Ihr erstes Tutorial zum Verständnis von AR/VR

Definitionen von AR/VR und Unterschiede

•Wiki von VR

Als eine Art Computersimulationssystem kann VR, die Abkürzung für Virtual Reality, dazu verwendet werden, eine virtuelle Welt zu erschaffen und zu erleben. VR führt zur Entstehung einer Sinneswelt, die durch den Computer lebendige 3D-Ansichten sowie Klang-, Tast- oder Geruchswahrnehmungen enthält. Auf der Grundlage der von der VR-Technologie geschaffenen, hochgradig authentischen Simulationsumgebung können Nutzer völlig neue Erfahrungen in Bezug auf Hör-, Tast- und Sehsinn machen.

a. Eigenschaften von VR

1). Präsenzempfinden – bezieht sich auf den Grad an Realität, den Nutzer in einer simulierten Umgebung wahrnehmen können. Eine ideale virtuelle Umgebung sollte einen solchen Grad erreichen, dass Nutzer nicht mehr zwischen Realität und Simulation unterscheiden können.
2). Interaktion – bezieht sich auf die Bedienverfügbarkeit der Nutzer in Bezug auf Objekte in der simulierten Umgebung und auf den Grad an Natürlichkeit, den die Nutzer aus der Umgebung erfahren.
3). Autonomie – bezieht sich auf den Bewegungsgrad von Objekten in der simulierten Umgebung im Vergleich zur realen Welt.

b. Arten von VR

1). Immersive VR, auch tragbare VR genannt, bietet den Nutzern ein vollständiges Eintaucherlebnis. Sie basiert auf HMDs (Head-Mounted Displays) oder anderen Geräten wie Positions-Trackern, Datenhandschuhen und weiteren manuellen Eingabegeräten oder -vorrichtungen. Durch die Bereitstellung eines abgeschlossenen Simulationsraums, der Ton, Bild und andere Sinne integriert, versetzt immersive VR die Nutzer in ein vollständiges Gefühl des Dabeiseins und völliger Immersion.
2). Easy VR, auch Desktop-VR genannt, realisiert die Simulation über PCs und leistungsschwächere Workstations, wobei der Computerbildschirm als Fenster dient, durch das die Nutzer die simulierte Welt beobachten können. Stereobrillen und 3D-Controller können eingesetzt werden, um eine ausreichende Interaktion zwischen Realität und Simulation über das Display und einige Eingabegeräte wie Cursor, Trackball und Spaceball zu ermöglichen. Da die Teilnehmenden nicht vollständig in die simulierte Umgebung eingebunden sind, werden sie weiterhin von der Umgebung um sie herum beeinflusst.
3). Verteilte VR ist eine Art von VR-System, das auf Netzwerkverbindungen basiert. Mehrere Nutzer werden über Computernetzwerke miteinander verbunden und nehmen gemeinsam an einem virtuellen Raum teil, um virtuelle Erfahrungen zu durchlaufen, sodass die virtuelle Realität auf ein höheres Niveau gehoben werden kann. In einem verteilten VR-System sind mehrere Nutzer in der Lage, über das Netzwerk dieselbe simulierte Welt zu beobachten und zu bedienen, um kooperative Arbeit zu ermöglichen. Eine typische Anwendung verteilter VR findet sich in Online-Spielen, die weltweit beliebt sind. Zahlreiche Spieler kommunizieren und kämpfen miteinander in derselben simulierten Umgebung, sodass die simulierte Geschichte immer weiter fortgeführt wird.

•Wiki von AR

AR übertrifft VR darin, dass es über die bloße Simulation einer realen Welt hinausgeht. Darüber hinaus nutzt AR die Simulationstechnologie, um das Empfinden der Teilnehmenden für die authentische Umgebung zu verstärken, das heißt, Unmöglichkeiten oder Unannehmlichkeiten der realen Welt in der simulierten Umgebung zu verwirklichen. AR, auch gemischte Realität genannt, fügt der realen Welt mithilfe von Computergrafik und visueller Technologie virtuelle Informationen hinzu, sodass authentische Umgebung und virtuelle Objekte im selben Bild oder Raum erscheinen können.

Eigenschaften von AR

1). Informationsintegrität der realen und der virtuellen Welt – Anders als die durch VR geschaffene vollständige Ansicht beruht AR auf der wechselseitigen Interaktion zwischen Realitäten und umfasst sowohl Realität als auch Virtualität.
2). Interaktion in Echtzeit – AR ermöglicht die Interaktion zwischen virtuellen Objekten und realen Objekten und das Platzieren virtueller Objekte im 3D-Raum.

• Unterschied zwischen AR und VR

Die visuelle Darstellung von VR blockiert die Verbindung zwischen den menschlichen Augen und der realen Welt. VR erschafft durch Geräte eine völlig neue Welt und zeigt alles, was künstlich oder simuliert ist. Die visuelle Darstellung von AR hingegen beruht auf einem Hologramm-Stack, wenn die menschlichen Augen mit der realen Welt verbunden sind, um die visuelle Darstellung zu verstärken. Kurz gesagt ist VR eine Mischung aus Realität und Simulation.

Anwendungen von AR/VR

Als Integration mehrerer Technologien werden AR/VR aufgrund ihrer starken Immersion bemerkenswerte Anwendungsperspektiven erhalten. Infolgedessen werden AR/VR bereits umfassend in Branchen wie Spiele, Film und Fernsehen, Gesundheitswesen, Militär- und Luft- und Raumfahrt, Bildung und Handel eingesetzt.

•Anwendung von VR in der medizinischen Versorgung

Wenn es um Anwendungen in der medizinischen Versorgung geht, wird VR in medizinischen Hochschulen oder Universitäten aufgrund seiner Schlüsselrolle in der medizinischen Forschung, Ausbildung und praktischen Schulung eingesetzt. Es ist vorteilhaft für die Senkung der Ausbildungskosten. Bei komplizierten Operationen können im Vorfeld Simulationen mit VR durchgeführt werden, um ein optimales Operationsschema zu finden, was zur Verbesserung des Kenntnisstands und der Fertigkeiten der Ärzte beiträgt.

•Anwendung von VR zur Unterhaltung

Was VR-Anwendungen im Unterhaltungsbereich betrifft, steigern sie den Spaß an Unterhaltung durch ihre Einbindung und Interaktivität erheblich.

•Anwendung von VR für Militär/Luft- und Raumfahrt

Simulierte Schusswechsel sind in VR-Spielen verfügbar, die tatsächlich auf realen militärischen Situationen basieren. Die aktuelle VR-Technologie ist in der Lage, Kriegsszenarien, Waffen und Personal zu simulieren und Übungseinsätze durchzuführen. Darüber hinaus kann der Gefechtsverlauf anschaulich simuliert und mögliche Bedingungen auf dem Schlachtfeld können abgeschätzt werden.

Weltraumflüge können durch die Kombination von VR-Technologie und Simulationstheorie simuliert werden. Simulierte Space Shuttles werden eingesetzt, um mögliche Probleme beim Weltraumflug nachzubilden, sodass die Effizienz von Weltraumflügen verbessert und die Kosten erheblich gesenkt werden. VR-Technologie ist in mehreren von der NASA durchgeführten Forschungsprojekten eingesetzt worden, darunter das Training für die Cupola der Raumstation, Bewegungen in der Mikrogravitation und Ergonomie sowie Erd- und Weltraumwissenschaften usw.

•Anwendung von VR in der Bildung

Die wichtigste Anwendung der VR-Technologie liegt im Bildungsbereich. Für Schülerinnen und Schüler ist es mit Hilfe der VR-Technologie, die in der Lage ist, abstrakte Inhalte in visuelle Inhalte umzuwandeln, leichter, neues Wissen und neue Inhalte zu verstehen. Allerlei simulierte Labore mit VR-Technologie tragen zur Kostensenkung und zur Überwindung von Einschränkungen bei. Schülerinnen und Schüler können Experimente in simulierten Laboren durchführen und dabei denselben Effekt erzielen wie in echten Laboren.

•Anwendung von VR für den kommerziellen Bereich

Die Kombination von VR-Technologie und Computergrafik kann genutzt werden, um eine simulierte Einkaufsumgebung für Kunden zu schaffen, in der sie ein Einkaufserlebnis wie in realen Einkaufszentren haben.

•Beispielanwendung von VR/AR

Probleme von AR/VR

•Unzureichender Inhalt, geringe Qualität- Es gibt nur wenige VR-Quellen, die nicht von führenden Apps eigenständig organisiert werden. Außerdem ist VR-Inhalt schwer zu finden, da er zu tief verborgen ist. Darüber hinaus sind nur wenige interaktive Elemente verfügbar, sodass die Nutzer ein schlechtes visuelles Erlebnis haben.

•Mangel an Standard- Das Fehlen von Standards führt dazu, dass einige Anwendungen nicht mit geeigneten Konfigurationen abgeglichen werden können und die Benutzererfahrung daher beeinträchtigt wird.

•Hohe Anforderungen an die Hardware stellen- VR-Technologie erfordert konfigurierte Hardwaregeräte, und manchmal stellt sie sogar strenge Anforderungen an die Leistungsfähigkeit der Geräte, was sich nachteilig auf die Verbreitung der VR-Technologie im Alltag der Menschen auswirkt.

•Geringer Komfort des interaktiven Erlebnisses- Benutzer neigen dazu, beim Tragen von VR-Geräten leichte Kopfschmerzen zu bekommen, was auf die menschliche physiologische Struktur und die geringe Leistungsfähigkeit der Geräte zurückzuführen ist.

Mangel an Innovation- Obwohl VR-Technologie bisher in vielen Branchen eingesetzt wurde, deckt sie nur einen begrenzten Bereich von Industrien ab, sodass mehr innovative Konzepte erforderlich sind, die sie in weitere Anwendungsfelder vorantreiben.