Augmented Reality – Die Realität… ein bisschen besser.

Näher am Puls der Zeit geht kaum

Quelle: Unsplash.com / Künstler: Sylwia Bartyzel

Wer keine Leseratte ist, dem haben wir die wichtigsten Infos dieses Artikels in einem Interview zusammengestellt. Den Clip finden Sie hier oder ganz unten!

Plötzlich sah man sie im Sommer 2016 überall. Scheinbar völlig orientierungslos liefen sie durch die Gegend, das Smartphone in der Hand, das hoch, runter, nach rechts und links gehalten wurde. Menschen, die ihre Umgebung in diesem Moment offenbar vollends vergaßen. Was erst einmal verwirrend klingt, wurde blitzschnell zum Trend und genießt bis heute Millionen von Spielern. Die Rede ist natürlich von Pokémon Go, dem Hype, der vor gut zwei Jahren in aller Munde war. Eine aufkeimende Kindheitserinnerung zum Greifen nah: virtuelle Pokémon, überall verstreut in der realen Welt. Diese simple Anwendung an vorliegender Stelle zu nennen hat einen guten Grund, denn Pokémon Go ist gewissermaßen das perfekte Beispiel dafür, wie einfach Augmented Reality eigentlich funktioniert. Eine erweiterte Realität, in welcher der Spieler durch die reale Gegend läuft und surreale Pokémon entdeckt.

Anders als bei Virtual Reality bleibt die greifbare Realität bei Augmented Reality (im Folgenden: AR) erhalten. Dem Konsumenten ist es sowohl mit als auch ohne eine technische Brille möglich, AR wahrzunehmen, die bekannteste Version ist bislang aber vermutlich jene mit Brille. Die Besonderheit dabei: Die tatsächliche Umgebung bleibt dem Nutzer erhalten, er sieht sein Umfeld also auch weiterhin – nur eben vermischt mit zusätzlichen Informationen, welche ihm eingeblendet werden. Auch wenn es erst einmal befremdlich klingt, eine Brille aufzusetzen, von der man mit visuellen Eindrücken überhäuft wird: AR kann sich im Alltag als äußerst hilfreich erweisen. Ganz gleich, ob es sich um die Betriebsanleitung des Staubsaugers handelt, einen kleinen Shopping-Trip zwischendurch oder schlicht um das wöchentliche Sportprogramm im Fernsehen. Dem Nutzer werden unterschiedlichste Nebeninformationen zur Verfügung gestellt, die ihn täglich begleiten und bei seinen Tätigkeiten unterstützen sollen. Wie das Ganze technisch funktioniert, wird im Folgenden auch für die Laien unter uns verständlich erklärt.

Bei Augmented Reality (deutsch: „Erweiterte Realität“), kann die technische Brille – sofern sie eingesetzt wird – mit einem Smartphone, Tablet oder anderen Endgerät verbunden werden. Generell arbeitet die AR-Brille dann über ein WLAN-Netzwerk. Ein gängiges Beispiel für eine Augmented-Reality-Brille ist die HoloLens von Microsoft, die spätestens nach dem großen Wirbel im Jahr 2018 bekannt wurde. Dieses Gerät besitzt einen integrierten Prozessor und projiziert den gebrauchten Content über zwei seitlich angebrachte Mikro-Projektoren direkt auf die zwei sich spiegelnde Bildschirme. Der Vorgang geht vonstatten über Millionen von Lichtsignalen entlang des Displays. Circa 50 Zentimeter vor dem Auge erscheint der sogenannte „Layer“, also die gezeigten Inhalte, die wie eine transparente Schicht in der physischen Wirklichkeit erscheinen. Die Betonung liegt auf erscheinen, denn die Projektion selbst befindet sich im Grunde genommen nicht weiter weg, sondern unmittelbar vor dem Auge. Nehmen wir es also ganz genau, so ist eine Augmented-Reality-Brille viel weniger Brille und viel mehr ein kleiner Projektor, der Informationen über zwei Displays vor unser Auge reflektiert.

Quelle: Unsplash.com / Künstler: Avantgarde Concept

Vom technologischen Standpunkt aus betrachtet kann ein entsprechendes AR-Programm allerhand. Hierbei gibt es unterschiedliche Funktionen, die zum Gebrauch genutzt werden. Eine der bislang nützlichsten ist das Tracking (deutsch: „Verfolgung“). Um die Positionen von Objekten zu bestimmen, macht AR beispielsweise von akustischem Tracking Gebrauch, wobei die Laufzeit von Ultraschallsignalen zwischen Sender und Empfänger gemessen wird. Dieser Prozess kann auch durch magnetisches Tracking erfolgen; hierbei muss das Objekt allerdings mit Magnetfeldsensoren ausgestattet werden, damit es mittels Magnetfeldstärke bestimmt werden kann.

Befindet man sich plötzlich mitten im Nirgendwo und Google wird in diesem Moment zu dem einzigen Freund der helfen kann, so kommt GPS-Tracking ins Spiel, bei dem einem Objekt bestimmte GPS-Koordinaten zugewiesen werden. Mit Hilfe des eigenen Standortes wird hierbei die gesuchte Position anhand eines Anzeigegerätes berechnet. Beim optischen Tracking erkennt die Kamera die Umgebung im Gegensatz dazu anhand vorher festgelegter Marker. Oft werden diese – je nach Framework – auf etwa 1.000 Marker begrenzt. Auf diesem Weg kann die „Scene Recognition“ erfolgen, also beispielsweise das Erkennen von Räumen, Gebäuden und Landschaften. Deshalb ist Markertracking beim Erkennen von Umgebungen genauer als ein einfaches GPS-Signal.

Von der Image Recognition spricht man hingegen, wenn 2D-Bilder erkannt und nach dem Marker gefragt werden. Virtuelle Objekte werden dann erzeugt, wenn die Position des Bildes erfasst wurde. Im Gegensatz dazu handelt es sich bei der Object Recognition um das Erkennen und Tracken von 3D-Objekten. Dies geschieht durch die Erzeugung einer 3D-Map, die mit mehreren Bildern des Gegenstandes durch eine Software entsteht.

Ein hilfreiches Feature zur Identifizierung diverser Flächen in der realen Welt ist die „Plane Detection“. Erkannte Flächen können daraufhin in der virtuellen Welt verwendet werden. Schließlich können bei „Hit Testing“ sogar Objekte auf einer virtuellen Fläche platziert werden.

Quelle: Wikitude / Giphy.com

Simpel und kurz ausgedrückt funktioniert die genaue Standortermittlung also durch das sogenannte „SLAM“-Verfahren. Ausgesprochen bedeutet dies „Simultenous Localization and Mapping“ (deutsch: „Gleichzeitige Lokalisation und Kartierung“). Dieses Verfahren lässt sich in wenigen Schritten erklären:

  • Von der Umgebung des Nutzers wird eine Karte erstellt, die eigene Position wird hierbei geschätzt. Die Position dient als Ursprung, die Karte wird dadurch schrittweise aufgebaut
  • Die Bewegung wird bestimmt
  • „Loop Closing“ erfolgt. Das bedeutet einfach erklärt, dass ungenaue Angaben durch visuelle Eindrücke komplettiert werden, um letztendlich eine genauere Angabe über den Standort zu erhalten.

Augmented Reality kann alles verändern. Sie kann uns auf direktem Weg erreichen. Ein einfacher Gang durch den Supermarkt kann zu einer Mischung aus personalisierten Werbeanzeigen, aktuellen Neuigkeiten, der Wettervorhersage für den nächsten Tag und Austausch über Social Media werden. Der Kaloriengehalt jedes Produktes im Regal wird mitgeteilt, der persönliche Einkaufszettel wird immer deutlich sichtbar am Rand eingeblendet. Fängt man dann erst einmal an, über die Zukunft von Bildungsmöglichkeiten nachzudenken, so wird schnell klar, dass AR früher oder später wohl auch im Klassenzimmer, Vorlesungssaal oder Konferenzraum ein ganz alltäglicher Gegenstand bei der Vermittlung von Wissen sein wird – die Frage ist nur noch, wann.

Sind Sie bereit für eine neue Realität? Lassen Sie uns wissen, was Sie zu diesem Thema beschäftigt oder weiterhin interessiert!

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