Vergleich von XR-Typen

Durch den vollumfassenden Einsatz von Computern in unserem Alltag ist unser Wissen nach und nach in die virtuelle Welt gewandert um auf Monitoren dargestellt zu werden. Diese Diskrepanz zwischen 2D-Monitor und unserer dreidimensionalen Welt limitiert unsere Fähigkeit die zur Verfügung stehenden Information vollständig aufzunehmen. Dadurch können Entscheidungen nicht optimal getroffen werden. AR. MR und VR sind Technologien welchen versuchen die Lücke zwischen diesen beiden Welten zu schließen. Aber für was stehen diese Abkürzungen eigentlich, wie unterscheiden sie sich und wie können diese Sinnvoll eingesetzt werden.

Augmented Reality (AR) bezeichnet eine Art von Anwendung welche reale Objekte durch digitale Information anreichert. Mixed Reality (MR), das als technologischer Fortschritt von AR verstanden wird, integriert virtuelle 3D-Objekte in die reale Welt. So kann der Benutzer mit diesen Objekten interagieren, als ob sie in der realen physischen Welt existieren würden. Am anderen Ende des Spektrums bietet Virtual Reality (VR) eine vollständig simulierte virtuelle 3D-Umgebung.

Augmented Reality

AR-Anwendungen überlagern Objekte in der realen Welt mit relevanten Informationen. Diese überlagerten Informationen werden üblicherweise als Text oder als Bild dargestellt und in einem festen Abstand vom Benutzer dargestellt. Diese Anwendungen können auf einer Vielzahl von Geräten verwendet werden, zum Beispiel Smartphones oder Head Mounted Displays (HMDs).

Augmented Reality hat den Vorteil das die Anwendungen auf fast jedem Smartphone lauffähig sind und deshalb einer breiten Masse an Benutzern zur Verfügung stehen. Allerdings wird das Erlebnis durch den Bildschirm eingeschränkt und sollte beim Implementieren einer AR-Anwendung berücksichtigt werden. Da mindestens eine Hand für das Mobilgerät benötigt wird, ist nicht jede Anwendung geeignet. HMDs können diese Probleme lösen, jedoch sind sie aufgrund der hohen Preise und geringeren Verfügbarkeit nicht so verbreitet wie Smartphones.

AR fokussiert sich auf die Visualisierung und Unterstützung des Nutzers und wird am besten in Szenarien eingesetzt, in denen der Benutzer nicht explizit mit dem Gerät interagieren muss. Beispiele dafür sind das Anzeigen eines digitalen Handbuchs, Navigationssysteme oder Fernwartung in Industrieanlagen.

 

Mixed Reality

Durch moderne Algorithmen aus den Bereichen Computervision und Objekterkennung können Geräte ein internes Verständnis der Umgebung aufbauen und sich in dieser positionieren. Dazu werden eine Reihe von Sensoren wie zum Beispiel Beschleunigungssensoren, Gyroskopsensoren und Kameras benötigt. Diese Positionierung wird genutzt um Informationen und 3D-Modelle in der realen Welt zu platzieren. HMDs wie die kürzlich angekündigte HoloLens 2 von Microsoft bieten diese Funktionalitäten in einem kabellosen Stand-Alone Gerät. Die Benutzer können dabei über die Stimme, Blickkontakt oder Hände mit den Hologrammen interagieren.

Durch neue Frameworks wie ARKit von Apple und ARCore von Android verschwimmen die Grenzen zwischen AR und MR. Smartphones, die früher nur Informationen über den Kamera-Feed anzeigen konnten, sind jetzt in der Lage, die Umgebung zu verstehen und Hologramme in der Realität zu platzieren.

Wie bei AR ist die Verfügbarkeit von MR fähigen Geräten durch die große Menge an Smartphones und Tablets groß. Allerdings wirkt MR nur wirklich gut wenn es in Verbindung mit HMDs verwendet wird. Vorallem die höhere Immersion und die intuitivere Interaktion sind dabei die größten Vorteile. Smartphones reichen aber für einen einfachen Einstieg in die Welt von Mixed Reality.

Da MR HMD’s für Privatanwender aktuell noch zu teuer sind fokussieren sich die Anwendungsfälle hauptsächlich im Firmenkontext. Beispielsweise um neue Mitarbeiter in Fabriken zu trainieren, in OP-Räumen Ärzte zu unterstützen, beim Marketing von Produkten und vielen mehr.

 

Virtual Reality

In VR taucht der Anwender vollständig in die digitale Welt ein. Anstatt Hologramme in die reale Welt einzublenden bieten VR-Anwendungen ein abgeschottetes interaktives Erlebnis. Dabei werden HMD’s (Head mounted displays) mit undurchsichtigen Bildschirmen verwenden.

Der Begriff Mobile VR steht meist im Zusammenhang mit Smartphones die in einer Kopfhalterung platziert werden. Beispiele dafür sind Google Daydream oder Samsung Gear VR. Diese Systeme verwenden die in Smartphones integrierten Gyroskope und Beschleunigungssensoren um die Orientierung des Kopfes zu berechnen.

Normales VR besteht aus einem kabelgebundenen HMD das mit einem Desktop-PC verbunden ist. Beispiele dafür sind die HTC Vive oder die Oculus Rift. Diese hängen in den meisten Fällen zusätzlich von externen Tracking Systemen ab um den Benutzer im Raum zu positionieren, bieten dafür aber präzises Tracking von Kopfposition und Handcontrollern.

VR bietet ein hohes Maß an Immersion. Aus diesem Grund ist es besonders für Spiele oder andere Multimediainhalte geeignet. Durch die hohe Rechenkapazität können detaillierte Visualisierungen und Simulation dargestellt werden.

 

Fazit

Augmented Reality, Mixed Reality und Virtual Reality sind eine Reihe von Technologien, mit denen Benutzer mit Daten und 3D-Inhalten intuitiv interagieren können. Dabei wird versucht eine Brücke zwischen der digitalen und der realen Welt zu schlagen. Obwohl alle 3 das gleiche Ziel verfolgen, weisen die verschiedenen Technologien unterschiedliche Stärken und Schwächen auf und müssen in den Umsetzung individuell betrachtet werden