Was ist Augmented Reality?

Spätestens seit dem Launch von Pokémon Go im Sommer 2016 ist der Begriff Augmented Reality in aller Munde und verschiedene Branchen-Experten prognostizieren der Technologie ein enormes Wachstumspotenzial mit einer disruptiven Kraft.

Nachdem wir der Definition von Virtual Reality bereits einen ausführlichen Artikel im Bereich 360°-Know How gewidmet haben, möchten wir uns deshalb einmal mit der Frage “Was ist Augmented Reality?” beschäftigen, da diese beiden Begrifflichkeiten häufig miteinander in Verbindung gebracht werden. Auch hier möchten wir uns zunächst aus einer wissenschaftlichen Perspektive nähern und verschiedene Definitionsansätze betrachten, um der Frage nach der augmentierten Realität möglichst umfassend auf den Grund zu gehen. Deshalb erwartet Sie hier ein theoretischer Artikel über Augmented Reality.

Was-ist-Augmented-Reality

Was ist eigentlich Augmented Reality? Hier versuchen wir es mit der Microsoft Hololens zu ergründen.

Was bedeutet Augmented Reality?

Der Begriff Augmented Reality bedeutet übersetzt „erweiterte Realität” und ist Teil zahlreicher unterschiedlicher und teils widersprüchlicher Definitionen. Während unter Virtual Reality, dem reinen Wortsinn folgend, die Wahrnehmung der virtuellen Welt verstanden werden könnte, ließe sich unter Augmented Reality die Wahrnehmung der (um virtuelle Elemente) erweiterten realen Welt verstehen.
Ein breit gefächertes AR-Verständnis liefert der Tech-Experte Gene Becker, der Augmented Reality als
„[…] a technology
• a field of research
• a vision of future computing
• an emerging commercial industry
• a new medium for creative expression”
bezeichnet.

Diese Beschreibung könnte jedoch genauso gut auf VR zutreffen, sodass an dieser Stelle bereits erste Gemeinsamkeiten zwischen den beiden Technologien ersichtlich werden. (Einen Artikel zur Unterscheidung von VR und AR finden Sie hier.)

Woher kommt der Begriff Augmented Reality?

Im Vergleich zur bereits früher begonnenen Entwicklung von Virtual Reality, startet die ersten Schritte in Richtung Augmented Reality Anfang der 80er Jahre, mehr darüber erfahren Sie in unserem Beiträg über die Entwicklung von Augmented Reality.

Augmented Reality Definition nach Azuma

Im Jahr 1997 verfasste der Wissenschaftler Ronald T. Azuma die Studie „A Survey of Augmented Reality” und formulierte dabei die heute am weit verbreitetste Definition von Augmented Reality.  Zum besseren Verständnis wird seine Definition in drei Teile zerlegt, um diese jeweils im Einzelnen schrittweise zu erläutern.

Die Definition beginnt damit, dass AR als eine Abwandlung von VR angesehen wird: „Augmented Reality (AR) is a variation of Virtual Environments (VE), or Virtual Reality as it is more commonly called […]”
Aufgrund der oben genannten Gemeinsamkeiten ist dieser Ansatz nachvollziehbar, jedoch geht Azuma nicht darauf ein, dass Augmented Reality auch als eine Abwandlung der physischen Realität betrachtet werden kann.

Abgrenzung zwischen augmentierter und virtueller Realität

Im nächsten Schritt wird Augmented Reality von Virtual Reality abgegrenzt: „[…] 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, […]”
Im Gegensatz zu VR, bei der ein Nutzer vollständig in eine virtuelle Welt eintaucht und dabei die physische Realität ausgeblendet wird, wird bei Augmented Reality die physische Realität weiterhin wahrgenommen. Diese wird jedoch um virtuelle Elemente ergänzt, wodurch der Nutzer eine erweiterte Realität wahrnimmt. Azuma ergänzt dabei noch, dass im Idealfall beim Nutzer der Eindruck entsteht, dass die (physisch) realen und die virtuellen Objekte in ein und demselben Raum koexistieren.

Technologische Aspekte von Augmented Reality

Augmented-Reality-Pokemon-Go

Bekanntes Beispiel für Augmented Reality: Pokemon Go

Dabei sollte darauf hingewiesen werden, dass es sich bei AR ebenfalls um ein computergeneriertes Phänomen handelt und nicht bspw. mit Halluzinationen verwechselt werden sollte. Um die technologischen Aspekte deutlicher abzugrenzen, ergänzte Azuma seine Definition wie folgt: „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”
Dieser technologieorientierte Ansatz stellt die Fähigkeiten, die ein System mit sich bringen muss, um Augmented Reality zu ermöglichen, in den Vordergrund. Der erste Punkt beschreibt die Schlüsseleigenschaft von AR, welche darin besteht die physische Welt mit virtuellen Elementen zu überlagern, um somit eine Augmentierung hervorzurufen. Dabei können die visuellen, akustischen, haptischen, gustatorischen oder olfaktorischen Sinne angesprochen werden. Des Weiteren muss das AR-System interaktiv in Echtzeit funktionieren, d.h. der Input, den das System über die Eingabegeräte empfängt, muss in Echtzeit erfasst und verwertet werden, um daraufhin die virtuellen Elemente (ebenfalls in Echtzeit) anzupassen. Der dritte Punkt beschreibt die Fähigkeit des Systems, eine dreidimensionale Registrierung durchzuführen. Diese bezeichnet die Verankerung der virtuellen Elemente in der Realität, sodass der Anschein entsteht, dass die virtuellen Elemente auch in der physischen Welt einen festen Platz haben, der unabhängig vom Standpunkt des Nutzers (bzw. der Kamera) ist.

Und was ist nun Augmented Reality?

In der Populärwissenschaft wird zur Beschreibung von Augmented Reality häufig nur die Erweiterung der Realität um virtuelle Elemente berücksichtigt, während die übrigen Merkmale von Azuma (interaktiv in Echtzeit und 3D-Registrierung) kaum Beachtung finden. Jedoch sind es genau diese weiteren Merkmale, die erst eine klare Abgrenzung von Augmented Reality zu anderen ähnlichen Technologien ermöglichen. So zählt bspw. die Nachbearbeitung von Filmen mittels CGI-Effekte („Computer Generated Imagery“) nicht zu AR, da sie nicht in Echtzeit stattfindet. Im Gegensatz dazu können als bekanntes Beispiel für AR die in Football- oder Fußball-Live-Übertragungen eingesetzten virtuellen Strafstoß- oder Abseits-Linien genannt werden, welche die obigen AR-Merkmale erfüllen Die Erweiterung der physischen Realität um virtuelle Elemente bedeutet aber auch, dass Objekte aus dem Sichtfeld des Nutzers ausgeblendet werden können, indem der Hintergrund des auszublendenden physischen Objekts virtuell über selbiges gelagert wird.

Augmented Reality und Kommunikation

Die Definition von Azuma ist dabei stark technologisch orientiert, sodass auch hier auf die Eignung von AR zur Kommunikation hingewiesen werden sollte. Diese findet bei Craig Berücksichtigung, der nicht nur Virtual Reality, sondern auch Augmented Reality als digitales Medium definiert: „Augmented reality: A medium in which digital information is overlaid on the physical world that is in both spatial and temporal registration with the physical world and that is interactive in real time.” Dabei ist die „spatial and temporal registration” eine andere Umschreibung für die in Echtzeit durchgeführte dreidimensionale Registrierung der virtuellen Elemente in der Realität.

Was verstehen wir unter Augmented Reality?

Im Rahmen unserer Master-Thesis haben wir (Claudia Berger und Reza Kiani) auf Basis dieser zuvor dargestellten Definitionsansätze eine eigenen Definition von Augmented Reality aufgestellt, die wie folgt lautet:
Augmented Reality ist ein Medium, welches aus einer virtuellen Erweiterung der Realität um dreidimensional-registrierte und in Echtzeit-interaktive Elemente besteht. Diese sollen dem Nutzer durch geeignete Systeme, die ein oder mehrere Sinne ansprechen, so dargestellt werden, als seien sie Teil der realen Welt.

Dadurch die Definition als Medium wird dabei die Eignung von Augmented Reality zur Kommunikation hervorgehoben. Die Fähigkeit einer Erweiterung um virtuelle Elemente sowie die Ansprache durch geeignete Systeme sollen darüber hinaus die technologischen Wurzeln von Augmented Reality betonen. Zusätzlich finden die Kernelemente aus Azumas Definition Berücksichtigung: So kombiniert Augmented Reality virtuelle mit realen Elementen, die dreidimensional registriert und in Echtzeit interaktiv sind. Diese Charakterisierung grenzt AR von anderen Medien bzw. Technologien ab. Im Gegensatz zur Virtual Reality-Definition bleibt jedoch der Aspekt der Immersion unberücksichtigt, da bei AR nicht das vollständige Eintauchen in eine virtuelle Welt, sondern das authentische Erweitern der realen Welt im Vordergrund steht.

Literaturquellen der Augmented Reality Definitionen:

  • 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.
  • Becker, Gene (o.J.): Challenge, Drama & Social Engagement: Designing Mobile Augmented Reality Experiences. Abrufbar unter http://assets.en.oreilly.com/1/event/37/Challenge,%20Drama%20_%20Social%20Engagement_%20Designing %20Mobile%20Augmented%20Reality%20Experiences%20%20Presentation.pdf.
  • Craig, Alan B. (2013): Understanding Augmented Reality. Concepts and Applications. Elsevier, Waltham.
  • 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.
2018-05-03T10:36:10+00:0007.11.2017|360°-Know-How|