Augmented Reality: Die erweiterte Realität erklärt
09.01.2024
Augmented Reality (AR) verändert Ihre Sicht auf die Dinge – im wahrsten Sinne des Wortes. Mittels AR-Technik lässt sich die Realität um virtuelle Objekte ergänzen. Entscheidend sind passende Hard- und Software sowie schnelles Internet. Wie AR funktioniert, wo die Technik zum Einsatz kommt und welchen Mehrwert die „erweitere Realität“ Unternehmen bietet.
Was ist Augmented Reality?
Augmented Reality (AR) ist die computergestützte Erweiterung der Realität mit virtuellen Elementen. Dies können Bilder, Texte, Videos oder Animationen sein, die dem Betrachter suggerieren, es handele sich um tatsächlich vorhandene Objekte in der realen Welt. Ins Deutsche übersetzt bedeutet Augmented Reality „erweiterte Realität“.
Um Augmented Reality nutzen zu können, wird entsprechende Hard- und Software benötigt. Bekannt sind vor allem AR-Brillen, die der Benutzer aufsetzt, um die virtuellen Elemente direkt im Sichtfeld zu haben. Aber auch Smartphones, Tablets und Co. sind als AR-Hardware geeignet, da sie über die benötigten Hauptkomponenten verfügen: eine Kamera und eine Projektionsfläche in Form eines Displays.
AR hat großen Nutzen für Unternehmen
In vielen Unternehmen wird AR bereits eingesetzt, da die Technik branchenübergreifend von großem Nutzen sein kann. In der Logistik stehen Mitarbeitenden z. B. Informationen mittels Smart Glasses zur Verfügung, die direkt im Sichtfeld erscheinen – während des Gangs durch das Logistikzentrum. Bei chirurgischen Eingriffen können dem Operateur die Operationsschritte auf diese Weise ebenfalls direkt ins Blickfeld projiziert werden. Weitere Anwendungsbeispiele finden Sie weiter unten.
Wie funktioniert Augmented Reality?
Damit Augmented Reality einwandfrei funktioniert, gibt es bestimmte Voraussetzungen an die verwendete Hard- und Software:
Die Hardware sollte …
über Sensoren verfügen, die Informationen über die reale Umgebung erfassen und der Software als Orientierung im Raum dienen (z. B. Kamera, GPS oder Gyroskop)
Schnittstellen zur Erfassung von Nutzereingaben besitzen (z. B. Touchscreen oder Mikrofon)
einen Prozessor zur Verarbeitung und Berechnung der gesammelten Daten haben
Schnittstellen zur Ausgabe von Daten und Informationen besitzen (z. B. Bildschirm oder Kopfhörer)
Die Software sollte …
Bildanalyse beherrschen
die Sensordaten auswerten können
die Anbindung bestehender Datenquellen und Ressourcen ermöglichen
Benutzereingaben verwalten können
Bildbearbeitung zur Kombination von z. B. Kamerabild und den digitalen Komponenten beherrschen
Markierungspunkte – zwei Ansätze
Entscheidend ist außerdem, ob die Software „marker-based“ oder „markerless“ funktionieren soll. Wie die Bezeichnungen bereits ausdrücken, arbeitet die marker-based AR mit Markierungspunkten, die sich von der restlichen Umgebung abheben. Ein Beispiel hierfür sind QR-Codes, die das AR-Gerät erkennt und die ihm bei der Positionierung und Ausrichtung der Kamera helfen. Das zum QR-Code gehörige Objekt, das projiziert werden soll (bzw. die entsprechenden Informationen), wird somit korrekt und an der richtigen Stelle in der realen Welt platziert. Ein Beispiel wäre der Einsatz von QR-Codes und Smartphones im Museum.
Die markerless AR benötigt solche Bezugspunkte nicht. Im System sind keine Vorprogrammierungen bezüglich verschiedener Markierungspunkte vorgenommen. Hier orientiert sich das Programm freier, beispielsweise an Farben, Mustern oder Gesichtszügen. Ein Beispiel hierfür sind Apps, die von Einrichtungshäusern genutzt werden. Mit diesen können die Kunden Einrichtungsgegenstände virtuell in der eigenen Wohnung platzieren.
Anwendungsbeispiele von AR in Unternehmen
vorhanden sind, können plastisch dargestellt und in das vorhandene Betrachtungsfeld eingefügt werden – die Realität wird erweitert.
Ob die Technologie für mehr Sicherheit, zur Steigerung der Effizienz oder für ein besseres Kundenerlebnis verwendet wird: Die Bandbreite an Einsatzmöglichkeiten der erweiterten Realität ist immens.
Beispielsweise können 3D-Entwürfe von Bauvorhaben realitätsnah und direkt vor Ort dargestellt werden. In der Produktion lassen sich z. B. 3D-Modelle von Produkten direkt vor dem Auge der Mitarbeitenden darstellen und dienen als Orientierung bei der Fertigung. Zusammen mit dem Internet of Things spielt AR somit eine wichtige Rolle für die Industrie 4.0.
AR sind kaum Grenzen gesetzt, weshalb diese Technologie für fast alle Branchen einen Mehrwert bietet:
Im Einzelhandel oder Online-Shopping lassen sich Produkte durch AR „zum Leben erwecken“ und dadurch das Kundenerlebnis verbessern.
In der Kulturbranche, wie z. B. Museen oder Galerien, können Besuchern digitale Informationen mittels AR-Geräten zur Verfügung gestellt werden.
In der Industrie bietet AR die Möglichkeit, die Konzeptionierung und Produktion im Sinne einer Smart Factory zu optimieren.
In der Medizin und im Gesundheitssektor wird AR für die Chirurgie, die medizinische Bildgebung und in der Rehabilitation eingesetzt.
Im Handwerk und bei Reparaturen werden dank AR gedruckte Bedienungs- oder Bauanleitungen überflüssig.
In vielen Branchen wird AR auch für Trainingsszenarios genutzt. So plant beispielsweise die Handwerkskammer Potsdam die Modernisierung von Ausbildungskursen für Kfz-Mechatroniker mittels AR. Auszubildende sollen mit AR üben, ein Fahrzeug zu reparieren und instand zu halten.
AR benötigt schnelle Datenübertragung
Da Augmented-Reality-Geräte teilweise hochauflösende digitale Inhalte in Echtzeit in die reale Welt einblenden, sollte die Datenbereitstellung möglichst schnell ablaufen. Damit keine Verzögerungen zwischen echter Welt und virtuellen Elementen eintreten, sollte 5G zum Einsatz kommen. Mit dem richtigen Mobilfunktarif halten sich auch die Kosten in Grenzen.
AR vs. VR: Wo sind die Unterschiede?
Während Augmented Reality lediglich die bestehende Realität mit virtuellen Objekten erweitert, schafft Virtual Reality (VR) eine eigene Realität. Hier wird die reale Umgebung durch eine simulierte Umgebung ersetzt.
Mittels VR-Brille wird die reale Welt komplett ausgeblendet und der Benutzer taucht vollständig in die virtuelle Welt ein. Oftmals wird durch akustische und haptische Ausgabemechanismen der Eindruck, sich „in der virtuellen Welt zu befinden“, verstärkt. AR hat dies nicht zum Ziel. Hier geht es lediglich um die Einbettung nützlicher Informationen oder Objekte in die echte Welt.
Augmented Reality im Überblick
Augmented Reality (AR) ...
erweitert die reale Welt computergestützt um virtuelle Komponenten, wie Texte, Bilder oder Animationen.
unterscheidet sich von der Virtual Reality (VR) insofern, dass die reale Welt nicht vollständig ausgeblendet wird.
benötigt entsprechende Hardware mit Sensoren und Projektionsfläche (Smartphone, AR-Brille, etc.) sowie entsprechende Software, die vor allem Bildanalyse und -bearbeitung beherrschen sollte.
unterstützt die digitale Transformation in vielen Branchen, wie beispielsweise in der Industrie (Fertigung und Produktion) sowie in der Kulturbranche, dem Gesundheitswesen und Einzelhandel und vielen mehr.
benötigt für latenzfreie Übertragung schnelles Internet (5G)
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Häufig gestellte Fragen
Augmented Reality (AR) erweitert die Realität computergestützt um virtuelle Elemente. Mittels einer Kamera wird das tatsächlich Gesehene in Echtzeit auf einer Projektionsfläche (Bildschirm) wiedergegeben und durch AR-Software um virtuelle Elemente (Text, Bilder oder Animationen) ergänzt. Der Betrachter nimmt nun alle Objekte als „tatsächlich vorhanden“ wahr.
Augmented Reality wurde bereits in den 1970ern angewandt. Der Computergrafiker Ivan Sutherland entwickelte 1968 eine Datenbrille, das sogenannte Head Mounted System. Das System projizierte einfache geografische Muster in das Blickfeld des Betrachters. Die NASA nutzte die technischen Errungenschaften Sutherlands für die Weiterentwicklung ähnlicher Systeme für Übungen von Raumfahrtmissionen.
Ähnlich der Datenbrille von Sutherland können sogenannte Head-up-Displays (HUDs) als AR-Vorläufer bezeichnet werden. Die Technik, bei der Piloten nützliche Informationen auf einen zusätzlichen Bildschirm in ihrem direkten Blickfeld projiziert werden, wurde bereits in den 1940ern angewandt und seit den 1980er Jahren auch in der Automobilindustrie eingesetzt. Der Begriff „Augmented Reality“ tauchte allerdings erst 1990 auf.
AR ist vielseitig einsetzbar. Bei Wartungs- und Reparaturarbeiten können AR-Brillen Handwerkern und Ingenieuren helfen, indem benötigte Reparaturinformationen oder 3D-Modelle des zu wartenden Gegenstands direkt im Blickfeld erscheinen.
Vor allem aus der Gamingbranche, wo der Wunsch nach Verschmelzung zwischen echter und digitaler Welt besonders groß ist, ist AR bekannt. Mit AR können beispielsweise animierte Tiere in die echte Welt projiziert werden, was u. a. beim Spiel Pokémon Go eingesetzt wird.
Man unterscheidet zwischen marker-based AR und markerless AR. Bei der marker-based AR orientiert sich die Software an bestimmten Markierungspunkten in der realen Umgebung, wie z. B. an QR-Codes, um virtuelle Elemente am richtigen Platz anzuzeigen. Bei der markerless AR orientiert sich die Software frei an anderen Dingen, wie Farben, Mustern und Gesichtern.
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