Probleme mit Augmented Reality

Probleme mit Augmented Reality

Lange schien es, als ob Augmented Reality im Schatten der virtuellen Realität existierte. Die Idee, vollständig virtuelle Welten getrennt von unserer eigenen zu besuchen, hat seit langem die Vorstellungskraft der Öffentlichkeit erfasst und hat Vorrang vor der „Erweiterung“ unserer bestehenden Welt. Andererseits hat Augmented Reality seit langem viele praktische Anwendungen in Unternehmensumgebungen wie der industriellen Fertigung. Dies könnte dazu führen, dass sich Benutzer bei der Arbeit mit der Technologie vertraut machen, was möglicherweise zu einem Anstieg der Nutzung von Augmented Reality durch Verbraucher zu Hause führt.

Das Technologieforschungsunternehmen Gartner prognostiziert, dass Virtual Reality von 2020 bis 2023 eine Massenannahme erreichen wird , während es eine Massenannahme von Augmented Reality einige Jahre später prognostiziert. Das bedeutet, dass es möglicherweise ein Jahrzehnt dauern wird, bis wir eine groß angelegte Einführung von Augmented Reality sehen, was eine logische Schlussfolgerung zu sein scheint.

Sowohl Virtual Reality als auch Augmented Reality haben technische Probleme zu lösen. Augmented Reality teilt fast alle Probleme mit Virtual-Reality-Erfahrungen, hat jedoch die zusätzlichen Probleme, die es zu lösen gilt: Computer Vision zur Erkennung von Objekten der realen Welt, einzigartige Anzeigeformfaktoren auf transparenten Displays (wenn keine Videokamera als Pass-Through verwendet wird), digitales Objekt Platzierung, Fixieren digitaler Hologramme in der realen Welt und vieles mehr.

Augmented Reality: Formfaktoren und erster Eindruck

Der größte Versuch von Augmented Reality, die virtuelle Realität einzuholen und ins Rampenlicht des öffentlichen Bewusstseins zu treten, könnte sich auch als eines der größten Probleme erweisen, mit denen es zu kämpfen hat. Um die virtuelle Realität zu erleben, müssen Benutzer zusätzliche Peripheriegeräte wie teure Headsets und Computer kaufen, um sie mit Strom zu versorgen. Die Hinzufügung von Augmented Reality zu Standard-Mobilgeräten bringt sofort eine Form von Augmented Reality in die Hände von Hunderten von Millionen Benutzern.

Diese Erfahrung von Augmented Reality ist jedoch weit weniger als optimal. Die Ingenieure von Apple und Google haben erstaunliche Arbeit geleistet, um ein Augmented-Reality-Erlebnis auf Geräte zu bringen, die nicht in erster Linie für diesen Zweck entwickelt wurden, aber die ersten Erfahrungen der meisten Verbraucher mit Augmented Reality werden sich auf das beschränken, was ein mobiles Gerät bieten kann.

Wie heißt es so schön, für den ersten Eindruck bekommt man nie eine zweite Chance. Wenn Benutzer auf ihren Mobilgeräten ein Augmented-Reality-Erlebnis von geringer Qualität haben, können sie dieses Erlebnis im Allgemeinen mit Augmented Reality im Allgemeinen in Verbindung bringen und die Technologie vollständig als nur so fortschrittlich abtun, wie eine mobile Augmented-Reality-Erfahrung bieten kann. Sie können dann die unzähligen anderen Formfaktoren ignorieren, die existieren, um ein potenziell überlegenes Augmented-Reality-Erlebnis zu bieten.

Augmented Reality: Kosten und Verfügbarkeit

Die Lösung des Problems des „ersten Eindrucks“ ist ein eigenes Thema. Obwohl sich eine Reihe von Augmented-Reality-Headsets und -Brillen in der Entwicklung zu befinden scheinen, werden 2018 nur einige wenige zum Kauf angeboten, und die meisten zielen auf Unternehmen ab, sind „Entwickler-Editionen“ oder im Allgemeinen nicht für den öffentlichen Konsum geeignet.

Außerdem kann die Hardware für Augmented-Reality-Headsets/-Brillen im Gegensatz zu Virtual Reality, für die eine Reihe von kostengünstigen Headsets erhältlich sind, leicht Tausende von Dollar kosten, was sie außer den engagiertesten Innovatoren oder Early Adopters außer Reichweite bringt. Dieser Kostenunterschied kann helfen zu erklären, warum die Masseneinführung von Augmented Reality schätzungsweise einige Jahre weiter entfernt ist als die von Virtual Reality.

Augmented Reality und insbesondere Augmented-Reality-Headsets gibt es bereits in der frühen Phase der Einführung, der Innovatoren-Phase. Es kann für Technologien eine Herausforderung sein, den Buckel der Early Adopters zu überwinden und den Abgrund zu überwinden, um die Phase der Early Majority-Verbraucherakzeptanz zu erreichen.

Der wahrgenommene Nutzen von Augmented Reality

Die beste Hardware der Welt bedeutet nichts, wenn sie nicht von erstaunlicher Software begleitet wird. Die Öffentlichkeit scheint von dem Versprechen von Augmented Reality fasziniert zu sein, aber viele sind sich nicht ganz sicher, wofür sie es verwenden würden. Viele Menschen verstehen die Vorteile der virtuellen Realität, denn die Möglichkeit, sich in eine vollständig virtuelle Welt zu versetzen, wurde von den populären Medien relativ tiefgründig erforscht. Augmented Reality hingegen blieb etwas unter dem Radar, was es der Öffentlichkeit schwer macht, sich vorzustellen, wie sie genutzt werden soll.

Dies kann ein Henne-oder-Ei-Szenario sein. Softwareentwickler möchten keine Software für Hardware erstellen, die bestimmte Verbrauchswerte noch nicht erreicht hat, und Verbraucher möchten keine Hardware kaufen, die nicht über eine breite Anwendungsbasis verfügt. Benutzer brauchen einen zwingenden Grund, diese Geräte zu kaufen.

Es wird wahrscheinlich einige unternehmungslustige Softwareentwickler brauchen, die einige „Must-Have“-Anwendungen entwickeln, die die Akzeptanz bei den Verbrauchern fördern. Auch wenn der Weg für diese Software-Entwickler nicht weit beschritten sein wird, werden diejenigen, die die ersten „Killer-Anwendungen“ für August erstellen, reichlich belohnt.

Es gibt bereits eine Reihe von Augmented-Reality-Anwendungen, die zeigen, wozu Augmented Reality gut ist.

Augmented Reality und Tracking

Eine der größten Eigenschaften von Augmented Reality ist die Möglichkeit, digitale Objekte im dreidimensionalen, realen Raum zu platzieren. Das Platzieren eines Objekts ist relativ einfach, indem ein realer Marker verwendet wird, um anzuzeigen, wohin das Objekt gehen soll, aber das ultimative Ziel vieler Augmented-Reality-Anwendungen ist die markierungslose Verfolgung.

Das folgende Beispiel zeigt ein Beispiel für Marker-basierte Augmented Reality. Marker-basierte Augmented Reality erfordert, dass ein speziell entworfener Marker im realen Raum platziert wird, an dem sich die Kameras/Computer Vision orientieren können. In diesem Beispiel wurde ein Papierausdruck eines QR-Codes auf den Tisch gelegt und die Augmented-Reality-Software legt das digitale Hologramm eines Würfels darauf. Marker-basierte Augmented Reality kann eine sehr solide Grundlage für die Verfolgung bieten, da die Computer Vision nicht so ausgefeilt sein muss wie die markierungslose Verfolgung. Es muss nur den Marker erkennen.

Probleme mit Augmented Reality

Markerbasierte Augmented Reality.

Einer der Begriffe, die Sie bei der Diskussion über Augmented Reality hören werden, ist Computer Vision. Computer Vision ist ein breites Studiengebiet, aber im Kontext von Augmented Reality beschreibt es typischerweise, wie ein Computer die Umgebung, die er sieht, über ein digitales Bild oder Video verstehen kann.

Computer Vision, die Marker-lose Augmented Reality verarbeiten kann, ist technologisch schwierig, da sie ein komplexes Verständnis des realen 3D-Raums erfordert. Unser Gehirn kann eine Szene betrachten und leicht zwischen einer Wand, einem Fenster und einer Türöffnung unterscheiden, aber ein Computer sieht nur eine Ansammlung von Pixeln, wobei kein Pixel aussagekräftiger ist als das andere. Computer Vision beschreibt, wie ein Computer eine Sammlung von Pixeln nehmen und verstehen kann, was sie bedeuten. Beispielsweise würde Computer Vision es der Anwendung ermöglichen, ein Bild eines Tisches nicht nur als eine Ansammlung von Pixeln zu erkennen, sondern ihn auch als Objekt im 3D-Raum mit einer Höhe, Breite und Tiefe zu identifizieren.

Even on systems that can do the processing required for marker-less augmented reality, there can be delay while the processing occurs. Some augmented reality devices are quicker than others at processing the environment (with HoloLens performing notably well in this regard), but many augmented reality devices suffer from some amount of tracking latency (delay). Move your mobile device or change your head position quickly enough, and you may see some shifting of the digital holograms placed in physical space, even on the best of the current-generation devices.

In the real world, though, if you observed a chair changing position or sliding across the floor when you turned your head, you would assume your house was haunted. These tracking issues are still a common occurrence in augmented reality experiences today.

Getting tracking correct is one of the biggest challenges augmented reality faces, but one that will go a long way toward maintaining the illusion of a user’s digital items existing in the physical space. Expect the next generation of devices to make tracking a priority and improve upon the current generation of tracking technology.

Augmented reality: Field of view

Field of view (FOV) refers to the space in which digital holograms can appear. For example, the FOV for mobile augmented reality is the amount of viewable space on your device screen. The device screen acts as your window into the augmented reality world. Look away from this window into the digital, and you would only see the real world, where no holograms exist.

On some current augmented reality headsets/glasses, the digital FOV typically covers only a very small area within the visor or glasses, not the entire viewable area. This gives the effect of gazing into the virtual world through a small window or letter slot.

Similar to looking through a letter slot, the holograms would only appear in the area you mark as hologram visible. Any part of the hologram that falls into the area you mark hologram not visible would be cut off at that point. As you can see, a headset with a narrow FOV has a much more difficult time offering the same level of immersion as a headset with a larger FOV.

Obviously, a larger FOV is preferable to a smaller one. If the holographic images display only in a small window, it’s easy to be pulled out of the experience as you see the holograms get cut off within your FOV. Meta 2 appears to have the largest FOV of the current batch of headsets, claiming a 90-degree FOV, but all have a long way to go before approaching the FOV of the human eye (approximately 135 degrees vertical and 200 degrees horizontal).

Die Verbesserung des Sichtfelds der Augmented-Reality-Erlebnisfiguren wird einer der nächsten großen Sprünge für Augmented Reality mit der nächsten Hardwaregeneration. Tatsächlich hat Microsoft bereits angekündigt, dass es einen Weg gefunden hat, sein aktuelles Sichtfeld für die nächste Generation von HoloLens mehr als zu verdoppeln , was ein großer Schritt zur Lösung der größten Beschwerden wäre, die die meisten Menschen mit der HoloLens haben.

Visuals in Augmented Reality

Wie die aktuelle Generation von Virtual-Reality-Headsets haben auch aktuelle Augmented-Reality-Headsets Schwierigkeiten, den hohen Auflösungsanforderungen gerecht zu werden, an die Verbraucher gewöhnt sind.

Darüber hinaus leiden viele aktuelle Augmented-Reality-Geräte unter einer schlechten Okklusion (der Effekt, dass ein Objekt ein anderes Objekt blockiert). In der erweiterten Realität bezieht sich Okklusion typischerweise auf physische Objekte, die digitale verdecken. Möglicherweise haben Sie dieses Problem in mobilen Augmented-Reality-Apps wie Pokémon Go bemerkt : Manchmal können Sie eine sehr realistische Szene erstellen, in der Zubat über dem Boden schwebt. Manchmal scheint Squirtle halb in einer Wand stecken zu bleiben. Solche Bilder sind auf das Fehlen einer korrekten Okklusion in der erweiterten Realität zurückzuführen. Wenn die Okklusion richtig ausgeführt wird, können digitale Objekte genau und realistisch in jeder Beziehung zu realen Objekten platziert werden – darunter, teilweise dahinter, darüber oder was auch immer die Simulation erfordert.

Die HoloLens- und Meta 2- Geräte können einen angemessenen Grad an Okklusion ausführen, und die Demovideos von Magic Leap scheinen einen sehr hohen Okklusionsgrad zu zeigen (obwohl das Gerät bis Mitte 2018 noch nicht ausgeliefert wurde, ist es schwer vorherzusagen, ob die Produktion Gerät in der Lage sein, die in seinen Videodemos festgelegte hohe Messlatte zu erreichen).

Das Bild unten zeigt einen Screenshot der Okklusion Magic Leap, die in einem seiner frühen Demo-Videos gezeigt wurde. Das digitale Hologramm eines Roboters wird nahtlos vom oberen und seitlichen Bein eines Tisches verdeckt. Wenn Magic Leap in der Lage ist, diese Grafiktreue in Kombination mit diesem Grad an Okklusion in seinem Massenverbrauchergerät zu reproduzieren, wird dies ein gewaltiger Fortschritt für Augmented Reality sein.

Es mag nicht viel erscheinen, aber denken Sie an die markierungslose Ausrichtung. Um den Roboter hinter dem Tischbein zu platzieren, muss die Simulationssoftware den 3D-Raum verstehen und nicht nur eine Ansammlung von Pixeln sehen. Es muss die Szene sehen und in der Lage sein, zu berechnen, was im Vordergrund und im Hintergrund sein sollte und wo das digitale Hologramm in all dies passen sollte. Es muss verstehen, was „unter dem Tisch“ bedeutet, und wissen, welche Teile des Tisches im Raum weiter vorne liegen als andere. Das ist nicht leicht zu erreichen.

Probleme mit Augmented Reality

Quelle: YouTube
Magic Leap-Demovideo.

Damit Augmented Reality ein qualitativ hochwertiges Erlebnis für den Massenkonsumenten bieten kann, wird die Lösung der Okklusion für dynamische Umgebungen ein wichtiges Problem sein, das es zu lösen gilt.


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