Augmented Reality

1 Darstellung des Themas<!--Break-->

Abstract: In dem vorliegenden Wikibeitrag wird die Definition der Augmented Reality (AR), sowie Virtual Reality (VR) behandelt. Betrachtet man die aktuellen Entwicklungen im Bildungsbereich, kommt man an Trends wie Augmented Reality bzw. Mixed Reality und Virtual Reality  nicht vorbei. Zu faszinierend sind die verschiedenen Einsatzmöglichkeiten der so genannten erweiterten Realität. Längst haben Marketingexperten und Werbeprofis erkannt, dass die Darstellung von 2D Elementen sich zunehmend verändert und um 3D Elemente angereichert wird. Schaut man sich bspw. Werbeprospekte von unterschiedlichen Spieleherstellern an, findet man verschiedene Symbole als Kennzeichnung, dass man das Smartphone oder Tablet über die Prospektseiten halten soll. Die Prospekte fangen an zu leben und erzählen Geschichten. Auch im Bildungsbereich hat man den Nutzen der Informationsverknüpfung und veränderten Darstellung für sich erkannt. Im folgenden Text werden Beispiele aus der Bildung aufgegriffen und deren Einsatz beschrieben. Zusätzlich werden verschiedenen Apps zum Einsatz von AR und VR in einem Padlet verknüpft.

Im folgenden Werbespot wird gezeigt, wozu der Einsatz von AR fähig ist und was es im Menschen bewirken kann:

2 Definitionen

In ihrer 1994 erschienen Arbeit "A taxonomy of mixed reality visual displays“ erklären Paul Milgram und Fumio Kishino Augmented Reality auf folgende Art: "Die Bezeichnung Augmented Reality (AR) lässt sich auf all die Fälle anwenden, in denen die Darstellung einer ansonsten realen Umgebung durch virtuelle Objekte (Computergrafiken) erweitert wird.“ [Am11]

"AR kann als die computergestützte Erweiterung unserer Realität definiert werden. Multimediale Artefakte überlagern dabei die reale Umwelt und können Nichtsichtbares sichtbar machen (Sotiriou & Bogner, 2008). Die Besonderheit liegt darin, dass diese digitalen Überlagerungen zur gleichen Zeit und am gleichen Ort angezeigt werden und den (Lern-) Ort mitberücksichtigen. Dementsprechend wird AR als Mixed Reality bezeichnet, da im Gegensatz zu Virtual Reality (VR) die echte Lebenswelt sichtbar bleibt (Azuma, 1997; Klopfer & Sheldon, 2010)." [Bu18]

Folgender Screencast verdeutlicht, wie im Buch "Augmented und Mixed Reality"von Dirk Schart und Nathaly Tschanz erweiterte Realitätselemente eingebettet werden.

3 Entstehung

Die Entstehungsgeschichte lässt sich nicht genau herleiten, da es unterschiedliche Auffasungen zum ersten technologischen Einsatz gibt. Recherchiert man im Internet oder in der Literatur wird häufig die Entwicklung des Simulators Sensorama von Morton Heilig genannt. Sein Ziel war es, dass der Mensch mit allen Sinnen das Kino wahrnimmt und in den Film hineingezogen wird. [He92] Eine weitere Entwicklung ist der Prototyp "The Sword of Damocles" von Ivan Sutherland. Eine computergenerierte 3D-Welt ermöglichte dem Nutzer ein immersives Erlebnis. [Su68] 1975 wurde zum erstem Mal ein Raum (Myron Krueger, Videoplace) entwickelt, der es dem Nutzer ermöglichte mit virtuellen Objekten zu interagieren. Weitere bekannte Entwicklungen sind die von Google (2012) entwickelten Konzepte zu "Google Glasses" oder das berühmte Smartphone-Game Pokémon GO. Auch die Entwicklungen virtueller Brillen, bspw. Microsofts HoloLens, Samsungs Gear VR, Sonys Playstation VR oder die Oculus Rift (für VR-Gaming). 2017 präsentierte Apple das ARKit, dass Entwicklern die Möglichkeit bietet, eigene AR-Umgebungen zu erstellen. Die unterschiedlichen Begrifflichkeiten und Entwicklungen zu den verschiedenen Realitäten findet im Kampf um die Vormachtstellung des Marktes ihre Begründung. Zur Zeit sieht es so aus, als würde sich die Begrifflichkeit Augmented Reality durchsetzen. vgl. [ST18] S. 28 ff

Eine gute Einordnung in die verschiedenen Begrifflichkeiten bietet das Realitäts-Virtualitäts-Kontinuum von Milgram (1994).

Auf der einen Seite wird die vollkommende Realität dargestellt, auf der anderen Seite die vollkommene Virtualität. Die Realitäten, die sich dazwischen befinden können wir als Mixed reality (MR) definieren. Augmented Reality ist also ein Teil der Mixed Reality > der Verknüpfung von Realität und Virtualität.

Kurz zusammengefasst:

4 Anwendungsbeispiele<!--Break-->

Im Bildungsbereich wird AR schon länger ein großes Potenzial vorausgesagt. Es wird im Gegensatz zu früheren Technologien lediglich ein Smartphone oder ein Tablet mit der entsprechenden AR-App benötigt. Die Einsatzfleder sind unerschöpflich. Im Biologieunterricht lassen sich mit Unterstützung von AR-Apps Körper virtuell "öffnen" um sich Organe, Blutgefäße, Skelett-Aufbau genauer anzusehen. Eine App mit der sich solche erweiterten Realitäten darstellen lassen ist Curiscope (Virtuali-Tee).<!--Break-->

Für die Darstellung wird in der Regel eine funktionierende Internetverbindung benötigt. Aber auch da werden Entwickler immer einfallsreicher. So lässt es bspw. das Wiener Startup Areeka zu, dass aus den Themenheften 3D-Inhalte heruntergeladen werden können und offline nutzbar bleiben. "Notwendig ist ein sogenanntes Trigger-Image (oder auch Marker), das bei geöffneter App mit der Kamera fokussiert wird. Am Display wird dann das 3D-Modell dargestellt." vgl. [Bu18] S. 13

Eine interessante Entwicklung findet seit einigen Jahren im Bereich der "Digitalisierung von Schule" statt. So vernetzen sich immer mehr Lehrkräfte im s. g. #twitterlehrerezimmer und tauschen sich über das soziale Netzwerk Twitter zu unterschiedlichen Themen aus. Entstanden sind bspw. zweit Padlets (interaktive social websites) mit verschiedenen Hinweisen zu AR und VR.

Padlet 1 Augmented Reality AR / VR von Sabine Strauss

Padlet 2 Augmented Reality und Virtual Reality von Aimi

Eine interessante Begegnung mit der Oculus Rift in Zusammenhang mit dem Spiel Tilt Brush führte dazu, experimentell die VR in Medienseminare einzubinden. So ist es bspw. möglich, dass Nutzer*innen über einen virtuellen Fahrstuhl 200 Meter über den Boden fahren und über eine Planke Donuts aufsammeln können. Gerade für Nutzer*innen mit Höhenangst ist dies eine wahnsinnige Erfahrung, auch im Umgang mit ihren Ängsten. In den Feedbacks war oft von punktuellem Einsatz, bzw. von Gruppensettings die Rede, da ein Einsatz im gesammten Klassenverband undenkbar war. Dennoch wurde viel positve Resonanz zu möglichen Einsatzszenarien erbracht. So ist es bspw. denkbar Schüler*innen an entlegene Orte zu "beamen" um z. B. im Geographie- oder Geschichtsunterricht den Lerngegestand besser zu veranschaulichen. Wie VR im Kunstunterricht Einzug halten kann, soll dieses kurze Video zu Tilt Brush verdeutlichen.

Als Ergänzung zum bestehenden Text sei noch der Podcast zu VR und AR genannt > MIXEDCAST – Deutschlands erster Mixed-Reality-Podcast. Viel Vergnügen beim Hören.

5 Literatur

[Am11]                                 
Amberg, Marvin (2011): Grundlagen der Augmented Reality - Proseminar Augmented Reality in der Anwendung, retrieved from: https://userpages.uni-koblenz.de/~cg/ss11/proseminar/Ausarbeitung_Grundlagen.pdf - Stand 2019-04-18

[Bu18]
Buchner, Josef (2018): AUGMENTED LEARNING – LERNEN WEITAR DENKEN... in: FNMA MAGAZIN 03/2018 Virtual Reality und Augmented Reality in der Bildung retrieved from: https://www.fnm-austria.at/fileadmin/user_upload/documents/Magazin/2018-03.pdf - Stand 2019-04-18

[He92]
Heilig, Morton (1992): El cine del futuro: The cinima of the furure. Espacios nachgedruckt in Presence: Teleoperators and Virtual Environments Band 

[MTUK94]
Milgram, Paul; Takemura, Haruo;  Utsumi, Akira;  Kishino, Fumio: Augmented Reality: A class of displays on the reality-virtuality continuum, retrieved from http://wiki.commres.org/pds/Project_7eNrf2010/_5.pdf - Stand 2019-04-18

[ST18]
Schart, Dirk und Tschanz, Nathaly (2018): Augmented und Mixed Reality: 2., überarbeitetet und erweiterte Auflage; UVK Verlagsgesellschaft Konstanz und München

[Su68]
Sutherland, Ivan E. (1968): A head-mounted three-dimensional display. Proceedings of the AFIPS Fall Joint Computer Conference (FJCC’68)