Überblick und Vergleich Augmented Reality Anwendungen für Android
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| Namen der Autoren: | Stefan Kröll, Hakan Nak |
| Titel der Arbeit: | Überblick und Vergleich Augmented Reality Anwendungen für Android |
| Hochschule und Studienort: | FOM Neuss |
Inhaltsverzeichnis |
1 Abkürzungsverzeichnis
| Abkürzung | Bedeutung |
|---|---|
| AR | Augmented Reality |
| VM | Virtual Machine |
| IDE | Integrated Development Environment |
| OS | Operating System |
| PDA | Personal Digital Assistant |
| POI | Points of Interests |
2 Abbildungsverzeichnis
| Abb.-Nr. | Abbildung |
|---|---|
| 1 | Architektur von Android |
| 2 | Layar Screenshot |
| 3 | Layar Service Architektur |
| 4 | Wikitude Screenshot |
3 Einleitung
Mobil in die Augmented Reality (Erweiterte Realität) Welt eintauchen. Bei der jungen Technologie der Augmented Reality wird nicht versucht den Betrachter in eine virtuelle Realität zu bringen, sondern die Realität des Betrachter durch neue Technologien zu erweitern. Die neue Generation der Smartphones und Augmented Reality Anwendungen machen es möglich. Durch die Erfüllung aller technischen Vorraussetzung in einem Smartphone, ist es möglich, dem Benutzer Informationen in Echtzeit darzustellen. Google bietet mit seinem quellcode offenen Betriebssystem Android eine offene Spielwiese in dem sich viele Entwickler und Hersteller mit Applikation im Bereich der Augmented Reality. Immer mehr Implementationen der Technologie finden einen Platz in Googles App Store. Eine breites Spektrum an Andwendungsmöglichkeiten wurden bereits umgesetzt. Die handliche Größe eine Smartphones gibt dem Benutzer die Chance, sein Blickfeld, zu jeder gewünschten Zeit mit Informationen anzureichern. Eine Verknüpfung der realen mit der virtuellen Welt. In dieser Fallstudie wird ein Überblick und ein Vergleich von Augmented Reality Anwendungen für das Smartphone Betriebssystem Android durchgeführt. Zuerst wird auf die Grundlagen von Augmented Reality und Android sowie dessen Voraussetzungen eingegangen. Es wird einen Marktüberblick der zur Zeit am gängigsten Augmented Reality Anwendungen für Android geben und einen Vergleich der aktuellsten Reality Browser Layar und Wikitude.
4 Grundlagen
Bevor die Autoren einen Überblick über Augmented Reality Anwendungen geben, werden zunächst Grundlagen für die Benutzung dieser Anwendung auf einem Smartphone mit dem Betriebssystem Android erläutert.
4.1 Android
Android ist ein Smartphone Betriebssystem und wurde von Google entwickelt. Die Android Plattform basiert auf dem Linux Kernel 2.6 und bietet damit eine einheitliche Schnittstelle für mobile Geräte und Programme. Android wird in Java programmiert und ist leicht portierbar. Bevor jedoch ein Programm auf einem Smartphone eingesetzt werden kann, wird es in das eigene binäre Programmformat Dalvik (.dex) konvertiert und ist dann nicht mehr zu Java kompatibel. Der Vorteil, der dadurch erreicht wird, ist eine schnellere Ausführung der Programme und geringerer Arbeitsspeicherbedarf als im puren Java. Die Dalvik Anwendungen werden jeweils in einer Dalvik Virtual Machine (VM) ausgeführt und können auf alle Gerätefunktionen zugreifen. Dadurch wird es möglich, innovative Programme zu erstellen, die einen hohen Nutzwert für Benutzer bieten, durch Gerätefunktionen kombiniert mit der Verknüpfung verschiedenster Datenquellen. [1] "Für die Entwicklung wird die Eclipse IDE mit einem offiziellen Plugin verwendet. Das Betriebssystem Android wird von der Open Handset Alliance unterstützt. Dazu zählen mehr als 30 Kommunikationsanbieter, Geräte- und Halbleiterhersteller sowie Softwarefirmen. Da es sich bei Android sowohl von der Software als auch Produktentwicklung um eine offene Plattform handelt, soll zu einem späteren Zeitpunkt der QuellCode vollständig zur Verfügung stehen und steht damit im Gegensatz zu den marktführenden geschlossenen Betriebssystemen Symbian, Palm OS und Windows Mobile."[2]
4.1.1 Betriebsysteme
Um die in einem Smartphone integrierte Hardware überhaupt nutzen zu können, wird wie auf normalen Desktop-Computern oder Laptops ein Betriebssystem benötigt. Der Kunde hat die Möglichkeit, aus einer Vielzahl verschiedener Endgeräte und damit auch aus verschiedenen Betriebssystemen zu wählen.[3]
Betriebssysteme im Überblick:
| System | Beschreibung |
|---|---|
| Apple Iphone OS | 2007 kam das iPhone auf den Markt und sorgte, Laut einer Umfrage, für große Faszination . Mit dem iPhone wurde eine neue Generation der Handys geschaffen - auch heute noch kann das iPhone mit seinem Design begeistern . Das iPhone OS gehört zu den schnellsten und intuitivsten Smartphone Betriebssystemen, es ist einfach zu bedienen und überzeugt mit einem der schnellsten Browser die derzeit auf dem Markt sind. Für das iPhone OS gibt es eine Auswahl von rund 200000 Applikationen (Apps), die zum Teil kostenlos getestet werden können, teilweise ist auch die Vollanwendung völlig kostenfrei.[4]
"Fazit: Das Apple iPhone OS ist ein leicht zu bedienendes, flüssiges Betriebssystem, das vor allem durch eine Vielzahl von Applikationen überzeugt. Apple führt jedoch ein strenges Regime, so dass iPhone User von Apple-Programmen abhängig sind. Empfehlenswerte Geräte: Apple iPhone 2G, 3G, 3GS".[5] |
| Windows Mobile | Windows Mobile kam bereits 2002 auf den Markt und gehört somit zu den ältesten Betriebssystemen für mobile Geräte. Das Microsoft Betriebssystem wurde vor allem für Pocket PCs entwickelt, die mittlerweile langsam vom Markt verschwinden. Nun gibt es das Windows Mobile Betriebssystem auch für Smartphones mit der aktuellen Version 6.5. Das Betriebssystem ist besonders geeignet für den Business-Einsatz, da es viele Einstellungen für E-Mails und Kalendersynchronisation bietet, darüber hinaus bietet es auch Office Anwendungen an. Die Benutzerfreundlichkeit sowie die Arbeitsgeschwindigkeit von Windows Mobile ist jedoch vergleichsweise kompliziert bzw. langsam.[6]
""Fazit: Windows Mobile bleibt ein Business-Betriebssystem und E-Mail Profi. Für den durchschnittlichen Nutzer ist das Betriebssystem empfehlenswert (auch mit der Sense Oberfläche von HTC), ist aber nicht spielerisch leicht zu bedienen. Empfehlenswerte Geräte: HTC HD2 (riesen Display, 1ghz), HTC Touch Pro 2 (mit QWERTZ-Tastatur), Samsung I8000 Omnia 2 (OLED-Display)".[7] |
| Symbian | Symbian ist derzeit das am weitesten verbreitete Smartphone Betriebssystem. Es wird unterschieden zwischen der Version S40, die sich nicht erweitern lässt (kein Smartphone Betriebssystem) und der Version S60, die ein Smartphone Betriebssystem beinhaltet. Die aktuellste Version S60 5th Edition wurde speziell für Touchscreen Handys optimiert. Da das Betriebssystem gerade für Touchscreen Handys noch in der Entwicklung ist, können Bedienungsungereimtheiten auftreten. Dafür gibt es eine Menge brauchbarer Funktionen und Business Anwendungen. Zudem gibt es eine große Auswahl weiterer Programme wie z.B. Navigation.[8]
""Fazit: Mit Bedienschwächen und kleineren Ungereimtheiten bei Touchscreen Handys ist Symbian dennoch keine schlechte Wahl für alle, die Business-Funktionen nutzen möchten. Insbesondere Nokia-Handys mit Symbian werden gut unterstützt. Empfehlenswerte Geräte: Nokia N97 Mini (QWERTZ-Tastatur), Samsung I8910 Omnia HD (HD-Video, OLED-Display), Sony Ericsson Satio (12 Megapixel-Kamera)".[9] |
| Web OS | Palm ist ein großer PDA Hersteller, für das Palm Pre entwickelte das Unternehmen das Betriebssystem Web OS, das durchaus in der Lage ist, mit der Konkurrenz mitzuhalten. Es ist intuitiv zu bedienen, unterstützt Multitouch und lässt effektives Multi-Tasking zu. Durch sein Fenster System ist es in der Lage, mehrere Fenster gleichzeitig zu öffnen. Flüssiges Surfen wird durch einen integrierten auf WebKit basierten Browser ermöglicht.[10]
""Fazit: WebOS ist auf jeden Fall eine Alternative zu iPhone oder Google Android Betriebssystemen. Mangels großer Verbreitung gibt es jedoch noch keinen Appstore in Deutschland. Empfehlenswerte Geräte: Palm PRE".[11] |
| Google Android | Seit 2008 ist das von Google entwickelte Betriebssystem auf dem Markt und wird langsam aber sicher zum Dauerbrenner . Es entwickelt sich so schnell weiter wie derzeit kein anderes Smartphone Betriebssystem auf dem Markt. Der Google Market, vergleichbar mit einem Appstore, entwickelt sich mit stetigem Zuwachs. Android ist der Allrounder unter den Smartphone Betriebssystemen mit einer flüssigen und intuitiven Bedienung.[12]
""Fazit: Google Android ist direkter Konkurrent zum iPhone Betriebssystem und mischt derzeit die Smartphone-Branche auf . Für einfache Bedienung und gute Auswahl an Applikationen empfehlenswert – für Business-Nutzer ist Windows Mobile oder Symbian jedoch besser geeignet. Empfehlenswerte Geräte: HTC Hero (Top-Ausstattung), Samsung I7500 Galaxy (OLED-Display), Motorola Milestone (QWERTZ-Tastatur, schlankes Design)".[13] |
4.1.2 Architektur
Die Architektur von Android besteht aus fünf Komponenten:
| Komponente | Beschreibung |
|---|---|
| Betriebssystem | Genutzt wird der Linux Kernel 2.6, von ihm werden die grundlegenden Systemdienste zur Verfügung gestellt, z.B. Speicher- und Prozessverwaltung, Netzwerkkommunikation und die Hardwareabstraktionsschicht. |
| Systembibliotheken | Android enthält C/C++-Bibliotheken durch die für das Android Laufzeitsystem Funktionalitäten bereitgestellt werden, beispielsweise 3D Bibliotheken oder Medien Codecs. |
| Android Runtime | "Alle Android-Anwendungen laufen in einem eigenen Prozess in einer Instanz der Android-Laufzeitumgebung. Die Laufzeitumgebung heißt Dalvik Virtual Machine (VM). Das ist eine von Google entwickelte, für mobile Geräte optimierte virtuelle Maschine, die den Android-eigenen Bytecode ausführt, den so genannten Dalvik-Bytecode. Wichtig: Die Dalvik VM bringt nicht alle Java APIs einer Java Runtime mit. Die wichtigsten APIs sind aber dabei , und man kann eigene JAR-Bibliotheken mit seiner Anwendung mitliefern."[14] |
| Anwendungsframework | Der Anwendungsframework ist die wichtigste Schnittstelle für alle Android Anwendungen, er enthält die grundlegenden Bausteine und APIs mit denen Android Anwendungen entwickelt werden. |
| Anwendungen | Auf der Android-Plattform sind die wichtigsten Smartphone-Anwendungen bereits integriert, wie z.B. Telefonie, Kontakte, Kalender, Webbrowser, Google Maps und weitere. Alle Anwendungen verwenden die Android Runtime und werden in Java geschrieben. |
4.2 Augmented Reality
Augmented Reality (AR) steht für Erweiterte Realität und ist eine neue Form der Mensch-Technik-Interaktion. AR bietet erstmals die Möglichkeit, die reale mit der virtuellen Welt zu verschmelzen. AR kombiniert die wahrgenommene Realität mit der vom Computer erzeugten Realität. Im Vordergrund steht, dass dem Nutzer Zusatzinformationen bereit gestellt werden die unmittelbaren Bezug zu den realen Wahrnehmungen haben. Es besteht eine Echtzeit-Interaktion zwischen den Wahrnehmungen und den Informationen.<[16]
4.2.1 Anwendungsmöglichkeiten
Die Erweiterte Realität kann praktisch in allen Bereichen des Alltags zum Einsatz kommen. Es gibt mittlerweile unzählige Möglichkeiten AR anzuwenden - von der privaten Unterhaltung bis hin zum Militär.
Hier ein paar Anwendungsmöglichkeiten im Überblick:
| Anwendungsmöglichkeit | Beispiele |
|---|---|
| Unterhaltung | Für die Unterhaltung ist eine Vielzahl an Applikationen verfügbar, manche davon sind sinnvoll und brauchbar und manche eher weniger. Es gibt Anwendungen für Games, Reisen, Sport, Navigation und vieles mehr. |
| Werbebranche | Die Werbebranche hat schnell erkannt, dass man mit Augmented Reality ebenfalls gute Werbung machen kann. Z.B. können virtuelle Marken bei Sportübertragungen in Echtzeit eingeblendet werden. |
| Automobilindustrie | Die Automobilindustrie befasst sich schon länger mit dem Thema Augmented Reality für jede Art von Fahrzeugen. Z.B. kann man sich in modernen Fahrzeugen heute schon die Geschwindigkeit direkt im Blickfeld auf der Windschutzscheibe anzeigen lassen. |
| Medizin | In der Medizin sind Chirurgen in der Lage, mit Hilfe von Augmented Reality direkt in den Patienten hinein zu schauen oder Zahnärzte können sich mit Hilfe von AR das Gebiss ihrer Patienten im Blickwinkel anzeigen lassen. |
| Militär | Das Militär hat bereits in den 80er Jahren erkannt, dass Augmented Reality für sie mehr als hochinteressant ist. Z.B können sie sich Ziele und Gefahrenzonen im Gelände anzeigen lassen oder ob jemand Freund oder Feind ist. |
4.2.2 Probleme
Ein großes Problem von Augmented Reality Anwendungen ist die Überlagerung der Darstellungen passgenau und konstant zu halten. Die perfekte AR-Anwendung ist diejenige die dem User keinen Unterschied zwischen dem realen und den virtuellen Objekt erkennen lässt. Schwankungen der Verschiedenen Sensoren sind ein weiteres Problem, da sie auch bei ruhiger Position ihre Werte nicht konstant halten können. Dies führt zu einer verwackelten Ansicht. Deshalb sollten Toleranzbereiche von Seiten der Software entwickelt werden, damit die Position mit der größten Wahrscheinlichkeit berechnet werden kann, um der wahren Position so nah wie möglich zu kommen um dann die Anzeige anzupassen.[18]
4.3 Technische Voraussetzungen für Smartphones
Nicht alle Smartphones sind für Augmented Reality Anwendungen geeignet. Grundvoraussetzungen für Smartphones sind: GPS Funktion, Kamera, Programmierschnittstelle und ein geeignetes Betriebssystem wie z.B. Android.
4.3.1 GPS und Kompass
Ortsbezogene Applikationen wie z.B. Layar oder Wikitude benötigen den im Mobiltelefon eingebauten GPS-Chip, damit sie per Satellit den genauen Standort ermitteln können. Um zu ermitteln in welche Richtung der User gerade schaut wird der integrierte Kompass verwendet, damit z.B. Richtungspfeile korrekt angezeigt werden können.<[19]
4.3.2 Zugriff auf die Kamera
"Grundvoraussetztung für jede Art von Augmented Reality ist eine Kamera, die die Wirklichkeit auf dem Display anzeigt. Die Applikationen benötigen zudem Zugriff auf das Kamerabild, um Ebenen darüber zu legen."[20]
4.3.3 Programmierschnittstelle
Für Smartphones, die das Betriebssystem Android nutzen, ist es möglich, eigene Programme (auch AR-APPs) zu entwickeln und zu programmieren, da es sich um ein quelloffenes Betriebssystem handelt.<[21]
5 Augmented Reality Applikationen für Android
Die freie Verfügbarkeit des Entwicklerwerkzeugs zum Erstellen von Applikationen für Android, die Verteilung der geschriebenen Apps über das Download Portal sowie der Verkauf einer entwickelten App, zieht eine Großzahl von Entwickler an. Es gibt bereits mehr als 20.000 Apps (Stand 29.12.2009) im Android Appstore. Die Distribution der programmierten Apps wird durch die von Google bereitgestellte Plattform, dem Android Market, verteilt und dem Endbenutzer zum Download zur Verfügung gestellt.
Dem recht jungen Thema Augmented Reality, welches in anderer Form in anderen Bereichen schon eingesetzt wird, widmen sich vermehrt Entwickler und Unternehmen. Durch das Erfüllen der Hardwareanforderungen von Smartphones an AR, werden immer mehr Applikationen in diesem Themenbereich entwickelt. Hersteller nutzen die Kamera, den Kompass und das GPS Modul, um ihre Vorstellung von AR umzusetzen, und bieten dabei sehr unterschiedliche Funktionen und Anwendungsbereiche an. Das Internet kann dabei als zusätzliche Informationsquelle zur Umsetzung der Applikation hinzugezogen werden.
5.1 Marktüberblick
Auf dem Markt befinden sich zur Zeit zahlreiche Programme, die sich mit dem Thema AR beschäftigen. Diese Programme haben das Themengebiet teilweise in unterschiedlichster Art und des Anwendungsbereichs entsprechend umgesetzt. Einige Hersteller nutzen Augmented Reality für neue Spiele, andere Hersteller bieten durch Augmented Reality Informationen zu Standorten und wieder andere Beschreiben den Sternenhimmel.
Aktuelle AR Applikationen im Überblick:
| Applikation: | Beschreibung: | Preis: |
| My Augmented Reality | Speichert ausgewählte besuchte Orte ab und zeigt sie wieder auf | £0,5 |
| Kakinada | Eine Art AR Browser mit einem Brancenbuch und Kleinanzeigen | Kostenlos |
| Robot View | Erstellt eine 3D Ansichten von der Umgebung | Kostenlos |
| IBM Seer – Australian Open | Stellt Informationen den Besuchern von den Australian Open dar | Kostenlos |
| AugSatNav | Navigationssystem welches die Weginformationen direkt in Bild einblenden | Kostenlos |
| Winter Fire AR | Stellt Schnee und Feuer im Live Bild dar | Kostenlos |
| Celeste SE | Stellt den Sternenhimmel dar | $1,99 |
| Superpages | Darstellung von Unternehmen im Kamerabild, eine Art AR Browser über Unternehmen | Kostenlos |
| SpecTrek | Spiel in dem man Geister über die Kamera sucht | 1,99 € |
| DroidSpray | Erstellt transparente Wände die angesprayed werden können | Kostenlos |
| Weegoh | Interaktion mit anderen Menschen in der Umgebung | Kostenlos |
| Damn Golf | Zeigt die Entfernung zwischen dem Abschlagsort und der aktuellen Position an | Kostenlos |
| Compass Ball | Stellt den Betrachter in einen 3D Kompass und zeigt die Position an in die der Betrachter schaut | Kostenlos |
| The vOICe for Android | Übersetzt das Kamerabild in Töne und bietet Blinden einen Sensor, Farben werden unterschieden, Himmelsrichtung und GPS Daten werden sprachlich mitgeteilt | Kostenlos |
| PhotoShoot – The Duell | Spiel in dem der Gegner fotografiert werden muss | Kostenlos |
| Wikitude World Browser | AR Browser | Kostenlos |
| KAN-BAN | Schilder werden an Orten hinterlassen und können betrachtet werden | Kostenlos |
| Photo Phraggers | Spiel in dem der Gegner fotografiert werden muss | Kostenlos |
| WayFinder NYC | Die nahesten Bahnstationen werden angezeigt | $1,99 |
| SINLA – Der AR Lotse | Zeigt an wo Restaurants, Bars und Discos sind | Kostenlos |
| 3D Compass (AR Compass) | Ein 3D AR Kompass | Kostenlos |
| AugmentThis! | Zeigt vorher definierte Wegpunkte auf | Kostenlos |
| SomaView Free | Zeigt an wo Restaurants, Bars und Discos in deiner Umgebung sind | Kostenlos |
| Android Archer | Spiel, bei dem AR Ziele mit einem Pfeil beschossen werden kann | Kostenlos |
| Bubbles AR | Erzeugt Luftblasen im Kamerabild die durch pusten in das Mikrofon gesteuert werden können | $1,19 |
| Lonely Planet Compass | Zeigt an wo Restaurants, Bars und Discos in deiner Umgebung sind – Nur für einige Städte | $4,99 |
| Picnic 3D Demo | 3D Objekte werden im Gelände von der Westergasfabriek angezeigt | Kostenlos |
| Mymem alpha 1 | Standort orientiertes Soziales Netzwerk mit POI's und Adressbuch | Kostenlos |
| ARU | Navigationssystem | Kostenlos |
| Vivify Picture: Math | Mathe Lernen für Kinder mit AR | Kostenlos |
| Gamaray | AR Browser | Kostenlos |
| TweetWorld | Zeigt Tweets an und leitet auf den Twitter Blog des Autors weiter | Kostenlos |
| Ghosts AR | Spiel, bei dem Geister gejagt werden | Kostenlos |
5.2 Augmented Reality Browser
Im Zuge dieser Arbeit werden im Folgenden die AR Browser verglichen. Layar und Wikitude sind so genannte World- oder auch Realitybrowser in AR. Sie dienen dem Einblenden von Informationen in das Kamerabild. Dabei bedienen sich die Applikationen der im Smartphone integrierten Hardware. Der Kompass gibt Himmelsrichtungen an die Applikationen weiter, in die der Benutzer blickt. Der GPS Empfänger ermittelt die aktuellen Koordinaten des Benutzer. Somit werden erweiterte Informationen, die über das Internet herunter geladen werden, dem Benutzer eingeblendet. Bei der Informationsfindung gehen die vorhandenen Applikationen verschiedene Wege. Layar und Wikitude sind die aktuell am meisten genutzten AR Browser, die zur Verfügung stehen. Die beiden Applikationen sind kostenlos im App Store von Google erhältlich.
5.2.1 Layar
Eine offizielle Pressemitteilung besagt, dass das niederländische Unternehmen SPRXmobile Mitte Juni den ersten mobilen AR Browser für Smartphones hergestellt und veröffentlicht hat. Das Unternehmen hat sich auf mobile Applikationen spezialisiert und bereits mit einigen namhaften Unternehmen zusammengearbeitet. Aktuell beschäftigt sich das Unternehmen mit dem AR Browser Layar.[22] Die erste Version von Layar wurde erstmals für das Betriebssystem Android programmiert. Später wurden die Versionen für das iPhone entwickelt. Layar ist eine freie Applikation, die Umgebungsinformationen in das Bild, welches durch die Kamera angezeigt wird, in Echtzeit einblendet. Es ist neben dem Android Betriebssystem auch für andere Smartphones erhältlich.[23] Die Besonderheit von Layar liegt darin, dass Layar sogenannte „Layer“ oder Schichten einsetzt. Diese Schichten beinhalten die geo-referenzierten Informationen.[24] Dadurch ermöglicht Layar Unternehmen, Informationen über die Schnittstellen in das Sichtfeld des Betrachters einzublenden. Layar ist also nicht für die Informationserstellung verantwortlich, sondern stellt die extern gepflegten Informationen in der Applikation dar. Der Benutzer erhält, bezogen auf seinen Standort, neben den gewünschten Informationen gegebenenfalls Werbung von Unternehmen. Ein Layer besteht dabei aus drei Bereichen: Der Layer Definition, der Liste der POI's und die Informationen, die zu einem POI gespeichert sind.
Die Layer Definition kann vom Entwickler oder Hersteller im Design angepasst werden. Die Liste der POI's wird vom Hersteller zusammengestellt und dem Anwender angezeigt. Die Liste befindet sich dabei auf den Servern vom Anbieter. Die Informationen zu einem POI werden angezeigt, sobald der Anwender sich mit seinem Smartphone in die Himmelsrichtung dreht, in der sich der POI befindet.[25]
5.2.2 Wikitude
Der Hersteller der Applikation Wikitude, Mobilizy, ist ein kleines Start Up Unternehmen aus Österreich und hat mit der Idee des Augmented Reality und der Applikation Wikitude bereits einige Preise gewonnen . Das Unternehmen hat neben dem o.g. AR Browser, das AR basierte Navigationssystem entwickelt. Neben den beiden AR Applikationen, die für Smartphones entwickelt werden, ist Mobilizy auch bei Kundenprojekten unternehmerisch tätig.
Wikitude war, laut dem Hersteller, der erste vollständig funktionsfähige AR Browser auf dem Markt. Er bietet die bekannten Funktionen eines AR Browsers. Informationen werden in das aktuelle Bild der Kamera eingeblendet. Wikitude zeigt Sehenswürdigkeiten und Points of Interest auf der ganzen Welt, wenn entsprechend Daten in den Informationsquellen hinterlegt sind.[26] Die Funktionsweise von Wikitude ist dabei nicht unterschiedlicher als die von Layar. Der Zugriff auf den Kompass und die GPS Daten bestimmen den Ort des Benutzers. Die durch die Kamera aufgenommenen Bilder werden auf dem Display dargestellt und mit Informationen, die in Echtzeit heruntergeladen werden, in das Kamerabild ergänzt. Dabei werden jedoch nur Objekte in das Kamerabild eingefügt, die in Blickfeld des Betrachters liegen. Sobald der Betrachter sich mit seinem Smartphone in eine andere Richtung dreht, verschwinden die Objekte aus dem Bild und werden gegebenenfalls mit anderen Objekten, die sich nun in der neuen Himmelsrichtung befinden, befüllt. Der Betrachter kann sich weitere Informationen, durch Berühren der dargestellten Objekte, anzeigen lassen. Befinden sich mehrere Objekte in einer Richtung, wird beim Berühren eines dieser Objekte eine Liste geladen und angezeigt. Information werden Wikitude über die Systeme von qype (eine Art „Gelbe Seiten“), geo-referenzierten Daten von Wikipedia und der eigenen User Community Wikitude.me bereitgestellte.
6 Vergleich der Applikationen
Im folgenden Kapitel werden die beiden AR Browser Layar und Wikitude verglichen. Dabei werden die Applikationen anhand der zunächst definierten Vergleichskriterien untersucht.
6.1 Definition der Vergleichskriterien
Die ausgewählten Vergleichskriterien sind Eigenschaften, die bei einer Applikation einen positiven oder negativen Eindruck hinterlassen. Eine Applikation, die in der Handhabung und der Performance negativ beeindruckt, wird sich in den meisten Fällen keinen großen Benutzerkreis erschließen. Alle Vergleichskriterien haben in einzelner Betrachtung einen starken Einfluss auf eine Applikation. Allerdings machen die Vergleichskriterien erst Sinn, wenn sie in einen Zusammenhang gestellt werden.
6.1.1 Funktionsvergleich
Beim Vergleich der Funktionen werden alle Funktionen der Applikation aufgezählt und anhand der Anzahl und der Brauchbarkeit bewertet.
Der Funktionsumfang der beiden AR Browser unterscheidet sich grundsätzlich nicht, jedoch haben die Hersteller unterschiedliche Wege bei der Umsetzung gewählt.
Wikitude gibt alle Informationen zu einem bestimmten Standort, die es von seinen Informationsquellen erhalten kann, an den Benutzer weiter. Durch die Einstellung eines maximalen Radius‘ wird die Anzeige von Objekten im Kamerabild begrenzt. Alle Objekte, die außerhalb des Radius‘ sind, werden nicht mehr eingeblendet. Das aktuell aufgenommene Kamerabild kann durch eine Karte ersetzt werden. Die Objekte, die Wikitude im Umkreis gefunden hat, werden dann auf dem Kartenmaterial von Google Maps eingefügt. Durch Auswählen eines Objektes werden zusätzliche Informationen zu dem Objekt geladen. Dabei wird ebenso die Entfernung des Objektes zum aktuellen Standort berechnet. Durch ein weiteres Antippen des Pfeils im Informationsbereich werden die letzten Detailinformationen auf einer separaten Seite angezeigt. In den Einstellungen von Wikitude kann der Benutzer auswählen, welche Informationsquellen zur Objektfindung und -beschreibung herangezogen werden.
Layar ist hinsichtlich seiner Funktionen etwas umfangreicher. Durch die „Layer“ - Architektur in Layar haben Entwickler die Möglichkeit, eigene POI's in die Applikation einzubinden. Dabei wird das Design des Layers den Vorstellungen des Entwicklers angepasst. Die Daten zu dem entwickelten Layer werden vom Applikationsserver des Entwicklers oder Herstellers bereitgestellt. Der Benutzer bestimmt beim Aufruf von Layar welchen Layer er benutzen will. Somit sind hinter den verschiedenen Layern unterschiedliche Informationen mit POI's hinterlegt. Nach dem Starten von Layar wird eine Liste mit allen für das Land verfügbaren Layern geladen. Nach Layern kann ebenso gesucht werden. Eine Favoritenliste kann die Suche nach einem regelmäßig benutzten Layer vereinfachen und beschleunigen.
Layar hat beim Funktionsumfang mehr zu bieten als Wikitude. Die Aufteilung nach bestimmten Suchobjekten verbessert die Übersichtlichkeit und begrenzt die gefundenen Objekte auf die Wünsche des Benutzers. Wikitude zeigt alle Objekte an die es findet. Dem Benutzer wird keine Option auf eine Filterung gegeben.
6.1.2 Handhabung
Die Handhabung einer Applikation sollte so gestaltet sein, dass sowohl technikaffine Benutzer als auch Laien sich mit der Applikation schnellstmöglich und ohne lange Einarbeitung zurechtfinden. Die Handhabung hat eine große Auswirkung auf die Akzeptanz bei den Benutzern.
Wikitude ist in der Handhabung sehr einfach. Kurz nach dem Öffnen der Applikation wird das Kamerabild aufgebaut und die POI's werden geladen. Liegen mehrere POI's in dem gleichen Bereich, wird durch Berühren eine Liste aller POI's angezeigt. Durch ein weiteres Betätigen gelangt der Benutzer an immer detailliertere Informationen. Die Hersteller von Wikitude haben eine sehr intuitive Benutzersteuerung umgesetzt. Layar steht mit seiner Handhabung dem Konkurrenten in nichts nach. Einziges Manko ist die erste Auswahl des Layers, die nach dem Starten der Applikation getroffen werden muss.
6.1.3 Performance
Zunächst muss das Vergleichskriterium Performance genauer abgegrenzt werden. Bei der Performance der AR Applikation wird Bezug auf die Schnelligkeit der Einblendung der einzelnen POI's genommen. Diese Schnelligkeit hängt wiederum von der Geschwindigkeit der Verbindung ins Internet ab, von wo die Daten geladen werden. Wichtig ist hierbei vor allem, dass die Bewegung der Objekte mit der Änderung der Himmelsrichtung ohne große zeitliche Verzögerung auf dem Display vollzogen wird. Es wird dabei vorausgesetzt, dass die Applikationen auf dem gleichen Gerät ausgeführt werden. Neuere Smartphones mit einem schnelleren Prozessor können diese Unterschiede jedoch relativieren.
Beim Vergleich der Funktionen wurde ermittelt, das Wikitude bei der Disziplin der Bewegung schneller auf den Wechsel der Himmelsrichtung reagiert. Die Objekte bewegen sich flüssiger und exakter als bei Layar. Bei Layar sind leichte Sprünge der Objekte zu registrieren.
Bei schnellen Bewegungen bzw. Änderungen der Himmelsrichtung sind beide Applikationen machtlos. Die Berechnung der Himmelsrichtung und Verarbeitung durch die Applikation stößt dabei auf ihre Grenzen. Auf einen Bezug zur Rechenleistung kann in diesem Fall nicht eingegangen werden, da kein Smartphone mit einer höheren Prozessorgeschwindigkeit vorliegt.
6.1.4 Erweiterbarkeit
Unter der Erweiterbarkeit wird die Qualität und Leichtigkeit des Einbindens von neuen Informationsquellen in die AR Browser verstanden. Zudem wird überprüft, ob über die Informationsquellen hinaus andere Erweiterungsmöglichkeiten angeboten werden.
Layar bietet durch eine freie Schnittstelle anderen Anbietern die Option, eigene Erweiterungen zu schreiben. Diese Erweiterbarkeit hat dazu geführt, dass Entwickler und Anbieter Layar durch eigene Ideen ausgebaut haben. Als Beispiel kann hier ein Layer genannt werden, der noch im Bau befindliche Gebäude als 3D Modell in das Kamerabild integriert. Bei Layar lassen sich POI's über die bereits beschriebenen Layer realisieren und müssen von den externen Anbietern gefüllt und gepflegt werden.
Im Gegensatz zu Layar gibt es bei Wikitude keine freie Schnittstelle. Hier können nur POI's dem System über die Informationsquellen hinzugefügt werden. Allerdings bietet der Hersteller von Wikitude eine API an, die Entwickler für eigene AR Applikationen benutzen oder in bestehende Programme einbinden können.
6.1.5 Datenbestand
Der Datenbestand sind die Informationen, die dem Benutzer eingeblendet werden. Vergleichbar ist der Datenbestand von AR Browsern mit Suchmaschinen im Internet. Google erlangte seine immense Akzeptanz neben dem Rankingverfahren durch die unvergleichbar große Menge an Informationen die dem Benutzer angeboten wird – diesem werden zu fast jedem Suchbegriff Informationen zur Verfügung gestellt. AR Browser müssen dem Benutzer Informationen zu seinem aktuellen Standort bieten. Diese können unterschiedlichster Art sein, abhängig davon, woran der Benutzer zu dem Zeitpunkt des Abrufens interessiert ist. Die hier zum Vergleich stehenden AR Browser gehen dabei recht unterschiedliche Wege. Während Wikitude seine Informationen aus nur drei Quellen bezieht, öffnet sich Layar neben kommerziellen Institution auch öffentlichen Communities. Soziale Netzwerkdienste werden von beiden AR Browser Anbietern eingebunden. Das Web 2.0 wird auch hier integriert.
Wikitude setzt bei seinen Informationsquellen auf Qype, geo-referenzierte Daten von Wikipedia sowie die eigene Community wikitude.Me. Wikipedia und wikitude.Me sind Plattformen, bei denen die Informationen von privaten Personen gepflegt werden. Qype ist eine Art „Gelbe Seiten“, ein Branchenbuch. Niedergelassene Ärzte werden genauso in das Branchenbuch aufgenommen wie das Fitnessstudio im Stadtteil oder der Frisör in der eigenen Straße.
Für Layar existieren Layer, die ebenfalls auf Wikipedia und Qype zugreifen. Neben diesen haben sich Entwickler und Unternehmen auf andere Themen- und Wissensgebiete spezialisiert, die über den AR Browser angeboten werden. Dadurch hat Layar einen größeren Datenbestand als Wikitude.
6.2 Durchführung
Bei der Durchführung des Vergleiches werden Benotung der einzelnen Vergleichskriterien in einer Tabelle dargestellt. Die Benotungen beziehen sich auf die genannten Vor- und Nachteile in den oberen Punkten.
| Wikitude | Layar | |
Funktionsumfang
| Gut
befriedigend | Sehr gut
Sehr gut |
Handhabung
| Gut
Sehr gut Sehr gut | Sehr gut
Gut Gut |
| Performance | Sehr gut | Gut |
Erweiterbarkeit
| Gut
Befriedigend | Sehr Gut
Gut |
Datenbestand
| Gut
befriedigend gut | Sehr Gut
Sehr Gut gut |
6.3 Auswertung
Bei einem direkten Vergleich zeigt sich, dass Layar im Bezug auf den Funktionsumfang mehr zu bieten hat als Wikitude. Im Bereich der Erweiterbarkeit und der Größe des Datenbestandes hat Layar bessere Benotungen erhalten als die konkurrierende Applikation Wikitude. Wikitude sticht durch seine Performance und Handhabung heraus. Mit einer flüssigen Darstellung der Objekte konnte sich Wikitude bei der Performance behaupten. Die Übersichtlichkeit und die sehr einfache Bedienung ist ebenso der Pluspunkt bei Wikitude. Zusammenfassend kann gesagt werden das Layar mehr Möglichkeiten bietet dem Benutzer Informationen zu seiner Umgebung anzuzeigen. Dabei kann der Benutzer besser bestimmen welche Informationen angezeigt werden sollen. Ein vorher ausgewählter Filter,“Layer“, blendet nicht gewünschte POI's nicht in das Kamerabild mit ein. Erweiterungen lassen sich bei Layar besser integrieren. Da beide Applikationen kostenlos im Android Market angeboten werden, ist zu empfehlen sich beide Programme auf dem Smartphone zu installieren und auszuprobieren. Beide Applikationen sind aus unserer Sicht empfehlenswert und bieten dem Benutzer interessante und hilfreiche Informationen zu der Umgebung.
7 Ausblick von Augmented Reality
Im folgenden Abschnitt wird ein Ausblick gegeben wie sich Augmented Reality entwickelt könnte. Die Möglichkeit AR mit Smartphones umzusetzen hat viele Forscher und Entwickler angelockt, die auf diesem recht jungen Gebiet, noch einige Neuerungen und Ideen umsetzen werden. Die Euphorie auf diesem neuen Gebiet sollte dabei nicht umschlagen und AR Reality in ein Nischenprodukt wie Virtuell Reality verwandeln.
7.1 Anwendungsmöglichkeiten
Eines der interessantesten Einsatzbereiche wäre eine AR Applikationen, die zu Personen, die in einem Raum sitzen oder schon beim vorbei laufen, Informationen einblenden könnten. Diese Art von Applikation würde unzählige Datenschützer auf die Barrikaden rufen, jedoch wäre der Nutzen immens in der Terrorfahndung oder bei Polizei. Die CPU- und Grafikleistung der aktuellen Smartphones ist weit davon entfernt, AR Applikationen in diesem Umfang auszuführen. AR Applikationen können in Museen als virtuelle Führer eingesetzt werden. Lange Texte werden dem Betrachter direkt auf das Display eingeblendet. Zerstörte Gebäude und Sehenswürdigkeiten könnten durch historische Bilder dem Anwender dargestellt werden und virtuell wieder auf erleben lassen.[27] Wartungstechnikern kann durch AR Applikation der Blick ins Handbuch erspart bleiben. Informationen zu den Maschinen werden dem Techniker direkt eingeblendet. Nicht sichtbare Bereiche können virtuell eingeblendet werden. Im Bereich der Spiele sind mehrere Anwendungen erschienen. Dieser Trend wird sich weiter fortsetzen. Hierbei stellt die CPU- und Grafikleistung heutzutage noch eine Hürde auf. Mit jeder neuen Generation an Smartphones wird diese Hürde allerdings aus dem Weg geräumt.[28]
Vorstellbare Anwendungsmöglichkeiten von AR Browsern könnten Führung durch Städte und Museen für Touristen sein. Neu zugezogene Bürger könnten die neue Stadt erkunden und Informationen sammeln. Ämter, Ärzte und Einkaufsmöglichkeiten müssen nicht lange gesucht werden. Unternehmen könnten im AR Browser Werbung für sich machen und Angebote präsentieren.
7.2 Wirtschaftliche Nutzung
Wie in so vielen Bereichen wird die Forschung durch Gelder unterstützt, wenn die Geldgeber einen Gewinn in der neuen Technologie sehen.
Wie in 7.1 beschrieben können AR Applikationen Wartungstechnikern bei ihrer Arbeit behilflich sein. Außer der Zeitersparnis, geringere Einarbeitungszeiten, geringerer Zeitaufwand beim Suchen von Informationen, könnte der Service und die Genauigkeit gesteigert werden. Ob die Rentabilität dadurch gesteigert werden kann muss in jedem Einzelfall geprüft werden.
Der Nutzen von AR Browsern für Unternehmen und rechtliche Personen ist unter anderem die Werbung die Benutzer eingeblendet werden. Plakate können dem Anwender virtuell angezeigt werden. Der Verkäufer in Warenhäusern muss nicht mehr angesprochen werden wenn Informationen zu einem Produkt benötigt werden. Die Kosten für Touristenführer in Städten und Museen können gesenkt werden. Unternehmen können ihre Filialen im AR Browser hinterlegen und dem Benutzer den Weg zur nächsten Niederlassung beschreiben. Die Nutzen sind natürlich nur dann gegeben, wenn die Applikationen bei den Benutzern an Akzeptanz gewinnt und sie sich auf die neue Technologie einlassen. Um das zu gewährleisten muss die jeweilige Applikation leicht zu bedienen sein.
7.3 Zielgruppen
Bei den Zielgruppen muss unterschieden werden, ob die Applikation im beruflichen oder privaten Umfeld eingesetzt wird. In beiden Bereichen gibt es bestehende Lösungen. Im beruflichen Umfeld kann die Benutzung eine Voraussetzung für die Ausübung der Tätigkeiten sein.
Im privaten Umfeld müssen die Zielgruppen nach den Anwendungsbereichen der Applikationen aufgeteilt werden. Die AR Browser werden in erster Linie von Personen benutzt die ihre Umgebung erkunden wollen und Informationen benötigen. Hauptsächlich nicht ortskundige Personen werden von AR Browsern profitieren. Dazu können neue Bürger einer Stadt und Touristen gezählt werden. Eine Einteilung nach dem Alter kann dabei nicht getroffen werden.
Allgemein kann gesagt werden, dass AR Applikationen, jegliche Zielgruppen durch die verschiedensten Anwendungsmöglichkeiten abdecken kann.
7.4 Konflikte zwischen Technik und Ethik
In naher Zukunft wird es möglich sein, mit Augmented Reality Gesichter zu erkennen (Augmented ID). Zu dem erkannten Gesicht können dann Daten und Informationen direkt aus dem Internet abgerufen werden. Z.B. könnten dann Geschäftsinhaber ihre Laufkundschaft scannen, um dadurch Informationen über sie zu erhalten, die ihnen einen Vorteil veschaffen könnten, zum Beispiel die Identifizierung von Stammkunden, um sie dann persönlich zu beraten oder von Personen mit negativem Schufa-Eintrag, die dann vermutlich Ware nur gegen Bargeld erhalten würden. Augmented ID wird aufgrund des datenschutzrechtlichen Aspekts mit Sicherheit zu Konflikten und politischen Debatten führen.[29]
8 Schlussbetrachtung
Das Betriebssystem Android wurde von Google entwickelt und bestreitet als Konkurrent den umkämpften Markt der Betriebssysteme für Smartphones. Seit seiner Einführung nimmt es den anderen Betriebssysteme iPhone OS, Windows Mobile, Symbian und WebOS immer mehr Marktanteile ab. Die offenen Quellcodes sowie die Architektur bieten vielen Herstellern die Möglichkeit, ein kostenloses Betriebssystem für die eigenen Smartphones einzusetzen und den eigenen Bedürfnissen anzupassen. Durch den Android eigenen App Store „Android Market“ werden dem Benutzer sowohl kostenlose als auch kostenpflichtige Applikationen zur Verfügung gestellt. Entwickler nutzen diesen Vertriebsweg als Einnahmequelle. Aktuell gibt es mehr als 20.000 Apps im Android Market. Mit dem Anstieg neuer Apps steigt auch die Anzahl an Apps, die sich mit der recht neuen Technologie Augmented Reality beschäftigen – Voraussetzung hierfür sind jedoch eine funktionierende Kamera, ein GPS Empfänger sowie ein Kompass. Die Entwickler setzen Augmented Reality in unterschiedlichster Form um: Spiele, die mit AR Funktionen entwickelt werden, Navigationssysteme, die die Richtung direkt in das aufgenommene Kamerabild einblenden, Bilder und Gebäude, die im Vordergrund dargestellt werden und sogenannte AR Browser sind nur einige der Anwendungsbereiche, die bisher umgesetzt wurden. Die Anzahl der AR Apps nimmt stetig zu. AR Browser sind die Webbrowser im Augmented Reality. Dabei werden geo-referenziert Informationen im Display des Benutzer zu seinem aktuellen Standort angezeigt. Layar und Wikitude waren die ersten AR Browser auf dem Markt. Die Grundidee der beiden Applikation ist identisch, jedoch unterscheiden sie sich in den Eigenschaften der umgesetzten Funktionen, Handhabung, Erweiterbarkeit, Performance und des Datenbestandes. Während Layar im Bereich der Funktionen, Erweiterbarkeit und des Datenbestandes mehr zu bieten hat, muss Wikitude dennoch als ernsthafter Konkurrent angesehen werden: Bei der Performance und der Handhabung kann sich letztere Applikation durchsetzen. Vom Hauptunterschied ausgehend - der Beschaffung und Bereitstellung von Informationen - kann festgehalten werden, dass Layar einen kommerzielleren Anspruch hat als Wikitude: Während Wikitude zum größten Teil seine Informationen aus öffentlichen, von der Gemeinschaft gepflegten Communities, bezieht, werden die Informationen bei Layar von externen Anbietern durch die selbst entwickelte „Layer“ Architekur bereitgestellt. Dabei hat der Anbieter Einfluss auf die Informationen, die angezeigt werden sollen. Somit könnte ein Unternehmen Informationen manipulieren oder Werbung für sich machen. Die Werbung ist eine der gewinnbringenden Einkünfte für die Hersteller der AR Browser. Naheliegende Anwendungsbereiche wie Touristen- oder Museumsführer sind zur Zeit nicht implementiert. Hier stellt sich die Frage, ob Städte und Museen bereit wären, monetäre Mittel in die Entwicklung von solchen Technologien zu investieren. Ein Pilotprojekt ist in diesem Bereich nicht bekannt. Den wirtschaftlichen Nutzen kann im Moment noch niemand beziffern.
Eine Differenzierung der Benutzer nach einer Altersgruppe kann auf Hinsicht des Anwendungsbereiches erstellt werden.Das aktuelle Angebot an AR Apps wendet sich hauptsächlich an den privaten Anwender. Spiele und Social Network Implementation sind hier Beispiele die vor allem im privaten Bereich bei jungen Leuten ihren Einsatz finden. Viel Reisende könnten AR Browsern und AR Navigationssysteme beim Aufenthalt in einer anderen Stadt benutzten. Der Einsatz in beruflichen Bereichen wäre durchaus vorstellbar. AR Browser werden vor allem bei nicht ortskundigen Personen mit einer Affinität zur Technik erwartet. Die Möglichkeiten die AR im täglichen Alltag bietet sind enorm. Apps die Gesichter scannen und Informationen zu einer Personen angezeigen, wären vorstellbar. Ein Eingriff in die Privatsphäre und ein Verstoß gegen den Datenschutz werden zu politischen Debatten führen können. Bei der ganzen Euphorie die, durch die möglichen Einsatzbereichen von AR, entstanden sind, muss darauf geachtet werden, das die Technologie den Menschen unterstützten sollte und nicht wie bei der virtuellen Realität nur als ein Hype untergeht.
9 Fußnoten
- ↑ Vgl. Operating-System (2008)
- ↑ Vgl. Operating-System (2008)
- ↑ Vgl. Trautmann (2009)
- ↑ Vgl. Schmidt (2009)
- ↑ Vgl. Schmidt (2009)
- ↑ Vgl. Schmidt (2009)
- ↑ Vgl. Schmidt (2009)
- ↑ Vgl. Schmidt (2009)
- ↑ Vgl. Schmidt (2009)
- ↑ Vgl. Schmidt (2009)
- ↑ Vgl. Schmidt (2009)
- ↑ Vgl. Schmidt (2009)
- ↑ Vgl. Schmidt (2009)
- ↑ Vgl. Hübner (2009)
- ↑ Vgl. Hübner (2009)
- ↑ Vgl. ITWissen (2009)
- ↑ Vgl. Wikipedia (2010)
- ↑ Vgl. Schallaer (2009)
- ↑ Vgl.Chip (2009)
- ↑ Vgl.Chip (2009)
- ↑ Vgl.Chip (2009)
- ↑ Vgl. SPRXMobile(2010)
- ↑ Vgl. Layar (2010)
- ↑ Vgl. Heise (2009)
- ↑ Vgl. Layar API (2010)
- ↑ Vgl. Mobilizy (2009)
- ↑ Vgl. Heise (2009)
- ↑ Vgl. Heise (2009)
- ↑ Vgl. Schwenk (2009)
10 Quellenverzeichnis
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| Hübner 2009 | Konrad Hübner und Henning Böger: Google Android - So funktionierts / http://it-republik.de/jaxenter/artikel/Google-Android-%96-So-funktioniert%92s-2177.html, (11.01.2010, 19:50) |
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| Shallaer 2009 | Martin Shallaer: Fußgängernavigation mit Augmented Reality / http://events.ccc.de/congress/2009/Fahrplan/events/3496.en.html, (11.01.2010, 20:39) |
| Schwenk 2009 | Mathias Schwenk: AR für Android: Technik und Ethik im Fortschrittskonflikt / http://www.bwlzweinull.de/index.php/2009/07/10/augmented-reality-tat/, (11.01.2010, 21:20) |
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