Angereicherte Realitäten

Barfield, Rosenberg und Lotens (1995) befassen sich mit verschiedenen Darstellungsmöglichkeiten für angereicherte Realitäten (augmented realities). Dabei wird ein Teil oder die gesamte visuelle Information aus der realen Welt (die üblicherweise über eine Videokamera aufgenommen wird) mit synthetischen visuellen Bestandteilen angereichert. Folgende Ausrüstung ist hierfür erforderlich:

• Hardware zur Erfassung der realen Welt (Videokamera, wobei deren Optik und Tiefenschärfe eine Rolle spielen);
• Hardware zur Anzeige visueller Informationen;
• System zur Ermittlung der Position und Orientierung des Benutzers;
• Hardware zur Kombinierung des Videosignals und der Computergraphik;
• entsprechende Systemsoftware.

Diese Mischform ist vor allem deshalb nützlich, weil dadurch nur ein geringer Teil der dargebotenen Information vom Computer generiert werden muß und deshalb deutlich geringere Anforderungen an dessen Kapazität gestellt werden. Außerdem ist so ein hoher Detailierungsgrad möglich. Wegen der Möglichkeit der Orientierung an der realen Welt tritt außerdem bei Benutzung derartiger Systeme kaum Bewegungskrankheit auf.

Es sind zwei grundsätzlich verschiedene Darstellungsformen möglich: Entweder wird die reale Welt direkt betrachtet und die computergenerierte Information wird zusätzlich eingeblendet (über halbdurchlässige Displays) oder das kombinierte Video-Computer-Signal wird über ein (nicht transparentes) Display, z.B. ein HMD, dargeboten. Im letzteren Fall ist es auch möglich, unerwünschte oder nicht relevante Objekte aus der Darstellung zu entfernen.

Eine Schwierigkeit bei der Implementierung von angereicherten Realitäten besteht darin, die reale und die synthetische Komponente aufeinander abzustimmen (image registration). Hierfür ist eine genaue Kenntnis der Geometrie der realen und der synthetischen Szene notwendig. Dazu kann beispielsweise zu Beginn der Benutzung eine manuelle Kalibrierung mit einem Fadenkreuz vorgenommen werden. Insgesamt müssen für diese Abstimmung vier Koordinatensysteme berücksichtigt werden:

1. Koordinatensystem des Detektorsystems zur Position des Benutzers;
2. Koordinatensystem des (virtuellen) Bildschirms;
3. Koordinatensystem der realen Welt;
4. Koordinatensystem der virtuellen Objekte.

Weitere wichtige Aspekte bei der Implementierung von angereicherten Realitäten sind die Bildwiederholfrequenz der Bildschirmdarstellung sowie deren Update-Rate, mögliche Zeitverzögerungen bei der Generierung und Visualisierung der virtuellen Objekte und der Meßbereich und die Empfindlichkeit der Systeme zur Bestimmung der Position des Benutzers. Schließlich können auch kognitive Faktoren eine Rolle spielen: Möglicherweise bildet der Benutzer zwei verschiedene mentale Modelle für die realen und die synthetischen Bestandteile der dargestellten Szene.

Zur Anreicherung der realen Welt lassen sich nicht nur visuelle Informationen verwenden. Barfield, Rosenberg und Lotens (1995) diskutieren auch den Einsatz anderer Modalitäten, insbesondere die Darbietung auditiver und haptischer Information. Problematisch ist, daß die taktilen Displays oft bei der Interaktion mit der realen Welt hinderlich sind.

Last modified 10-29-98