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Seminarvortrag zum Seminar Allgemeine InformatikStudiengang Informatik an der FH Gießen-Friedberg

Thema:

Augmented Reality

Eric Lüer

1. Einleitung1.1 Was ist augmented reality?1.2 Anforderung an ein AR - System1.3 Augmented Reality vs. Virtual Reality

2. Technik2.1. Brillenbasierende Systeme

2.1.1. Optical-see-through (OST)2.1.2. Video-see-through (VST)2.1.3. Virtual Retinal Display

2.2. Projektorbasierende (Image-overlay) Systeme2.3. Monitorbasierende Systeme

3. Anwendungsgebiete3.1. Medizin3.2. US Army3.3. Architektur3.4. Industrielle Fertigung3.5. Computerspiele

4. Fazit

Inhalt

1. Einleitung

Werden Augmented-Reality

-Systeme unser heutiges Leben weiter

bereichern?

1.1. Was ist augmented reality?

Augmented reality = erweiterte Realität

Eine gemischte Realität, mit realen und virtuellenBestandteilen.

1.1. Was ist augmented reality?

Milgram’s Realität-Virtualität-Kontinuum

- virtuelle Objekte müssen an dem Platz in der realen Welt erscheinen wo wir sie erwarten

- Bewegungsfreiheit des Benutzers in der realen Welt

- Benutzer sollte reale und virtuelle Objekte nicht mehr voneinander unterscheiden können (Idealfall)

1.2. Anforderung an ein AR - System

1.3. Augmented Reality vs. Virtual Reality

In der Augmented Reality werden virtuelle Bilder (Objekte)mit der realen Sicht vermischt, um eine erweiterte Realität zu erhalten.

In der Virtual Reality werden nur virtuelle Bilder, Objektebzw. ganze Welten verarbeitet. Es fließen keine realen Ob-jekte mit ein.

2. Technik

Bei der technischen Lösung von Problemen mittelsAugmented Reality ist man im Laufe der Zeit unter-schiedliche Wege gegangen:

- Brillenbasierende Systeme - Projektorbasierende Systeme- Monitorbasierende Systeme

2.1. Brillenbasierende Systeme

OST-HMD: ProViewXL40/50STm KaiserElectro-Optics Inc.

VST-HMD: 5DT HMD 800

VRD: Nomad Personal Display(MICROVISION)

2.1.1. Optical-see-through (OST)

Der Benutzer nimmt seine reale Umgebung normal wahr,indem er durch einen bzw. zwei halbdurchlässigeSpiegel sieht.Auf die Spiegel werden von oben die computergenerierten3D-Objekte projiziert.

2.1.2. Video-see-through (VST)

Nachdem die Kamera ( meistens zwei für Stereobilder ) diereale Umgebung aufgenommen hat, werden im Mischer dierealen Bilder und die virtuellen Bilder verbunden und zumMonitor (Monitoren) vor den Augen gesendet.

2.1.3. Virtual Retinal Display

Das Bild wird mittels eines Niederenergielasers (Nanowatt-bereich) direkt auf die Netzhaut (Retina) des Benutzers pro-jiziert. Das System ist noch nicht marktreif, wird aber wohldas System der Zukunft sein ( starke finanzielle Unterstütz-ung durch die US Army).

2.2. Projektorbasierende (Image-overlay) SystemeDie virtuellen Informationen werden mittels Beamer bzw.Diaprojektor auf dem Zielobjekt abgebildet. Man brauchtkeine Leinwand, denn die Informationen werden z.B. direktauf einem Patienten abgebildet, nachdem sein Köper mittelsLaser abgetastet wurde und dadurch vermessen wurde.

2.2. Monitorbasierende Systeme

Eine Kamera zeichnet Bilder der realen Welt auf, die danachim Mischer mit den virtuellen Informationen verbundenund auf einem Monitor ausgegeben werden. Oderdie virtuellen Informationen werden auf einem halbtrans-parenten Monitor abgebildet.

3. Anwendungsgebiete

Schon heute gibt es viele Anwendungsgebiete für AR-Systeme, und die Zahl der Bereiche, in denen man sie ein-setzen kann, wird noch stark zunehmen.Einige Beispiel für zukünftige Einsatzgebiete von augmentedReality – Systemen: - Automobilebranche

- Entertainment-Bereiche- Navigationssysteme- und viele andere Bereiche.

3.1. Medizin

Gerade in der Medizin haben AR – System heute schoneinen hohen Stellenwert, der aber in den nächsten Jahrennoch zunehmen wird.Beispiel für den Einsatz von AR – Systemen in der Medizin,von Heute und Morgen: - Untersuchungen

- Operationen- Ausbildung neuer

Mediziner

3.2. US Army

Zur Zeit ist gerade die US Army die treibende Kraft inAmerika, die die Weiterentwicklung von AR – Systemenvoran treibt ( meist finanziell ).Es gibt viele Einsatzgebiete für AR – Systeme in der Army.

3.3. Architektur

Auch im Bereich der Architektur gibt es viele Einsatzgebietefür AR – Systeme: - für die Planung

- für nachträgliche Änderungen- Rekonstruktion von historischen

Gebäuden

3.4. Industrielle Fertigung

Einige Beispiele für Einsatzgebiete von AR-Systeme inder Industrie: - Entwicklung

- Planung- Herstellung- Wartung

3.5. Videospiele

An der University of South Australia wird gerade eineneue Art von Videospiel entwickelt. Es werden virtuelleGegner mittels AR – System mit der realen Welt verbunden.

4. Fazit

AR – Systeme kommen in Zukunft auf uns alle zu, ob wirnun wollen oder nicht. Es ist eine Technik, die sich nichtohne Grund durchsetzen wird.