Augmented Reality vs. Virtual Reality vs. Mixed Reality – Ein Einführungsleitfaden
Veröffentlicht: 2022-03-11Trotz vieler Gemeinsamkeiten sind VR, AR und MR nicht dasselbe. Wir diskutieren die wichtigsten Unterscheidungsmerkmale, treibenden Kräfte und Anwendungsfälle für diese drei vielversprechenden verwandten Technologien.
Die heutige Technologie hat einen langen Weg zurückgelegt von den Tagen der dünnen Pappscheiben von View-Master mit sieben stereoskopischen 3D-Paaren kleiner Farbfotos bis hin zur heutigen VR und ihrem engen Verwandten AR. Dank der hohen Investitionen von Giganten wie Facebook, Google, Samsung und vielen anderen, die auf hochwertige Renditen setzen, finden Virtual und Augmented Reality immer häufiger ihren Weg in unsere Newsfeeds.
In diesem Artikel beginnen wir damit, die Nuancen zwischen VR, AR und MR hervorzuheben, und machen dann eine kurze Zeitreise, um zu sehen, wie sich VR/AR entwickelt hat. Schließlich bewerten wir, wie sie in die heutige Realität passen und wie sie die von morgen beeinflussen können.
Was ist Virtual Reality (VR)?
Virtuelle Realität oder VR ist eine simulierte und immersive Erfahrung, die von einem Gerät in die Sicht des Benutzers projiziert wird. Stellen Sie sich vor, Sie gehen die Champs-Elisee (Paris) hinunter, während Sie noch in Ihrem Keller in San Francisco sitzen. Alles, was Sie brauchen, ist ein Headset, das Sie über einen Sucher in eine Simulation projiziert. Genau das verspricht VR und noch viel mehr.
Wie funktioniert VR?
Einige von Ihnen erinnern sich vielleicht, was für eine aufregende Erfahrung es war, Mattels View-Master zu verwenden, der in den 1960er Jahren eingeführt wurde. Die heutige VR ist die moderne Version dieses stereoskopischen Sightseeing-Effekts: Sie erfordert eine Reihe von Linsen in einem Sichtfenster auf einem Headset und ein montiertes Gerät, auf dem die Erfahrung gespeichert oder berechnet wird.
Vom reinen Beobachten bis hin zum vollständigen Eintauchen variiert die Bandbreite der VR-Fähigkeiten je nach verwendetem Gerät und verwendetem Headset-Typ. Die Verwendung einer mit dem montierten Headset synchronen Fernbedienung ermöglicht es dem Benutzer, innerhalb des Erlebnisses mit 3D-Objekten im Raum zu interagieren – entweder für VR-Spiele oder virtuelle Schnittstellen und Apps.
Die kurze Geschichte von VR und seine Entwicklung im Laufe der Zeit
Lassen wir die Technik von VR für einen Moment beiseite und konzentrieren uns auf die immersive 360°-Erfahrung, in die sie uns projizieren soll. “, wie die Virtual Reality Society in ihrer Geschichte der virtuellen Realität feststellt. Wir wechselten von einem frühen Flugsimulator (1929) zu Mortons erstem VR Head Mounted Display im Jahr 1960 zu Neo, der 1999 die ganze Welt als Simulation in The Matrix erlebte.
Welche Unternehmen führen heute den VR-Markt an?
Spulen wir vor bis 2014, als Google ein DIY-Headset für den Massenmarkt einführte, das ein Smartphone verwendet, um das VR-Erlebnis voranzutreiben: Google Cardboard. Samsung folgte im Jahr darauf mit der Gear VR, und das neue Rennen um die virtuelle Realität war offiziell eröffnet. Oculus VR wurde offiziell im Juni 2014 erworben und trat der Facebook-Familie bei, um ihr Ziel zu beschleunigen, das High-End-Spektrum des Virtual-Reality-Headsets zu dominieren.
Was ist Augmented Reality (AR)?
Wie der Name schon sagt, trägt Augmented Reality oder AR zu unserer Wahrnehmung der Welt bei, indem computergenerierte Grafiken, Bilder oder eine Reihe interaktiver Daten überlagert werden.
Wie funktioniert AR?
Stand heute benötigt man für AR lediglich ein Smartphone mit Kamera und eine AR-App. Zwei Schlüsselelemente, die dafür sorgen, dass es funktioniert, sind die Kamerakapazität, um die Umgebung um Sie herum zu erfassen, während Sie sich bewegen, und die Software, die einige computergenerierte Bilder oder Inhalte berechnet und projiziert.
Ein großartiges Beispiel dafür in Aktion ist die neueste AR-App von IKEA, mit der sich jeder vorstellen kann, wie sich ein Raum oder Raum mit einigen Möbeln der Marke anfühlen würde.
Designer und Architekten könnten eindeutig von dieser neuen Art der Erstellung lebensgroßer Objekte in einem realen Kontext profitieren. „Jetzt hat die Technologie unseren Ehrgeiz eingeholt. AR lässt uns das Erlebnis für den Möbeleinzelhandel noch einmal neu definieren, in unserem unermüdlichen Bestreben, einen besseren Alltag für alle und überall zu schaffen“, sagt Michael Valdsgaard, Leiter für digitale Transformation bei Inter IKEA Systems.
Eine kurze Geschichte von AR
Vom Gießen der ersten virtuellen gelben Linienmarkierung während eines Live-NFL-Spiels im Jahr 1998 bis hin zum Überlappen von Kartendaten zur Unterstützung von NASA-Flugsimulationen lebt Augmented Reality seit vielen Jahrzehnten außerhalb von Science-Fiction.
Bereits 1974 kombinierte Myron Kruger Projektoren und Videokameras in einer interaktiven Umgebung – es war die Geburtsstunde von AR, wie wir es heute kennen.
In jüngerer Zeit machte AR einen großen Sprung in Richtung einer breiteren Akzeptanz auf Apples WWDC 17, als die AR-Entwicklung mit ARKit, einem Entwicklungsframework für Augmented-Reality-Anwendungen, das für iPhones und iPads entwickelt wurde, der breiten Masse vorgestellt wurde.
ARkit vs. ARCore – Der Kampf zwischen Apple und Google um die AR-Vorherrschaft
Apples ARKit für iOS 11 verspricht, die Entwicklung von AR-Inhalten und den Massenkonsum zu demokratisieren. Es ist eine direkte Antwort auf Googles ARCore, die im Gegensatz zu Apple den Vorteil haben, ihr Wissen zu nutzen, da sie auch im VR-Bereich tätig sind. Sowohl AR-Design- als auch Entwicklungs-Frameworks versprechen, den Erstellungsprozess zu vereinfachen und zu beschleunigen und die Technologie in die Hände von Millionen zu legen, die bereits Android- und iOS-Telefone verwenden.
Da Augmented-Reality-Apps noch neu auf dem Massenmarkt sind, ist es noch zu früh, um zu sagen, wie wirklich unterschiedlich diese Entwicklungskits sind, außer dass sie jeweils spezifisch für ihre eigenen Betriebssysteme und Kernzielgruppen sind.
Jetzt, da die beiden prominentesten Technologieunternehmen – die zusammen 99 % des Smartphone-Marktes kontrollieren – einen solchen öffentlichen Schritt hinter Augmented Reality gemacht haben, sollten wir bereit sein, die Industrien erneut zu stören.
Was ist mit Mixed Reality (MR)?
Mixed Reality ist ein Hybrid aus VR und AR und soll das Beste aus beiden Welten bieten. Während es beispielsweise genau wie VR ein Headset verwendet und durch ein durchscheinendes Sichtfenster oder Glas sieht, projiziert es auch Bilder auf unsere Umgebung.
Was MR auszeichnet, ist sein hochgradig interaktiver Aspekt und die realistische Wiedergabe der Projektion, die es unserer Umgebung hinzufügt. Anstatt nur auf Fernbedienungen oder Telefonbildschirme angewiesen zu sein, können wir mit natürlichen Körper- und Fingergesten mit den immersiven Inhalten interagieren.
Apple und Google sind eindeutig führend in der AR-Technologie, aber die heutige MR-Landschaft bevorzugt Microsoft (HoloLens) und das massiv finanzierte Magic Leap (bisher nur eine Konzeptdemo).
Microsoft HoloLens und Magic Leap – die zwei Könige des Mixed-Reality-Rennens
Microsoft HoloLens
Trotz des kommerziellen Scheiterns von Google Glass schreckte Microsoft nicht davor zurück, einen eigenen „holografischen Computer“ im MR-Spiel auszuprobieren. Der Name „HoloLens“ kommt von der Kernerfahrung, „die es Ihnen ermöglicht, sich mit Ihren digitalen Inhalten zu beschäftigen und mit Hologrammen in der Welt um Sie herum zu interagieren.“
Magischer Sprung
Als eines der am meisten finanzierten Vorprodukt-Startups ist dieses von Google unterstützte Unternehmen auch eines der geheimsten Projekte der Technologiebranche aller Zeiten. Rony Abovitz, CEO von Magic Leap, nennt es „filmische Realität – eine vollständige Veränderung des Visual Computing“. Dieses Mixed-Reality-Technologieunternehmen stellt sich der Herausforderung, interaktive Umgebungen zu entwerfen, indem es das Beste aus Virtual- und Augmented-Reality-Systemen nutzt.
Obwohl es noch nicht öffentlich gemacht wurde, verwendet die holografische Brille ein dynamisch digitalisiertes Lichtfeldsignal, das Bilder direkt in das Auge projiziert und das Gehirn „austrickst“, damit es glaubt, es sei echt. Das Ergebnis ist ein reichhaltigeres und glaubwürdigeres erweitertes Erlebnis.
Wie definieren VR, AR und MR die Art und Weise, wie wir die Welt sehen und erleben, neu?
VR für Unterhaltung und Massenmedienkonsum
Einer der offensichtlichen Gewinner des Aufkommens von VR ist die Unterhaltungsindustrie. Lego Star Wars 360 Experience ist ein Beispiel für die großartige Akzeptanz und Implementierung der virtuellen Realität, die es den Zuschauern ermöglicht, das Geschichtenerzählen auf eine völlig andere Art und Weise zu erleben.
Mit der Ankündigung des allerersten eigenständigen VR-Headsets (an das kein Telefon oder Computer angeschlossen werden muss) geht der Technologieriese Facebook mit seinem Plan zur Demokratisierung von VR in die Offensive.
AR erfindet Nintendo – ein jahrhundertealtes Unternehmen – fast über Nacht neu
Mit dem explosiven Erfolg von Pokemon Go im Jahr 2016 hatte die Welt zum ersten Mal einen Blick darauf, wie AR unsere Realität buchstäblich „bewegen“ könnte, indem es sie mit kleinen Monstern erweitert, die auf unseren Smartphone-Bildschirmen ein- und ausgehen.
Gemischte Realität. Verschmelzte Realität? Gemischte Gefühle.
Mit unklaren Abgrenzungen zu seinen Cousins VR und AR hat es Mixed Reality schwer, seine Zukunft zu definieren.
Genau wie VR verwendet MR ein Headset, um das Erlebnis zu starten. Aber Mixed-Reality-Geräte unterscheiden sich von typischer VR-Hardware, weil sie montierte durchscheinende Brillen wie Google Glass verwenden, die es uns ermöglichen, in der realen Welt auf dem Boden zu bleiben – die virtuelle Realität wird mit der tatsächlichen Realität vermischt.
Wie AR überlagert MR digitale Inhalte und Simulationen über dem, was wir normalerweise sehen würden. Aber Mixed-Reality-Erlebnisse ermöglichen es Ihnen, physisch mit der Simulation auf eine Weise zu interagieren, die AR nicht kann ... noch nicht. Und anstatt sich nur auf den Bildschirm Ihres Telefons zu verlassen, können Sie Ihren Körper und die Fernbedienungen verwenden, um interaktiver mit der Umgebung zu interagieren.
Die VR-, AR- und MR-Landschaft in Zahlen
Um wirklich anzukommen und eine breitere Akzeptanz zu erreichen, wird die finanzielle Traktion ein Schlüsselindikator sowohl für die technologische als auch für die experimentelle Traktion sein.
Magic Leap wird von hochkarätigen Investoren wie Google Ventures von Alphabet, Alibaba und Andreessen Horowitz unterstützt und führt das MR-Investitionsspiel mit bisher fast 2 Milliarden US-Dollar an Risikokapital an.
Lassen Sie uns die großen Investitionen in wichtige VR/AR-Unternehmen auf dem heutigen Markt Revue passieren lassen.
Designüberlegungen für die neuen Realitäten
Das Entwerfen für VR , AR und MR ist vergleichbar mit der Schaffung neuer Realitäten. Dieses neue Paradigma der immersiven und mehrdimensionalen Erstellung von Inhalten erfordert neue Regeln und Überlegungen. Augmented, Virtual und Mixed Reality Design nutzt vorhandene Fähigkeiten, die unter anderem von visuellem Design (3D, UI) bis hin zu Experience Design (UX, Produkt) und Entwicklung reichen.
Von einem Verständnis der menschlichen Anatomie, Empathie, Klang bis hin zu visuellem Design und darüber hinaus – wenn es darum geht, außerhalb der standardmäßigen rechteckigen 2D-Leinwand zu entwerfen, haben Kreative ein völlig neues Spielfeld.
3D und visuelles Design
Virtual-Reality-Designer müssen einen völlig anderen Ansatz und eine Reihe von Tools verwenden, wenn sie immersive Erfahrungen und Schnittstellen erstellen. Genauer gesagt müssen sie außerhalb von 2D-Bildschirmen oder Rechtecken denken und sich ihre kreative Leinwand stattdessen als grenzenlosen 360°-Raum vorstellen.
Alles wird dreidimensional, und folglich sind VR-Designer besser dran, mit 3D-Experten zusammenzuarbeiten und/oder sich mit WebGL und anderen Open-Source-Tools ein grundlegendes Verständnis von 3D-Grafiken anzueignen.
Beliebte 3D-Erstellungssoftware umfasst:
- Unity3D (Design + Game-Engine)
- Google VR-Blöcke
- Blender 3D (kostenlos, Open Source)
Skalierung und Positionierung verstehen
Skalierungs- und Positionierungsüberlegungen für VR- und AR-Design sind miteinander verbunden und beeinflussen sich gegenseitig. Einerseits beeinflusst die Entfernung eines Elements vom Betrachter die Lesbarkeit und wie einfach man damit interagieren kann. Andererseits spiegelt der Maßstab eines Objekts in der simulierten Realität wider, wie groß/klein oder weit/nah dasselbe Objekt in der realen Welt wäre.
Verfolgung und Bewegung
Das Konzept der Bewegungsverfolgung ist an die verwendete Virtual-, Augmented- und Mixed-Reality-Hardware und -Software gebunden. Während beispielsweise Google Cardboard hauptsächlich eine einfache Bewegungsverfolgung über den Beschleunigungsmesser des Telefons ermöglicht, verfügt das neuere Google Daydream VR-Headset über eine Fernbedienung, mit der Sie auf Dinge zeigen und Interaktionen im virtuellen Raum steuern können.
Am oberen Ende des Spektrums ermöglichen immersive Systeme wie Oculus Rift und HTC Vive reaktionsschnellere Bewegungsverfolgungssysteme und interaktive Controller.
Das Entwerfen für Bewegungstracker und Controller erfordert ein gutes Verständnis der natürlichen menschlichen Gesten und der körperlichen Erschwinglichkeit. Wenn Sie dies richtig machen, wird der Immersionseffekt verstärkt.
Anlehnung an traditionellere Disziplinen
Es ist nicht notwendig, das Rad neu zu erfinden, wenn es um das Design für AR/VR/MR geht. Ähnlich wie beim Übergang von Print zu Web können wir viele Hinweise nehmen und viele Prinzipien aus traditionelleren Kunstformen anwenden.
Beispielsweise gelten Farbtheorie, Kompositionsregeln und Best Practices für die Beleuchtung immer noch für neue Medien. Da es immer noch die reale Welt ist, die wir in einem anderen Kontext zu emulieren und zu erleben versuchen, indem wir die Vorteile der neuen Technologien nutzen, können grundlegende Prinzipien der bildenden Kunst genutzt werden, wenn wir für die neuen Realitäten entwerfen, die wir aufbauen.
Animations- und Übergangsprinzipien
Dasselbe gilt für Animationsprinzipien – Übergangseffekte und Bewegung in einer virtuellen Realität gewinnen viel an Glaubwürdigkeit, wenn die 12 Prinzipien der Animation (von niemand Geringerem als Disney) angewendet werden. Sehen wir sie uns kurz an:
- Squash and Stretch: Expandieren und Komprimieren eines Objekts, um Gewicht und Volumen in Bewegung zu simulieren.
- Antizipation: Ein Indikator dafür, dass eine wichtige Aktion bevorsteht.
- Inszenierung: Eine klare Absicht in jedem Zustand/Position eines Objekts haben.
- Straight Ahead und Pose to Pose: Zuerst Start- und Endzustand definieren, dann Lücke füllen.
- Follow-Through- und Overlapping-Action: Wenn viele Teile in Bewegung zum Stillstand kommen, halten sie nicht alle gleichzeitig an.
- Slow-In und Slow-Out: Auch bekannt als Entspannungseffekt – langsam, dann schnell, dann langsam.
- Bogen: Einfach ausgedrückt, fügt den meisten Bewegungen ein wenig mehr Kurve hinzu.
- Sekundäre Aktion: Hinzufügen zu einer primären Aktion, um sie zu verstärken oder zu ergänzen.
- Timing: Verwenden von Geschwindigkeit oder Latenz, um Physik oder Zeitskala zu simulieren.
- Übertreibung: Betonung bestimmter Bewegungen, um etwas hervorzuheben.
- Massive Zeichnungen: Dinge dreidimensionaler aussehen lassen.
- Attraktivität: Dieses Prinzip verlangt nach interessanten und überzeugenden Eigenschaften.
Werkzeuge und Ressourcen
Im Interesse der Demokratisierung dieser aufstrebenden Technologien und der Stimulierung eines Mitgestaltungsgeistes teilen viele Unternehmen ihre Design- und Entwicklungsrahmen mit der Welt. Hier sind einige wichtige Ressourcen für den Einstieg in virtuelle, erweiterte und gemischte Realitäten:
- Facebook Design – VR-Ressourcen
- Apple – ARkit
- Microsoft HoloLens Mixed Reality – MR-Kits
Die Zukunft von erweiterten, virtuellen und gemischten Realitäten
AR hat eine breitere Akzeptanzrate gezeigt, wenn wir den weltweiten Erfolg des Pokemon Go-Hits berücksichtigen. Heutzutage ist alles, was man braucht, um Augmented Reality zu erleben, ein Smartphone mit einem aktuellen Betriebssystem, eine anständige Kamera und eine AR-App – es gibt keine Eintrittskosten und wir haben die ganze Welt als unsere Leinwand.
Der jüngste Einstieg von Apple in das AR-Spiel verspricht, die Augmented-Reality-Trends noch weiter anzukurbeln. Tim Cook hat seine Position zu diesem Thema geäußert: „Es gibt eindeutig einige coole Nischendinge für VR, aber meiner Meinung nach ist es nicht tiefgreifend. AR ist tiefgreifend.“
Trotz einer längeren Geschichte als AR oder MR scheint die virtuelle Realität ein Publikumsproblem zu haben, hauptsächlich wegen der hohen Einführungskosten für ein anständiges VR-Headset, der körperlichen Beschwerden bei längerem Gebrauch und des Mangels an konkreten Anwendungsfällen für die Technologie.
„Wie funktioniert Virtual Reality?“ ist eine Frage, die wir sowohl online als auch bei VR-Events oft hören. Ungeachtet dessen könnten viele Sektoren die Technologie nutzen, um neue Möglichkeiten zu schaffen. Beispielsweise zeigt die virtuelle Realität in der Automobilindustrie einige spannende Möglichkeiten.
Schließlich ist Mixed Reality die perfekte Mischung aus realer, erweiterter und virtueller Realität. „Die Anwendungsmöglichkeiten sind endlos“, sagt Avegant-CEO Jörg Tewes. Er sinniert darüber, wie Designer und Ingenieure 3D-Modelle direkt mit ihren Händen manipulieren könnten. „Mixed Reality ermöglicht es Menschen, direkt mit ihren Ideen zu interagieren, anstatt auf Bildschirmen oder Tastaturen“, fügt er hinzu.
Die Welt steht kurz davor, ihre Grenzen mit immersiven 3D-Inhalten und der digitalen Welt wie nie zuvor zu erweitern. Es ist eine einzigartige Gelegenheit für Designer, Ingenieure und Unternehmen gleichermaßen, sich der Revolution anzuschließen.
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