Augmented Reality im öffentlichen Raum - BICCnet · Augmented Reality (AR) (die „erweiterte oder...

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Institut für Informatik | Lehrstuhl für Medieninformatik Dr.-Ing. Wolfgang Höhl . [email protected] Augmented Reality im öffentlichen Raum Neue Anwendungen für Tourismus, Bildung und Entertainment Entscheidungsinstrumente für Planer, Politik und Öffentlichkeit.

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Augmented Reality im öffentlichen Raum

Neue Anwendungen für Tourismus, Bildung und EntertainmentEntscheidungsinstrumente für Planer, Politik und Öffentlichkeit.

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Augmented Reality im öffentlichen Raum

References

Höhl, W. und Broschart, D. (2015): Augmented Reality in Architektur und Stadt-planung, in: GIS Science 1 / 2015, S. 20 - 29

Höhl, W. (2008): Interaktive Ambiente mit Open-Source-Software, Springer Wien New York

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Augmented Reality im öffentlichen Raum

Inhaltsübersicht

• Was ist Augmented Reality (AR)?

- Komponenten, Verfahren und Trackingsysteme- Aktuelle Anwendungsbereiche und Softwarepakete- Problemkreise von AR im öffentlichen Raum

• Projektbeispiele

- Augmented City Guides | Augmented Reality Games | Urban Story Telling- Design Review Systems | Collaborative Virtual Environments (CVE´s)

• Schlussfolgerungen

- Umgebungserkennung, Lichtverhältnisse und Verdeckung- Darstellungsmethode, Inhalt und Anwendungsbereich- Nutzerkreis, Technologien und Anwendungen

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Augmented Reality im öffentlichen Raum

Was ist Augmented Reality (AR)?

Augmented Reality (AR) (die „erweiterte oder „angereicherte“ Realität) bezeichnet im Allgemeinen die Echtzeit-Überlagerung menschlicher Sinneswahrnehmungen mit Computermodellen. *

Ein AR-System überlagert visuelle, akustische und / oder haptische Information in Echtzeit. Azuma (1997) ** beschreibt drei charakteristische Merkmale:

• Kombination von realer und virtueller Welt• Interaktivität und Echtzeitfähigkeit• Registrierung in drei Dimensionen * Vgl. Milgram, P., Colquohoun, H. (1999):

A Taxonomy of Real and Virtual World Display Integration. in: Ohta, Y.; Tamura, H. (Hrsg.) (1999): Mixed Reality - Merging Real and Virtual Worlds, Springer / Berlin.

* Vgl. Tang, A., Owen, C., Biocca, F., Mou, W. (2002): Experimental Evaluation of Augmented Reality in Object Assembly Task, in: IEEE and ACM International Symposium Proceedings of ISMAR 2002, IEEE Press, Germany / New York

* Vgl. Azuma, R. (1997): A Survey of Augmented Reality, Teleoperators and Virtual Enviroments, Hughes Research Laboratories, Malibu.

Screenshots aus der Anwendung ARTag des NRC Institute for Information Technology in Montreal, Canada

aus: Höhl, W. (2008): Interaktive Ambiente mit Open-Source-Software,Springer Wien New York,S. 11.

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Komponenten, Verfahren und Trackingsysteme

• 5 Komponenten eines AR-Systems:

• 4 unterschiedliche Visualisierungsverfahren

- Video See Through (VST)- Optical See Through (OST)- Projective AR (PAR)- Monitor AR (MAR)

• 4 Arten von Trackingsystemen

- Mechanisch- Optisch (Markerbasiert und Markerlos)- Elektromagnetisch- Inertial (Lagesensor)

- Rechnereinheit (inkl. Mischer und Renderer)- Anzeigesystem (Bildschirm oder Head-Mounted-Display [HMD])- Trackingsystem- Aufnahmesensorik- weitere Eingabegeräte (Game Controller, Tastatur, 3D-Space-Navigator)

Komponenten eines AR-Systemsund vier Visualisierungsverfahren

aus: Höhl, W. (2008): Interaktive Ambiente mit Open-Source-Software,Springer Wien New York, S. 13.

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… und ein wenig Medientheorie

• Objektgröße und Detaillierungsgrad (LOD)

Vgl. Wang and Schnabel 2009, S. 4

• Darstellungsmethoden im Reality Virtuality Kontinuum (Milgram und Colquhoun 1999)

Vgl. Höhl, W. (2008): Interaktive Ambiente mit Open-Source-Software, Springer Wien New York, S. 17.

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Problemkreise von AR im öffentlichen Raum

• Umgebungserkennung, Lichtverhältnisse und Verdeckung

• Darstellungsmethode, Inhalt und Anwendungsbereich

- Performanz, Objektgröße und Detaillierungsgrad- Abhängigkeit der Darstellungsmethode von Inhalt und Detaillierungsgrad- Echtzeitverarbeitung großer Datenmengen

• Nutzerkreis, Technologien und Anwendungen

- Bedienbarkeit ohne Fach- oder Programmierkenntnisse- Nutzerakzeptanz neuer Sensorik (HMD´s | Magic Leap | MS HoloLens)- Entwicklung von Collaborative Virtual Environments (CVE´s)

- Performante und exakte dreidimensionale Umgebungserkennung- Geeignete Trackingsysteme für Vor-Ort-Visualisierungen- Lichtverhältnisse zu unterschiedlichen Tages- und Jahreszeiten- Genaues Einpassen virtueller Geometrie in eine vorhandene Situation- Schattendarstellung und Verdeckung von Objekten (Occlusion)

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Aktuelle Anwendungsbereiche und Softwarepakete

nach Branchen:

• Entertainment• Tourismus• Engineering• Architecture and Design• Life Sciences

Softwarepakete (Auswahl):

• Wikitude | Layar• AR Media | AR Works | Sightspace 3D• metaio | junaio | vuforia• AR Studio | ARTag | ARToolKit• DART (Designers Augmented Reality Toolkit)• APRIL | Studierstube• AMIRE (Authoring Mixed Reality) | CATOMIRE• Tinmith

• Entertainment• Tourismus• Engineering• Architecture and Design• Life Sciences

Anwendungsbereiche und Softwarepakete

Vgl: Höhl, W. (2008): Interaktive Ambiente mit Open-Source-Software, Springer Wien New York, S. 26.

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Aktuelle Beispiele

• Augmented City Guides | Augmented Reality Games | Urban Story Telling

• Design Review Systems | Collaborative Virtual Environments (CVE´s)

- Augmented Collaborative Architectural Visualization- Baukultur mit allen Sinnen entdecken und erleben- AR-Bebauungsplan | Variantendiskussion im Entwurfsprozess

- Chronovizor | Time Traveller- Landauer Walk- Zeitfenster- Talking Places | Location Based Audio- Oktoberfest 1910 | History Traveller

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Augmented Reality im öffentlichen Raum

Augmented City Guides | Augmented Reality Games | Urban Story Telling

• Chronovizor (Gontz et. al. 2013)

Gontz, D., Gontz, G., Cretulescu, C., Gatu, A., Molete, I. (2013): Chronovizor, in: Colorbitor,

Bucharest, http://www.colorbitor.com/

• Time Traveller (Metaio GmbH. 2014)

Metaio GmbH. (Hrsg.) (2014): Time Traveller, in: Augmented Reality Provides Window into the Past with Berlin Wall Time Traveler App, München

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Augmented Reality im öffentlichen Raum

Augmented City Guides | Augmented Reality Games | Urban Story Telling

• Landauer Walk (LMU Medieninformatik | Bayerischer Rundfunk 2014)

Bayerischer Rundfunk (Hrsg.) (2014):Landauer Walk Augmented Reality App, München,

http://www.kurtlandauer.de/

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Augmented Reality im öffentlichen Raum

Augmented City Guides | Augmented Reality Games | Urban Story Telling

• Zeitfenster (Burkert et al. 2013)

Burkert, P., Straubinger, S., Schaufler, B. (2013): Zeitfenster App, in: Hochschule der Medien (HdM),

HdM-Studenten sind Kultur- und Kreativpiloten

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Augmented Reality im öffentlichen Raum

Augmented City Guides | Augmented Reality Games | Urban Story Telling

• Talking Places (Hesch 2011, Memmel und Groß 2011)

Hesch, G. (2011), Talking Places Kaiserslautern – Making the invisible visible. Bachelorarbeit

TU Kaiserslautern

• Location-Based-Audio (Dörrzapf 2012)

Dörrzapf, L. (2012), Location-based Audio – Einsatzmöglichkeiten, Entwicklungstrends und konzeptionelle Ansätze am Beispiel der Stadt Wien, Diplomarbeit, TU Kaiserslautern

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Augmented City Guides | Urban Story Telling

• Oktoberfest 1910 (LMU | Metaio GmbH. 2014)

Jens FAKESCH, Maximilian HACKENSCHMIED (2014):Oktoberfest 1910 - an Augmented Reality Application,Projektarbeit | LMU, SS 2014 . Praktikum 3D-Modellierung

Projektarbeit an der LMU . Department for InformaticsMedia Informatics and Human-Interaction Groups

http://www.scienceviz.com/?p=1380

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Augmented City Guides | Urban Story Telling

• History Traveller (LMU | Metaio GmbH. 2016)

Simon PFAAB (2016): History Traveller – an Augmented Reality Application, Masterarbeit | LMU, 2016

Masterarbeit an der LMU . Department for InformaticsMedia Informatics and Human-Interaction Groups

http://www.scienceviz.com/?p=2439

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Augmented Reality im öffentlichen Raum

Design Review Systems | Collaborative Virtual Environments (CVE´s)

• Augmented Collaborative Architectural Visualization (Schattel et. al 2014)

- Umgebungserkennung, Lichtverhältnisse und Verdeckung- Darstellungsmethode, Inhalt und Anwendungsbereich- Nutzerkreis, Technologien und Anwendungen

Schattel, D., Tönnis, M., Klinker, G., Schubert, G., Petzold, F. (2014): [DEMO] On-Site Augmented

Collaborative Architecture Visualization, in: ISMAR 2014 – International Symposium on Mixed and

Augmented Reality, 10-12 Sept. Munich.

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Augmented Reality im öffentlichen Raum

• Baukultur mit allen Sinnen entdecken und erleben (Biwer et. al. 2013)

Biwer, J.; Brack, C.; Broschart, D.; Schneider, M.; Zemla, A. (2013), Baukultur mit allen Sinnen

entdecken und erleben.Masterprojekt,TU Kaiserslautern

Design Review Systems | Collaborative Virtual Environments (CVE´s)

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• AR-Bebauungsplan (Broschart, Zeile 2014)

- Umgebungserkennung, Lichtverhältnisse und Verdeckung- Darstellungsmethode, Inhalt und Anwendungsbereich- Nutzerkreis, Technologien und Anwendungen

Broschart, D.; Zeile, P. (2014), ARchitecture – Augmented Reality-Techniques and Use Cases in

Architecture and Urban Planning. In: Schrenk, M.; Popovich, V.; Zeile, P.: Proceedings of RealCORP

2011, Zeche Zollverein Essen, Wien.

Design Review Systems | Collaborative Virtual Environments (CVE´s)

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Augmented Reality im öffentlichen Raum

• Variantendiskussion im Entwurfsprozess (Broschart 2013)

Broschart (2013), ARchitektur – Die Fortentwicklung der Visualisierungs- und Kommunikationsmethoden in der Architektur und

Stadtplanung. Masterarbeit TU Kaiserslautern

Design Review Systems | Collaborative Virtual Environments (CVE´s)

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Design Review Systems | Collaborative Virtual Environments (CVE´s)

HÖHL, W., et. al. (2013): CG Mixed RealityArchitectural Workspace, in: Proceedings ofREAL CORP 2013, Rome / Italy, S. 149 – 158.

Interaktives Kundenpräsentationssystem für die Haslerhaus GmbH. & Co. KG.,Projektteam: Andreas Behmel, Josef Gründler, Wolfgang Höhl, Thomas Kienzl und Heimo Sandtner

KOMMERZ KEG, Graz, Research & Design Lab MID, Masterstudiengang ARC, FH JOANNUEM GmbH.http://www.youtube.com/watch?v=0HAUThWxidQ

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Design Review Systems | Collaborative Virtual Environments (CVE´s)

[DEMO] at ISMAR 2014 | International Symposium on Mixed and Augmented Reality, At Munich University of Technology

HÖHL, W., et. al. (2013): MRI Design Review System - A Mixed Reality Interactive Design Review System for Architecture, Serious Games and Engineering using Game Engines, Standard Software, a Tablet Computer and Natural Interfaces

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Design Review Systems | Collaborative Virtual Environments (CVE´s)

HÖHL, Wolfgang. (2009): Interaktive Ambiente mit Open Source Software Buchpublikation bei Springer Wien New York und Konferenzbeitrag zum Design

Modeling Symposium, 5.-7- Oktober 2009, UdK Berlin

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Augmented Reality im öffentlichen Raum

Schlussfolgerungen und Diskussion

• Umgebungserkennung, Lichtverhältnisse und Verdeckung

• Darstellungsmethode, Inhalt und Anwendungsbereich

• Nutzerkreis, Technologien und Anwendungen

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Vielen Dankfür Ihre Aufmerksamkeit!

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