Drehbuch M8

Station

M8

Titel der Station

"Augmented Reality", Anreichern der realen Welt durch virtuelle Inhalte mit Hilfe von Tablets/Smartphones

Projektverantwortliche

Prof. Dr. B. Schmidt

Fachbereich

Fachbereich G (Labor für Geovisualisierung)

Abbildung

Bilddatei

Prototypische Darstellung einer virtuellen, drehenden, thematischen Weltkugel als Augmented Reality App. Mittels der Schaltflächen am unteren Bildschirmrand kann die Thematik gewechselt werden.

Visionärische Darstellung eines virtuellen Würfels mit 8,22m Kantenlänge, der als symbolische Repräsentation von einer Tonne CO2 dient. Da der Würfel virtuell existiert, kann dessen Oberfläche beliebig gestaltet und verändert werden. Möglich wären beispielsweise Schriftzüge oder weitere symbolische Darstellungen einer Tonne CO2 wie etwa 80 Bäume.

Bildunterschrift

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Technische Beschreibung

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Bei Augmented Reality (AR) Szenarien geht es eher um den virtuellen Inhalt, als um hardwaretechnische Voraussetzungen. Um AR nutzen/sehen zu können, wird daher entweder ein Tablet oder ein Smartphone mit eingebauter Kamera benötigt.

Der entsprechende Inhalt des Szenarios wird dann als App bereitgestellt. Stand Februar 2015 wird dazu die Produktlösung der Firma 'MataIO' verwendet, mit der Android- oder iOS-Applikationen erstellt werden können. Inhalte sowie Verhaltenslogik können dabei über Konfigurationsdateien und Anwendungscode programmiert werden.

Es existieren verschiedene Funktionsweisen, virtuelle Objekte mittels dieses Frameworks anzeigen zu lassen (Tracking-Verfahren). Die projektrelevanten Möglichkeiten, die aktuell in studentischen Projekten hinreichend getestet werden, sind:

• Marker-basiertes Tracking:
  • Verwenden von einfachen Bilddateien oder vorgefertigten Schwarz-Weiß-Markern, auf dem ein virtuelles Objekt platziert, skaliert und rotiert wird.
  • Die erstellte App sucht das Kamerabild nach den festgelegten Markern ab. Wird ein solcher Marker gefunden, dann wird das entsprechende Objektmodell relativ zu diesem Marker eingeblendet.
  • Da der Marker an jeden Ort mitgenommen werden kann, ist auch das entsprechende Objekt an keine feste Geoposition gebunden.
  • die Beleuchtungssituation kann entscheidend sein. Spiegelnde Flächen oder leichte Verschattung führen schnell dazu, dass ein Marker nicht erkannt wird. Daher wird empfohlen, für eine konstante gleichmäßige Ausleuchtung zu sorgen.
  • Da die Kamera des verwendeten Geräts den Marker vollständig erkennen muss, ist die maximale Entfernung zwischen Marker-Kamera abhängig von Markergröße und Auflösung der Kamera.
• GPS-basiertes Positionieren:
  • Die Positionierung eines virtuellen Objekts erfolgt durch GPS-Koordinaten. Somit wird das Objekt an einer festgelegten Geoposition fixiert (Ausnahme: Die App ist so programmiert, dass die GPS-Position des Objekts manipulierbar ist)
  • GPS-Technologie ist auf Standort mit möglichst freier Himmelssicht (ohne hohe Gebäude, Bäume, ...) angewiesen. Innerhalb von Gebäuden daher ungeeignet!
• 3D-Objekt Tracking:
  • Ein reales Objekt wird in Form eines CAD-Modells oder einer Punktwolke in der App hinterlegt. Relativ zu diesem Objekt können dann virtuelle Objekte gesetzt werden.
  • Das Erkennungsverfahren für ein 3D-Objekt ist verglichen mit den obigen Möglichkeiten deutlich komplexer. Auch hier kann die Beleuchtung möglicherweise ein erfolgreiches Erkennen des Obhjekts erschweren.

Die bisher gesammelten Eindrücke sind überwiegend positiv. Alle genannten Tracking-Verfahren führen bei entsprechenden Umgebungsbedingungen (Beleuchtung, freier Himmel, Entfernung) zu einer dauerhaften, stabilen Azeige virtueller Objekte.

Maße / Raumbedarf

Augmented Reality Anwendungen können lokal in jedem der ENE-Räume als zusätzliches Mittel für ein beeindruckendes Erlebnis integriert werden. Daher wird hierfür KEIN EIGENER Raum benötigt.

Inhaltliche Beschreibung / Szenario

ca. 1 A4-Seite
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Neben den realen physischen Exponaten innerhalb des ENE, die örtlich gebunden (und kostenintensiv) sind, besteht die Möglichkeit, weitere virtuelle Exponate in Form von Augmented Reality Szenarien kostengünstig zu entwickeln und der Zielgruppe zur Verfügung zu stellen. Unter Augmented Reality (AR) wird allgemein das Anreichern der realen Welt mit virtuellen Objekten verstanden. In der Regel erfolgt die Darstellung der virtuellen Objekte mit Hilfe einer App für Smartphones/Tablets, die jene Objekte in das Kamerabild des Geräts einblendet. Nahezu jede Person der Zielgruppe (16-26 jährige Jugendliche) ist mit dem Umgang von Smartphones/Tablets vertraut, viele besitzen eines oder gar mehrere der Geräte. Doch wahrscheinlich nur wenigen ist die Technologie Augmented Reality bekannt. Durch geschickten Einsatz jener Technologie sollte es daher möglich sein, die breite Masse der Zielgruppe anzusprechen und mittels der Faszination von AR weitere Denkanstöße rund um den ENE zu vermitteln.Die virtuellen Objekte sind maßstäblich flexibel, es können sowohl statische als auch dynamische Objekte erzeugt werden, sodass der Fantasie zunächst keine Grenzen gesetzt sind.

Primär kann AR dazu verwendet werden, um die einzelnen Installationen innerhalb des ENE zusätzlich durch diese Komponente gezielt zu unterstützen. Dabei kann es sich entweder um kleinere Anwendungen zwischen den Hauptinstallationen handeln oder auch in diese integriert werden. Beispielsweise eignet sich die begehbare Karte besonders gut, da dort elegant bildbasierte Marker in die Karte eingebaut werden können, auf denen mittels einer geeigneten App konkrete dreidimensionale Objekte wie Windräder oder Kraftwerke platziert werden können. So schreiten die Besucher über die Karte und entdecken dabei immer mehr Objekte in ihrer unmittelbaren Umgebung.

Sekundär kann AR aber auch als Schnittstelle zwischen den inneren Exponaten des ENE und dem Außenraum fungieren. ENE ist dann nicht mehr nur ein konkret verortetes, in sich abgeschlossenes Gebilde, welches die Besucher zu nachhaltigerem Handlens motivieren soll. Stattdessen wird diese Grundidee konsequent nach außen getragen und steht somit auch außerhalb des Erlebnisraumes zur Verfügung. AR-Apps sowie die entstehende Community stehen außerhalb des ENE jedem jederzeit zur Verfügung. Per Smartphone können die einzelnen Personen der Zielgruppe praktisch überall die erlebten Erfahrungen mit Freunden und Bekannten teilen.

Szenarien:

• Würfel CO2

• Integration von AR-Inhalten in den ENE-Nachhaltigkeitspfad

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