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passieren, dass es virtuelle Objekte an Stellen zeichnet, die zum Darstellungszeitpunkt inzwischen an einer ganz
anderen Stelle sein müssten. Diese Verzögerungen werden auch im Allgemeinen als Lags bezeichnet und sind
unvermeidbar. Das einzige was getan werden kann ist, die Verzögerungszeiten soweit zu minimieren, dass sie vom
Menschen nicht mehr wahrgenommen werden und so nicht mehr ins Gewicht fallen. Sind die Lags zu groß erscheint es
dem Betrachter, als ob die virtuellen Objekte herum schwimmen würden, was natürlich die Illusion zerstört, sie
gehörten in irgendeiner Weise zur Szene [Rolland2K] und schlimmer noch Übelkeit beim Benutzer hervorrufen kann.
Eine triviale Lösungsstrategie Lags und damit dieses Phänomen zu reduzieren ist, die Leistung des
Computersystems (vgl. 3.3) zu erhöhen. Doch trotz des rasanten technischen Fortschritts könnte es auf diese Weise
noch lange dauern, bis man ein ökonomisches und einigermaßen handliches AR-System ohne diese gravierenden Lags
hat. Denn dazu müsste die Verzögerungszeit (bei HMD-Systemen) auf unter 10 ms gebracht werden [Azuma97],
während übliche Systeme noch an die 60 ms haben [Rolland2K].
Für Video-HMDs kann man dieses Problem noch auf eine ganz andere Weise umgehen. Da die Bilder der echten
Umgebung Aufzeichnungen sind, die zuerst durch den Computer gehen und dann dem Betrachter gezeigt werden, ist es
möglich genau das Frame zu verändern, für das die aktuellen Informationen umgerechnet wurden. So gibt es keinerlei
Verzögerung zwischen dem computergenerierten Bild und dem Frame, auf dem es gezeichnet wird. Anschließend wird
dem Benutzer dieses erweiterte Frame gezeigt. So gibt es für dem Benutzer keine schwimmenden Objekte mehr zu
sehen. Das Problem bei dieser Methode ist, dass dem Betrachter die echte Umgebung verzögert gezeigt wird, was eine
erfolgreiche Interaktion mit ihr schwierig machen könnte, wenn die Lags zu groß werden [Rolland2K]. Für medizinische
Zwecke wäre diese Methode deswegen auch auszuschließen, da der operierende Arzt keinen präzisen Skalpellschnitt
und keine erfolgreiche Nadelbiopsie durchführen könnte.
Eine andere, schwerer zu realisierende Lösung wäre, vorherzusagen welches Bild als nächstes angezeigt werden
muss. Dieses wird dann bereits vorbereitet und gezeigt, falls sich alle Objekte zu den vorhergesagten Positionen bewegt
haben. Um Verzögerungen von unter 80 ms weiter zu reduzieren hat sich diese Methode bereits als anwendbar erwiesen
[Azuma97].
5.1.2 Verdeckungen (Okklusionen)
Will man die Erweiterte Realität glaubhaft gestalten, muss beachtet werden, dass virtuelle Objekte durch reale
Gegenstände verdeckt werden können, wenn man sie aus einer bestimmten Perspektive betrachtet. Ist dies der Fall
müssen sie an den betreffenden Stellen ausgeblendet werden. Dies ist jedoch nur möglich, wenn eine exakte
dreidimensionale Karte aller realen Objekte vorhanden ist [Rolland2K], da erst dann berechnet werden kann, welche
Stellen der virtuellen Objekte noch sichtbar sind. Handelt es sich um eine veränderliche Umgebung müsste diese Karte
beispielsweise via Tracking ständig aktualisiert werden. Je komplexer die Umgebung ist, desto schwieriger wird dieses
Unterfangen. Selbst dann können unerwartete und somit unvorbereitete Objekte ins Blickfeld geraten, die diese
Illusion zerstören würden.
5.1.3 Erweiterte Realität im Freien
Gedenkt man AR-Systeme draußen zu einzusetzen oder in unvorbereiteten Umgebungen, kommt man mit den
üblichen markerbasierten Tracking-Methoden nicht sehr weit. Auch übliche Systeme, um die Position des Benutzers zu
bestimmen, wie beispielsweise das GPS2 sind zu beschränkt, um der AR in dieser Weise dienlich zu sein (GPS
funktioniert beispielsweise nur unter freiem Himmel). Daher wird meist versucht anhand markanter visuelle Merkmale
die Position und Blickrichtung des Betrachters zu bestimmen. Dies setzt voraus, dass das Gelände, in dem sich der
Benutzer befindet bekannt ist. Zusammenfassend ist zu sagen, das für all diese Anätze, AR im Freien zu verwirklichen
noch keine Echtzeitlösung gefunden wurde [Azuma01].
5.2
Typische Durchsicht-Probleme
5.2.1 Kontrastprobleme
Wie in den Abschnitten 2.2.2 und 2.1.2 beschrieben wurde, basieren Durchsicht-Systeme meist darauf, dass der
Benutzer die Realität durch halbtransparente Spiegel betrachtet, auf die virtuelle Objekte projiziert werden. Genau in
diesen Spiegeln liegt auch ein großer Nachteil gegenüber den Videosicht-Systemen begründet. So erscheint je stärker
die Spiegel reflektieren, die echte Umgebung zu dunkel und man kann dafür umso deutlicher die virtuellen Objekte
erkennen. Will man dagegen die Realität stärker zur Geltung kommen lassen muss man in Kauf nehmen, dass die
virtuellen Objekte zu blass erscheinen. In jeden Fall erscheinen die virtuellen Objekte nie vollkommen undurchlässig
sondern nur halbtransparent [Azuma01].
Um dieses Problem zu beheben, wurde eine experimentelle Anzeige gebaut, bei der hinter den Spiegeln eine LCD-
Fläche angebracht wurde. Diese kann bestimmte Pixel schwärzen, so dass die echte Umgebung dahinter nicht mehr
durchscheint [Azuma01].
2
engl.: Global Positioning System; Satellitensystem, das in der Lage ist Positionensbestimmungen vorzunehmen.
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