Science Fiction im Supermarkt

Was ist eigentlich Augmented Reality?

An sich ist ein Einkauf im Supermarkt kein besonderes Erlebnis. Das könnte sich allerdings bald ändern. Beispielsweise wenn Meister Proper über den Gang spaziert oder die Kuh auf der Butterpackung mit sanfter Stimme auf die neue Light-Variante nebenan hinweist. Das glauben Sie nicht? Unsere Mainzer Expertin klärt auf, in welchen Bereichen Augmented Reality bald Einzug halten könnte und wie dann reale und virtuelle Welt verschwimmen.

Von Professor Dr. Anett Mehler-Bicher, Fachhochschule Mainz

Diesen Beitrag als PDF.

Nahezu jedem ist heutzutage der Begriff Virtual Reality (VR) oder auch virtuelle Realität geläufig. Dagegen zeigt sich bei dem Begriff Augmented Reality (AR) oder angereicherte Realität eher Ahnungslosigkeit auf den Gesichtern der Befragten.

Wo liegt der Unterschied? Virtual Reality meint die Darstellung und gleichzeitige Wahrnehmung der Wirklichkeit und ihrer physikalischen Eigenschaften in einer in Echtzeit computergenerierten, interaktiven virtuellen Umgebung. Hier wird die reale Umwelt ausgeschaltet. Dagegen zielt Augmented Reality auf eine Anreicherung der bestehenden realen Welt ab - um computergenerierte Zusatzobjekte. Im Gegensatz zu Virtual Reality werden keine gänzlich neuen Welten erschaffen, sondern die vorhandene Realität mit einer virtuellen Realität ergänzt.[1]

Augmented Reality ist durch folgende Charakteristika definiert:[2]

• Kombination von virtueller Realität und realer Umwelt
• Interaktivität in Echtzeit
• Dreidimensionaler Bezug von virtuellen und realen Objekten.

Aus Eins mach Zwei und Drei ...

Augmented Reality findet derzeit vor allem Einsatz in den Bereichen Medizin, Konstruktion oder Wartung, bietet aber auch in Bereichen wie beispielsweise Produktpräsentation, Kundenkommunikation oder Edutainment neue Perspektiven. Ein typisches Beispiel zeigt die Abbildung 1. In das Bild einer realen Hand mit einer realen Baseball-Karte wird ein virtueller Baseball-Spieler integriert.

Augmented Reality setzt häufig auf einer einfachen Mensch-Rechner-Interaktion auf. Ein reales Objekt wird mittels Webcam erfasst, über einen entsprechenden Tracker identifiziert und ein entsprechendes computergenerierte Zusatzobjekt - wie im obigen Beispiel der Baseball-Spieler - geschaffen. Interessant an dieser Variante, die als hapdig bezeichnet wird, ist die Kombination aus haptischem und digitalem Erlebnis: Ein haptisches Element - wie in Abbildung 1 die Baseball-Karte - erlaubt einen darüber hinausgehenden digitalen Zusatznutzen. Das virtuelle Objekt wird fühlbar.

Ein Quell der Möglichkeiten

Während das Beispiel aus Abbildung 1 eher spielerischen Charakter besitzt, kann dieser Ansatz beispielsweise sehr gut in Printmedien genutzt werden. Herkömmliche Anzeigen erfahren durch die Einbindung von Augmented Reality eine interaktive Komponente, die einen Zusatznutzen bietet, wie das Beispiel unter Esquire zeigt.[4] Produktkataloge lassen sich entsprechend anreichern und bieten dem Kunden einen Mehrwert, wie das Beispiel von Citroën Picasso verdeutlicht (vgl. Abb. 2).

Auch im Edutainment kann man Augmented Reality sehr gut einsetzen. Lernende lassen sich durch eine Webcam am Rechner Lernmaterial digitalisieren und erhalten dabei über die eigentlichen Inhalte hinausgehende Informationen am Rechner angezeigt, die weiterführende Erklärungen und Hinweise zur betrachteten Thematik bieten. Auch weiterführende Tonsequenzen sind im Rahmen der Animation möglich. Diese Vorgehensweise vermittelt den Lernenden das Gefühl der greifbaren Nähe sowie einer individuell und interaktiv gestalteten Hilfe. Dies kann helfen, mögliche Lernbarrieren zu verringern oder sogar ganz zu eliminieren. Ziel der Einbindung von 3D-Animationen auf Augmented Reality Basis ist es, für die Lernenden eine haptische Wahrnehmung zu simulieren und ihr Interesse zu stärken.

Wesentlich aufwändigere Lösungen im Bereich Augmented Reality sind Virtuelle Studios, wie sie zum Beispiel das ZDF schon einsetzt (vgl. Abb. 3). Hierbei handelt es sich um virtuelle Sets, in denen reale Darsteller in Echtzeit mit einer virtuellen Realität kombiniert werden.[5]

Die intelligente Illusion

Eine Kernfunktionalität, die Augmented Reality ermöglicht, ist das Tracking oder die Tracking-Software, oftmals verkürzt auch nur Tracker genannt. Dessen Aufgabe besteht darin, die Umgebung zu erkennen und entsprechend zu reagieren, das heißt, eine entsprechende Animation zu erzeugen. Je besser die computergenerierten Zusatzobjekte in das vorhandene Bild der Realität integriert werden, desto perfekter wird die Illusion. Zur Optimierung des Trackings sind Anordnung und Perspektive der Umgebung relativ zur Kamera möglichst genau zu erfassen. Die notwendige Genauigkeit ist stets abhängig vom Anwendungsgebiet. Während bei Augmented Reality-Applikationen im medizinischen Bereich Abweichungen nur Bruchteile eines Millimeters betragen dürfen, ist die Genauigkeit bei Spielen oder Anwendungen im Unterhaltungsbereich weitaus weniger relevant.[7]

Individuelle Werbemöglichkeiten

Während bislang eingesetzte Tracking-Software meist einige wenige zugrunde liegende statische Objekte erkennen und diese mit virtuellen Objekten kombinieren, gewinnt das so genannte Face Tracking immer mehr an Bedeutung - auch im Bereich Augmented Reality. Face Tracking eröffnet zum Beispiel neue Formen in der Kommunikation mit Kunden. Der Kunde wird im Wesentlichen auf das Gesicht reduziert erfasst. Zudem werden alters- und geschlechtsspezifische Merkmale erkannt, ausgewertet sowie interpretiert. Im Anschluss erfolgt eine entsprechende individuelle Reaktion. Mögliche Einsatzszenarien ergeben sich in der Werbung. Während Plakate derzeit statische Informationen widerspiegeln, kann man auf Basis von Augmented Reality interaktive Plakate entwickeln, die entsprechend intelligent auf ihr Gegenüber reagieren. Bezogen auf alters- und geschlechtsspezifische Merkmale reagiert das Plakat individuell und bietet passende Werbebotschaften an.

Vom Handyboom ins tägliche Leben

Ein weiterer Schritt im Bereich des Augmented Reality wird die Einbindung des Mobiltelefons sein. Bereits im letzten Jahr wurden verschiedene Augmented Reality-Applikationen für den Handy-Bereich entwickelt. Mit der steigenden Beliebtheit von Touchscreen-Telefonen, wie allen voran das iPhone, wird dieser Bereich in den kommenden Jahren boomen. Hier mangelt es aber oft noch an der Verfügbarkeit geeigneter Tracker, die beispielsweise. Bewegt-Objekte auch bei ungünstigen Lichtverhältnissen oder größerer Distanz erkennen können. Insgesamt wird Augmented Reality aber in den kommenden Jahren verstärkt Eingang in das tägliche Leben finden. Computergenerierte Zusatzobjekte werden so raffiniert darstellbar sein, dass dem Nutzer nicht mehr bewusst sein wird, dass zum Teil ein Eintauchen in eine virtuelle Realität stattfindet.

Autorin

Frau Professor Dr. Anett Mehler-Bicher lehrt im Fachbereich Wirtschaft an der Fachhochschule Mainz.

[1] [Klein 2009]: Klein, G.: Visual Tracking for Augmented Reality: Edge-based tracking techniques for AR applications, Saarbrücken, 2009.

[2] [Azuma 1997]: Azuma, R.: A Survey of Augmented Reality, http://www.cs.unc.edu/~azuma/ARpresence.pdf, Abrufdatum: 15.04.2010

[3] [NYT 2009]: New York Times, Webcam Brings 3-D to Topps Sports Cards, 8.03.2009, http://nytimes.com/2009/03/09/technology/09topps.html, Abrufdatum: 15.04.2010

[4] [Esquire 2010]: Esquire: Augmented Reality, http://www.esquire.com/the-side/augmented-reality, Abrufdatum: 14.04.2010.

[5] [Azuma 1997]: Azuma, R.: A Survey of Augmented Reality, http://www.cs.unc.edu/~azuma/ARpresence.pdf, Abrufdatum: 15.04.2010

[6] 6 [T-Online 2009]: T-Online: Heute-Journal-Team hat ein neues Zuhause, http://unterhaltung.t-online.de/zdf-hat-ein-virtuelles-nachrichtenstudio-fuers-heute-journal-/id_19280504/index, 17.07.2009, Abrufdatum: 15.04.2010

[7] [RBG 2009]: Rolland, J., Baillot, Y., Goon, A.: A Survey of Tracking Technologies for Virtual Environments, http://odalab.ucf.edu/Publications/2001/Book Chapter/Tracking Tech for Virtual Enviroments.pdf, 2001, , Abrufdatum: 16.04.2010