Augmented Reality

Augmented Reality bezeichnet eine computerunterstützte Wahrnehmung bzw. Darstellung, welche die reale Welt um virtuelle Aspekte erweitert.

Mit der Integration von Kameras in immer mehr mobilen Geräten lassen sich auch immer mehr Informationen über ein Umfeld und über Objekte extrahieren, welche direkt zu einem aktuellen Abbild der realen Welt verarbeitet werden können. Dabei kann es sich um Informationen jedweder Art (bspw. Textinformationen oder Abbildungen) handeln. Die Anwendungszwecke sind vielfältig und reichen von der Information über die unmittelbare Umgebung, über eine ins Sichtfeld eingeblendete Navigation bis hin zu abgebildeten Spielen oder auch Werbung. Ein Anwendungsbeispiel findet sich bei Möbelhäusern, welche die Möglichkeit bieten, an einem Tablet die neue Couch virtuell bereits vorab in das eigene Wohnzimmer zu integrieren, um so die Produktauswahl zu unterstützen.

Übersetzt werden kann Augmented Reality auch mit „erweiterte Realität“ oder „angereicherter Realität“. Hierbei werden auf ein Medium wie einer Brille oder einem Bildschirm, neben der realen Umgebung zeitgleich digitale Elemente eingefügt. Hierbei kommt es zur Überlagerung der virtuellen Informationen und unserer echten Umgebung.

Die digitalen Elemente der „erweiterten Realität“ lassen sich dabei sowohl über ein Smartphone, ein Tablet oder eine AR-Brille aufrufen. Jedes neue Gerät, welches über Kamerabilder, Mikrofon und Sensoren verfügt, kann Augmented Reality abbilden und so in Echtzeit digitale Objekte in die reale Umgebung integrieren.

„Erweiterte Realität“ muss sich dabei nicht nur auf sichtbare und visuelle Elemente beschränken, sondern kann auch andere Sinne ansprechen wie am Beispiel von intelligenten Audiobrillen in Museen, welch über Sensoren den Ort des Nutzers erkennen und so die passenden Inhalte wiedergibt.

Der Unterschied zu Virtual Reality, welche momentan nur mittels VR-Brillen genutzt werden kann, ist, dass keine neue Realität erschaffen wird, sondern die vorhandene Realität erweitert wird.

Augmented Reality wird mittels

• Computer Vision umgesetzt, um Objekte der realen Welt zu identifizieren, zu erfassen und um virtuelle Inhalte in sie zu integrieren, auch bekannt unter „Objekterkennung“.
  

Hierbei handelt es sich um ein entscheidendes Element beim Erschaffen von realistischen AR-Erfahrungen. Der Prozess nutzt Kameras, zur Erfassung der Umgebung des Benutzers mit Bildern oder Videos, welche dann in Echtzeit in ein Echtzeit-Bild eingelagert werden. Welche methodischen Ansätze sich für die Datenverarbeitung eignen, sind abhängig von Aufgabe und den spezifischen Anforderungen. Prinzipiell lassen sich aber die folgenden Ansätze anwenden, um verschiedene Objekte zu verarbeiten:

1. Machine Learning
   1. Supervised Learning - um in gelabelten Daten Muster zu erkennen, welche Objekte sich im Umfeld befinden, wie z.B. ein Baum.
2. Deep Learning - auf Basis der methodischen Ansätze des Machine Learning für große Datenmengen.
   1. Convolutional Neural Networks (CNNs) - Bilder werden dabei in Pixel zerlegt die mit Tags oder Labeln versehen sind.
   2. Recurrent Neural Networks (RNNs) - angewendet im Falle von Videos und damit größeren Datenmengen.

Visuelle Merkmale wie Größe, Form und Farbe können so erkannt werden. Wurde ein Objekt identifiziert, wird dieses in die reale Umgebung des Trägermediums eingefügt.

• Unzuverlässige Inhalte durch Hacker-Angriffe möglich.
• Malware → AR-Hacker können schädliche Inhalte in Werbung verstecken.
• Diebstahl von Netzwerkzugangsdaten möglich.
• Plötzlicher Abbruch des Informationsstromes –> „Denial-of-Service“ möglich.
• „Man-in-the-Middle“-Angriffe → mögliche Angriffe auf die Kommunikation zwischen AR-Browser und -Anbieter, -Kanaleigentümer und Servern.
• Ransomware → Hacker können über einen Zugang zum AR-Gerät Daten aufzeichnen und gegen die Nutzer einsetzen.
• Physische Schäden des AR-Gerätes.
• Örtlich unabhängige virtuelle Nutzung.
• Umfassende Gestaltung von Nutzer- und Lernerlebnissen möglich.
• Planungsunterstützung/-sicherheit durch virtuelle Gestaltung.
• Simulationen zur Unterstützung im Risikomanagement zur Fehler- oder Gefahrenvermeidung.

• Kiosk-App / Augmented Reality
• Virtuelle Übungsszenarien für Schulungszwecke

• Joshi, N. (o.D.). The Role of Computer Vision in Augmented Reality and Virtual Reality.
• Kaspersky. (2023). VR und AR: Risiken für die Sicherheit und Privatsphäre.
• Augmented Reality und Virtual Reality (2022)

  Matthias Knoll, Stefan Stieglitz HMD Praxis der Wirtschaftsinformatik 59/1 p1-5

  Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH DOI:10.1365/s40702-022-00841-4
• Ohl, L. (o.D.). Augmented Reality (AR): Beispiele & Anwendungen erklärt.
• Telekom. (2021). Das ist Augmented Reality.
• Augmented Realitiy (o.D.)
  Daniel Markgraf, Gabler Wirtschaftslexikon
• The Role of Computer Vision in AR and VR (2020)
  Anastasiya Zharovskikh