Finished introduction and first chapter structure of report.

docs/report.tex

@@ -1,6 +1,6 @@
 \documentclass[10pt,a4paper]{article}
 
-\usepackage[dutch]{babel}
+\usepackage[english]{babel}
 \usepackage[utf8]{inputenc}
 \usepackage{amsmath,hyperref,graphicx,booktabs,float}
 
@@ -16,14 +16,17 @@
 Name:           & Taddeüs Kroes\\
 Student number: & 6054129\\
 E-mail address: & \texttt{taddeus.kroes@student.uva.nl}\\
-Adres:          & Wethouder van Wijckstraat 40, 1107 BR Amsterdam\\
+Address:        & Wethouder van Wijckstraat 40, 1107 BR Amsterdam\\
 Phone number:   & 06-23437025\\
-supervisor:     & Dr. R.G. Belleman (UvA)\\
+Supervisor:     & Dr. R.G. Belleman (UvA)\\
 \end{tabular}}
 
 \begin{document}
 
 \maketitle
+\abstract{
+    % TODO
+}
 \pagebreak
 \tableofcontents
 \pagebreak
@@ -37,265 +40,153 @@ this method of interaction, the programmer needs an abstraction of the raw data
 provided by the touch driver of the device. This abstraction exists in several
 multi-touch application frameworks like Nokia's
 Qt\footnote{\url{http://qt.nokia.com/}}. However, applications that do not use
-these frameworks consequently have no access to multi-touch events.
+these frameworks have no access to their multi-touch events.
 
 % Aanleiding
 This problem was observed during an attempt to create a multi-touch
 ``interactor'' class for the Visualization Toolkit
-(VTK\footnote{\url{http://www.vtk.org/}}).
+(VTK\footnote{\url{http://www.vtk.org/}}). Because VTK provides the application
+framework here, it is undesirable to use an entire framework like QT
+simultaneously only for its multi-touch support.
 
 % Ruw doel
-The goal of this thesis is to define a universal multi-touch event triggering mechanism.
-
-- Om een universeel multi-touch event 'gesture'-detectie te definiëren.
+The goal of this project is to define a universal multi-touch event triggering
+mechanism. To test the definition, a reference implementation is written in
+Python.
 
 % Setting/afbakening
-Dit onderzoek heeft als einddoel een Proof of Concept te maken, namelijk een
-toepassing van de universele multi-touch gesture-detectie in een VTK interactor.
-
-\subsection{Opbouw verslag}
-
-In hoofdstuk \ref{sec:vraagstelling} wordt de probleemstelling vertaald naar
-een doelstelling en een centrale vraagstelling.
-
-Hoofdstuk \ref{sec:deelvragen} verdeelt de centrale vraagstelling in een
-aantal deelvragen, die elk kort worden toegelicht.
-
-Na de vraagstelling wordt in hoofdstuk \ref{sec:afbakening} de afbakening van
-het onderzoeksgebied aangegeven.
-
-Vervolgens wordt de gebruikte onderzoeksmethodiek beschreven in hoofdstuk
-\ref{sec:methodiek}, bestaande uit een faseverdeling en een globale
-tijdsplanning.
+To tests multi-touch interaction properly, a multi-touch device is required.
+The University of Amsterdam (UvA) has provided access to a multi-touch table
+from PQlabs. The table uses the TUIO
+protocol\footnote{\url{http://www.tuio.org/}} to communicate touch events.
 
-Tot slot wordt in hoofdstuk \ref{sec:gerelateerd} een blik geworpen op een
-gerelateerd project.
+The scope of this thesis includes the design of an multi-touch triggering
+mechanism, a reference implementation of this design, and its integration into
+a VTK interactor.
+To be successful, the design should allow for extensions to be added to any
+implementation. The reference implementation is a Proof of Concept with some
+simple touch gestures that are used by the VTK interactor.
 
-\emph{- Rest v/d hoofdstukken beschrijven}
+    \subsection{Structure of this document}
 
-\section{Vraagstelling}
-\label{sec:vraagstelling}
+    % TODO
 
-\subsection{Doelstelling}
+\section{Definition of the problem}
 
-Het doel van dit onderzoek is om een bijdrage te leveren aan het ontwikkelen
-van een universeel datavisualisatie-programma.
-
-In dit projectvoorstel zal naar het programma worden verwezen met de afkorting
-``UVA'' (Universal Visualizaton Appliance).
-
-\subsection{Centrale vraag}
-
-Hoe kan een Proof of Concept voor een universeel datavisualisatie-programma
-worden gerealiseerd, gericht op 3D-visualisatie en met multi-touch interactie?
-
-\subsection{Deelvragen}
-\label{sec:deelvragen}
+The goal of this thesis is to create a multi-touch event triggering mechanism
+for use in a VTK interactor. The design of the mechanism must be universal.
 
+To design such a mechanism properly, the following questions are relevant:
 \begin{itemize}
-
-\item \emph{Welke taal (en evt. framework) zijn de beste keuze om het
-programma in te ontwikkelen?}
-
-Het kiezen van een taal is vooral afhankelijk van de beschikbaarheid van zgn.
-``libraries'' met multi-touch ondersteuning. Voor
-Python\footnote{\url{http://python.org}} bestaat bijvoorbeeld het
-applicatieframework Kivy\footnote{\url{http://kivy.org}}.
-
-\item \emph{Hoe werkt de communicatie met de multi-touch tafel?}
-
-Het is nodig om te weten wat voor ``events'' er worden ondersteund door
-frameworks als Kivy, om te bepalen welke touch-gebaren kunnen worden
-geïmplementeerd.
-
-\item \emph{Welke soorten 3D datasets zijn er en welke daarvan zijn relevant
-om te ondersteunen in het Proof of Concept?}
-
-De term ``3D dataset'' is een generieke benaming. Omdat de multi-touch
-tafel in het bezit van de UvA is, zal het onderzoek zich in eerste
-instantie richten op bestandsformaten die op de UvA worden gebruikt om de kans op
-daadwerkelijk gebruik van het programma te vergroten.
-
-\item \emph{Hoe kunnen de verschillende 3D datasets worden gevisualiseerd?}
-
-Is het bijvoorbeeld makkelijk om OpenGL commando's te gebruiken? En wanneer er
-vele duizenden vectoren zijn, is het dan nuttig om bijvoorbeeld clusters van
-vectoren te groeperen tot een enkele vector?
-
-\item \emph{Hoe kunnen multi-touch gebaren worden gebruikt in de interactie
-met 3D datasets?}
-
-Er moet een intuïtieve manier worden ontwikkeld voor de interactie met 3D data
-op een 2D scherm.
-
-\item \emph{Wat is een goede structuur die toestaat om in de toekomst nieuwe
-visualisatiemethodes toe te voegen?}
-
-Een universeel programma moet flexibel zijn zodat ontwikkelaars gemakkelijk
-nieuwe methodes kunnen toevoegen. Een voorbeeld van een al bestaand is
-Eclipse. Elk component van Eclipse wordt gezien is een ``plugin''. Zo'n plugin
-heeft een vast formaat waardoor het kan worden gebruikt in combinatie met
-andere plugins. Een soortgelijke structuur is wellicht nuttig om te hanteren
-in het UVA-programma.
-
-De structuur moet flexibel genoeg zijn om een verschillende frameworks te
-kunnen gebruiken in verschillende visualisatiemethodes. Kivy maakt
-bijvoorbeeld gebruik van een eigen main loop (een functie die zorgt voor het
-functioneren van de grafische interface). De loop is ``blocking'', dus is het
-mogelijk nodig om gebruik te maken van threads voor continue taken.
-
+    \item What is the input of the mechanism? Different touch drivers have
+        different API's. To be able to support different drivers (which is
+        highly desirable), there should probably be a translation from the
+        driver API to a fixed input format.
+    \item How can extendability be accomplished? The set of supported events
+        should not be limited to a single implementation, but an application
+        should be able to define its own custom events.
+    \item Can events be shared with multiple processes at the same time? For
+        example, a network implementation could run as a service instead of
+        within a single application, triggering events in any application that
+        needs it.
+    \item Is performance an issue? For example, an event loop with rotation
+        detection could swallow up more processing resources than desirable.
 \end{itemize}
 
-\subsection{Afbakening}
-\label{sec:afbakening}
-
-Het onderzoek zou waarschijnlijk het best tot zijn recht komen wanneer het zou
-worden uitgevoerd door meerdere onderzoekers. Omdat er echter slechts een
-enkele onderzoeker is, en er een beperkte tijd voor het onderzoek beschikbaar
-is, is besloten tot het maken van een Proof of Concept.
-
-%Omdat het UVA-programma expliciet als opdracht is geformuleerd, wordt in dit
-%onderzoek aangenomen dat er nog geen universeel programma voor
-%datavisualisatie bestaat.
-
-\subsection{Programma-onderdelen}
-
-\emph{- Multitouch-library}
-
-\emph{- front-end in VTK}
-
-\section{Relatie met vergelijkbaar onderzoek}
-\label{sec:gerelateerd}
-
-Er is gezocht naar programma's met een soortgelijke strekking met
-het doel er inspiratie uit op te doen, zo is het programma ``UDAV'' gevonden.
+\section{Hypothesis}
 
-UDAV\footnote{\url{http://udav.sourceforge.net/}} is een programma waarmee
-data op verschillende manieren kan worden gevisualiseerd met behulp van
-MathGL\footnote{\url{http://mathgl.sourceforge.net/}}. Om dit programma te
-kunnen gebruiken is kennis nodig van de MathGL syntax, waar het UVA-programma
-juist als eigenschap heeft dat er weinig kennis nodig is van de gebruiker.
-Het zou echter wel een optie zijn om visualisatiemogelijkheden in de MathGL
-library onder te brengen in een module voor het UVA-programma.
+To accomplish extendability, an object-oriented approach is an obvious choice.
+% TODO
 
-\section{Onderzoeksmethodiek}
-\label{sec:methodiek}
+\section{Related work}
 
-\subsection{Methode}
+% TODO
 
-Het UVA-programma is een nieuw soort programma, er is nog geen bestaande
-variant van. Dit onderzoek maakt daarom gebruik van een experimentele
-onderzoeksmethode\footnote{\url{http://artikelen.foobie.nl/verslagen-scripties/onderzoeksmethode-samenvatting/}}:
-tijdens de ontwikkeling van het programma wordt geëxperimenteerd met de
-beschikbare opties voor implementatie, en wordt bepaald in hoeverre deze
-opties voldoen aan de vooraf gestelde eisen.
+\section{Methods}
 
-\subsection{Fases}
+% TODO
 
-Het onderzoek kan worden verdeeld in vier hoofdfases:
+    \subsection{Preliminary inquiries}
 
-\subsubsection*{Oriëntatiefase}
+        \subsubsection{The TUIO protocol}
 
-De eerste fase is de oriëntatie op het werken met de multi-touch interface, en
-op het weergeven van voorbeeld-datasets in 3D (gebruik makend van de OpenGL-
-bindings\footnote{\url{http://kivy.org/docs/api-kivy.graphics.opengl.html}} in
-Kivy).
+        % TODO
+        % Vertellen dat het met UDP werkt
+        % wat komt er dan binnen?
+        % wat doet de implementatie ermee?
 
-Er moet bijvoorbeeld worden uitgezocht welke touch-gebaren worden herkend. Dit
-kan worden getest met behulp van een testprogramma dat een bericht toont op
-het moment dat een event optreedt.
+    \subsection{Experiments}
 
-Ook is het nuttig om een testprogramma te maken dat met behulp van de eerder
-genoemde OpenGL-bindings een 3D plot maakt van een voorbeeld-dataset, om
-bekend te worden met de OpenGL functionaliteit.
+    % testimplementatie met taps, rotatie en pinch. Hieruit bleek:
+    % - dat het gebruik van threads soms onvermijdelijk is
+    % - dat er verschillende manieren zijn om bijv. "rotatie" te
+    %   detecteren, (en dat daartussen onderscheid moet kunnen worden
+    %   gemaakt)
+    % - dat detectie van verschillende soorten gestures moet kunnen
+    %   worden gescheiden, anders wordt het een chaos.
+    % -
 
-Daarnaast moet worden bepaald welke soorten 3D data gaan worden gebruikt, en
-hoe het formaat hiervan eruit ziet.
+    % Tekenprogramma dat de huidige state tekent en waarmee
+    % transformatie kan worden getest
+    % Link naar appendix "supported events"
 
-\subsubsection*{Ontwerpfase}
+    % Proof of Concept: VTK interactor
 
-Met de kennis die is opgedaan tijdens de oriëntatiefase kan een ontwerp worden
-gemaakt van het kerncomponent van het programma, en de aansluiting hiervan op
-de 3D/multi-touch visualisatiecomponenten.
+% -------
+% Results
+% -------
 
-\subsubsection*{Implementatiefase}
+\section{Server structure}
 
-Deze fase bevat het daadwerkelijk programmeren van de ontworpen onderdelen.
-Tijdens deze fase zullen ook ontwerpproblemen op een gedetailleerd niveau
-worden opgelost. Denk aan het invullen van de grafische interface met knoppen
-en eventuele widgets.
+\subsection{Input server}
 
-\subsubsection*{Verslaglegging}
+% TODO
+% vertaling driver naar point down, move, up
+% TUIO in reference implementation
 
-Het is de bedoeling dat al tijdens de eerste drie fases wordt gewerkt aan de
-basis van de afstudeerscriptie. Tijdens die fases kunnen een aantal deelvragen
-worden beantwoord.
-Er zal een logboek worden bijgehouden in de vorm van Version Control. Het
-gebruikte Version Control systeem is Git\footnote{\url{http://git-scm.com/}}.
-Bij de ``commits'' worden ``commit messages'' ingevuld zodat zichtbaar is op
-welk moment (in welke commit) bepaalde taken zijn uitgevoerd.
+\subsection{Gesture server}
 
-Tijdens de laatste fase worden de antwoorden op de deelvragen waar nodig
-aangevuld, en worden de overige hoofdstukken geschreven.
+    \subsubsection{Windows}
 
-\section{Het TUIO-protocol}
+    % TODO
+    % toewijzen even aan deel v/h scherm:
+    % TUIO coördinaten zijn over het hele scherm en van 0.0 tot 1.0, dus moeten
+    % worden vertaald naar pixelcoördinaten binnen een ``window''
 
-\emph{- Vertellen dat het op een UDP poort binnenkomt}\\
-\emph{- wat komt er dan binnen?}\\
-\emph{- wat doet de implementatie ermee?}
+    \subsubsection{Trackers}
 
-\section{Multitouch-library}
+    % TODO
+    % event binding/triggering
+    % extendability
 
-\subsection{Threads}
 
-\emph{- Meerdere threads nodig omdat er 3 loops zijn}\\
-\emph{- Daemon threads voor stabiliteit}
+\section{Reference implementation}
 
-\subsection{Gebaarherkenning}
+% TODO
+% draw.py
+% VTK interactor
 
-\subsubsection*{Rotatie}
+\section{Conclusions}
 
-\emph{- Tangens-vergelijking voor rotatie om centroid}
+% TODO
+% Windows zijn een manier om globale events toe te wijzen aan vensters
+% Trackers zijn een effectieve manier om gebaren te detecteren
+% Trackers zijn uitbreidbaar door object-orientatie
 
-\subsubsection*{``Pinch''}
+\section{References}
 
-\emph{- Relatief verschil in afstand tot centroid}
+% TODO: BibTex
 
-\subsubsection*{Slepen met meerdere vingers}
+\appendix
 
-\emph{- meerdere vingers in dezelfde richting genereert drag event met beweging van
-centroid}
+\section{Schema of mechanism structure}
+\label{app:schema}
 
-\subsection{Afvuren ``event''}
+% TODO: "dia"
 
-\emph{- Event binding uitleggen}\\
-\emph{- Waarom deze manier handig is}\\
-\emph{- Eventueel: beschrijven welk design pattern dit is}
+\section{Supported events in reference implementation}
+\label{app:supported-events}
 
-\subsection{Toewijzing aan ``event window''}
-
-\emph{- TUIO coördinaten zijn over het hele scherm en van 0.0 tot 1.0, dus moeten worden vertaald naar pixelcoördinaten binnen een ``window''.}
-
-\section{Experimenten}
-
-\emph{- draw.py}\\
-\emph{- UVA front-end}
-
-\section{Conclusies}
-
-
-
-\section{Referenties}
-
-\begin{itemize}
-\item Homepage Robert Belleman \url{http://staff.science.uva.nl/~robbel/}
-\item Python homepage \url{http://python.org}
-\item Definitie experimentele onderzoeksmethode \url{http://artikelen.foobie.nl/verslagen-scripties/onderzoeksmethode-samenvatting/}
-\item Kivy homepage \url{http://kivy.org}
-\item Kivy OpenGL-bindings documentatie \url{http://kivy.org/docs/api-kivy.graphics.opengl.html}
-\item Git homepage \url{http://git-scm.com/}
-\item UDAV homepage \url{http://udav.sourceforge.net/}
-\item MathGL homepage \url{http://mathgl.sourceforge.net/}
-\end{itemize}
+% TODO
 
 \end{document}