Virtual Reality und Augmented Reality verstehen

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Virtual Reality und Augmented Reality verstehen

Virtual und Augmented Reality nehmen gegenwärtig eine besondere Rolle ein, denn sie sind nicht weniger als technologische Meilensteine. Es geht dabei um die Idee, mit Hilfe digitaler Darstellung den Anforderungen der realen Welt zu begegnen und im Ergebnis von einer bisher nie dagewesenen Symbiose zu profitieren. Ist klar oder? Ich werde die Thematik hier schrittweise erläutern.

Mit Gesten und Bewegungen steuern

Mit Virtual Reality (VR) und Augmented Reality (AR) haben sich am Markt zwei neue Technologien etabliert. Ihre Bezeichnungen wecken große Erwartungen, die auch nicht enttäuscht werden. Denn nach der (ersten) Nutzung fällt es schwer, das Erlebte in Worte zu fassen! Die Art der Interaktion ist so einzigartig, dass sie einer Revolution gleichkommt. Aber was steckt dahinter?

Es klingt verlockend, aber beide Technologien erzeugen keine neuen Realitäten. Vielmehr verknüpfen sie die Sinne menschlicher Wahrnehmung mit den Informationen einer digitalen Benutzeroberfläche. 

Herkömmliche Eingabesysteme wie Maus, Tastatur oder berührungsempfindliches Display sind damit nicht vergleichbar. 

Die Bedienung erfolgt mittels Gesten und richtet sich nach der eigenen Körper- bzw. Kopfbewegung. Auch der Gleichgewichtssinn wird angesprochen. Je nach Anwendung ist sogar ein gewisses Maß an Orientierungsfähigkeit hilfreich.

Doch bevor Sie diesem Bedienkonzept mit Kopfschütteln begegnen, lassen Sie mich im nächsten Absatz einmal die technologischen Umsetzungen von VR und AR erläutern. Denn die sind wirklich faszinierend!

Wie unterscheiden sich Virtual und Augmented Reality?

Beide Technologien kommen für gewöhnlich in Brillenform daher und hier bestehen die größten Unterschiede.

Virtual Reality

Die Bilddarstellung einer VR-Brille ist vergleichbar mit einem Fernrohr. Nur mit dem Unterschied, dass der Blick auf ein reales, entferntes Objekt ausbleibt. Stattdessen befinden sich vor den Augen zwei kleine Displays, die das komplette Sichtfeld einnehmen. Was auf dieser digitalen Bildfläche angezeigt wird, ist unabhängig von der echten Umgebung. 

Virtual Reality Augmented Reality

Bild 1: Mit der „Index“ von Valve virtuelle Welten entdecken

In dieser Situation nehmen AnwenderInnen die Ego-Perspektive ein. Das System erkennt fortlaufend die eigenen Kopfbewegungen und passt den virtuellen Bildausschnitt daran an. Diese Synchronisierung erfolgt so schnell, dass die Gewissheit um eine simulierte Darstellung mit jeder weiteren Sekunde schwindet.

Ab jetzt verdrängen virtuelle Orientierungspunkte die Kenntnisse um echte räumliche Gegebenheiten. Für eine sichere Anwendung sollten daher viel Platz mit entsprechender Bewegungsfreiheit vorhanden sein. Andernfalls können hängende Kabel oder nahe Möbel zu Verletzungen führen. VR-Brillen funktionieren nur mit Computern und sind daher nur begrenzt mobil.

Ob diese Form der Interaktion positiv oder negativ empfunden wird, entscheidet sich meist in den ersten Momenten. So kann es sich unangenehm anfühlen, stehend oder sitzend in einen virtuellen Abgrund zu fallen

Ist die digitale Welt niedrig aufgelöst, können Kopfschmerzen auftreten. Ersteres ist eindeutig vom Anwendungsfall abhängig und zweiteres wird zunehmend durch leistungsstärkere Grafikhardware verringert.

In jedem Fall sind eine saubere Programmierung und starke Hardware für das Nutzungserlebnis entscheidend. 

Wird die Brille wieder abgesetzt stellt sich tatsächlich das Gefühl ein, in einer anderen Welt gewesen zu sein. Dieser Effekt ist bei VR definitiv stärker ausgeprägt, als bei AR.

Augmented Reality

AR-Brillen funktionieren nach einem anderen Prinzip. Wie bei herkömmlichen Brillen blicken AnwenderInnen durch ein transparentes Glas, das hier die Funktion einer digitalen Projektionsfläche einnimmt. Der Blick auf das tatsächliche Umfeld bleibt also frei, was explizit gewollt ist. Denn es dient als Kulisse, in das die Brille virtuelle Elemente einblendet.

Wie das funktioniert? Die Gläser einer AR-Brille sind einerseits darstellendes Medium, andererseits aber auch als flexible Bildebene zu verstehen. Je nach Größe eines digitalen Objektes tritt es bspw. in den Vorder-, Mittel- oder Hintergrund. Auf der Netzhaut bilden sich alle Ebenen übereinander ab, sodass reale und virtuelle Elemente friedvoll koexistieren. Daher auch die Bezeichnung „Mixed Reality“.

Welche Elemente eingeblendet werden, hängt von der Programmierung und der Blickrichtung ab. Möglich sind z.B. Texte, Bilder aber auch 3D-Modelle. Zu unterscheiden sind dabei grundsätzlich eine ortsabhängige oder -unabhängige Anzeige. Inhalte können also mit Positionsdaten verknüpft werden und stehen dann nur an einem bestimmten Ort zur Verfügung. 

Eine automatische Erkennung realer Objekte ist ohne vorherige Programmierung nicht möglich.

Da eine AR-Brille wie eine konventionelle Brille getragen wird und der Blick auf die Umgebung frei ist, gelingt die Eingewöhnung relativ schnell.

AugmentedReality VirtualReality

Bild 2: Die „HoloLens“ von Microsoft: Verbindung von digitaler mit realer Welt 

Die Bedienung mittels Fingerbewegungen ist intuitiv, erfordert aber Treffsicherheit. Das System arbeitet kabellos und ist deshalb auch mobil einsetzbar. Ihre kompakte Bauweise ist eleganter, doch das höhere Gewicht kann bei längerer Nutzungsdauer stören. Ein AR-System, wie die „HoloLens“ von Microsoft, ist mit derzeit 3.500 Dollar deutlich teurer als VR-Technik.

Sind VR und AR ein Nischenprodukt?

Festzuhalten ist, dass mit der Verfügbarkeit von VR und AR völlig neue Bedienkonzepte existieren. Der Einbezug von Kopf- und Fingerbewegungen, sind aber Indikatoren für eher spezielle Nutzungsszenarien.

Das gilt in gleicher Weise für den Personenkreis. Menschen mit leichtem Hang zu Gleichgewichtsstörungen werden sich mit VR weniger anfreunden. Die AR-Technik ist teurer und z.B. in Form von Googles „Glass“ häufig nur Entwicklern vorbehalten. Zumindest gegenwärtig ist ein flächendeckender Einsatz also weder möglich, noch unbedingt sinnvoll. Denn reicht es nicht vollkommen aus, wenn wir eine E-Mail mit Tastatur und Maus aufsetzen?

Ja, mag sein. Doch ist es ein geeigneter Maßstab neue Technologien danach zu bewerten, dass sie für gewöhnliche Aufgaben nicht unbedingt nötig sind? Vielmehr lohnt es sich doch herauszufinden, welche Chancen sie bieten! Und die möchte ich im nächsten Abschnitt einmal skizzieren.

Use Cases von VR und AR

Beide Konzepte sind in ihrer Funktionsweise ganz unterschiedlich. Das betrifft zwangsweise auch ihre Anwendungsfälle. Doch ob jetzt VR oder AR zum Einsatz kommen entscheidet sich meist anhand einer Frage: 

Ist ein stationärer oder mobiler Einsatz vorgesehen?

Wird hauptsächlich im Büro an Computern gearbeitet, bietet sich eine VR-Brille an. Ihre virtuelle Welt ist von der echten Umgebung unabhängig darstellbar. Der Architekt kann so das neue Eigenheim zeigen, ohne das ein Besuch auf der Baustelle nötig ist. Wurden die Räumlichkeiten eines Museums digital erfasst, kann ein virtueller Rundgang erfolgen – noch im Reisebüro.

Ist hingegen eine mobile, kontextabhängige Nutzung relevant, spielt die AR-Technik ihre Stärken aus. Bei einem Besuch im Museum genügt der Blick auf eine historische Installation und plötzlich wird sie zum Leben erweckt. Bei der Reparatur von Gegenständen kann der eingeblendete Support-Mitarbeiter Anweisungen für bestimmte Handgriffe erteilen.

Fazit

Beide Technologien zeichnet aus, dass sie die Möglichkeiten von digitaler Technik mit der realen Welt ganz unterschiedlich verknüpfen. Damit schaffen sie gleichzeitig individuelle Anwendungsszenarien, die sich mit bekannten Eingabesystemen so nicht umsetzen lassen. Die mit diesen beiden Konzepten veranschaulichten Möglichkeiten legen nahe, dass sich bestimmte Tätigkeiten im Rahmen von Wertschöpfungsprozessen digitalisieren lassen. Daten können bereits global verschickt und mit VR/AR die Anwesenheit vor Ort ersetzt werden. Gerade in Zeiten eines gesellschaftlichen Kontaktverbotes, lassen sich betriebliche Aktivitäten so aufrechterhalten. Insofern zeigt sich hier ein Weg in die Zukunft: Mit Virtual Reality können Welten erschaffen und analog gesteuert werden. Augmented Reality stellt situatives Wissen zur Verfügung, wodurch wir Entscheidungen schneller treffen können. Die Technologien sind da – nutzen wir sie, um Neues zu erschaffen!  

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