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Erforschung der Fortschritte in der AR-Technologie und der Orion-Brille von Meta

5 Min. Lesezeit

7. Oktober 2024

Erfahren Sie mehr über Augmented Reality und ihre Anwendungen sowie über die neuen Orion AR-Brillen von Meta und deren Potenzial für immersive Erlebnisse.

Auch wenn wir in einer reichen, dreidimensionalen (3D) Welt voller Daten und Informationen leben, verlassen sich die meisten Geräte, die wir täglich verwenden, auf einen zweidimensionalen (2D) Bildschirm. Mit dem technologischen Fortschritt ändert sich dies jedoch langsam mit der Einführung von Innovationen wie Augmented Reality (AR). AR wird verwendet, um digitale Inhalte wie Bilder, Töne und Daten mit unserer realen Umgebung zu vermischen, wodurch sie interaktiver und ansprechender wird. 

Künstliche Intelligenz (KI), insbesondere Computer Vision, ist eine wichtige treibende Kraft hinter Augmented Reality. Vision AI ermöglicht es AR-Geräten, ihre Umgebung zu analysieren und zu interpretieren, indem sie Objekte erkennen, Bewegungen verfolgen und räumliche Merkmale erkennen. In diesem Artikel werden wir untersuchen, wie Augmented Reality funktioniert und welche Anwendungen sie in Bereichen wie Bildung, Gesundheitswesen und Unterhaltung hat. Wir werden auch aktuelle Durchbrüche wie die neue Orion Augmented Reality-Brille von Meta diskutieren, die AR zugänglicher macht. Lasst uns beginnen!

Abb. 1. Ein Schüler verwendet AR im Klassenzimmer (Quelle: elearningindustry.com).

Die Evolution der Augmented Reality

Augmented Reality fügt der realen Welt digitale Elemente wie Bilder, Videos oder 3D-Modelle über Geräte wie Smartphones, Tablets oder AR-Brillen hinzu. Wenn Sie beispielsweise die Kamera Ihres Telefons auf einen leeren Tisch richten, kann AR den Eindruck erwecken, dass eine virtuelle Kaffeetasse darauf steht. AR kann die Art und Weise verbessern, wie wir unsere Umgebung sehen, indem es computergenerierte Elemente mit dem, was wir in der Realität sehen, vermischt.

Im Jahr 1968 entwickelte Ivan Sutherland, bekannt als der "Vater der Computergrafik", das erste AR-Head-Mounted-Display in Harvard. Anfangs wurde AR in Bereichen wie der Luftfahrt, dem Militär und der industriellen Ausbildung eingesetzt. Die erste kommerzielle Nutzung von AR erfolgte 2008 mit einer interaktiven BMW Mini-Werbung. Indem sie eine gedruckte Zeitschriftenanzeige vor die Kamera eines Computers hielten, konnten die Benutzer ein digitales Modell des Autos auf ihrem Bildschirm sehen und seine Bewegungen steuern, wodurch sie das Gefühl hatten, mit dem Auto in der Realität zu interagieren. Dies öffnete die Tür für den Einzug von AR in Branchen wie Marketing, Tourismus, Mode und Unterhaltung. Mit populären Gaming-Apps wie Pokémon Go im Jahr 2016 nahm die Akzeptanz von AR zu. Der globale Markt für Augmented Reality wird bis 2034 voraussichtlich rund 2.804,82 Milliarden Dollar erreichen. 

Abb. 2. Ein Diagramm, das das Wachstum der globalen AR-Marktgröße zeigt.

Die Rolle von Computer Vision in AR

Verschiedene Technologien, darunter Computer Vision, Sensoren und maschinelles Lernen, arbeiten zusammen, um immersive Augmented-Reality-Erlebnisse zu schaffen. Insbesondere Computer Vision bildet die Grundlage dafür, wie digitale Inhalte einfach durch AR in reale Umgebungen integriert werden. Hier ist ein genauerer Blick auf die verschiedenen Arten, wie Computer Vision zu AR beiträgt:

  • Objekterkennung: Mithilfe von Computer-Vision-Techniken wie Objekterkennung, Bildsegmentierung und Objektverfolgung können AR-Systeme Objekte anhand ihrer Größe, Form und Farbe erkennen. Nach der Identifizierung können virtuelle Inhalte wie 3D-Modelle oder Text eingeblendet werden.
  • Lokalisierung und Kartierung: Computer Vision kann für die simultane Lokalisierung und Kartierung (SLAM) verwendet werden, um die Position und Ausrichtung des Geräts in Echtzeit zu verfolgen und sicherzustellen, dass virtuelle Elemente präzise auf die Ansicht des Benutzers ausgerichtet bleiben, um ein stabiles Erlebnis zu gewährleisten.
  • Gesten- und Bewegungserkennung: Vision AI kann verwendet werden, um die Gesten, Gesichtsausdrücke und Bewegungen des Benutzers zu verfolgen und so natürliche Interaktionen mit virtuellen Inhalten in AR zu ermöglichen. 
  • Tiefenschätzung: Bildanalysen helfen AR-Geräten zu verstehen, wie weit Objekte in der Umgebung entfernt sind, indem sie analysieren, was sie sehen. Dies hilft, virtuelle Elemente in der richtigen Entfernung zu platzieren, wodurch sie sich auf natürliche Weise in die reale Welt einfügen und das gesamte AR-Erlebnis verbessern.
  • Umweltanpassung: Computer Vision kann verwendet werden, um virtuelle Objekte so anzupassen, dass sie auf reale Bedingungen wie Beleuchtung, Reflexionen und Schatten in AR reagieren. 

Nehmen wir beispielsweise an, Sie verwenden eine AR-App, um eine digitale Skulptur in Ihrem Wohnzimmer anzuzeigen. Wenn Sie Ihr Telefon oder Ihr AR-Headset bewegen, beginnt das Computer-Vision-System, Objekte im Raum zu erkennen, z. B. Ihr Sofa oder Ihren Couchtisch, und verwendet dabei Objekterkennung

Gleichzeitig kartiert die SLAM-Technologie den Grundriss des Raums und verfolgt die Position Ihres Geräts, um sicherzustellen, dass die Skulptur an einer Stelle fixiert bleibt. Wenn Sie näher herangehen, hilft die Tiefenschätzung der App, die Größe der Skulptur anzupassen, sodass sie realistisch positioniert erscheint. Wenn Sie mit der Hand winken, kann die Gestenerkennung es Ihnen ermöglichen, die Skulptur zu drehen oder ihre Größe zu ändern. Die App kann auch die Beleuchtung und die Schatten der Skulptur an die Lichtverhältnisse des Raums anpassen, sodass sie sich nahtlos in Ihr Wohnzimmer einfügt.

Orion: Metas Augmented-Reality-Brille

AR entwickelt sich rasant weiter, und Meta hat kürzlich auf dem Meta Connect 2024 Event am 25. September 2024 seine Orion AR-Brille angekündigt. Laut Meta-CEO Mark Zuckerberg ist Orion die fortschrittlichste AR-Brille, die je hergestellt wurde und viele innovative Funktionen vereint. Sie sieht aus wie eine normale Brille, bietet aber immersive AR-Funktionen und das bisher größte Sichtfeld bei AR-Brillen. 

Die Brille ist leicht, mit einem Rahmen aus Magnesium, ähnlich dem, was in F1-Autos verwendet wird, und einem fortschrittlichen Kühlsystem, das von NASA-Satelliten inspiriert wurde, für Komfort. Sie verwenden ein Display der nächsten Generation aus speziellem Siliziumkarbid, mit winzigen Projektoren, die Hologramme unterschiedlicher Tiefe und Größe direkt vor Ihnen erzeugen können.

Die Orion AR-Brille bietet Optionen für Sprachsteuerung, Handverfolgung, Eye-Tracking und eine Armband-Schnittstelle, die elektrische Impulse von Ihren Muskeln aufnimmt, um AR-Elemente mit subtilen Bewegungen zu steuern. Das Armband fungiert als neuronale Schnittstelle, mit der Sie mit einfachen Gesten mit der Brille interagieren können, was es zu einem wichtigen Bestandteil des Gesamterlebnisses macht. Die Brille wird auch mit einem kleinen, taschengroßen Verarbeitungs-Puck geliefert, der die Rechenleistung bereitstellt, die Sie unterwegs benötigen. 

Abb. 3. Orions AR-Brille, Neural-Armband und Processing Puck von Meta.

Was Orion auszeichnet, ist seine Integration mit Meta AI, einem intelligenten Assistenten, der reale Objekte erkennen und hilfreiche Einblicke geben kann. Wenn Sie sich beispielsweise eine Reihe von Zutaten ansehen, kann Meta AI Rezepte vorschlagen. Sie können auch jede Wand in einen Bildschirm zum Ansehen von Videos verwandeln, an holografischen Videoanrufen teilnehmen oder interaktive Spiele spielen, was Orion zu einem aufregenden Schritt in der AR-Erfahrung macht.

Die Anwendungen der tragbaren AR-Technologie

Tragbare AR-Technologie, wie die Orion AR-Brille oder Headsets, ermöglicht es Ihnen, Augmented Reality zu erleben, ohne ein Gerät halten zu müssen, anders als bei der Verwendung eines Telefons oder Tablets. Lassen Sie uns die verschiedenen Anwendungen durchgehen, in denen tragbare AR einen Unterschied macht.

AR macht Bildung zugänglicher.

Viele Studenten sind haptische oder visuelle Lerner, und Augmented Reality kann Lehrern helfen, interaktivere Lektionen zu gestalten. Mit tragbarer AR-Technologie wie Headsets oder Smart Glasses können Lehrer und Schüler auf dynamischere Weise mit Lerninhalten interagieren, sodass sie jederzeit und überall lernen können. 

Diese tragbaren Geräte sind besonders in abgelegenen Gebieten nützlich, da viele AR-Anwendungen offline oder mit minimaler Konnektivität laufen können, sobald die erforderlichen Daten heruntergeladen wurden. Entwicklungsländer nutzen tragbare AR, um bedürftigen Schülern eine hochwertige Ausbildung zu ermöglichen. In Ländern wie Ruanda, Nigeria und Südafrika hilft tragbare AR, Schüler in abgelegenen Gebieten zu unterrichten und erreicht allein in Ruanda über 500.000 Schüler.

Abb. 4. Ein Student an einem abgelegenen Ort in Afrika, der mit AR-Technologie lernt.

AR-Brillen für Spiele

Die beliebteste Anwendung von AR ist im Bereich Gaming. Die Gaming-Industrie beginnt zu erkennen, wie AR-Brillen Spiele immersiver und interaktiver machen können. Spieler können virtuelle Elemente in der realen Welt durch AR sehen, wodurch sie das Gefühl haben, wirklich Teil des Spiels zu sein. Zum Beispiel können Spieler ihre Umgebung freihändig erkunden und mit ihr interagieren, wodurch sich das Erlebnis natürlicher anfühlt. 

Während AR-Gaming zuerst auf mobilen Geräten populär wurde, wie bei Pokémon Go, wo die Spieler ihre Handykameras benutzten, um Pokémon zu fangen, wird erwartet, dass der Wechsel zu AR-Brillen das Spielerlebnis noch fesselnder macht. Pokémon Go markiert einen wichtigen Meilenstein, weil es das Potenzial von AR demonstrierte, indem es in nur 7 Tagen über 20 Millionen aktive Spieler erreichte.

Abb. 5. Spieler, die AR im Spiel Pokemon Go verwenden.

Wie AR Ärzten und Chirurgen hilft

Dank Augmented Reality können Ärzte und medizinisches Fachpersonal auf medizinische Bilder in 3D zugreifen und diese studieren. Tatsächlich können AR-gestützte medizinische Bildgebungswerkzeuge Ärzte bei der Visualisierung der Patientenanatomie in einer 3D-Umgebung unterstützen. Eine klarere Visualisierung kann zu genaueren Diagnosen, verbesserten Operationsergebnissen und sichereren Eingriffen führen. 

AR kann auch medizinischen Fachkräften helfen, eine personalisiertere und effektivere Versorgung anzubieten, indem es den Ort und das Ausmaß von Krankheiten identifiziert, chirurgische Eingriffe plant und den Patienten ein besseres Verständnis ihres Zustands vermittelt. Mit AR-Headsets können Chirurgen beispielsweise die Vitalfunktionen eines Patienten während eines medizinischen Eingriffs überprüfen, ohne mehrere Geräte und Bildschirme bedienen zu müssen. Dadurch ist die Wahrscheinlichkeit geringer, dass sie Daten falsch lesen oder interpretieren.

Abb. 5. Ein Arzt, der während einer Operation ein AR-Headset benutzt.

Wesentliche Erkenntnisse 

Augmented Reality wird die Art und Weise verändern, wie wir mit der digitalen Welt interagieren. Durch die Kombination virtueller Elemente mit der realen Welt schafft AR ein intensiveres Erlebnis als herkömmliche Bildschirme. Die Orion AR-Brille von Meta ist mit ihren fortschrittlichen Funktionen, dem komfortablen Design und den KI-Fähigkeiten ein großer Schritt nach vorn in der AR-Technologie. Da AR in unserem täglichen Leben immer häufiger vorkommt, können wir davon ausgehen, dass die Grenze zwischen der physischen und der digitalen Welt verschwimmt, was zu neuen Möglichkeiten für Innovation und Kreativität führt.

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