Augmented Reality: VDC Whitepaper

Augmented Reality
Technik, Systeme, Potenziale, Funktionen,
Einsatzgebiete

Virtual Dimension Center (VDC)
Auberlenstr. 13
70736 Fellbach

www.vdc-fellbach.de info@vdc-fellbach.de Tel.: +49 (0) 711 58 53 09-0
© Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. – Virtual Dimension Center VDC

VDC-Whitepaper Augmented Reality

Augmented Reality
Prinzipien und Chancen

Reality, only better
The Economist, Dezember 2007

xxx:
Agenda:
xxx
Grundlegendes
Nutzen
Technologiegrundlagen
Systemansätze
Anwendungsgebiete
Marktforschung

www.vdc-fellbach.de
www.vdc-fellbach.de info@vdc-fellbach.de
info@vdc.fellbach.de Tel.: +49 (0) 711 58 53 09-0
Tel.: +49 (0) 711 58 53 09-0
www.vdc-fellbach.de info@vdc.fellbach.de
© Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. – Virtual Dimension Center VDC Tel.: +49 (0) 711 58 53 09-0
2


Grundgedanke
 Überlagerung natürlicher Sicht mit
Computer-generierten Informationen
 Kontext-Sensitivität
Datenbrille
 Alpha-numerischer oder
3D-Content

Historische Herkunft:
 Helme der Jetpiloten AR-Navigationshilfe

Alltagseinsatz:
 Unterhaltung, Tourismus xxx:
Agenda:
xxx

 Fahrerinformationssysteme in Sichthilfe, Grundlegendes
allerdings noch Nutzen
Frontscheiben von PKW: nicht überblendet Technologiegrundlagen
Navigation, Nachtsicht Systemansätze
Anwendungsgebiete
Marktforschung

www.vdc-fellbach.de
Tel.: +49 (0) 711 58 53 09-0
3


Prinzipielle Vorteile der Technologie AR
Kontextsensitive Darstellung Computer-generierter
Informationen unter Nutzung der realen Perspektive CAD-Model über
physischem Prototyp
 Abgleich Realität vs. Modell einfach (metaio)

 Digitalisierung nicht immer / so umfangreich
erforderlich
 Hohe Verständlichkeit durch Andocken der Wartungshinweise
Computergrafik an reales Objekt (NASA)

 Einsatz in Fällen, bei denen Handbuch schwierig

Funktionen Einplanen Ausrüstung
in Fabrikhalle
(Volkswagen)
 Konsistenz-Checks digitales Modell – phys. Welt
xxx:
 Anleitung, Anweisung, Verdeutlichung, Agenda:
xxx
Unterstützung im Arbeitsprozess Grundlegendes
Nutzen
Anzeige von unter Putz
 Marketing, Unterhaltung verlegten Leitungen Technologiegrundlagen
Systemansätze
(Fraunhofer IGD)
 Visualisierung Zeitversatz Anwendungsgebiete
Marktforschung

www.vdc-fellbach.de
Tel.: +49 (0) 711 58 53 09-0
4


Technologiegrundlagen: Optical- vs. Video-See-Through
Optical-See-Through:
 Halb-durchlässiges Display oder Retinal-Display
 Vorteil:
- reale Sicht unverzögert, natürliche Auflösung,
- großer Sichtwinkel -> Benutzer sicher
 Nachteil:
Referenzierung Auge-Brille-Umwelt sehr schwierig
(Exaktheit und Latenz)
Video See-Through:
 undurchsichtiges Display
 Vorteil:
- Augmentierung einfach & konsistent xxx:
Agenda:
xxx
 Nachteil: Grundlegendes

- Einschränkung der Sicht Nutzen
- mäßige Auflösung Systemansätze
Anwendungsgebiete
Marktforschung

www.vdc-fellbach.de
Tel.: +49 (0) 711 58 53 09-0
5


Technologiegrundlagen: Tracking
Relation Computergraphik zu Umgebungsbild
muss bestimmt werden. 3 Möglichkeiten:
 markerbasiertes Tracking: Kamera „sieht“ auf
physisches Muster (Marker), und überblendet
diesen mit Graphik Marker in Umgebung
- Vorteil: relativ schnell, zuverlässig
- Nachteil: Marker anzubringen
 markerloses optisches Tracking: Umgebungsbild wird mit
3D-Umgebungsmodell im Rechner verglichen, Position
der Kamera daraus errechnet
- Vorteil: keine Marker anzubringen
- Nachteil: Umgebungsmodell muss bekannt sein, Mustererkennung

sehr rechenaufwändig, langsam
xxx:
 Nicht-optisches Tracking der Kamera, Agenda:
xxx

z.B. mechanisch, elektromagnetisch Grundlegendes
Nutzen
- Vorteil: je nach System schnell und präzise Technologiegrundlagen
- Nachteil: zusätzliches System, kleiner Arbeitsraum, Systemansätze
Anwendungsgebiete
evtl. Störeinflüsse Kamera auf Messarm
Marktforschung

www.vdc-fellbach.de
Tel.: +49 (0) 711 58 53 09-0
6


Technologiegrundlagen: Tracking
 elektromagnetisches Tracking
- Vorteil: schnell, kostengünstig, durchdringt Gewebe
- Nachteil: kein Metall, Störfelder Elektromagnetischer Tracker

 Ultraschall-Tracking
- Vorteil: schnell, kostengünstig
- Nachteil: bei Verdeckungen
 Optisches Tracking (mit Infrarot) Ultraschall-Tracker
- Vorteil: sehr schnell
- Nachteil: hohe Kosten, Verdeckungen
 Mechanisches Tracking
- Vorteil: sehr schnell, kostengünstig
- Nachteil: kleiner Arbeitsraum,
Einschränkung des Benutzers Optischer Tracker
xxx:
Agenda:
xxx
Grundlegendes
Nutzen
Systemansätze
Anwendungsgebiete
Gelenkarm, mechanisch erfasst Marktforschung

www.vdc-fellbach.de
Tel.: +49 (0) 711 58 53 09-0
7


Technologiegrundlagen: Schneiden verdeckter Bereiche (Clipping)
Problemstellung:
Die anzuzeigende 3D-Graphik dürfte u.U. vom
realen Objekt verdeckt sein. Dieser Bereich darf
nicht angezeigt werden.
Möglichkeiten
 3D-Modell der Realität vorhanden
- damit wird errechnet, was verdeckt ist
und nicht gezeichnet werden darf verdeckter Bereich des violetten
- Nachteil: 3D-Modell zu erstellen Bauteils (links) wird nicht gezeichnet

 Kein Wegschneiden, sondern nur
Betrachtungen nur entlang von Störkanten
- kein 3D-Modell der Realität notwendig
- Betrachter muss Inkonsistenzen/Kollisionen xxx:
Agenda:
xxx
selbst erkennen Grundlegendes
Nutzen
Systemansätze
Anwendungsgebiete
Kollisionsanalyse: Sicht entlang der Störkante Marktforschung

www.vdc-fellbach.de
Tel.: +49 (0) 711 58 53 09-0
8


Systemansätze
Head mounted display (HMD), video-see-through
 Relation Auge – Anzeige - Kamera (mechanisch)
determiniert
 Marker-basiertes Tracking
 Vorteile: sehr einfache Verwendung, konsistentes Bild
 Nachteile: eingeschränkte Sicht, geringe Auflösung,
HMD mit integrierten Kameras,
Tragekomfort, Unsicherheit Blick durch HMD

Head Mounted Display (HMD), optical see through
 transparentes Display oder Laserprojektion in das Auge
 Vorteile: natürliches Sichtfeld, unverzögerte
Wahrnehmung, Sicherheit xxx:
Agenda:
xxx
Grundlegendes
 Nachteile: Referenzierung Auge – Anzeige – Umwelt Nutzen
sehr schwierig (kleinste Versätze am Kopf bereits Technologiegrundlagen
Systemansätze
problematisch) transparentes HMD,
Anwendungsgebiete
Einsatz bei der NASA Marktforschung

www.vdc-fellbach.de
Tel.: +49 (0) 711 58 53 09-0
9


Systemansätze
Projektions-AR
 Benutzer sieht auf projizierte Fläche oder durch
projizierte Fläche hindurch (optical see through)
 Im Gegensatz zu HMD jedoch Benutzer beweglich Weginformationen,
in die Frontscheibe projiziert
vor Projektionsfläche
 Benutzer muss in bei 3D-Content getrackt werden
 bei bewegter Projektionsfläche muss diese ebenfalls
getrackt werden
 Vorteile: komfortabel, natürliche Sicht
Editieren und Anzeigen einer
 Nachteile: Projektionsfläche muss vorhanden sein, Roboterbahn auf dem Produkt (TUM)
Konsistenz Auge – Projektionsfläche – Umwelt
schwierig (bes. bei optical-see-through) xxx:
Agenda:
xxx
Grundlegendes
Nutzen
Systemansätze
Raumnutzung, Anwendungsgebiete
auf eine davor liegende Wand projiziert Marktforschung

www.vdc-fellbach.de
Tel.: +49 (0) 711 58 53 09-0
10


Systemansätze
Handheld-Geräte mit integrierter Kamera, mobil
 Marker-basiertes Tracking, markerloses Tracking
über Bilderkennung
 Hybrides Tracking mit Trägheitssensor
 Vorteile: sehr einfach, mobil
Mobiltelefon oder MDA mit integrierter Kamera
 Nachteile: kleines Display, geringe Auflösung, und augmentierter Sicht

Content nicht in der natürlichen Sicht

Handheld-Geräte, fixiert
AR-Fernrohr, AR-Fernglas, mechanisch getrackt
 Mechanisches Tracking
 meist Kamera als Objektiv, Display als Okular xxx:
Agenda:
xxx
 Vorteile: sehr schnelles Tracking, robust, Grundlegendes
einfach in der Bedienung, diebstahlsicher Nutzen
Systemansätze
AR-Bildschirm, durch den CT-/MRT-Daten angezeigt werden, Anwendungsgebiete
mechanisch getrackt Marktforschung

www.vdc-fellbach.de
Tel.: +49 (0) 711 58 53 09-0
11


Systemansätze
Offline-AR
 Kamera und Anzeige getrennt,
Display wird nicht mehr geführt
Marker drucken, auslegen, Szene fotograferen,
 Bildaufnahme, Augmentierung augmentieren, bewerten
und Anzeige u.U. nicht zeitsynchron
 auch Arbeit mit Standbildern
(Digitalfotographie)
 Vorteile: hochauflösende Digitalfotographie
einsetzbar (Präzision), komfortabel,
Akzeptanz, Umsetzbarkeit Kamera, Bildschirm und Benutzer
an verschiedenen Positionen
 Nachteile: Aufnahme und Auswertung
nicht mehr gemeinsam, Perspektive der Kamera
xxx:
muss nicht mehr eigene Perspektive sein Agenda:
xxx
Grundlegendes
Nutzen
Systemansätze
Anwendungsgebiete
nur Kamera an mechanischem Messarm befestigt, Bildschirm stationär Marktforschung

www.vdc-fellbach.de
Tel.: +49 (0) 711 58 53 09-0
12


AR-Anwendungsgebiete
Konsistenz-Checks Modell - Umwelt
 Überprüfung Modell
- Simulation korrekt?
- Konstruktion korrekt? Überlagerung digitales Crashmodell über Versuch: wie gut ist das Modell?

Überlagerung digitales Strömungsmodell über Versuch: wie gut ist das Modell? (HLRS)

xxx:
Agenda:
xxx
Grundlegendes
Nutzen
Systemansätze
Überlagerung Leitungskonstruktion über physisches Bauteil: gut konstruiert? (metaio) Anwendungsgebiete
Marktforschung

www.vdc-fellbach.de
Tel.: +49 (0) 711 58 53 09-0
13


Konsistenz-Checks Modell – Umwelt
 Überprüfung Umwelt
- umgesetzt wie geplant?
- Qualitätssicherung Überprüfung der gesetzten Schweißbolzen: realisiert wie geplant? (metaio)
Prototyping

Überprüfung eines Industriearbeitplatzes: alles im Greifraum? (Volkswagen)

xxx:
Agenda:
xxx
Grundlegendes
Nutzen
Systemansätze
Anwendungsgebiete
Überprüfung von Anordnung und Fördertechnik: kollisionsfrei für neue Einbringungen? (Volkswagen) Marktforschung

www.vdc-fellbach.de
Tel.: +49 (0) 711 58 53 09-0
14


 Anleitung, Anweisung,
Verdeutlichung,
Unterstützung im Arbeitsprozess

Kabelkonfektionierung (Boeing)

Wartungsunterstützung (BMW)

xxx:
Agenda:
xxx
Grundlegendes
Nutzen
Systemansätze
Anwendungsgebiete
Reparaturanleitung (NASA) Marktforschung

www.vdc-fellbach.de
Tel.: +49 (0) 711 58 53 09-0
15


Verdeutlichung,

Anzeige von Nicht-Sichtbarem: Sensordaten auf Maschine

Anzeige von Nicht-Sichtbarem: Infrastruktur unter Putz

xxx:
Agenda:
xxx
Grundlegendes
Nutzen
Systemansätze
Anwendungsgebiete
Zuweisung logistischer Informationen im Warenlager mit RFID
Marktforschung

www.vdc-fellbach.de
Tel.: +49 (0) 711 58 53 09-0
16


Verdeutlichung,

Navigation: der nächste U-Bahn-Schacht in Paris (iPhone)

Navigation im PKW

xxx:
Agenda:
xxx
Grundlegendes
Nutzen
Systemansätze
Anwendungsgebiete
Produktkonfiguration am Produkt OP-Unterstützung durch Überlagerung von CT-/MRT-Daten Marktforschung

www.vdc-fellbach.de
Tel.: +49 (0) 711 58 53 09-0
17


 Marketing, Unterhaltung

Präsentation Messe: Show (metaio)

Präsentation Messe: Erläuterungen Technik / Verborgenes(metaio)

xxx:
Agenda:
xxx
Grundlegendes
Nutzen
Systemansätze
Anwendungsgebiete
Crossmedia Print, online & live: Interaktiver Print-Katalog (metaio)
Marktforschung

www.vdc-fellbach.de
Tel.: +49 (0) 711 58 53 09-0
18



Point of Sales: Augmentierte Verpackung bei LEGO

Point of Sales: Virtuelle Anprobe mit AR

xxx:
Agenda:
xxx
Grundlegendes
Nutzen
Systemansätze
Anwendungsgebiete
Webanwendung: Kleidungs-Konfigurator Marktforschung

www.vdc-fellbach.de
Tel.: +49 (0) 711 58 53 09-0
19



Augmentierte Spiele-Figuren und Karten

Definition eines gemeinsames Spielraums durch einen Marker, Interaktion

xxx:
Agenda:
xxx
Grundlegendes
Nutzen
Systemansätze
Geo-Gaming mit AR Anwendungsgebiete
Marktforschung

www.vdc-fellbach.de
Tel.: +49 (0) 711 58 53 09-0
20


Visualisierung Zeitversatz
 Blick in die Zukunft oder Vergangenheit

Zukunftsprojektion eines Bauvorhabens an Baustelle (Fh-IGD)

xxx:
Agenda:
xxx
Grundlegendes
Nutzen
Systemansätze
Virtuelle Archäologie an Fundstelle Anwendungsgebiete
Marktforschung

www.vdc-fellbach.de
Tel.: +49 (0) 711 58 53 09-0
21


Gartner’s top 10 disruptive technologies 2008-2012
 Multicore and hybrid processors
 Virtualisation and
fabric computing
 Social networks and
social software
 Cloud computing and
cloud/web platforms
 Web mashups
 User Interface
 Ubiquitous computing
 Contextual computing
xxx:
 Augmented reality Agenda:
xxx
Grundlegendes
 Semantics Nutzen
Systemansätze
Anwendungsgebiete
Marktforschung

www.vdc-fellbach.de
Tel.: +49 (0) 711 58 53 09-0
22


xxx:
Agenda:
xxx
Grundlegendes
Nutzen
Systemansätze
Anwendungsgebiete
Marktforschung

www.vdc-fellbach.de
Tel.: +49 (0) 711 58 53 09-0
23


Übersicht AR-Unternehmen in der Wertschöpfungskette
Übersicht von VentureBeat

xxx:
Agenda:
xxx
Grundlegendes
Nutzen
Systemansätze
Anwendungsgebiete
Marktforschung

www.vdc-fellbach.de
Tel.: +49 (0) 711 58 53 09-0
24


Das Thema interessiert Sie
und Sie suchen
Umsetzungspartner?

Kontaktieren Sie uns.
Wir suchen mit Ihnen den geeigneten Anbieter.

xxx:
Agenda:
xxx
Grundlegendes
Nutzen
Virtual Dimension Center (VDC) Technologiegrundlagen
Systemansätze
Auberlenstr. 13 Anwendungsgebiete
70736 Fellbach Marktforschung

info@vdc-fellbach.de
www.vdc-fellbach.de
Tel.: +49 (0) 711 58 53 09-0
www.vdc-fellbach.de
www.vdc-fellbach.de
© Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. – Virtual Dimension Center VDC 25

Augmented Reality: VDC Whitepaper

Recomendados

Recomendados

Mais conteúdo relacionado

Destaque

Destaque (17)

Semelhante a Augmented Reality: VDC Whitepaper

Semelhante a Augmented Reality: VDC Whitepaper (20)

Mais de Virtual Dimension Center (VDC) Fellbach

Mais de Virtual Dimension Center (VDC) Fellbach (20)

Augmented Reality: VDC Whitepaper