3.2 Komponenten der Trackingsysteme Um einen Zusammenhang zwischen realen und virtuellen Objekten herzustellen ist es notwendig, die Position der relevanten  realen  Objekte  zu  kennen  und  zu  verfolgen  (engl.:  tracking).  Relevant  sind  die  Objekte,  die  man  später gedenkt durch virtuelle zu ersetzen oder sie in irgendeiner Weise mit zusätzlichen Informationen zu belegen. Ist man nicht im Stande oder gewillt, die „absolute“ Position des Betrachters zu ermitteln, ist es notwendig die Koordinaten unabhängig   von   ihm   zu   bestimmen.   Natürlich   gibt   es   auch   hier   verschiedene   Möglichkeiten,   wie   man   dies bewerkstelligt.  So  wäre  neben  Radar  noch  eine  Bestimmung  über  Ultraschall,  elektromagnetischen  Sensoren  oder optischen Kameras denkbar. Zudem ist es in der Regel der Fall das kombinierte Systeme die Präzision erhöhen und weniger Fehleranfällig sind. Doch soll hier nicht zu sehr ins Detail gegangen werden, da dieses Thema ausführlicher in einer anderen Ausarbeitung in Zusammenhang mit diesem Proseminar beschrieben wird („AR-Navigation“). In dieser Ausarbeitung  wird  ein  System  vorgestellt,  das  auf  Kameras  basiert  und  zu  den  sogenannten  markerbasierenden Trackingsystemen gehört. 3.2.1   Externes Tracking Eine weitverbreitetes Kamerasystem wird von der Firma Northern Digital Inc. angeboten und nennt sich „Polaris“ [NDI]. Es kann mit Hilfe von zwei Infrarot-Kameras sehr genau die Position sowohl aktiver als auch passiver Marker bestimmen. Die aktiven Marker senden Infrarotsignale aus, die beide Kameras wahrnehmen. Um die passiven Marker zu erkennen, ist es dagegen notwendig, dass das System selber das Wahrnehmungsfeld der Kameras mit Infrarotlicht flutet. Die passiven Marker reflektieren dieses Licht dann zurück zu den Kameras. In beiden Fällen kann anschließend mittels  Triangulationsverfahren  eine  genaue  Positionsbestimmung  gemacht  werden.  Dem  System  ist  es  ebenfalls möglich, Bewegungen der Marker zu verfolgen. Zusätzlich kann man mit einem Pointer feste Punkte im Raum markieren, deren Koordinaten werden vom System ebenfalls registriert. 3.2.2    Internes Tracking Will man dem Träger eines HMDs ein korrektes Bild zeigen, muss man natürlich wissen, in welche Richtung dieser gerade schaut. Im Allgemeinen ist es bei nicht statischen AR-Systemen unablässig zu wissen aus welchem Blickwinkel gerade  die  Umgebung  betrachtet  wird.  Bei  einem  Videosicht-HMD  bietet  es  sich  an  die  vorhanden  eingebauten Kameras zu nutzen, um diese Informationen zu erlangen. Dagegen müsste bei einem Durchsicht-HMD zum Beispiel eine zusätzliche Kamera eingebaut werden. Mit Hilfe einer Panoramakamera kann man im Vorfeld vermessene feste optische  Marker  beobachten  und  anhand  ihrer  Position  ermitteln,  wohin  der  Benutzer  gerade  schaut  [Runa02].  Eine andere Möglichkeit ist, den Head-Tracker selber als Marker zu konstruieren und das Trackingsystem anhand dessen Ausrichtung und Position die Blickrichtung des Betrachters auszurechnen. 3.3 Computersystem Für  die  Erweiterte  Realität  ist  ein  schnelles  Computersystem  notwendig,  um  alle  gesammelten  Informationen elektronisch  zu  verarbeiten.  Informationen,  wie  die  aktuellen  Positionen  der  Marker  und  die  Blickrichtung  des Benutzers   (bei   Videosichtsystemen   gehört   dazu   das   digitale   Bild   der   realen   Umgebung)   müssen   innerhalb   der Blickfrequenz des Menschen (optimal wären 25 Hz) errechnet werden und, mit den virtuellen Informationen erweitert, zurück  an  den  Betrachter  geschickt  werden.  Um  diese  zusätzlichen  virtuellen  Daten  an  der  richtigen  Stelle  für  den Benutzer    darzustellen,    müssen    verschiedenste    Umrechnungsverfahren    angewandt    werden.    So    müssen    die dreidimensionalen Koordinaten auf die zweidimensionale Ebene übertragen werden – je nach deren Ermittlung müssen zusätzlich  noch  die  Ergebnisse  notwendiger  Kalibrierungsverfahren  (4.3)  einbezogen  werden  –  um  sie  auf  den bildgebenden  Komponenten  richtig  darzustellen.  Da  es  sich  bei  den  virtuellen  Daten  ebenfalls  um  dreidimensionale Objekte handeln kann, muss deren korrektes Erscheinungsbild zuvor anhand der Blickrichtung (sofern es sich um ein nichtstatisches AR-System handelt) des Betrachters errechnet werden. Je nach Anwendungsgebiet des AR-Systems werden eventuell Anforderungen an die Größe des Computerssystems gestellt.  Hat  man  beispielsweise  vor,  Erweiterte  Realität  in  nicht-geschlossenen  Räumen  zu  nutzen  müsste  man  es entsprechend klein und leicht konzipieren, um es transportfähig zu machen. 3.4 Optionale Komponenten 3.4.1   Interface zwischen Mensch und Maschine Um  eine  Interaktion  zwischen  dem  Benutzer  und  dem  System  zu  ermöglichen,  muss  es  eine  Schnittstelle  (engl.: Interface)  geben,  mit  deren  Hilfe  man  Befehle  eingeben  kann.  Dies  kann  zwar  bedingt  mit  Hilfe  des  in  3.2.1 beschriebenen  Pointers  geschehen,  jedoch  gibt  es  komfortablere  und  benutzerfreundlichere  Möglichkeiten,  um  ein Interagieren zu realisieren. Nimmt man als weitere Komponente ein Mikrofon hinzu, kann dies über Sprachsteuerung