Im Rahmen dieser Seminararbeit wird dem Leser ein fundamentaler Überblick über das Thema Augmented Reality verschafft. Entsprechend der Komplexität dieses modernen Terminus werden verschiedene Ansätze darüber näher diskutiert, welche Eigenschaften und Funktionen eine Augmented Reality-Anwendung ausmachen und von Artverwandten unterscheiden. Die Begrifflichkeit, die grundlegende technische Umsetzung und deren Komponenten werden erläutert. Außerdem werden die Differenzierung der verschiedenen Augmented Reality-Systeme in einem kompakten Rahmen vermittelt sowie Klassifizierungen der verschiedenen Augmented Reality-Systeme erläutert und mit auserwählten Fallbeispielen untermalt.
Inhaltsverzeichnis
1. Einleitung
1.1 Motivation
1.2 Ziel und Aufbau der Arbeit
2. Theoretische Grundlagen
2.1 Definition von Augmented Reality
2.2 Mixed Reality
2.3 Abgrenzung von Augmented Reality
2.3.1 Augmented Virtuality
2.3.2 Virtual Reality
3. Funktionsweise von Augmented Reality Systemen
3.1 Die Eingabekomponenten
3.2 Die Verarbeitungskomponenten
3.2.1 Das Trackingsystem
3.2.2 Die Registrierung
3.2.3 Die Darstellung
3.3 Die Ausgabekomponenten
4. Klassifizierung von Augmented Reality Anwendungen
4.1 Klassifizierung nach Bauart
4.2 Klassifizierung nach Einsatzfeld
4.3 Klassifizierung nach Funktion
5. Augmentierte Anwendungsszenarien aus der Praxis
5.1 Mobile AR-Anwendungen
5.1.1 Solidworks Augmented Reality Anwendung
5.1.2 IKEAs Augmented Reality Anwendung
5.1.3 Augmented Reality Spiele
5.1.4 HMDs/AR-Brillen
5.2 Stationäre Augmented Reality Anwendung
5.2.1 Virtuelle Umkleide von QVC
6. Zusammenfassung und Ausblick
Zielsetzung & Themen
Diese Seminararbeit zielt darauf ab, dem Leser einen fundamentalen Überblick über Augmented Reality Systeme zu geben. Dabei werden die technischen Grundlagen, die Funktionsweise sowie die Klassifizierung dieser modernen Technologie erläutert und anhand von praxisnahen Anwendungsbeispielen veranschaulicht.
- Grundlegende Definition und Abgrenzung von Augmented Reality
- Technische Komponenten und Funktionsweise von AR-Systemen
- Klassifizierungsmöglichkeiten von AR-Anwendungen
- Anwendungsszenarien in der Praxis (Mobil und Stationär)
- Entwicklungsperspektiven und zukünftiges Potenzial
Auszug aus dem Buch
3.2.1 Das Trackingsystem
Eine genaue Positionierung von virtuellen Objekten in einer reellen Szenerie erfordert die Technologie eines sogenannten Trackingsystems bzw. Trackers (dt. Verfolger). Diese Software ermittelt die reale Umgebung in Form von Positions- und/oder Orientierungsdaten anhand von Sensoren und leitet diese an ein entsprechendes Interface (dt. Schnittstelle) weiter, zumeist an einen Monitor bzw. Bildszenengenerator. Der Blickpunkt des Betrachters wird in Relation zur erfassten Umgebung kontinuierlich neu berechnet, damit die virtuellen Objekte und Informationen an entsprechender Stelle innerhalb des gewählten Sichtfeldes des Nutzers dargestellt werden können. [2] Die Berechnung dieser Koordinaten muss dabei in Echtzeit erfolgen, um dem Betrachter den Eindruck einer Symbiose aus realen und virtuellen Elementen zu vermitteln, während er sich oder das verwendete AR-Medium im dreidimensionalen Raum bewegt. Die Erzeugung der computergenerierten Bilder sollte deshalb innerhalb einer Zeitspanne liegen, die eine parallele Bildberechnung gewährleistet, um die Bilder zeitlich korrekt zu überlagern und dem simultanen Anspruch gerecht zu werden. [13]
Im Gegenzug dazu ist z.B. bei der Projektion von Kinofilmen auf einer Leinwand eine deutlich niedrigere Bildwiederholfrequenz gegeben, die wesentlich niedrigere Rechenleistung erfordert, da die gezeigten Inhalte nicht interaktiv mit der Umgebung fungieren müssen.
Zusammenfassung der Kapitel
1. Einleitung: Diese Einleitung führt in die Thematik der erweiterten Realität ein, beleuchtet die historische Entwicklung und definiert die Motivation sowie das Ziel der vorliegenden Arbeit.
2. Theoretische Grundlagen: Hier werden Definitionen von Augmented Reality diskutiert und eine Abgrenzung zu verwandten Technologien wie Mixed Reality und Virtual Reality vorgenommen.
3. Funktionsweise von Augmented Reality Systemen: Dieses Kapitel erläutert die technischen Komponenten, insbesondere Tracking, Registrierung und Darstellung, die für das Funktionieren eines AR-Systems notwendig sind.
4. Klassifizierung von Augmented Reality Anwendungen: Es werden verschiedene Ansätze zur Kategorisierung von AR-Anwendungen vorgestellt, etwa nach Bauart, Einsatzfeld oder Funktion.
5. Augmentierte Anwendungsszenarien aus der Praxis: Dieses Kapitel bietet einen praktischen Einblick durch die Vorstellung mobiler und stationärer AR-Anwendungsbeispiele aus verschiedenen Industrien.
6. Zusammenfassung und Ausblick: Abschließend werden die Ergebnisse zusammengeführt und ein Ausblick auf die zukünftigen Entwicklungen und das wirtschaftliche Potenzial der Technologie gegeben.
Schlüsselwörter
Augmented Reality, Virtual Reality, Mixed Reality, Tracking, Registrierung, HMD, Mobile Endgeräte, Echtzeit, Mensch-Maschine-Interaktion, AR-Systeme, Simulation, Sensorik, Digitale Transformation, Anwendungsszenarien, Immersion.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit bietet einen fundamentalen Überblick über das Thema Augmented Reality, dessen technisches Verständnis und die praktische Anwendung in verschiedenen Bereichen.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Zentrale Themen sind die theoretischen Grundlagen, die technische Funktionsweise, Klassifizierungsmethoden und konkrete Praxisbeispiele von AR-Technologien.
Was ist das primäre Ziel der Arbeit?
Ziel ist es, den Sachverhalt erweiterter Realitätssysteme in einem kompakten Rahmen zu verdeutlichen und sowohl technische Aspekte als auch Einsatzmöglichkeiten zu beleuchten.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Die Arbeit stützt sich auf eine fundierte Literaturrecherche und die Analyse bestehender Konzepte und Fallbeispiele aus der Fachliteratur.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in theoretische Grundlagen, die detaillierte Funktionsweise (Input, Processing, Output), die Kategorisierung von Systemen und die Vorstellung praktischer Anwendungsszenarien.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Wichtige Begriffe sind Augmented Reality, Mixed Reality, Tracking-Systeme, HMDs und Echtzeit-Interaktion.
Was unterscheidet das Trackingsystem von der Registrierung in einem AR-System?
Das Trackingsystem erfasst die Positions- und Orientierungsdaten der Umgebung, während die Registrierung dafür sorgt, dass virtuelle Objekte korrekt und perspektivisch passend in diese reale Umgebung eingefügt werden.
Warum spielt die Rechenleistung bei AR-Anwendungen eine so große Rolle?
Da AR-Inhalte in Echtzeit berechnet und synchron zur Bewegung des Nutzers in die reale Welt eingeblendet werden müssen, ist eine hohe Rechenleistung notwendig, um Verzögerungen und dynamische Fehler zu vermeiden.
Welche Herausforderungen werden im Zusammenhang mit AR-Brillen erwähnt?
Kritisiert wird unter anderem, dass bei einigen Modellen keine echte visuelle Verschmelzung stattfindet und Nutzer ihre Blickrichtung verändern müssen, um die eingeblendeten Informationen zu erfassen.
- Quote paper
- Jenny Susanne Forc (Author), 2016, Einführung in Augmented Reality-Systeme, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/508150
