Augmented Reality: metaio präsentiert neue Kerntechnologien

Metaio, ein Augmented Reality (AR) Pionier und Silver-Level-Sponsor des 10. Internationalen Symposiums für "Mixed and Augmented Reality" (ISMAR), forscht an neuen Grundlagentechnologien für die realistische Darstellung einer "augmentierten" Welt. Auf der diesjährigen ISMAR, die vom 26. bis 29. Oktober in Basel stattfand, hat metaio seine neuesten Entwicklungen zu Gravity-Aligned Feature Description (GAFD), 3D Objekterkennung und der dreidimensionalen Rekonstruktion von physischen Umgebungen präsentiert, alles notwendige Techniken, um virtuelle Elemente auf möglichst natürliche Weise in die reale Welt zu integrieren. Die Ergebnisse dieser intensiven Forschungsarbeiten sollen demnächst auch der AR-Entwicklergemeinde im Rahmen des mobilen AR-Browsers junaio und des Mobile SDK von metaio zur Verfügung stehen.

Vor gerade einmal zwei Monaten präsentierte metaio seine Augmented Reality Roadmap in Form einer Beispieldarstellung der "Augmented City". Die damalige Demonstration zeigte eine nahtlose Integration von digitalen 3D-Inhalten in das reale Geschehen einer Modellstadt, eingespielt über ein mobiles Gerät für ein Architekturmodell im Maßstab 1:100. Vor einem Monat, auf seiner jährlichen insideAR Konferenz, prognostizierte metaio, dass bis 2014 Augmented Reality auf jedem Smartphone laufen wird. Als entscheidenden Schritt in diese Richtung und um die unabhängige Entwicklergemeinde zu unterstützen, wurde eine kostenlose Version des metaio Mobile Software Development Kits angekündigt.

Auf der diesjährigen ISMAR hat metaio nun weitere Schlüsseltechnologien vorgestellt, die diese Roadmap ein gutes Stück voranbringen und die praktische Nutzung von Augmented Reality im Alltag fördern werden. "Wir wollen bahnbrechenden Technologien, wie die Erkennung unserer natürlichen Umgebung, dem normalen Nutzer zugutekommen lassen", sagt metaio CTO, Peter Meier. "Fortschritte dieser Art werden unseren Umgang mit digitalen Informationen in der Zukunft vereinfachen und darüber hinaus neuartige Anwendungsmöglichkeiten und Geschäftsmodelle erschließen."

Bausteine für die Zukunft einer Augmented World

metaio entwickelt hierfür an drei wichtigen Grundlagentechnologien:

1. Zunächst die Optimierung der visuellen Objekterkennung durch Berücksichtigung der Schwerkraft, welche mit den Sensoren in modernen Smartphones bereits gemessen werden kann (Gravity-Aligned Feature Description oder kurz: GAFD). Dadurch wird es möglich auch komplexe Objekte, wie zum Beispiel ein Gebäude mit Dutzenden oder Hunderten von Fenstern, nicht nur zu erkennen, sondern auch zu unterscheiden. Mit gegenwärtigen Techniken ist es fast unmöglich, ein ganz bestimmtes unter hundert ähnlichen Fenstern desselben Gebäudes zu erkennen, denn für das Auge des Smartphones sehen sie alle gleich aus. Durch die Kombination der Kameraerkennung mit zusätzlichen Schwerkraftsmerkmalen wird diese Orientierung wesentlich vereinfacht. So könnte beispielsweise zukünftig sehr genau eine verfügbare Immobilie innerhalb eines großen Wohnblocks virtuell gekennzeichnet werden. Die Berücksichtigung der Schwerkraft bei der Integration von virtuellen Inhalten ist auch notwendig, damit virtuelle Objekte sich ähnlich wie reale Objekte verhalten. Virtuelle Ohrringe, zum Beispiel, sollten sich bei jeder Kopfdrehung des Trägers den Naturgesetzen entsprechend mit bewegen.
2. Die zweite Technologie, die metaio auf der ISMAR präsentiert hat, ist eine neue Form der 3D-Objekterkennung, die über einfache 2D Bilderkennung weit hinausgeht. Klar definierte Objekte wie Produkte, Geräte oder Maschinen können, fast unabhängig von Lichtbedingungen oder in welchem Winkel sie zur Kamera stehen, erkannt und identifiziert werden. So kann beispielsweise die virtuelle Benutzerführung zur Wartung eines Motors erstellt werden, bei der AR-Elemente wie ein virtueller Schraubenschlüssel an den richtigen dreidimensionalen Stellen sichtbar werden.
3. Die dritte Neuerung ist die dreidimensionale Rekonstruktion von realen Objekten mit Hilfe von heute verfügbaren Kamera- und Mobile-Technologien. Dieser Schritt wird notwendig, um digitale Inhalte auf natürliche Weise in eine vorhandene Umgebung einzufügen. Will man beispielsweise ausprobieren, wie ein virtueller Sessel in das vorhandene Wohnzimmer passt, so muss für eine korrekte Darstellung auch der Tisch berücksichtig werden, der bereits im Wohnzimmer vorhanden ist. Mittels intelligenter Kameratechnik wird ein reales Objekt im Raum von der Software erfasst und so das virtuelle Wunschmöbel korrekt "dahinter" oder "davor" dargestellt. Auf der ISMAR präsentiert metaio diverse Techniken von 3D-Erkennung und Scanning, die so konzipiert sind, dass sie auf normalen Verbrauchergeräten funktionieren.

Mobiles 3D-Tracking bald auf junaio verfügbar

Während GAFD Techniken bereits in diversen mobilen AR-Beispielen innerhalb von junaio zum Einsatz kommen wird die Verwendung von 3D-Tracking demnächst allen Entwicklern und Nutzern zur Verfügung stehen. Damit ist junaio der erste AR-Browser, der über diese fortschrittliche Technik verfügt. Auf der ISMAR 2011 hat metaio die Performance der 3D-Tracking-Technik unter Beweis gestellt. Die Bereitstellung dieser Schlüsselfunktionalität für normale Smartphone-Nutzer wird voraussichtlich zu einer breitflächigen Annahme der AR-Technologie und vielen spannenden, neuen Anwendungen führen.

Neue Werkzeuge für Entwickler und Endanwender

Teil der metaio Roadmap zur "Augmented World" ist auch die aktive Förderung einer florierenden Entwicklergemeinde. Aus diesem Grund werden alle von metaio entwickelten Grundlagentechnologien schon bald in der Entwicklerplattform des Unternehmensm, als auch dem AR Browser junaio zu finden sein. "Seit unserer "Augmented City" Demonstration vor zwei Monaten haben wir weitere Fortschritte erzielt", sagt CEO Thomas Alt. "Es gibt heute nicht die eine und einzige AR "Killer-App". Deshalb ist es für uns wichtig, einer wachsenden Entwicklergemeinde die richtigen Tools zur Verfügung zu stellen, um die eigene Kreativität voll zum Einsatz zu bringen und alle erdenklichen AR Anwendungen zu entwickeln. Jeder soll Zugriff auf unsere Technik und Entwicklerplattform bekommen."

• Für weitere Informationen über ISMAR (das internationale Symposium über Mixed und Augmented Reality) 2011, besuchen Sie http://www.ismar11.org/
• Video, das an der Schwerkraft ausgerichtete AR demonstriert, auf YouTube: http://www.youtube.com/watch?v=gVnIcYEunc0
• Video, das Live-Verdeckung von 3D Objekten zeigt, auf YouTube: http://www.youtube.com/watch?v=1Jfo640kpRo

Bild: Mit der Gravity-Aligned Feature Description (GAFD) wird es möglich auch komplexe Objekte, wie zum Beispiel ein Gebäude mit Dutzenden oder Hunderten von Fenstern, nicht nur zu erkennen, sondern auch zu unterscheiden. Bild: metaio