Augmented Reality Geräte

Aktualisiert: 15. Jan 2019

In diesem Blogeintrag befasse ich mich mit den Augmented Reality Brillen. Sie sind dafür gedacht dem Nutzer das Optimale AR Erlebnis zu bieten. Aber nicht nur mit Brillen kann man in die AR eintauchen, sondern auch mit einem Gerät das fast jeder hat: Ein Smartphone.

Smartphones

Die am meisten verwendeten AR-Geräte sind Smartphones. Es gibt inzwischen viele Apps, die mit der Kamera und den Sensoren des Smartphones eine Augmented Reality erschaffen. Mit ARcore und ARKit bringen Google und Apple selbst ein Augmented Reality Toolkit für Android und IOS. Da diese aber recht neu sind (ARCore 2018, ARKit 2017), werden nur neuere Geräte unterstützt. Die meisten Frameworks laufen aber auch auf älteren Geräten.

Der Vorteil vom Smartphone als AR-Gerät ist, dass fast jeder eins besitzt und somit auch fast jeder die AR-Anwendung verwenden kann ohne sich extra ein Gerät zu kaufen.

Der Nachteil ist, dass man das Smartphone immer in der Hand halten muss und das Display nicht sehr groß ist.

Brillen

AR Brillen lassen sich in zwei Gruppen einteilen: Brillen mit zwei Displays(3D Brille) und Brillen mit einem Display(2D Brille). Brillen mit einem Display können Inhalte nur in 2D anzeigen, sind dafür viel leichter und haben mehr Akkulaufzeit. Mit diesen Brillen lassen sich Head Up Displays(HUDs) gut darstellen, die die Informationen dem Nutzer immer an der gleichen Stelle im Sichtfeld anzeigen.

Brillen mit zwei Displays können 3D Objekte anzeigen, somit ergeben sich viel mehr Möglichkeiten zu Darstellung. So ist es möglich, Objekte der echten Welt zum Teil oder vollständig zu ersetzen.

Ich habe mir zuerst nur die 3D Brillen angeschaut, da sie mehr Möglichkeiten bieten. Je nach Anwendung kann es aber sein, dass sich 2D Brillen besser eignen.

3D AR Brillen

Das wichtigste Kriterium bei 3D AR Brillen ist, wie gut das Tracking funktioniert.

Funktioniert das Tracking nicht gut, stehen die eingefügten Objekte nicht still im Raum, was die Illusion von einer Verschmelzung der echten und virtuellen Welt sehr stark stört. Ein Beispiel, wo dies NICHT gut Funktioniert ist die Meta 2.

https://youtu.be/Kg1DQH_rClA?t=180

In dem Video kann man auch sehen, dass das Hand-Tracking nicht gut funktioniert und somit die Eingabe mit den Händen nicht genau ist, was auch die Illusion stört.

Ein Beispiel, wo dies besser funktioniert ist die HoloLens: https://youtu.be/3lxwAj7P9UA?t=76

Ein weiterer wichtiger Punkt ist das Field of View (FOV). Dies beschreibt, in wie viel Grad die Umgebung das Display abdeckt. Ist dies zu klein oder man selbst zu nahm am Objekt, werden große Objekte abgeschnitten. Alle Brillen mit einem zu kleinem Sichtfeld bieten somit keine gute Verbindung der echten und virtuellen Welt. Der Mensch hat ein Sichtfeld von ca. 115°, die meisten Brillen 30°-90°.

Ich habe mir 4 Brillen rausgesucht, bei denen das Tracking gut funktioniert und auch das FOV in Ordnung ist. Diese Brillen habe ich mir genauer angeschaut und Pro und Kontra zu den Brillen herausgesucht.

Da ich keine der Brillen selbst ausprobiert habe, basieren meine Einschätzungen auf verschiedenen Artikeln und Videos, die man im Internet zu den Brillen finden kann.

HoloLens

Webseite: https://www.microsoft.com/en-us/hololens

Die HoloLens ist 2016 erschienen und war zu dem Zeitpunkt allen anderen AR Brillen weit voraus. Inzwischen haben andere Herstellen nachgezogen, die HoloLens ist aber immer noch eine gute AR-Brille.

Das Tracking der Umgebung soll mit der HoloLens sehr gut funktionieren. Die Objekte bleiben in den Videos, die man sehen kann, alle an ihrem Ort, auch wenn man den Raum für kurze Zeit verlässt. Die Objekte zittern auch nicht im Raum. Die Eingabe mit den Händen und Head-Tracking soll gut funktionieren.

Das FOV der Brille ist mit 35° nicht sehr groß, wodurch die AR-Erfahrung manchmal gestört werden kann. Außerdem ist die HoloLens mit einem Preis von 3000$ eine der teuersten AR-Brillen. Da die Brille auf der Universal Windows Platform (UWP) läuft, wird sie nicht von allen Frameworks unterstützt. Die meisten Frameworks laufen auf Android und IOS.

Anfang 2019 soll die HoloLens 2 vorgestellt werden, welche sehr wahrscheinlich ein größeres FOV bieten wird. Außerdem soll sie günstiger werden als das derzeitige Modell.

Zusammenfassung: + Tracking sehr gut

+ Viele Möglichkeiten zur Interaktion

+ Keine Probleme für Brillenträger

- Field of View nicht sehr groß

- Nicht alle Frameworks unterstützen UWP

- Die Brille ist teuer

Magic Leap One

Webseite: https://www.magicleap.com/magic-leap-one

Die Magic Leap One hat die Brille und den “Computer” getrennt. In der Hosentasche trägt man das Lightpack, dass alle Berechnung macht und auf dem Kopf nur die Brille. Der Vorteil ist, dass die Brille somit leichter wird, wodurch sie angenehmer zu tragen ist. Das FOV der Magic Leap ist mit 50° leicht größer als das der HoloLens, aber immer noch weniger als halb so groß wie das menschliche Sichtfeld. In den Videos, die man Online sehen kann, sieht man, dass das Tracking gut funktioniert und alles an seinem Ort bleibt.

Es wird oft der Controller der Magic Leap bemängelt: er soll in manchen Räumen ungenau sein, was wahrscheinlich mit der verwendeten Magnetic-Tracking Technologie des Controllers zusammenhängt. Man kann auch die Hände zur Eingabe verwenden, wodurch der Controller nicht unbedingt benötigt wird. Es ist zwar möglich bei der Magic Leap eigene Brillengläser einzusetzen, da das aber die wenigsten Nutzer machen werden, ist die Brille für Brillenträger meistens schlecht geeignet.

Preislich liegt die Magic Leap One bei 2295$.

+ Gutes Tracking

+ FOV leicht besser als bei den meisten anderen

+ Durch die Aufteilung in Brille und Lightpack ist die Brille leichter und kleiner

- Der Controller soll manchmal ungenau sein

- Die Brille ist teuer

- Kann für Brillenträger ungeeignet sein

- Kabel eventuell störend

ODG R-7 / ODG R-9

Webseite: https://www.osterhoutgroup.com/r-7-smartglasses

Die Brillen von ODG sind im Vergleich zu den anderen Brillen sehr leicht: nur 182g. Sie sehen einer normalen Brille ähnlich, wodurch sie optisch einen Vorteil vieler anderer AR-Brillen hat. Der Vorteil ist, dass man die Brille auch im Alltag besser tragen kann. Nachteil ist, dass sie für Brillenträger schlecht zu verwenden ist und das ganze Gewicht der Brille auf der Nase lastet. Das Tracking der Umgebung soll gut funktionieren. Leider gibt es nur sehr wenige Videos, bei denen man die Sicht von einer ODG R-7 sehen kann. In dem Video, was ich gesehen habe, waren alle Objekte an korrekter Position und haben nicht gezittert. Es gibt noch ein Video von der ODG R-9, wo das Tracking auch präzise aussieht. Einen Releasetermin für die ODG R-9 gibt es noch nicht, obwohl sie schon mehrere Jahre in Entwicklung ist. Zur Eingabe bei den ODG-Brillen gibt es einen Controller und Buttons an der Brille. Handgesten werden nicht unterstützt. Das FOV bei der R-7 ist mit 30° nicht sehr groß. Die R-9 soll ein FOV von 50° haben, was um einiges besser ist.

Die ODG R-7 soll 2750$ und die R-9 1800$ kosten.

+ Gutes Tracking

+ Leicht

+ Ähnelt normaler Brille

- Schlecht für Brillenträger

- Gewicht lastet auf der Nase

- Keine Handgesten

- Kleines FOV(R-7)

- Die Brillen sind teuer

AntVR MIX

Webseite: https://www.indiegogo.com/projects/mix-the-smallest-ar-glasses-with-96-degree-fov#/

Die MIX unterscheidet sich in ein paar Punkten stark von den anderen hier vorgestellten Brillen. Sie hat ein FOV von 96°, was viel größer ist als die anderen Brillen und dem Sichtfeld des Menschen nahe kommt. Dafür ist sie per Kabel an eine PC gebunden, alleine kann man sie nicht verwenden. Dafür ist sie mit 130g sehr leicht. Die MIX kann mit verschiedenen Modulen erweitert werden, zum Beispiel um einen Hand- oder Augen-Tracker. Diese sind aber nicht standardmäßig bei der Brille dabei und müssen extra gekauft werden.

Das günstigste Paket mit einer MIX und den Controllern kostet nur 499$, das teuerste mit allen Trackern 999$. Damit ist die MIX günstiger als die meisten anderen Brillen.

+ 96° FOV

+ Leicht

+ Mit Modulen erweiterbar

+ Günstiger als die meisten anderen Brillen

- An PC gebunden

- Nicht standardmäßig alle Tracker

Fazit

Die AntVR MIX hat ein sehr gutes FOV und sie eignet sich aufgrund des Preises gut für Einsteiger. Da sie aber an den PC gebunden ist, kann sie nur für stationäre Anwendungen verwendet werden. Die anderen Brillen kann man überall mitnehmen und tragen und haben dafür aber ein viel kleineres FOV. Die ODG R-7 hat aber leider kein Hand-Tracking, was die Möglichkeiten zur Interaktion einschränkt. Die HoloLens und Magic Leap One bieten neben dem guten Tracking auch viele Möglichkeiten zur Eingabe, weswegen sie meiner Meinung nach zur Zeit die besten 3D AR-Brillen sind. Es bleibt aber abzuwarten, was die HoloLens 2 für Neuerungen bringt.


Autor: Samuel Wolf (sw@dessoi.de)

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