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Plus de Virtual Dimension Center (VDC) Fellbach (20)
Augmented Reality: VDC Whitepaper
- 1. Augmented Reality
Technik, Systeme, Potenziale, Funktionen,
Einsatzgebiete
Virtual Dimension Center (VDC)
Auberlenstr. 13
70736 Fellbach
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- 2. VDC-Whitepaper Augmented Reality
Augmented Reality
Prinzipien und Chancen
Reality, only better
The Economist, Dezember 2007
xxx:
Agenda:
xxx
Grundlegendes
Nutzen
Technologiegrundlagen
Systemansätze
Anwendungsgebiete
Marktforschung
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- 3. VDC-Whitepaper Augmented Reality
Grundgedanke
Überlagerung natürlicher Sicht mit
Computer-generierten Informationen
Kontext-Sensitivität
Datenbrille
Alpha-numerischer oder
3D-Content
Historische Herkunft:
Helme der Jetpiloten AR-Navigationshilfe
Alltagseinsatz:
Unterhaltung, Tourismus xxx:
Agenda:
xxx
Fahrerinformationssysteme in Sichthilfe, Grundlegendes
allerdings noch Nutzen
Frontscheiben von PKW: nicht überblendet Technologiegrundlagen
Navigation, Nachtsicht Systemansätze
Anwendungsgebiete
Marktforschung
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- 4. VDC-Whitepaper Augmented Reality
Prinzipielle Vorteile der Technologie AR
Kontextsensitive Darstellung Computer-generierter
Informationen unter Nutzung der realen Perspektive CAD-Model über
physischem Prototyp
Abgleich Realität vs. Modell einfach (metaio)
Digitalisierung nicht immer / so umfangreich
erforderlich
Hohe Verständlichkeit durch Andocken der Wartungshinweise
Computergrafik an reales Objekt (NASA)
Einsatz in Fällen, bei denen Handbuch schwierig
Funktionen Einplanen Ausrüstung
in Fabrikhalle
(Volkswagen)
Konsistenz-Checks digitales Modell – phys. Welt
xxx:
Anleitung, Anweisung, Verdeutlichung, Agenda:
xxx
Unterstützung im Arbeitsprozess Grundlegendes
Nutzen
Anzeige von unter Putz
Marketing, Unterhaltung verlegten Leitungen Technologiegrundlagen
Systemansätze
(Fraunhofer IGD)
Visualisierung Zeitversatz Anwendungsgebiete
Marktforschung
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- 5. VDC-Whitepaper Augmented Reality
Technologiegrundlagen: Optical- vs. Video-See-Through
Optical-See-Through:
Halb-durchlässiges Display oder Retinal-Display
Vorteil:
- reale Sicht unverzögert, natürliche Auflösung,
- großer Sichtwinkel -> Benutzer sicher
Nachteil:
Referenzierung Auge-Brille-Umwelt sehr schwierig
(Exaktheit und Latenz)
Video See-Through:
undurchsichtiges Display
Vorteil:
- Augmentierung einfach & konsistent xxx:
Agenda:
xxx
Nachteil: Grundlegendes
- Einschränkung der Sicht Nutzen
Technologiegrundlagen
- mäßige Auflösung Systemansätze
Anwendungsgebiete
Marktforschung
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- 6. VDC-Whitepaper Augmented Reality
Technologiegrundlagen: Tracking
Relation Computergraphik zu Umgebungsbild
muss bestimmt werden. 3 Möglichkeiten:
markerbasiertes Tracking: Kamera „sieht“ auf
physisches Muster (Marker), und überblendet
diesen mit Graphik Marker in Umgebung
- Vorteil: relativ schnell, zuverlässig
- Nachteil: Marker anzubringen
markerloses optisches Tracking: Umgebungsbild wird mit
3D-Umgebungsmodell im Rechner verglichen, Position
der Kamera daraus errechnet
- Vorteil: keine Marker anzubringen
- Nachteil: Umgebungsmodell muss bekannt sein, Mustererkennung
sehr rechenaufwändig, langsam
xxx:
Nicht-optisches Tracking der Kamera, Agenda:
xxx
z.B. mechanisch, elektromagnetisch Grundlegendes
Nutzen
- Vorteil: je nach System schnell und präzise Technologiegrundlagen
- Nachteil: zusätzliches System, kleiner Arbeitsraum, Systemansätze
Anwendungsgebiete
evtl. Störeinflüsse Kamera auf Messarm
Marktforschung
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- 7. VDC-Whitepaper Augmented Reality
Technologiegrundlagen: Tracking
elektromagnetisches Tracking
- Vorteil: schnell, kostengünstig, durchdringt Gewebe
- Nachteil: kein Metall, Störfelder Elektromagnetischer Tracker
Ultraschall-Tracking
- Vorteil: schnell, kostengünstig
- Nachteil: bei Verdeckungen
Optisches Tracking (mit Infrarot) Ultraschall-Tracker
- Vorteil: sehr schnell
- Nachteil: hohe Kosten, Verdeckungen
Mechanisches Tracking
- Vorteil: sehr schnell, kostengünstig
- Nachteil: kleiner Arbeitsraum,
Einschränkung des Benutzers Optischer Tracker
xxx:
Agenda:
xxx
Grundlegendes
Nutzen
Technologiegrundlagen
Systemansätze
Anwendungsgebiete
Gelenkarm, mechanisch erfasst Marktforschung
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- 8. VDC-Whitepaper Augmented Reality
Technologiegrundlagen: Schneiden verdeckter Bereiche (Clipping)
Problemstellung:
Die anzuzeigende 3D-Graphik dürfte u.U. vom
realen Objekt verdeckt sein. Dieser Bereich darf
nicht angezeigt werden.
Möglichkeiten
3D-Modell der Realität vorhanden
- damit wird errechnet, was verdeckt ist
und nicht gezeichnet werden darf verdeckter Bereich des violetten
- Nachteil: 3D-Modell zu erstellen Bauteils (links) wird nicht gezeichnet
Kein Wegschneiden, sondern nur
Betrachtungen nur entlang von Störkanten
- kein 3D-Modell der Realität notwendig
- Betrachter muss Inkonsistenzen/Kollisionen xxx:
Agenda:
xxx
selbst erkennen Grundlegendes
Nutzen
Technologiegrundlagen
Systemansätze
Anwendungsgebiete
Kollisionsanalyse: Sicht entlang der Störkante Marktforschung
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- 9. VDC-Whitepaper Augmented Reality
Systemansätze
Head mounted display (HMD), video-see-through
Relation Auge – Anzeige - Kamera (mechanisch)
determiniert
Marker-basiertes Tracking
Vorteile: sehr einfache Verwendung, konsistentes Bild
Nachteile: eingeschränkte Sicht, geringe Auflösung,
HMD mit integrierten Kameras,
Tragekomfort, Unsicherheit Blick durch HMD
Head Mounted Display (HMD), optical see through
transparentes Display oder Laserprojektion in das Auge
Vorteile: natürliches Sichtfeld, unverzögerte
Wahrnehmung, Sicherheit xxx:
Agenda:
xxx
Grundlegendes
Nachteile: Referenzierung Auge – Anzeige – Umwelt Nutzen
sehr schwierig (kleinste Versätze am Kopf bereits Technologiegrundlagen
Systemansätze
problematisch) transparentes HMD,
Anwendungsgebiete
Einsatz bei der NASA Marktforschung
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- 10. VDC-Whitepaper Augmented Reality
Systemansätze
Projektions-AR
Benutzer sieht auf projizierte Fläche oder durch
projizierte Fläche hindurch (optical see through)
Im Gegensatz zu HMD jedoch Benutzer beweglich Weginformationen,
in die Frontscheibe projiziert
vor Projektionsfläche
Benutzer muss in bei 3D-Content getrackt werden
bei bewegter Projektionsfläche muss diese ebenfalls
getrackt werden
Vorteile: komfortabel, natürliche Sicht
Editieren und Anzeigen einer
Nachteile: Projektionsfläche muss vorhanden sein, Roboterbahn auf dem Produkt (TUM)
Konsistenz Auge – Projektionsfläche – Umwelt
schwierig (bes. bei optical-see-through) xxx:
Agenda:
xxx
Grundlegendes
Nutzen
Technologiegrundlagen
Systemansätze
Raumnutzung, Anwendungsgebiete
auf eine davor liegende Wand projiziert Marktforschung
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- 11. VDC-Whitepaper Augmented Reality
Systemansätze
Handheld-Geräte mit integrierter Kamera, mobil
Marker-basiertes Tracking, markerloses Tracking
über Bilderkennung
Hybrides Tracking mit Trägheitssensor
Vorteile: sehr einfach, mobil
Mobiltelefon oder MDA mit integrierter Kamera
Nachteile: kleines Display, geringe Auflösung, und augmentierter Sicht
Content nicht in der natürlichen Sicht
Handheld-Geräte, fixiert
AR-Fernrohr, AR-Fernglas, mechanisch getrackt
Mechanisches Tracking
meist Kamera als Objektiv, Display als Okular xxx:
Agenda:
xxx
Vorteile: sehr schnelles Tracking, robust, Grundlegendes
einfach in der Bedienung, diebstahlsicher Nutzen
Technologiegrundlagen
Systemansätze
AR-Bildschirm, durch den CT-/MRT-Daten angezeigt werden, Anwendungsgebiete
mechanisch getrackt Marktforschung
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- 12. VDC-Whitepaper Augmented Reality
Systemansätze
Offline-AR
Kamera und Anzeige getrennt,
Display wird nicht mehr geführt
Marker drucken, auslegen, Szene fotograferen,
Bildaufnahme, Augmentierung augmentieren, bewerten
und Anzeige u.U. nicht zeitsynchron
auch Arbeit mit Standbildern
(Digitalfotographie)
Vorteile: hochauflösende Digitalfotographie
einsetzbar (Präzision), komfortabel,
Akzeptanz, Umsetzbarkeit Kamera, Bildschirm und Benutzer
an verschiedenen Positionen
Nachteile: Aufnahme und Auswertung
nicht mehr gemeinsam, Perspektive der Kamera
xxx:
muss nicht mehr eigene Perspektive sein Agenda:
xxx
Grundlegendes
Nutzen
Technologiegrundlagen
Systemansätze
Anwendungsgebiete
nur Kamera an mechanischem Messarm befestigt, Bildschirm stationär Marktforschung
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- 13. VDC-Whitepaper Augmented Reality
AR-Anwendungsgebiete
Konsistenz-Checks Modell - Umwelt
Überprüfung Modell
- Simulation korrekt?
- Konstruktion korrekt? Überlagerung digitales Crashmodell über Versuch: wie gut ist das Modell?
Überlagerung digitales Strömungsmodell über Versuch: wie gut ist das Modell? (HLRS)
xxx:
Agenda:
xxx
Grundlegendes
Nutzen
Technologiegrundlagen
Systemansätze
Überlagerung Leitungskonstruktion über physisches Bauteil: gut konstruiert? (metaio) Anwendungsgebiete
Marktforschung
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- 14. VDC-Whitepaper Augmented Reality
AR-Anwendungsgebiete
Konsistenz-Checks Modell – Umwelt
Überprüfung Umwelt
- umgesetzt wie geplant?
- Qualitätssicherung Überprüfung der gesetzten Schweißbolzen: realisiert wie geplant? (metaio)
Prototyping
Überprüfung eines Industriearbeitplatzes: alles im Greifraum? (Volkswagen)
xxx:
Agenda:
xxx
Grundlegendes
Nutzen
Technologiegrundlagen
Systemansätze
Anwendungsgebiete
Überprüfung von Anordnung und Fördertechnik: kollisionsfrei für neue Einbringungen? (Volkswagen) Marktforschung
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- 15. VDC-Whitepaper Augmented Reality
AR-Anwendungsgebiete
Anleitung, Anweisung,
Verdeutlichung,
Unterstützung im Arbeitsprozess
Kabelkonfektionierung (Boeing)
Wartungsunterstützung (BMW)
xxx:
Agenda:
xxx
Grundlegendes
Nutzen
Technologiegrundlagen
Systemansätze
Anwendungsgebiete
Reparaturanleitung (NASA) Marktforschung
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- 16. VDC-Whitepaper Augmented Reality
AR-Anwendungsgebiete
Anleitung, Anweisung,
Verdeutlichung,
Unterstützung im Arbeitsprozess
Anzeige von Nicht-Sichtbarem: Sensordaten auf Maschine
Anzeige von Nicht-Sichtbarem: Infrastruktur unter Putz
xxx:
Agenda:
xxx
Grundlegendes
Nutzen
Technologiegrundlagen
Systemansätze
Anwendungsgebiete
Zuweisung logistischer Informationen im Warenlager mit RFID
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- 17. VDC-Whitepaper Augmented Reality
AR-Anwendungsgebiete
Anleitung, Anweisung,
Verdeutlichung,
Unterstützung im Arbeitsprozess
Navigation: der nächste U-Bahn-Schacht in Paris (iPhone)
Navigation im PKW
xxx:
Agenda:
xxx
Grundlegendes
Nutzen
Technologiegrundlagen
Systemansätze
Anwendungsgebiete
Produktkonfiguration am Produkt OP-Unterstützung durch Überlagerung von CT-/MRT-Daten Marktforschung
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- 18. VDC-Whitepaper Augmented Reality
AR-Anwendungsgebiete
Marketing, Unterhaltung
Präsentation Messe: Show (metaio)
Präsentation Messe: Erläuterungen Technik / Verborgenes(metaio)
xxx:
Agenda:
xxx
Grundlegendes
Nutzen
Technologiegrundlagen
Systemansätze
Anwendungsgebiete
Crossmedia Print, online & live: Interaktiver Print-Katalog (metaio)
Marktforschung
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- 19. VDC-Whitepaper Augmented Reality
AR-Anwendungsgebiete
Marketing, Unterhaltung
Point of Sales: Augmentierte Verpackung bei LEGO
Point of Sales: Virtuelle Anprobe mit AR
xxx:
Agenda:
xxx
Grundlegendes
Nutzen
Technologiegrundlagen
Systemansätze
Anwendungsgebiete
Webanwendung: Kleidungs-Konfigurator Marktforschung
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- 20. VDC-Whitepaper Augmented Reality
AR-Anwendungsgebiete
Marketing, Unterhaltung
Augmentierte Spiele-Figuren und Karten
Definition eines gemeinsames Spielraums durch einen Marker, Interaktion
xxx:
Agenda:
xxx
Grundlegendes
Nutzen
Technologiegrundlagen
Systemansätze
Geo-Gaming mit AR Anwendungsgebiete
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- 21. VDC-Whitepaper Augmented Reality
AR-Anwendungsgebiete
Visualisierung Zeitversatz
Blick in die Zukunft oder Vergangenheit
Zukunftsprojektion eines Bauvorhabens an Baustelle (Fh-IGD)
xxx:
Agenda:
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Grundlegendes
Nutzen
Technologiegrundlagen
Systemansätze
Virtuelle Archäologie an Fundstelle Anwendungsgebiete
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- 22. VDC-Whitepaper Augmented Reality
Gartner’s top 10 disruptive technologies 2008-2012
Multicore and hybrid processors
Virtualisation and
fabric computing
Social networks and
social software
Cloud computing and
cloud/web platforms
Web mashups
User Interface
Ubiquitous computing
Contextual computing
xxx:
Augmented reality Agenda:
xxx
Grundlegendes
Semantics Nutzen
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- 23. VDC-Whitepaper Augmented Reality
xxx:
Agenda:
xxx
Grundlegendes
Nutzen
Technologiegrundlagen
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- 24. VDC-Whitepaper Augmented Reality
Übersicht AR-Unternehmen in der Wertschöpfungskette
Übersicht von VentureBeat
xxx:
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Nutzen
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- 25. VDC-Whitepaper Augmented Reality
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