Die Entwicklung von Augmented Reality

Das Thema AR ist spätestens seit dem Durchbruch von Pokémon Go im Sommer 2016 in aller Munde und die Entwicklung von Augmented Reality befindet sich aktuell noch in vollem Gange. Wohin der Weg führt ist ungewiss, doch verschiedene Branchenexperten prophezeien der Technologie bereits eine große Zukunft.

Nachdem wir der Frage Was ist Augmented Reality? bereits in einem vorangegangenen Beitrag nachgegangen sind, möchten wir uns deshalb nun der Entwicklung von Augmented Reality widmen, um zu erzählen, wo die Technologie herkommt, aber auch wo sie uns hinführen wird. Deshalb werden wir im folgenden Beitrag von den historischen Meilensteinen der AR-Entwicklung über einen Marktüberblick bis in die Zukunft von Augmented Reality blicken.

Entwicklung von Augmented Reality

Die Microsoft Hololens als Meilenstein in der Entwicklung von Augmented Reality.

Historische Entwicklung von Augmented Reality

Im Gegensatz zur bereits früher begonnenen Entwicklung von Virtual Reality startet die ersten Schritte in Richtung Augmented Reality zu Beginn der 80er Jahre. Unter der Leitung von Tom Furness wurde das sogenannte „Super Cockpit“ in Betrieb genommen, ein Pilotenhelm, an dem ein durchsichtiger Monitor befestigt wurde, welcher die Sicht des Piloten um zusätzliche Informationen augmentierte. Im gleichen Jahr begannen am MIT Arbeiten an AR-Ausgabegeräten, die dem Anwender ermöglichen sollten unterschiedliche Bereiche, wie 3D-Zeichnungen, Architekturvisualisierungen oder das Layout von Computerchips zu erforschen.

Im Jahr 1997 verfasste Ronald T. Azuma seine viel zitierte Studie  „A Survey of Augmented Reality” und formulierte dabei die heute am weit verbreitetste Definition von Augmented Reality, nach welches AR wie folgt definiert wird: Augmented Reality (AR) is a variation of Virtual Environments (VE) […] VE technologies completely immerse a user inside a synthetic environment. While immersed, the user cannot see the real world around him. In contrast, AR allows the user to see the real world, with virtual objects superimposed upon or composited with the real world. Therefore, AR supplements reality, rather than completely replacing it. Ideally, it would appear to the user that the virtual and real objects coexisted in the same space, […] To avoid limiting AR to specific technologies, this survey defines AR as systems that have the following three characteristics: 1) Combines real and virtual 2) Interactive in real time 3) Registered in 3-D”

Zwei Jahre später, 1999, entstand mit der Entwicklung des AR-Toolkit von Hirokazo Kato  die erste Open Source Software in der Entwicklung von Augmented Reality. Auf Grund des fortschreitenden Interesses an AR sind weltweit verschiedene Symposien und Workshops abgehalten worden, aus denen das International Symposium on Mixed and Augmented Reality (ISMAR) entstand, welches abwechselnd in Europa, Asien und den USA stattfindet und als unverzichtbar für die Entwicklung dieser Technologie gilt.

Die verschiedenen Augmented-Reality- Systeme

Augmented-Reality-Brillen

Ähnlich wie bei den VR-Brillen führt auch die Entwicklung von Augmented Reality zu Head-Mounted-Displays, bei denen grundsätzlich zwischen zwei Darstellungsformen unterschieden werden kann: dem Optical-See-Through-Verfahren und dem Video-See-Through-Verfahren. In beiden Fällen wird die reale Welt über Videokameras erfasst, wobei der Anwender beim Optical-See-Through-Verfahren eine direkte Sicht auf die physische Realität hat, die er durch ein semitransparentes Display wahrnimmt, wie bspw. im Falle von Microsofts Hololens. Beim Video-See-Through-Verfahren hingegen wird die physische Realität als Videostream über einen Monitor abgebildet, wobei dem Nutzer suggeriert wird die reale Umgebung direkt zu erleben.

Handheld-AR-System

Beispiel eines Handheld-AR-Systems.

Handheld Augmented Reality-Systeme

Die aktuell am weitesten verbreiteten Systeme zur Vermittlung von AR-Inhalten stellen die Handheld-Systeme dar, zu denen Smartphones und Tablets zählen. Diese funktionieren per Video-See-Through-Verfahren, wobei die integrierte Kamera einen Ausschnitt der realen Welt erfasst, die Aufnahme um virtuelle Elemente erweitert und über den Monitor des Handhelds ausgibt.Um weitere Informationen aus der physischen Realität zu berücksichtigen, können neben der Kamera weitere Tracking-Sensoren des Handhelds, wie bspw. das GPS, genutzt werden, um auf Basis der eigenen Position bspw. Schauplätze oder Sehenswürdigkeiten durch virtuelle Elemente zu erweitern.

Desktop AR-Systeme und AR-Terminals

PCs und Laptops, die mit einer Webcam ausgestattet sind, können ebenfalls die technischen Anforderungen zur Darstellung von Augmented Reality erfüllen. Mittels Video-See-Through-Verfahren wird die augmentierte Realität dabei auf dem Bildschirm abgebildet. Ein nahezu identisches System stellen sogenannte AR-Terminals dar, die ebenfalls aus einem PC und einer Webcam bestehen, dabei aber für den Nutzer noch weiter vereinfacht werden und u.a. stationär am Point-of-Sale eingesetzt werden können.

Projektionsbasierte Augmented Reality-Systeme

Neben dem Video-See-Through- und dem Optical-See-Through-Verfahren können auch Projektoren eingesetzt werden, um eine sogenannte projektionsbasierte AR zu erzeugen. Hierbei lassen sich transparente Projektionsoberflächen verwenden, auf die virtuelle Elemente projiziert werden, um die dahinterliegende physische Realität zu erweitern. Der Projektor kann vor der Projektionsoberfläche („Front Projection”) oder dahinter („Rear Projection”) aufgebaut werden.
Darüber hinaus können anstelle von aufgebauten Projektionsoberflächen auch Oberflächen von realen Objekten verwendet werden, die durch unterschiedliche Beleuchtung eine andere Erscheinungsform erhalten und somit vom Betrachter anders wahrgenommen werden.

Aktuelle Entwicklungen von Augmented Reality

Dem Massenmarkt wurde der Begriff Augmented Reality im Frühling 2012 bekannter, als Google mit Google Glasses eine Datenbrille vorstellte, die zwar nicht alle Kriterien der zuvor vorgestellten AR-Technologie erfüllt, aber auch die Realität um virtuelle Informationen ergänzt. Diese Brille konnte sich jedoch nicht durchsetzen, sodass das Projekt im Jahr 2015 zurückgestellt wurde. Trotzdem blieb Google am Thema dran und investierte im Oktober 2014 zusätzlich über 500 Mio. US-Dollar in das Unternehmen Magic Leap, welches sich nach eigenen Angaben in der Entwicklung einer revolutionären AR-Brille befindet. Microsoft ist hier schon einen Schritt weiter und hat mit der Microsoft Hololens bereits eine erste AR-Brille auf den Markt gebracht.

Im Bereich der Handheld-AR-Systeme löste  Nintendo in Kooperation mit Niantic mit der Smartphone-App Pokémon Go im Sommer 2016 einen regelrechten Hype aus. Innerhalb der ersten drei Monate konnte das Spiel, bei dem virtuelle Figuren im realen Umfeld der Nutzer gefangen werden könnenm bereits einen Umsatz von über 600 Mio. US Dollar generieren.

Zukunftsprognosen der Augmented Reality Entwicklung

Digi-Capital zur Entwicklung von AR

Aufgrund des steigenden Interesses an Virtual- und Augmented Reality gibt es verschiedene Prognosen, die sich mit den zukünftigen Entwicklungen der Technologien befassen. Digi-Capital, ein Beratungsunternehmen für Mergers & Acquisitions aus dem Bereich Games, Mobile und VR / AR, stellte im Januar 2016 eine enorme Wachstumsprognose für den VR- und AR-Markt auf und prognostizierte ein Umsatzwachstum von ca. 5 Mrd. US-Dollar im Jahr 2016 auf 120 Mrd. US-Dollar im Jahr 2020. Dabei wurde angenommen, dass die Relevanz von Augmented Reality ab dem Jahr 2018 zunehmen und ca. 50% des Gesamtumsatzes ausmachen wird, im Jahr 2020 soll sich dies auf ca. 75% steigern.
Der Argumentation von Digi-Capital zufolge wird der AR-Markt in den kommenden Jahren deshalb schneller wachsen als vergleichbare VR-Technologien, da bei Virtual Reality die physische Realität vollständig ausgeblendet wird und Inhalte bewusst konsumiert werden müssen. Im Gegensatz dazu bleibt die physische Realität bei Augmented Reality weiterhin erhalten. Deshalb sieht Tim Merel, Managing Director und Gründer von Digi-Capital den Einsatz der VR-Technologie verstärkt beim Konsum von Filmen und Spielen, wohingegen AR-Technologien im gesellschaftlichen Alltag eine ähnliche Bedeutung gewinnen könnten wie derzeit das Smartphone. Der in AR generierte Umsatz soll sich dabei wie folgt aufteilen: Konsumenten werden das meiste Geld für AR-Hardware ausgeben, gefolgt von ähnlichen Anwendungen, die derzeit das Internet ausmachen wie aCommerce (analog zum bekannten eCommerce), Telefonie, Unterhaltungsdienste, Werbung, Apps und Casual Games (dt. „Gelegenheitsspiele“).
Im Januar 2017 korrigierte Digi-Capital die Prognose vom Vorjahr mit den Marktdaten aus dem Jahr 2016. So wurde die Umsatzprognose von insgesamt 120 Mrd. US-Dollar in 2020 auf 80 Mrd. US-Dollar nach unten korrigiert und für das Jahr 2021 ein Umsatz von ca. 110 Mrd. US-Dollar angenommen. Das Verhältnis zwischen VR- und AR-Umsätzen blieb für das Jahr 2020 mit eins zu drei in etwa gleich, wohingegen es sich für das Jahr 2021 noch stärker in Richtung AR verteilt. Hinsichtlich der AR-Systeme wird dabei angenommen, dass zunächst Handheld-Systeme eine große Rolle einnehmen und AR-HMDs erst ab den Jahren 2020 / 2021 Bedeutung im Masssenmarkt gewinnen werden.
Neben Digi-Capital stellte auch die IDC (International Data Corporation) im August 2016 eine Prognose hinsichtlich des Marktwachstums von VR / AR auf. Dabei wurde mit einem Wachstum des Gesamtumsatzes von VR / AR von insgesamt 5,2 Mrd. US-Dollar im Jahr 2016 auf über 162 Mrd. US-Dollar für das Jahr 2020 gerechnet.

Die Zukunft von Augmented Reality

Diese Marktstudien zeigen, dass derzeit grundsätzlich von einem großen Marktpotenzial hinsichtlich der Entwicklung von VR / AR ausgegangen werden kann und Experten sich einig sind, dass es einen Marktdurchbruch geben wird. Unklar bleibt dabei lediglich der Zeitpunkt, wann dies geschehen wird. VR wird die Größenordnung des Smartphone-Marktes voraussichtlich nicht ansatzweise erreichen, denn die Technologie zielt auf eine eingeschränkte Personengruppe aus Gamern und jungen, technikaffinen Konsumenten. Für die Entwicklung von Augmented Reality ergeben sich hingegen aufgrund der standortunabhängigen Nutzungsmöglichkeit sowie der einfachen Integrationsmöglichkeiten in den Alltag der Konsumenten zahlreiche weitere Betätigungsfelder. So wie Smartphones und Tablets es der Bevölkerung bereits heute ermöglichen, zu jedem Zeitpunkt auf Informationen und nützliche Funktionen zurückzugreifen, könnte durch die direkte Einbindung der virtuellen Elemente in die reale Umgebung eine beschleunigte und intuitive Informationsaufnahme erfolgen und Augmented Reality damit einen maßgeblichen Einfluss auf das Informationsverarbeitungs- und Mediennutzungsverhalten ausüben. Zwei Redakteure des Forbes-Magazins bezeichneten Augmented Reality als eine der fünf disruptivsten Technologien, die das Potenzial haben, einen ganzen Markt neu zu erschaffen und Einfluss auf die breite Bevölkerung zu nehmen.

Quellen zur historischen Entwicklung von Augmented Reality

  • Schart, Dirk / Tschanz, Nathaly (2015): Augmented Reality. Praxishandbuch. UVK, München. S. 26.
  • Azuma, Ronald T. (1997): A Survey of Augmented Reality. In: Presence. Teleoperators and Virtual Environments. Volume 6, Nr. 4, 1997, MIT Press, Cambridge. S. 355-385. Auch verfügbar unter http://www.cs.unc.edu/~azuma/ARpresence.pdf.

Quellen zu den AR-Systemen

  • Tönnis, Marcus (2010): Augmented Reality. Einblicke in die Erweiterte Realität. Springer, Berlin Heidelberg. S. 21.
  • Broll, Wolfgang (2013): Augmentierte Realität: In: Dörner, Ralf / Broll, Wolfgang / Grimm, Paul / Jung, Bernhard (Hrsg.): Virtual und Augmented Reality (VR/AR). Grundlagen und Methoden der Virtuellen und Augmentierten Realität. Springer Verlag, Berlin Heidelberg. S. 241-294.
  • Kipper, Gregory / Rampolla, Joseph (2013): Augmented Reality. An Emerging Technologies Guide to AR. Elsevier, Waltham. S. 5.

Quellen zur Prognose von Augmented Reality

  • IDC (2016): Worldwide Revenues for Augmented and Virtual Reality Forecast to Reach $162 Billion in 2020. 261 Vgl. Bitkom (2016), S. 53.
  • Digi-Capital (2015): Augmented/Virtual Reality to hit $150 billion disrupting mobile by 2020.
  • Digi-Capital (2016): Augmented/Virtual Reality revenue forecast revised to hit $120 billion by 2020.
  • Digi-Capital (2017): After mixed year, mobile AR to drive $108 billion VR/AR market by 2021.
2018-01-06T15:32:04+00:00 06.01.2018|360°-Know-How|