Augmented Reality wird praxisreif

Mal eben das Wohnzimmer virtuell neu einrichten, eine Partie Minigolf auf der virtuellen Anlage im Flur spielen oder die wertvolle Uhr schon vor dem Kauf als Hologramm am eigenen Handgelenk betrachten - die Vermischung virtueller Inhalte mit Bildern der physischen Umgebung macht es möglich.

Diese meist als Augmented oder Mixed Reality bezeichnete hybride Welt ist nach einer häufig zitierten Definition von Paul Milgram und Fumo Kishino ein Kontinuum, das von der Darstellung der rein physischen Umgebung auf der einen bis zum völligen Eintauchen in ein rein virtuelles Umfeld auf der anderen Seite reicht. In ihrem Artikel "A Taxonomy of Mixed Reality Visual Displays" unterscheiden Milgram und Kishino sechs Klassen von Schnittstellen für die Anzeige von Mixed-Reality-Inhalten - vom einfachen Display, auf dem digitale Inhalte mit dem Abbild der realen Umgebung vermischt werden, über verschiedene Typen von Brillen bis hin zu komplett computergenerierten Umgebungen, in die reale Bezüge per Video oder die holografische Repräsentation realer Objekte integriert werden.

Im Folgenden soll es im Wesentlichen um zwei Ausprägungen von Mixed Reality gehen, die meist als Assisted und Augmented Reality bezeichnet werden. "Bei Assisted Reality werden Zusatzinformationen, die einen Vorgang unterstützen und vereinfachen, am Rand des Sichtfelds transparent eingeblendet", erklärt Johanna Bellenberg, Director Marketing & Communications beim Software-Entwickler und Full-Service-Provider Picavi, der sich auf datengestützte Picking-Lösungen für Kommissionierungsprozesse spezialisiert hat.

Bekanntestes Beispiel für Assisted Reality sind die Head-up-Displays mancher Navigations- und Assistenzsysteme in Automobilen, die Informationen auf die Windschutzscheibe in das periphere Sichtfeld des Fahrers projizieren. Hierbei kommen keine ausgefeilten computergenerierten 3D-Grafiken zum Einsatz, sondern Zahlen und einfache Symbole, etwa Richtungspfeile. "Die eingeblendeten Daten beziehen sich nicht zwangsläufig auf ein bestimmtes 'reales' Objekt, sondern dienen der kontextabhängigen Unterstützung im Prozess", sagt Bellenberg.

Augmented Reality geht einen Schritt weiter und blendet computergenerierte 3D-Welten statt dürrer Zahlen oder einfacher Symbole in die reale Umgebung ein. "Hier wird die echte Realität um virtuelle, räumlich positionierte Objekte in Echtzeit erweitert", erklärt Bellenberg, "es findet also eine Verschmelzung der beiden Realitäten statt, ohne dass man den Bezug zu den wirklichen Geschehnissen verliert."

Während im Endkundenbereich Augmented-Reality-Apps und -Inhalte vor allem für Smartphones und Tablets angeboten werden, kommen im industriellen Umfeld überwiegend Head-Mounted Devices (HMDs) zum Einsatz. Sie werden häufig auch als Smartglasses oder Datenbrillen bezeichnet, obwohl einige Modelle gar keine Brillengläser integriert haben, sondern nur aus einer Befestigungseinrichtung und einem kleinen Anzeigegerät bestehen.

Bei dessen Ausführung lassen sich prinzipiell zwei Typen unterscheiden: "See through"-Modelle verwenden ein (teil-) durchsichtiges Display beziehungsweise einen Spiegel, während die "Look around"-Versionen - wie der Name schon andeutet - nicht-transparente Displays nutzen, die einen wenn auch kleinen Teil des Sichtfelds abdecken.

Im Bereich Assisted Reality werden hauptsächlich monokulare HMDs verwendet. Sie blenden die Informationen nur im Blickfeld eines Auges ein. Gerade bei diesem Brillentyp sei die Entwicklung sehr dynamisch, sagt Leonid Poliakov, Vice President Customer Success bei der Ubimax GmbH, einem Spezialisten für Industrielösungen in den Bereichen Wearable Computing und Assisted/Augmented Reality. "Die Hersteller haben erkannt, dass die Datenbrillen sich nicht im Endkundenbereich, sondern zunächst im professionellen Umfeld etablieren, und bringen dafür geeignete Produkte auf den Markt." Aktuelle Modelle wie die Glass Enterprise Edition, die Vuzix M300 oder die Realware HMT-1 trügen den raueren Bedingungen in Industrieumgebungen Rechnung. "Diese HMDs sind unempfindlich gegen Staub oder Spritzwasser und können auch einmal herunterfallen, ohne Schaden zu nehmen."

Bei Augmented Reality sind dagegen binokulare See-through-HMDs notwendig, die die dreidimensionale Computergrafik in das Sehfeld beider Augen einblenden können. Zusätzlich wird ein Tracking-System gebraucht, das die Position des Anwenders im Raum bestimmen kann, um eine realistische Überlagerung von physischer und virtueller Realität zu ermöglichen.