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Definition

Mixed Reality (Gemischte Realität)

Im Gegensatz zur Virtual Reality (VR), die den Endnutzer in eine vollständig digitale Umgebung einbindet oder Augmented Reality (AR), die digitale Inhalte auf eine physische Umgebung aufteilt, vermischt Mixed Reality digitale und reale Umgebungen.

Die gemischte Realität wird manchmal als eine Art Augmented Reality (AR) betrachtet. Ihre Fähigkeit, zwischen realen und digitalen Elementen zu interagieren, führt sie weiter entlang des Virtualitätskontinuums, also virtuell lückenlos aufeinanderfolgend, bei dem physische Realität auf der einen Seite und immersive, eben alle Sinne umfassende, virtuelle Realität auf der anderen Seite stehen.

Die gemischte Realität wird manchmal auch als hybride Realität oder erweiterte Realität (XR) bezeichnet. Ein Headset-Formfaktor folgt dem Blick des Nutzers und bildet die physische Umgebung des Benutzers ab. Die Software verwendet dann Deep-Learning-Algorithmen, um digitale Inhalte mit bestimmten Bereichen auf der Karte auszurichten. Die MR-Programmierung ermöglicht es digitalen Objekten, mit physischen Objekten zu interagieren, und Menschen agieren mit digitalen Objekten, als wären sie physisch.

Das Ergebnis ist, dass ein normaler Desktop zu einem interaktiven Computer-Touchscreen werden kann oder ein MR-generierter Filmcharakter auf der Couch des Hausbesitzers sitzen kann. Obwohl sich die gemischte Realität noch in der Anfangsphase befindet, wird sie bereits in vielen Branchen für Bildungszwecke genutzt. Zum Beispiel verwenden Flugzeughersteller MR als eine kostengünstige Möglichkeit, Reparaturtechniker auszubilden. Anstatt einen Motor aus einem Flugzeug auszubauen, um eine Trainingseinheit durchzuführen, können Techniker, die spezielle Headsets tragen, ein holografisches Bild eines Motors betrachten und Gesten-, Blick- und Sprachbenutzerschnittstellen (VUI) verwenden, um mit dem Hologramm zu interagieren, Perspektiven zu wechseln und um sinnvolle Informationen, Schicht für Schicht herauszufinden.

Andere Anwendungsfälle für die gemischte Realität

Konstruktion– Vorgesetzte können MR verwenden, um Mitarbeiter darüber zu informieren, welche Arbeiten erledigt werden müssen. Zum Beispiel könnte ein Supervisor einen virtuellen Pin setzen, um zu signalisieren, dass ein bestimmtes Gerät nicht richtig funktioniert. Mitarbeiter werden alarmiert. Sie verwenden ihre Headsets, um sich schematische Diagramme anzeigen zu lassen und zu diagnostizieren, was repariert werden muss.

Fertigung– Inspektoren können während Betriebsführungen MR-Headsets verwenden, die Echtzeitdaten für bestimmte mechanische Komponenten anzeigen. Informationen über die Leistung und den Energieverbrauch der Komponenten können mit der NFC-Technologie (Near Field Communication) übertragen werden. Sie werden aktualisiert, wenn sich der Inspektor einer anderen Komponente zuwendet.

Design– Designer können MR verwenden, um mit neuen Produkten zu interagieren, bevor sie hergestellt werden. Zum Beispiel könnte MR Raumfahrzeugingenieuren erlauben, mit digitalen Prototypen an einem neuen Mars-Rover zu arbeiten und diesen zu analysieren, um potenzielle Designprobleme ausfindig zu machen. So kann die Entwicklungszeit und -kosten insgesamt reduziert werden.

B2B-Kommunikation– internationale Unternehmen können mit Hilfe von MR simulierte face-to-face-Besprechungen mit geografisch verteilten Produktteams durchführen. Die Teilnehmer können beispielsweise eine lebensgroße 3D-Version des Produkts sehen über das diskutiert wird. Zudem lassen sich Übersetzungsdienste integrieren. Das erlaubt Sprachbarrieren zu beseitigen.

Healthcare- Chirurgen können MR verwenden, um zu üben wie ein extrem kleines medizinisches Implantat in den Körper eines bestimmten Patienteneingesetzt werden kann. Es wird erwartet, dass Medizinstudenten in naher Zukunft MRT-Aufnahmen verwenden werden. Bisher sezieren sie im Anatomieunterricht  reale Leichen.

Supply-Chain-Management- Ein Supply-Chain-Manager kann eine Palette mit der Kamera oder der Smart-Brille seines Smartphones anzeigen, eine Frage über die Versandhistorie der Palette stellen und eine sofortige Antwort auf dem Display anzeigen.

Geschichte der virtuellen Realität, Augmented Reality und Mixed Reality

Virtual Reality (VR) lässt sich anhand des Stereoscopes, ein Handheld-Gerät, das von Sir Charles Wheatstone in den frühen 1800 erfunden hat, über Jahrhunderte zurückverfolgen. Stereoskope verwenden Spiegel, um Zwillingsfotos zu einem einzigen Bild zu verschmelzen. So wird die Illusion von Tiefe erzeugt. Morton Heilig, der manchmal als der Vater der virtuellen Realität bezeichnet wird, trieb die stereoskopische Bildgebung 1962 sogar noch einen Schritt weiter, als er den Sensorama Simulator patentierte. Heiligs sensorische Umgebung war im Wesentlichen ein riesiger View-Master, der stereoskopische Stereobilder erzeugte, die von Klang und Aromen begleitet wurden.

Die Unterschiede zwischen Augmented-, Virtual- und Mixed-Reality-Software
Abbildung 1: Die Unterschiede zwischen Augmented-, Virtual- und Mixed-Reality-Software

Das Label Virtual Reality wurde in den 1980er Jahren populär und wird normalerweise dem Computerwissenschaftler Jaron Lanier, dem Erfinder des Datenhandschuhs, zugeschrieben. Der Boeing-Forscher Thomas Caudell prägte 1990 den Begriff Augmented Reality, um zu beschreiben, wie die Head-Mounted-Displays von Boeing-Elektrikern funktionieren. Anstatt sich auf eine Schaltkreiskarte zu verlassen, die physisch auf Sperrholz gedruckt war, erhielten Elektriker Headsets, die eine digitale Version der Karte auf das Sperrholz projizierten. Durch den Einsatz von AR sparte das Unternehmen nicht nur Geld, indem Sperrholzsubstrate wiederverwendbar gemacht wurden, sondern konnten die Elektriker auch digitale Änderungen an den Schaltkreiskarten in Echtzeit vornehmen. Auf der Verbraucherseite war eine der ersten kommerziellen Anwendungen der AR-Technologie die gelbe „first down“ -Linie, die 1998 in Fußballspielen im Fernsehen erschien.

Die Smartphone-App Pokémon Go demonstrierte einem breiten Publikum, wie Augmented Reality durch Layering von digitalen Wesen auf dem Display der Telefonkamera funktioniert. Der Begriff Mixed Reality wurde erstmals 1994 von Paul Milgram und Fumio Kishino in einem Aufsatz mit dem Titel „Eine Taxonomie von Mixed Reality Visual Displays“ verwendet. Das Papier führte die Idee ein, dass Mixed Reality ein Kontinuum ist. Es schließt VR und AR ein, sowie alle neuen Technologien, die es digitalen Inhalten erlauben, mit realen Objekten und Menschen mit digitalen Objekten zu interagieren, als wären sie real. Wenn zum Beispiel Pokémon Go MR-Fähigkeiten hinzugefügt hat, könnte der digitale Pokémon-Charakter eine echte Treppe erklimmen, weil er sich seiner physischen Umgebung bewusst wäre.

Mixed-Reality-Produkte und Zukunftstrends

Aktuelle Mixed-Reality-Inhalte werden im Allgemeinen über Headsets bereitgestellt, obwohl holographische Projektionen und interaktive virtuelle Displays eine wichtige Rolle bei MR spielen dürften. Bis vor Kurzem war es nicht sehr kosteneffektiv Consumer-Produkte zur Nutzung des MR-Kontinuums zu entwickeln, da die Technologie eine immense Verarbeitungsleistung sowie eine starke Computervision und Bilderkennungsfähigkeit erfordert. Big Data, Cloud Computing und die jüngsten Fortschritte in der künstlichen Intelligenz (AI) machen MR-Fähigkeiten erschwinglicher und wenn der Preis sinkt, wird erwartet, dass MR die Mensch-Computer-Interaktion (HCI) radikal verändern wird.

Branchenexperten sagen voraus, dass die gemischte Realität bis zum Jahr 2024 zu einer globalen Industrie mit einem Ertrag von 1,2 bis 6,9 Milliarden US-Dollar werden wird. Obwohl Gaming weiterhin eine wichtige Rolle bei der Entwicklung spielen wird, wird Enterprise MR in den kommenden Jahren die Forschung in den Bereichen Mixed Reality dominieren. Gegenwärtig haben MR-Headsets einen Preis zwischen 300 und 3.000 US-Dollar. In naher Zukunft wird erwartet, dass mit Kameras ausgestattete Smartphones, Tablets und intelligente Brillen spezialisierte Headsets ersetzen werden. Es wird gemunkelt, dass Apple Mixed-Reality-Brillen entwickelt, die sich ähnlich wie die Apple Watch mit dem iPhone des Nutzers verbinden.

Windows Mixed Reality (WMR) bietet eine Vielzahl von Produkten, die auf Windows 10 und der Universal Windows Platform (UWP) basieren. Beliebte Gaming-Produkte sind HoloLens und das Acer MR Headset. Microsoft experimentiert auch mit MRTouch, einer Software mit Namen HoloLens, die Environment Mapping- und Hand-Tracking-Technologie nutzt, um flache Oberflächen als Eingabegeräte zu verwenden. Microsofts Edge-Browser und Mozillas Firefox Reality-Browser wurden jeweils unter Berücksichtigung der gemischten Realität entwickelt, um Funktionen zu integrieren, die es für Headset- oder Smart-Glass-Träger einfacher machen, den Blick zwischen 2D- und 3D-Inhalten innerhalb desselben Displays zu verschieben.

Diese Definition wurde zuletzt im September 2019 aktualisiert

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