetzt. Wird mit diesem Cursor ein Objekt, oder eine Gruppe von Objekten, markiert bzw. angeklickt, so kann entsprechend das Objekt bzw. die Gruppe von Objekten dieser Bewegung bzw. Veränderung der Orientierung unterworfen werden.
Die vorliegende Vorrichtung mit dem zugehörigen Verfahren ermöglicht dem Bediener die Bewegung in 6 Freiheitsgraden, insbesondere einer Translation in X-, Y- und Z-Richtung sowie die freie 360°-Rotation um die X-, Y- und Z-Achse. Die Vorrichtung stellt somit ein Eingabegerät für 6 Freiheitsgrade dar. Dies eröffnet die Möglichkeit einer uneingeschränkten Beweglichkeit bei der Eingabe und der Navigation in 3D-Darstellungen, insbesondere in virtuellen 3D-Welten und 3D-Anwendungsprogrammen. Durch die bevorzugte Realisierung der vorliegenden Vorrichtung in Gestalt einer Computermaus ersetzt diese die herkömmliche 2D-Maus und übernimmt deren bisherige Funktionalität. Die vorliegende Vorrichtung lässt sich dabei durch einfache Umschaltung sowohl als 2D-Eingabegerät als auch als 3D-Eingabegerät bedienen und ermöglicht aufgrund der unterschiedlichen Abtasteinheiten und Eingabeeinrichtungen sowie der Umsetzung der entsprechenden Eingaben bzw. Bewegungen in die Bewegung des Cursors in der dreidimensionalen Darstellung eine logische und intuitive Navigation innerhalb der dreidimensionalen Darstellung. Die Ausgestaltung der vorliegenden Vorrichtung sowie deren erfindungsgemäßes Wirkprinzip ermöglichen somit die Arbeit am Computer mit nur einem graphischen Eingabegerät in Form einer Computermaus, die auf kostengünstige Weise realisierbar ist. Die vorliegende Vorrichtung ist daher für eine breite Anwenderschaft, d. h. für die All-User-Ebene geeignet. Die rasante Entwicklung von 3D-Welten im Internet, von 3D- Anwendungssoftware, von CAD-Umgebungen, von VR- Anwendungen und von Anwendungen im Bereich von Augmented Reality macht das breite Anwendungsspektrum der vorliegenden Vorrichtung deutlich.
Die vorliegende Vorrichtung lässt sich in unterschiedlichen Ausgestaltungen realisieren. Vorzugsweise ist die erste Eingabeeinheit ein frei rotierbarer Trackball, während die zweite Eingabeeinheit ein in Richtung vom Bediener hin bzw. zum Bediener weg bewegbares Rädchen ist. Selbstverständlich können diese Eingabeeinheiten auch mit anderen Mitteln, wie beispielsweise durch einen Joystick, eine Sensorfläche, vier Knöpfe oder einen Kreuzdruckschalter für die erste Eingabeeinheit oder durch einen Joystick, eine Sensorfläche, zwei Knöpfe oder einen Kippschalter für die zweite Eingabeeinheit, realisiert sein. In der bevorzugten Ausgestaltung sind weitere Funktionstasten am Gehäuse vorgesehen, wie dies auch bei einer üblichen 2D-Computermaus der Fall ist. Auch das Gehäuse weist in einer bevorzugten Ausgestaltung die nach oben gewölbte Form bekannter 2D-Computermäuse auf, die entsprechend an die ergonomischen Anforderungen angepasst ist.
In einer Weiterbildung der vorliegenden Vorrichtung sind an zwei gegenüberliegenden Seiten der Oberseite des Gehäuses zwei zusätzliche Tasten derart angeordnet, dass sie beim Führen des Gehäuses über die Unterlage mit Daumen und kleinem Finger der Hand betätigbar sind. Durch diese zusätzlichen Funktionstasten lassen sich weitere frei programmierbare Funktionen realisieren.
In einer Ausgestaltung der vorliegenden Vorrichtung weist diese eine Zoom-In/Zoom-Out-Funktion auf, die als zweite Funktionsbelegung durch das Mitteltastenrad erreicht wird. Eine derartige Zoom- Funktion stellt eine der meist benötigten Funktionen für den 3D-Anwender im graphischen Entwicklungsbereich dar.
Die erste und zweite Abtasteinheit können sowohl optische Abtasteinheiten als auch mechanische oder optomechanische Abtasteinheiten sein, wie dies aus dem Stand der Technik bei 2D-Computermäusen bekannt ist. Die Vorrichtung selbst kann hierbei sowohl über Kabel als auch über eine kabellose Funkverbindung mit dem Computer in Verbindung stehen. Der Cursor selbst wird am Anzeigegerät vorzugsweise durch einen sich um 360° um alle drei Achsen frei rotierbaren Pfeil dargestellt.
Für die Umsetzung der Bewegung des Gehäuses über die Unterlage sowie der Signale der Eingabeeinrichtungen am Gehäuse ist ein entsprechendes Modul erforderlich, das am Computersystem installiert wird. Die Umsetzung der entsprechenden Bewegungen bzw. Eingaben in eine entsprechende Bewegung des Cursors, der Darstellung oder von Objekten in der dreidimensionalen Darstellung erfolgt über dieses Modul.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die vorliegende Vorrichtung sowie das zugehörige Verfahren werden nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Zeichnungen nochmals kurz erläutert. Dabei zeigen:
Fig. 1 ein Beispiel für eine Ausgestaltung der vorliegenden Vorrichtung von der Unterseite sowie in Draufsicht;
Fig. 2 ein Vergleich der Abtastung der Unterlage mit einer herkömmlichen 2D- Computermaus und mit einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 ein Beispiel für zwei Orientierungen der vorliegenden Vorrichtung auf der Unterlage; und
Fig. 4 ein Beispiel für die Rotation des Cursors um die X'- bzw. Z'-Achse in der dreidimensionalen Darstellung.

Wege zur Ausführung der Erfindung

Ein Beispiel für die Ausgestaltung der vorliegenden Vorrichtung ist in der Fig. 1 in zwei Ansichten zu erkennen. In diesem Beispiel ist die vorliegende Vorrichtung mit einer Gehäuseform wie die einer herkömmlichen 2D-Computermaus ausgestaltet. In die Oberseite des Gehäuses 1 sind zwei Eingabeeinrichtungen integriert, wie dies in der Draufsicht der Fig. 1a zu erkennen ist. Die erste Eingabeeinrichtung wird durch einen Trackball 2 gebildet, der entsprechend der angedeuteten Pfeile zur Rotationssteuerung um die X'- bzw. Z'-Achse eingesetzt wird. Dieser Trackball wird vom Bediener mit dem Daumen gesteuert. Im vorderen Bereich des Gehäuses 1 ist ein Mitteltastenrad 3 als zweite Eingabeeinrichtung zur Translation der Y'-Achse sowie entsprechend einer zweiten Funktion zum Ein- bzw. Auszoomen der Darstellung vorgesehen. Das Mitteltastenrad 3 lässt sich entsprechend der angegebenen Pfeilrichtung bewegen. Links und rechts neben dem Mitteltastenrad 3 sind in bekannter Weise Eingabetasten 4 angeordnet, deren Funktion von der herkömmlichen 2D-Maus bekannt ist.
Neben diesen beiden Eingabeeinrichtungen 2, 3 sowie den Funktionstasten 4 weist die vorliegende Vorrichtung an der Unterseite zwei Abtasteinheiten 5, 6 auf, wie dies anhand der Fig. 1b, die eine Unteransicht des Gehäuses 1 darstellt, zu erkennen ist. Durch dieses Zweifach-Abtastsystem lässt sich sowohl eine Translation des Gehäuses 1 in der X-Z-Ebene einer Unterlage als auch eine Rotation des Gehäuses auf der Unterlage um eine senkrecht zur Unterlage stehende Y- Achse erfassen, wie dies anhand der dargestellten Pfeile veranschaulicht ist.
Zum Vergleich dieses Zweifach-Abtastsystems mit einem herkömmlichen Einfach-Abtastsystem einer 2D- Computermaus wird auf die Fig. 2 verwiesen. Fig. 2a stellt hierbei die X-Z-Ebene der Unterlage dar, auf der die Y-Achse senkrecht steht. Bei der bisherigen Technologie der 2D-Computermaus wird mittels eines einzigen Abtastpunktes P an der Unterseite des Gehäuses durch einen Trackball oder durch eine optische Abtastung ein bestimmter Punkt im X-Z-Koordinatensystem der horizontalen Ebene bestimmt. Im Gegensatz dazu werden bei der vorliegenden Vorrichtung mindestens zwei Punkte P1 und P2 gleichzeitig im X-Z-Koordinatensystem der horizontalen Ebene der Unterlage erfasst, wie dies aus Fig. 2b ersichtlich ist. Der Abstand dieser beiden Punkte P1 und P2 wird durch den Abstand der beiden Abtasteinheiten 5 und 6 festgelegt. Durch diese Mehrfach-Abtastung werden die Position des Gehäuses im X-Z-Koordinatensystem sowie die Lage bzw. Orientierung, d. h. der Rotationszustand um die Y-Achse auf der horizontalen Ebene, ermittelt und auf den vorzugsweise pfeilförmig ausgebildeten Cursor des Monitors übertragen, so dass der Bediener jederzeit den Lageüberblick in der dreidimensionalen Darstellung behält. Wird das Gehäuse auf der Unterlage um die Y-Achse gedreht, so ändern sich die abgetasteten Koordinaten der X-Z-Ebene, wie dies anhand der Fig. 3 zu erkennen ist. Bei dieser Darstellung wurde das Gehäuse auf der Unterlage um 90° im Uhrzeigersinn gedreht. Dieser Bewegungszustand wird mit der entsprechenden permanenten Lageänderung der Koordinatenpunkte an den Cursor des Monitors weitergegeben, so dass die Lageänderung in Echtzeit in der dreidimensionalen Darstellung zu verfolgen ist. Werden die beiden Zustände vor und nach der Drehung betrachtet, so erkennt man, dass im Beispiel der Fig. 3 das Gehäuse der Vorrichtung um 90° im Uhrzeigersinn rotiert wurde, aber entlang der Translationsachsen X und Z nicht verschoben wurde. Dies kann anhand der beiden Abtastpunkte P1 und P2 eindeutig erfasst werden.
Die Mehrfach-Abtastung lässt sich sowohl mit herkömmlicher Trackball-Abtastung als auch mit einer optischen Abtastung der Unterlage realisieren. Aufgrund der hervorragenden Eigenschaften sowie der Genauigkeit der optischen Abtastung wird diese Technik bevorzugt bei der vorliegenden Vorrichtung eingesetzt. Durch das vorliegende Mehrfach-Abtastsystem werden somit die Translation von X und Z sowie die freie Rotation von 360° um die Y-Achse - und somit alle drei Freiheitsgrade einer Bewegung in der zweidimensionalen X-Z-Ebene - in Echtzeit erfasst. Auch ein Nachsetzen der Vorrichtung, wie es bereits aus bisherigen 2-D-Mausanwendungen bekannt ist, stellt bei der vorliegenden Vorrichtung kein Problem dar, da über den Cursor auf dem Monitor jederzeit die Lage verfolgt werden kann.
Um alle 6 Freiheitsgrade der vorliegenden Navigationsvorrichtung zu realisieren, ist zusätzlich ein Trackball 2 für die Betätigung mit dem Daumen an der Oberseite des Gehäuses 1 angeordnet, wie dies bereits anhand der Fig. 1 erläutert wurde. Derartige Trackbälle sind bereits bei 2D-Computermäusen bekannt, dienen dort jedoch anderen Funktionen. Der Trackball 2ist frei rotierbar und steuert, vom Daumen bewegt, die Rotation um die X'- und Z'-Achse. Die Rotation um die X'- bzw. Z'-Achse erfolgt durch Vor- oder Rückdrehen bzw. Hoch- oder Herunterdrehen des Trackballs 2. Dies soll anhand der Fig. 4 nochmals veranschaulicht werden, bei der der Pfeilcursor 7 in der dreidimensionalen Darstellung des Monitors bspw. mittig axial gelagert ist. Durch die Drehung des Trackballs 2 nach vorne wird die Lage des Pfeilcursors 7 nach vorne über die Achse 8 abgetaucht. Eine entgegengesetzte Drehung erfolgt dementsprechend bei der Drehung des Trackballs 2 zurück. Hier wird die Rotationslage des Pfeilcursors nach vorn über die Achse 8 angehoben. Durch die freie Drehbarkeit des Trackballs 2 ist somit auch eine freie 360°-Rotation um die X'- bzw. Z'-Achse möglich. Je nachdem wie der Pfeilcursor 7 aufgrund des Mehrfach- Abtastsystems im X-Z-Koordinatensystem der horizontalen Ebene zu den X- und Z-Achsen steht, erfolgt durch die Trackballbewegung nach vorn bzw. nach hinten die Rotation um die X'- und/oder die Z'-Achse. Diese Rotationsbewegung ist uneingeschränkt um 360° vorwärts und rückwärts möglich. Eine Bewegung des Trackballs 2 nach rechts bewirkt dabei das Rollen nach rechts entlang der augenblicklichen Bewegungsachse, eine Bewegung des Trackballs nach links entsprechend das Rollen nach links entlang der Bewegungsachse.
Die Translation entlang der Y'-Achse wird auf einfache Weise über das Mitteltastenrad 3 gesteuert. Die Drehrichtung nach vorn bewirkt eine Bewegung nach unten entlang der Y'-Achse, die Drehrichtung nach hinten bewirkt eine Bewegung nach oben entlang der Y'- Achse. Die Betätigung dieses Mitteltastenrades 3erfolgt über einen der mittleren Finger, so dass die Bewegung des Cursors hierbei, wie auch bei der Bewegung des Trackballs 2, intuitiv erfolgt.
In der bevorzugten Ausgestaltung besitzt die vorliegende Vorrichtung eine für dreidimensionale Anwendungen weitere sehr nützliche Funktion. Über das Mitteltastenrädchen 3 kann der Benutzer durch gleichzeitiges Drücken einer Tastaturtaste, bspw. der Control-Taste, in der dreidimensionalen Darstellung Ein- und Auszoomen. Das Einzoomen erfolgt durch Drehen des Rädchens vom Bediener weg. Hierbei wird von der momentanen Objektansicht in die Richtung des Pfeilcursors gezoomt. Das Auszoomen erfolgt entsprechend durch das Drehen des Rädchens 3 in entgegengesetzter Richtung, wobei vom Pfeilcursor aus dem Objekt heraus weggezoomt wird. Das Objekt wird dabei auf dem Monitor zentriert dargestellt, wenn eine entsprechende Größe erreicht wurde und das Objekt kleiner als die Bildschirmgröße ist. Bezugszeichenliste 1 Gehäuse
2 erste Eingabeeinrichtung bzw. Trackball
3 zweite Eingabeeinrichtung bzw. Mitteltastenrädchen
4 Funktionstasten
5 erste Abtasteinrichtung
6 zweite Abtasteinrichtung
7 Pfeilcursor
8 Achse

Claims

1. Vorrichtung zur 3D-Navigation in einer 3D- Darstellung eines Anzeigegerätes mit einem mit einer Hand über eine Unterlage (10) führbaren Gehäuse (1), das an einer Unterseite eine erste Abtasteinheit (2) zum Erfassen einer translatorischen Bewegung des Gehäuses (1) über die Unterlage (10) in zwei Dimensionen aufweist, und das an einer Oberseite eine in zumindest 2 Freiheitsgraden bewegbare erste Eingabeeinheit (4) und eine in zumindest einem Freiheitsgrad bewegbare zweite Eingabeeinheit (5) aufweist, die derart an der Oberseite angeordnet sind, dass sie beim Führen des Gehäuses über die Unterlage mit Fingern der Hand bewegbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass an der Unterseite des Gehäuses (1) eine zweite von der ersten (2) beabstandete Abtasteinheit (3) zum Erfassen einer translatorischen Bewegung des Gehäuses (1) über die Unterlage (10) in zwei Dimensionen angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Eingabeeinheit (4) ein frei rotierbarer Trackball ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Eingabeeinheit (5) ein Rädchen ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und zweite Abtasteinheit (2, 3) optische Abtasteinheiten sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und zweite Abtasteinheit (2, 3) mechanische oder optomechanische Abtasteinheiten sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass an der Oberseite des Gehäuses (1) zumindest zwei Eingabetasten (6, 7) angeordnet sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Eingabeeinheit (5) ein Rädchen mit einer zusätzlichen Tastenfunktion ist, das zwischen den beiden Eingabetasten (6, 7) angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass an zwei gegenüberliegenden Seiten der Oberseite des Gehäuses (1) mindestens jeweils eine zusätzliche Taste derart angeordnet ist, dass sie beim Führen des Gehäuses über die Unterlage mit Daumen und kleinem Finger der Hand betätigbar sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1) die Dimensionen und Form einer Computermaus mit einer annähernd planen Unterseite und einer nach oben gewölbten Oberseite aufweist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Modul für den Empfang und die Verarbeitung von Signalen der Abtasteinheiten (2, 3) und Eingabeeinheiten (4, 5) vorgesehen ist,
um eine durch die erste und zweite Abtasteinheit (2, 3) erfasste translatorische Bewegung des Gehäuses (1) in einer durch die Unterlage aufgespannten X-Z-Ebene in eine translatorische Bewegung eines Cursors, der Darstellung oder eines oder mehrerer dargestellter Objekte in einer X'- Z'-Ebene am Anzeigegerät und eine Drehung des Gehäuses (1) auf der Unterlage um eine senkrecht zur X-Z-Ebene verlaufende Y-Achse in eine Drehung des Cursors, der Darstellung oder eines oder mehrerer dargestellter Objekte um eine senkrecht zur X'-Z'-Ebene verlaufende Y'-Achse umzusetzen,
um eine Bewegung der ersten Eingabeeinheit (4) durch einen Bediener in Richtung vom Bediener weg oder zum Bediener hin in eine entsprechende Rotation des Cursors, der Darstellung oder eines oder mehrerer dargestellter Objekte um die X'- bzw. Z'-Achse und eine Bewegung der ersten Eingabeeinheit (4) durch einen Bediener nach links oder rechts in eine entsprechende Rotation des Cursors, der Darstellung oder eines oder mehrerer dargestellter Objekte um die Z'- bzw. X'-Achse umzusetzen, und
um eine Bewegung der zweiten Eingabeeinheit (5) durch einen Bediener vom Bediener weg oder zum Bediener hin in eine entsprechende Translation des Cursors, der Darstellung oder eines oder mehrerer dargestellter Objekte in Y'-Richtung umzusetzen.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Modul über eine drahtlose Verbindung mit den Abtast- (2, 3) und Eingabeeinheiten (4, 5) in Kontakt steht.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Modul eine Umschaltung in eine zweidimensionale Betriebsweise ermöglicht, bei der lediglich eine durch die erste und zweite Abtasteinheit (2, 3) erfasste translatorische Bewegung des Gehäuses (1) in der durch die Unterlage aufgespannten X-Z-Ebene in eine translatorische Bewegung des Cursors, der Darstellung oder eines oder mehrerer dargestellter Objekte in einer X'-Z'-Ebene am Anzeigegerät umgesetzt wird.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Modul eine Umschaltung in eine zweidimensionale Betriebsweise ermöglicht, bei der lediglich eine durch die erste und zweite Abtasteinheit (2, 3) erfasste translatorische Bewegung des Gehäuses (1) in einer durch die Unterlage aufgespannten X-Z-Ebene in eine translatorische Bewegung eines Cursors, der Darstellung oder eines oder mehrerer dargestellter Objekte in einer X'-Z'-Ebene am Anzeigegerät und eine Drehung des Gehäuses (1) auf der Unterlage um eine senkrecht zur X-Z-Ebene verlaufende Y-Achse in eine Drehung des Cursors, der Darstellung oder eines oder mehrerer dargestellter Objekte um eine senkrecht zur X'-Z'-Ebene verlaufende Y'-Achse umgesetzt wird.

14. Verfahren zur 3D-Navigation in einer 3D- Darstellung eines Anzeigegerätes unter Verwendung einer Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem
eine Bewegung des Gehäuses (1) über die Unterlage durch die erste und zweite Abtasteinheit (2, 3) erfasst wird, wobei eine translatorische Bewegung in einer durch die Unterlage aufgespannten X-Z-Ebene in eine translatorische Bewegung eines Cursors, der Darstellung oder eines oder mehrerer dargestellter Objekte in einer X'- Z'-Ebene am Anzeigegerät und eine Drehung des Gehäuses (1) auf der Unterlage um eine senkrecht zur X-Z-Ebene verlaufende Y-Achse in eine Drehung des Cursors, der Darstellung oder eines oder mehrerer dargestellter Objekte um eine senkrecht zur X'-Z'-Ebene verlaufende Y'-Achse umgesetzt werden,
eine Bewegung der ersten Eingabeeinheit (4) in Richtung durch einen Bediener vom Bediener weg oder zum Bediener hin in eine entsprechende Rotation des Cursors, der Darstellung oder eines oder mehrerer dargestellter Objekte um die X'- bzw. Z'-Achse und eine Bewegung der ersten Eingabeeinheit (4) durch einen Bediener nach links oder rechts in eine entsprechende Rotation des Cursors, der Darstellung oder eines oder mehrerer dargestellter Objekte um die Z' bzw. X'-Achse umgesetzt werden, und
eine Bewegung der zweiten Eingabeeinheit (5) durch einen Bediener vom Bediener weg oder zum Bediener hin in eine entsprechende Translation des Cursors, der Darstellung oder eines oder mehrerer dargestellter Objekte in Y'-Richtung umgesetzt wird.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Kombination der Bewegung der zweiten Eingabeeinheit (5) mit einer Eingabe an einer Eingabetaste am Gehäuse oder einer Tastatur die Darstellung am Anzeigegerät ein- oder ausgezoomt wird.