Einsatzpotentiale von Augmented / Virtual Reality im Rahmen technischer Schulungen

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Name des Autors:	Thomas Müller
Titel der Arbeit:	Einsatzpotentiale von Augmented / Virtual Reality im Rahmen technischer Schulungen
Hochschule und Studienort:	FOM Neuss

Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung 2 Grundlagen 2.1 Definition "technische Schulungen" 2.2 Problemstellungen bei technischen Schulungen 2.3 Augmented / Virtual Reality 2.3.1 Definition 2.3.2 Abgrenzung 2.3.3 technische Realisierung 2.3.3.1 Tracking 2.3.3.2 Visualisierung 3 Augmented / Virtual Reality im Schulungsumfeld 3.1 Anforderungen 3.2 Einsatzszenarien 3.2.1 Virtuelle Bücher 3.2.2 Marker Karten 3.2.3 AR/VR Räume 3.2.4 AR im direkten Arbeitsumfeld 3.2.5 Prüfungen mit AR 3.3 Grenzen 4 Fazit 5 Fußnoten 6 Quellenverzeichnis

1 Einleitung

Immer schneller werdende Computer, bessere Webcams und die fortschreitende Entwicklung von Head Mounted Displays haben dafür gesorgt, dass der Begriff "Augmented Reality" in der letzen Zeit zunehmend häufiger Beachtung findet. Als Augmented Reality werden Systeme bezeichnet, die eine reale Szenerie durch ergänzende Informationen jeglicher Art erweitern. Doch schaut man sich an, in welchen Bereichen Augmented Reality eingesetzt wird, so stellt man fest, dass diese Technologie scheinbar noch in einem sehr frühen Entwicklungsstadium steckt. Oder fehlen Ideen für den effektiven Einsatz?

Diese Seminararbeit soll Anregungen geben, in welcher Form der Einsatz von Augmented- aber auch Virtual Reality im Bereich technischer Schulungen erfolgen kann. Dabei bildet Augmented Reality den Schwerpunkt dieser Arbeit. Zu Beginn werden die grundlegenden Begrifflichkeiten definiert und die Herausforderungen des Schulungsalltags herausgestellt. Es folgt eine Beschreibung der technischen Eigenschaften von AR Systemen und die damit verbundenen Schwierigkeiten. Der Hauptteil der vorliegenden Arbeit beschreibt mögliche Formen der Anwendung von AR Systemen. Diverse Anwendungsszenarien sollen dabei zum besseren Verständnis beitragen.

Ein Fokus auf bestimmte Branchen oder Industriezweige setzt diese Seminararbeit nicht, um so eine weitgehende Übertragbarkeit der Ergebnisse zu gewährleisten.

2 Grundlagen

2.1 Definition "technische Schulungen"

Der Begriff Schulung beschreibt, ähnlich wie der Begriff Lehrgang, "die (...) planmäßige Aufeinanderfolge der Unterrichtseinheiten innerhalb eines Unterrichtsfaches bzw. einer umfassenderen, relativ abgeschlossenen Teilaufgabe eines Unterrichtsfaches"^[1]. Im Kontext dieser Hausarbeit bezeichnet der Begriff technische Schulung im Speziellen alle Schulungen, bei denen der Anteil technisch gepräger Inhalte signifikant größer als der theoretischer Inhalte ist. Diese Form von Schulungen sind in vielen Industriezweigen wie z.B. der Luft- und Raumfahrtindustrie, Automobilindustrie und auch der chemischen Industrie zu finden, weil besonders hier das Wissen zu technologischen Zusammenhängen sehr wichtig ist. Es ist festzustellen: Je größer der Grad der Technisierung einer Branche ist, desto höher ist auch der Anteil komplexer technischer Inhalte.

2.2 Problemstellungen bei technischen Schulungen

Besonders aufgrund des hohen Grades an technischen Inhalten kann es im Rahmen solcher Schulungen zu diversen Problemen kommen. Solche Probleme sind mit unter

• Desinteresse an "theoretischen Inhalten"

Besonders jene Personenkreise mit einem geringerem Bildungshintergrund können theoretische Inhalte als "langweilig" oder uninteressant empfinden, weil solche Inhalte nicht zur täglichen Arbeit gehören und der Zugang dazu oft schwer fällt. Die potentielle Folge dieser Erscheinung ist die verringerte Aufnahme der vermittelten Inhalte.

• Verfügbarkeit von Anschauungmaterial

Die Vermittlung von Wissen, insbesondere zu technischen Elementen, setzt voraus selbige als Anschauungsmaterial bereitstellen zu können. Die Bereitstellung könnte jedoch Probleme verursachen, wenn sich die Bauteile - bedingt durch ihre Größe - nicht einfach zum Ort der Schulung transportieren lassen (z.B. eine Flugzeugturbine). Auch können Elemente derart kostenintensiv sein, dass im Rahmen der Schulung auf die Präsentation verzichtet werden muss.

• Unfallgefahren

Wird im Rahmen einer technischen Schulung mit Elementen praktisch gearbeitet (z.B. Öffnen eines Kessels unter Druck), kann dies eine erhöhte Unfallgefahr mit sich bringen. Besonders wichtig sind jedoch die praktischen Übungen für den Personen, die solche Tätigkeiten erstmals erlernen. Nur so kann eine bessere Wissensaufnahme gewährleistet werden.

• mangelnde Flexibiliät

Schulungen mit einem hohen Anteil technischer Inhalte setzen voraus, auf benötigte Elemente (z.B. diverse Einzelteile) zurückgreifen zu können. Gerade bei Fragen von Schulungsteilnehmern ist die Flexibiliät wichtig an Anschauungsobjekten Fragen beantworten zu können. Problematisch hieran kann die große Menge an Anschauungsobjekten werden, die für eine Schulung benötigt wird.

• hohe Kosten durch Übungsmaterialien und Verschleiß bzw. Defekten

Je nach Themenbereich einer technischen Schulung werden diverse Übungsmaterialien in unterschiedlichen Mengen benötigt, um praktische Aufgaben realisieren zu können. Bei der Arbeit mit vielen Übungsmaterialien muss mit Verschleiß und mit diversen Defekten gerechnet werden. Aus Gründen der Kostenreduzierung kann eine Reduzierung oder ein Verzicht auf bestimmte Materialien die Folge sein.

Betrachtet man die beschriebenen Probleme so haben die Meisten davon zur Folge, dass bei der Durchführung einer technischen Schulung auf Teile der praktischen Lernphasen verzichtet wird und daher weniger Eingangskanäle bei der Wissensvermittlung zur Verfügung stehen. Frederic Vester beschreibt in seinen 13 Regeln der Lernbiologie jedoch, dass Lernstoff über möglichst viele Eingangskanäle angeboten werden soll. Seiner Auffassung nach gilt: "Je mehr Wahrnehmungsfelder im Gehirn beteiligt sind, (...) desto eher findet man die gelernten Informationen wieder, wenn man sie braucht." ^[2]. Desweiteren solle der Lerninhalt möglichst viel mit den realen Begebenheiten verbunden werden, denn so werde der Lerninhalt trotz zusätzlicher Informationen eingängiger^[2].

2.3 Augmented / Virtual Reality

2.3.1 Definition

Der Begriff "augmented" entstammt der englischen Sprache und kann ins Deutsche als "vermehrt, erweitert bzw. vergrößert" übersetzt werden. Im Kontext mit dem englischen Begriff "Reality" kann das Wortkonstrukt als "erweiterte Realität" übersetzt werden.

Nach Alt wird Augmented Reality wie folgt definiert: "Augmented Reality beschreibt die Ergänzung der visuellen Wahrnehmung des Menschen durch die situationsgerechte Anzeige von rechnergenerierten Informationen auf im Sichtfeld positionierten tragbaren Geräten."^[3]

Höhl ^[4] beschreibt Augmented Reality als "... eine relativ neue Form der Mensch-Maschine-Interaktion (MMI)." Der Begriff bezeichnet nach seiner Auffassung die Echtzeit-Überlagerung menschlicher Sinneswahrnehmungen mit Computermodellen. Er beschreibt drei charakteristische Merkmale von AR Systemen

• Kombination von virtueller und realer Welt
• Echtzeitfähigkeit und Interaktivität
• Dreidimensionalität

2.3.2 Abgrenzung

Virtuelle Realität beschreibt rein computergenerierte, dreidimensionale Objekte, die der Nutzer wahrnimmt und mit denen er interagiert.^[5]

Die Abgrenzung von virtueller und erweiterter Realität (Augmented Reality) kann über das Faktor "Realität" erfolgen. Virtuelle Realität besteht aus einer rein virtuellen Darstellung, die computergeneriert ist, sich jedoch an der Realität versucht zu orientieren. Augmented Reality, also erweiterte Realität, zeichnet sich dahingehend aus, dass die reale visuelle Wahrnehmung des Menschen durch zusätzliche virtuelle Informationen angereichert wird.

2.3.3 technische Realisierung

Ein AR System umfasst nach Höhl ^[4] folgende Komponenten:

• Rechnereinheit mit Mischer und Renderer

dient der Generierung der AR Informationen und ggf. der Verbindung mit der realen Szene

• Anzeigeeinheit mit Bildschirm oder Head-Mounted-Display (HMD)

dienen der Ausgabe der AR Informationen ggf. in Kombination mit der realen Szene

• Trackingsystem

dient der Erkennung von Bewegungen des Kopfes

• Aufnahmesensorik (Kamera)

dient der Erfassung der realen Szene

• weitere Eingabegeräte

werden benötigt zur Steuerung des AR Systems z.B. per Sprache oder Tastatur

2.3.3.1 Tracking

Die Realität durch weitere wahrnehmbare Informationen ist auf viele Arten möglich. Die zu ergänzenden Informationen können z.B. akustischer, haptischer oder auch visueller Art sein. Besonders bei der letzten Form bedarf es komplexer Erkennungsverfahren, um eine genaue zeitliche und räumliche Einbettung der virtuellen Elemente in das reale Bild zu ermöglichen. ^[6] Diese Erkennungsverfahren werden auch als Registrierung bzw. Tracking bezeichnet.

Das im Rahmen dieser Seminararbeit wichtigste Erkennungsverfahren ist das Marker-basierte (markerbased) Verfahren.

Der Begriff "Marker" oder auch "Fiducial" bezeichnet hierbei ein gedrucktes Muster, welches in einer Datenbank abgelegt ist und durch bestimmte signifikante Punkte identifiziert werden kann. Analysen von Owen, Xiao und Middlin ^[7] ergaben folgende Kriterien für optimale Marker:

• Schwarz-weiß Darstellung

Der Verzicht auf Farbe erwies sich als positiv, da schlechte Lichtverhältnisse und ein schwacher Kontrast die Erkennung negativ beeinflussen.

• quadratische Erscheinungsform mit schwarzem Rand

Der schwarze Rand ermöglicht die Erkennung von 4 wichtigen (markanten) Punkten zur besseren Lagebestimmung. Die Breite des Rahmens sollte dabei ca. 15% des Markers einnehmen, um generell erkennen zu können, ob sich ein Marker im Sichtbereich der Kamera befindet oder nicht.

• Innenbereich des Markers sollte Resistent gegenüber Teilverdeckung und digitalem Bildrauchen sein

Die Innenbereiche von Markern müssen voneinander unterscheidbar sein. Handelt es sich z.B. um die Buchstaben "C" oder "G" können schlechte Lichtverhältnisse bzw. ungünstige Perspektiven eine fehlerhafte Identifikation und demnach auch eine unzutreffende Bildgenerierung zur Folge haben.

• Ausreichender Detailgrad

Der Innenbereich muss zugleich so detailiert dargestellt sein, dass auch bei weiteren Entfernungen zwischen Marker und Kameraeinheit eine zuverlässige Erkennung gewährleistet werden kann.

Der Einsatz von Head-Tracking Mechanismen, der die Position des Kopfes z.B. anhand von Lagesensoren erkennt, kann ergänzend genutzt werden um die Genauigkeit der virtuellen Objektpositionierung zu verbessern.

Andere Erkennungsvarianten, wie z.B. GPS, sind für diese Seminararbeit von geringerer Bedeutung.

2.3.3.2 Visualisierung

Zur Anzeige der erweiterten Realität (Augmented Reality) stehen drei wesentliche Methoden zur Verfügung: ^[8]

• Video See through
• Optisches See through
• Monitor-basierte Systeme

Bei Video See Through wird mittels einer oder mehrerer Kameras die reale Szene erfasst. Die so gewonnenen Bilder werden auf Marker hin untersucht. Im nächsten Schritt werden die entsprechenden Marker identifiziert und die dazugehörigen Visualisierungen berechnet. Ein Videomischer fügt im Anschluss die Bilder der realen Szene und die virtuellen Bilder zusammen und gibt diese über die Bildausgabeeinheit(en) aus.

Kann durch einen halbdurchlässigen Spiegel durchgeschaut werden und somit die reale Szene direkt mit den eigenen Augen gesehen werden, handelt es sich um sog. optische See Through Systeme. Eine Kameraeinheit wird nur benötigt, damit die AR Software Marker im Sichtfeld erkennen und identifiziert kann. Die AR Informationen selbst werden dabei auf den halbdurchlässigen Spiegel projiziert und zusammen mit der realen Szene vom Auge als "ein Bild" wahrgenommen.

Beide Lösungen lassen sich mittel Head Mounted Displays (HMD) realisieren, welche eine kompakte (Ein- und) Ausgabeeinheit ist, die als Helm oder Brille sehr nah am menschlichen Auge getragen wird. Die Integration einer Kameraeinheit ist besonders bei der Nutzung von Augmented Reality sinnvoll. Zumeist verfügt ein HMD auch über einen Head Tracker ("Kopf Verfolger"), der später eine genauere Positionierung der virtuellen Information auf der realen Szene ermöglicht.

Monitor-basierte Systeme arbeiten prinzipiell ähnlich wie die Video See Through Systeme. Lediglich die Ausgabe der gemischten Bilder (reale Szene und virtuelle Informationen) erfolgt auf einem handelsüblichen Monitor. Alternativ kann zu Ausgabe auch ein Videoprojektor (Beamer) verwendet werden, um die Ausgabefläche zu vergrößern.

3 Augmented / Virtual Reality im Schulungsumfeld

3.1 Anforderungen

Um Augmented Reality Systeme effizient nutzen zu können, müssen einige Anforderungen eingehalten werden, da ein erfolgreicher Einsatz ansonsten nicht möglich ist.

Zu den Anforderungen gehören:

• Korrektheit der dargestellten erweiterten Realität

Die Visualisierung der ergänzenden Informationen muss stets korrekt und präzise erfolgen. Fehler in der Darstellung führen ansonsten zum Erlernen falscher Tatsachen oder gar zu Ablehnung des gesamten Systems. Bei der Entwicklung bedarf es somit einer intensiven Kontrolle der eingebrachten Informationen.

• Aktualität der Informationen

Kommt es zu Änderungen bei den eingebrachten Informationen, so bedarf es einer sofortigen Aktualisierung des Systems. Ändern sich z.B. bei Büchern mit hinterlegten AR Informationen die Seitenzahlen, so kann dies falsche Querverwiese mit sich bringen. Solche Formen von Aktualisierungen sind daher elementar wichtig.

• Angemessene Qualität

Um AR Systeme sinnvoll anzuwenden, müssen insbesondere Ansprüche an Geschwindigkeit und Bildschirmauflösung erfüllt werden. Langsame oder qualitativ schwache Darstellungen führen weder zum gewünschten Lernvergnügen noch zum erhofften Lernerfolg.

• Korrekte Interpretation von Markern bzw. markanten Punkten

Eine der wesentlichen Voraussetzung, die zur Anwendung eines AR Systems zu erfüllen sind, ist die korrekte Interpretation von Markern bzw. markanten Punkten. Bereits geringste Änderungen der Sichtperspektive dürfen keine Fehlinterpretation zur Folge haben.

• Funktionierender Input und Verarbeitung von Informationen

Jedes AR System benötigt einen funktionierenden Input von Daten (z.B. Video- oder Audiosignale), da ansonsten auch hier keine korrekte Interpretation erfolgen kann. Gelingt diese Interpretation nicht, kann es zu fehlenden oder falschen virtuellen Erweiterungen kommen.

3.2 Einsatzszenarien

Der Einsatz von Augmented Reality ist in vielen Bereichen technischer Schulungen denkbar. Die folgenden Kapitel zeigen in welchen Situationen der Einsatz von AR sinnvoll ist und wie dieser aussehen könnte. Diverse Anwendungsbeispiele sollen das Verständnis der jeweiligen Konzepte erhöhen.

3.2.1 Virtuelle Bücher

Das Konzept der "virtuelle Bücher" beschreibt klassisch auf Papier gedruckte Fachliteratur, die jedoch durch den Einsatz von Augmented Reality erweitert werden kann.

• An bestimmten Stellen des Buches werden AR Marker aufgedruckt, um mittels AR Technik ergänzende Inhalte darzustellen. So bietet sich z.B. die Darstellung bzw. Wiedergabe von bildlichen oder sprachlichen Informationen an. Besonders stark theoretisch geprägte Inhalte lassen sich dem Lernenden somit leichter und verständlicher vermitteln, da für die Aufnahme von Wissen mehrere Kanäle zur Verfügung stehen.

Anwendungsbeispiel:

Dem Lernenden soll das Hebelgesetz vermittelt werden. Neben den Beschreibungen was man unter Last und Kraft versteht wird per AR ein Beispiel aus der Realität ergänzend dargestellt. Zur Verdeutlichung wird beispielsweise eine Animation einer Wippe mit zwei unterschiedlich schwere Personen und jeweils unterschiedlichen Drehpunkten gezeigt, um die Bedeutung von Last und Kraft schneller erfassen zu können.

• Ein weiteres Einsatzfeld von AR in Kombination mit Büchern ist das Einblenden von Querverweisen innerhalb eines Wissensgebietes. Das AR System ist dabei für das Anzeigen korrelierender Inhalte oder der jeweiligen Seitenzahlen verantwortlich. Diese Technologie steigert das effiziente Lesen eines Fachbuchs, da das oftmalige Blättern zum Stichwortverzeichnis am Ende des Buches entfällt.

Anwendungsbeispiel:

Der Lernende soll das Ohmsche Gesetz erfassen können. Es besteht aus den drei Grundgrößen Stromstärke, Spannung und Widerstand. Auf den Buchseiten befindliche Marker lösen aus, dass die Seitenzahlen zu den zuvor genannten Grundgrößen angezeigt werden, damit es möglich ist, die zugehörigen Seiten bzw. Inhalte schneller zu finden.

• Die Inhalte von Büchern werden des weiteren durch Kontrollfragen bzw. -aufgaben ergänzt. Hierbei werden ebenfalls Sachverhalte z.B. visuell oder akustisch dargestellt und der Lernende muss aus den dargestellten Szenarien die richtige Lösung wählen. Zur Angabe der richtigen Lösung bedarf es Karten, die mit unterschiedlichen AR Markern bedruckt sind. Der Lernende muss hierbei die Karte auf ein leeres Feld des Buches legen. Das AR System erkennt den aufgelegten Marker, prüft unmittelbar die Lösung und zeigt auf dem Bildschirm z.B. ein rotes X für die falsche Antwort oder einen grünen Haken für eine richtige Antwort.

Anwendungsbeispiel:

Beim Aufbau einer Satellitenanlage muss das Empfangsteil (LNB) mit einem Knotenpunkt (SWITCH) und diversen anderen Kabeln verbunden werden. Als Kontrollaufgabe werden dem Lernenden verschiedene Kabelarten dargestellt, die mit dem Knotenpunkt (SWITCH) verbunden werden können. Der Lernende muss sich für eine Kabelart entscheiden und legt den richtigen Marker auf die dafür vorgesehene Stelle des Buches. Im Anschluss erfährt der Lernende, ob die Antwort richtig oder falsch war.

Virtuelles Buch mit Kontrollfrage und richtiger Lösung

Virtuelles Buch mit Kontrollfrage und falscher Lösung

• Soll ein komplexer Gegenstand so dargestellt werden, dass auch seine Einzelteile erkennbar sind, so nennt man diese Art von Zeichnung eine Explosionszeichnung. Solche Zeichnungen sind je nach Anzahl der Einzelteile als Darstellung in einem Buch nur sehr begrenzt zu erkennen, da oftmals die Größe der Bucheseiten nicht ausreicht um genügend Details darzustellen.

Virtuelle Bücher mit gedruckten Markern ermöglichen das Auslösen eines AR Effektes, welcher komplexe Gegenstände als Explosionszeichnung detailliert darstellen kann. Der Lernende kann das Buch dabei näher an die Kameraeinheit bewegen, um das Zoomen in die Skizze zu erreichen. Alternativ kann der Grad des Zoom über einen zweiten Marker gesteuert werden.

Anwendungsbeispiel:

Ein Feinmechaniker soll den Aufbau einer Digitalkamera verstehen. Der passende Marker im Buch löst den AR Effekt aus und zeigt je nach Entfernung des Buches zur Kameraeinheit zunächst nur das Gehäuse der Digitalkamera. Je näher der Lernende das Buch zur Kameraeinheit bewegt, desto weiter zerlegt sich die Darstellung der Digitalkamera in die jeweiligen Einzelteile.

• Bauteile, die im Betrieb in Bewegung sind (z.B. ein Motor) lassen sich in Büchern nur als "Momentaufnahme" abbilden. Die einzelnen Bewegungsschritte lassen sich zwar durch mehrere einzelne Bilder darstellen nicht jedoch in Bewegung versetzen. Virtuelle Bücher werden an den gewünschten Stellen mit einem Markeraufdruck versehen, um einen AR Effekt auszulösen. Die Wiedegabe bewegter Bilder in Form eines Videos oder einer Animation ermöglicht nun eine eingehende Darstellung, wie das Bauteils im Betrieb funktioniert.

Anwendungsbeispiel:

Der Lernende soll Verständnis über die Funktionsweise eines Otto Motors erlagen. Erfasst die Kameraeinheit den Marker auf der zugehörigen Buchseite wird ein Video abgespielt, welches die 4 Takte des Otto Motors in wiederholender Reihenfolge schematisch darstellt.

• Erweitern lassen sich die zuvor beschriebenen Einsatzmöglichkeiten durch Einrichtung einer "Buch-Station". Hierbei handelt es sich um einen Arbeitsplatz, der über
  • eine vorinstallierte Kameraeinheit (ggf. in Lichtquelle integriert)
  • einen Computer,
  • die notwendige AR Software inkl. den Erweiterungsinhalten und
  • eine Ausgabeeinheit (Monitor oder Beamer + Leinwand) verfügt.

Das Buch wird dabei auf die Arbeitsfläche (z.B. Schreibtisch) gelegt und durch die Kamera erfasst. Die Software prüft, ob die aufgeschlagene Seite über einen Marker verfügt. Falls ja, erweitert das AR System das Bild der Kameraeinheit, um die zu ergänzenden Informationen und zeigt das gemischte Bild entweder auf dem angeschlossenen Monitor oder projiziert es mittels Beamer auf die Leinwand. Alternativ kann die Projektion auch auf das Buch selbst gerichtet sein.

Buch-Station mit Projektionseinheit

Buch-Station mit Beamer + Leinwand

Buch-Station mit Monitor

Als vorteilhaft erweist sich die Lösung mittels Beamer und Leinwand besonders bei Personen mit einer Sehschwäche (Weitsichtigkeit), da die Betroffenen ein Buch leichter lesen können, obwohl es direkt vor ihnen liegt.

Zusammengefasst verfolgt das „Virtuelle Buch“ das Ziel möglichst viele statische Inhalte durch ergänzende bewegliche und/oder akustische Informationen anzureichern. Diese Informationen werden i.d.R. dargestellt, sobald die Kameraeinheit und die Software einen zugehörigen Marker erkennt. Wissenskontrollen arbeiten weitgehend nach dem gleichen Prinzip.

Der Einsatz der AR Technologie ermöglicht des weiteren die Aktualität der vorliegenden Bücher durch Updates der Erweiterungsinhalte.

3.2.2 Marker Karten

Unter Marker Karten werden auf starke Pappe gedruckte AR Marker verstanden, die mittels der Kameraeinheit erkannt, durch das AR System erweitert und danach über Monitor bzw. Beamer und Leinwand in erweiterter Form ausgegeben werden. Die Marker Karte kann um einen Griff erweitert werden, damit sich die Handhabung einfacher gestaltet.

Marker Karte

Marker Karte mit Griff

Das Ziel der Marker Karten ist es, dem Lernenden eine "Sache in die Hand zu geben". Durch die Drehung der Marker Karte nach links oder rechts kann hierbei das Element in der erweiterten Realität gedreht werden. Außerdem kann durch die Verschiebung der Marker Karte nach vorne oder hinten, also näher an die Kameraeinheit oder weiter weg, ein Zoom des Elementes erreicht werden.

• Als vorteilhaft erweist sich diese Technik, wenn der Lernende besonders große, schwere oder unhandliche Gegenstände betrachten möchte. Stehen solche Gegenstände bei Schulungsmaßnahmen regulär nicht zur Verfügung, so kann der Lernende den Gegenstand zumindest virtuell sehen, drehen und „erforschen“. Auch besonders kostenintensive Bauteile können somit gefahrlos betrachtet werden.

• Das Prinzip der Marker Karten kann durch den Einsatz einer weiteren Karte ergänzt werden, die es ermöglicht -wie im vorherigen Kapitel beschrieben- den einzelnen Gegenstand als auseinander genommene Struktur (Explosionszeichnung) zu visualisieren. Dies fördert das Verständnis des inneren Aufbaus eines Gegenstandes. Die Position der zweiten Markerkarte bestimmt somit den Grad der Zerlegung. Je weiter sich die Markerkarte an der Kameraeinheit befindet, desto explosionierter wird der Gegenstand dargestellt. Befindet sich die zweite Markerkarte in gleicher Höhe wie die Markerkarte, die das Objekt repräsentiert, wird der Gegenstand kompakt dargestellt.

Anwendungsbeispiel:

Der Lernende soll den Aufbau einer Flugzeugturbine möglichst detailgetreu verstehen. Hierzu nimmt er die Markerkarte in die Hand. Das AR System generiert das Bild der Turbine exakt auf dem Marker. Der Lernende kann nun die Markerkarte von sich aus nach links, rechts, näher dran oder weiter weg bewegen um die Details zu betrachten, die er verstehen muss.

Marker Karte in der Hand

Marker Karte mit AR Effekt

• Weiterhin bietet sich auch die Darstellung mehrerer Gegenstände gleichzeitig an, um diese direkt miteinander vergleichen zu können. Somit entfällt z.B. das hin und her blättern zwischen verschiedenen Buchseiten. Auch wird der Gegenstand erheblich interaktiver und detailgetreuer dargestellt, als es mittels eines Buches möglich wäre.

• Der Einsatz von drei oder mehr Markern ermöglicht des weiteren die Darstellung von Bezügen zwischen verschiedenen Gegenständen. Unter anderem lässt sich diese Eigenschaft nutzen um konkretes Wissen abzufragen. Der Lernende muss hierbei die verschiedenen Marker, die Objekten entsprechen, im Sichtbereich der Kameraeieinheit platzieren und gibt über weitere Marker an, welche Bindeglieder zum Verbinden genutzt werden müssen. Das AR System macht hierbei keine eigenen Vorschläge sondern erwartet Eingaben des Lernenden mittels Marker Karten.

Anwendungsbeispiel:

Ein Techniker im IT-Bereich soll zeigen, dass er die Verbindung eines DSL Splitters und eines WLAN Routers mittels des richtigen Kabels beherrscht. Er legt dazu die Karten für den DSL Splitter in den linken Bildbereich und die Karte des WLAN Routers in den rechten Bildbereich des AR Systems. Anschließend wählt er den Marker aus, der das richtige Kabel zur Verbindung der beiden Geräte symbolisiert und legt diese zwischen die beiden Geräte. Das AR System visualisiert jeweils beim Legen einer Karte sofort das Gerät bzw. das Kabel. Sind alle notwendigen Marker gesetzt, prüft das AR System die Lösung und zeigt an, ob diese richtig oder falsch ist.

Marker Karten in richtiger Zusammenstellung

Marker Karten in falscher Zusammenstellung

Handelt es sich nicht um eine zu prüfende Leistung des Lernenden, so bleibt der Ablauf dennoch gleich. Hauptaufgabe ist es dann, aufzuzeigen welche Komponenten durch welche Verkabelung miteinander verbunden werden können. Im Vordergrund steht dann der Effekt, Wissen anzuhäufen.

• Zudem ermöglicht der Einsatz von Marker Karten, dass der Lernende sein Wissen auch dann erweitern kann, wenn er keinen Zugriff auf die realen Bauteile hat. Somit können Inhalte auch später am Arbeitsplatz ohne Schwierigkeiten aufgefrischt werden. Erforderlich ist letztlich das PC System mit Ausgabeeinheit (Monitor, Beamer), eine Kameraeinheit und die Augmented Reality Softwarelösung.

Anwendungsbeispiel:

Ein Flugzeugtechniker lernt neue Bauteile mittels einer Schulung fernab vom Arbeitsplatz kennen. Mittels Augmented Reality und Marker Karten kann er sich alle neuen Bauteile auch nach der Schulung ergänzend am PC anschauen, indem er die Marker Karten in Richtung Kamera hält und in alle Richtungen drehen kann.

• Das letze Einsatzgebiet von Marker Karten geht noch über den Lernprozess hinaus. Werden alle Marker Karten ausgedruckt und in einem Ordner gesammelt, so steht dem Lernenden eine Art Bauteilkatalog zur Verfügung. Auf diesen hat er stets Zugriff und kann somit jederzeit auf alle Daten zurückgreifen. Das AR System umfasst dabei alle verfügbaren Daten und zeigt sie zusätzlich zur eigentlichen Abbildung des Gegenstandes an.

Anwendungsbeispiel:

Ein Verkäufer von Feinelektronik braucht ein umfangreiches Wissen zu diversen Einzelteilen. Um sein Wissen aufzufrischen lässt er sich das Bauteil mittels Markerkarte darstellen und verinnerlicht dabei die angezeigten technischen Daten des Bauteils.

Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass Marker Karten die Möglichkeit geben, Dinge "anzufassen" und "in den Händen zu halten". Sie gewährleisten, zusammen mit dem AR System, den Zugriff auf Lernmaterialien unabhängig von Ort und Zeit, da Lernmaterialien in virtueller Form kontinuierlich verfügbar sind. Gleichzeitig können Sie zur Unterstützung von Prüfungsleistungen angewendet werden.

3.2.3 AR/VR Räume

AR/VR - Räume sind im Rahmen der Seminararbeit meist große, abgedunkelte Räume in denen sich Schulungsteilnehmer weitgehend frei bewegen können. Augmented Reality Räume verfügen über die Möglichkeit, viele verschiedene Marker auf einer großen Ablagefläche zu platzieren. Die Ablagefläche wird dabei von einer Kameraeinheit erfasst. Die Besonderheit und zugleich auch die Abgrenzung zum Einsatz reiner Marker Karten ist, dass das AR System vier verschiedene Perspektiven berechnet und zugleich mittels 4 verschiedenen Beamern auf die jeweiligen Wände des Raumes projiziert. Zielsetzung ist es, den Lernenden durch eine 360° Visualisierung eine möglichst intensive räumliche Vorstellung zu ermöglichen. Zugleich ist die Fläche, die zur Visualisierung bereit steht erheblich größer, sodass Gegenstände detailgetreu dargestellt werden können.

Alternativ ist auch die Realisierung über HMD (Head Mounted Displays) möglich. Das AR System generiert hierbei die Bilder für jede einzelne Person und zeigt diese über die Videoeinheit des HMD an.

Unabhängig von der Art der Visualisierung unterstützen AR Räume besonders das Lernen in größeren Gruppen.

Anwendungsbeispiel:

Ein Team aus mehreren Mitarbeitern soll vor der tatsächlichen Montage einer Flugzeugturbine auf alle kritischen Arbeitsschritte bei der Montage aufmerksam gemacht werden. Das Team befindet sich hierzu im AR Raum und positioniert Markerkarten auf einem Tisch in der Mitte des Raumes. Das AR System visualisiert das gewählte Bauteil und zeigt die 4 zur Verfügung stehenden Perspektiven an den 4 Wänden des Raumes. Das Team legt weitere Marker auf den Tisch und kann diese nun zusammenschieben. Der Trainer kann nun an den jeweiligen Wänden die kritischen Arbeitsschritte erläutern.

• Der virtuelle Raum (VR - Raum) unterscheidet sich vom AR-Raum dadurch, dass keine Markerkarten benötigt werden. Sie VR Software visualisiert ein rein virtuelles Bild ebenfalls aus allen 4 Perspektiven. Die Möglichkeit interaktiv zu arbeiten ist bei VR Räumen geringer, da eine Bedienung der Software notwendig ist um z.B. weitere Bauteile darzustellen.

• Auch bietet sich die Verbindung zweier oder mehrerer virtueller Räume über das Internet an.

Die Datenströme der jeweiligen Kameraeinheiten werden zentral am Standort des AR Systems gebündelt und dort ausgewertet. Der erzeugte Videooutput wird im Anschluss an allen Standorte einheitlich übermittelt. Somit ist eine Teamarbeit auch über größere Entfernungen möglich. Eine Sprachverbindung zwischen den Standorten (z.B. über eine Telefonkonferenz) gewährleistet die Möglichkeit miteinander zu sprechen.

3.2.4 AR im direkten Arbeitsumfeld

Augmented Reality lässt sich besonders effizient direkt im Arbeitsumfeld einsetzen. Der Begriff Arbeitsumfeld beschreibt dabei genau das Umfeld des Objektes, welches der Lernende erfassen soll. Besonders bei diesem Einsatzbereich ist die Nutzung von HMD (Head Mounted Displays - Optical See Through) von Vorteil, da der Lernende zum einen genau das Objekt sieht an dem er arbeitet und zugleich die ergänzenden Informationen, die das AR System bereit stellt. Im Zusammenspiel zwischen dem AR System und des HMDs erfasst die integrierte Kameraeinheit zunächst die Umgebungssituation. Das System erkennt im nächsten Schritt die AR Marker, die am Schulungsobjekt angebracht sind und löst somit die Erweiterung der Realität aus. Diese graphische Erweiterung wird dem Lernenden zeitgleich ebenfalls über das HMD angezeigt. Bei den ergänzenden Informationen kann es sich z.B. um

• durchzuführende Arbeitsschritte,
• Hinweise auf Fehlerquellen,
• Gefahren- bzw. Sicherheitshinweise oder
• technische Daten

handeln.

Optimal gestaltet sich die Interaktion mit dem Lernenden z.B. durch Sprachbefehle. Besonders wenn es sich bei der Visualisierung des AR Systems um durchzuführende Arbeitsschritte handelt, hat der Lernende damit die Möglichkeit den zeitlichen Ablauf der Arbeitsschritte an seine Lern- und Arbeitsgeschwindigkeit anzupassen. Sinnvolle sind hier Befehle wie "weiter" , "zurück" oder "Pause".

Anwendungsbeispiel:

Ein Automechaniker soll erstmals lernen, wie ein Motor eines Kraftfahrzeuges aus- und wieder eingebaut wird. Dazu sind einzelne Arbeitsschritte nötig, die sehr komplex sein können und je nach Kfz stark variieren können. Besonders dann, wenn nach Abschluss einer Schulungsmaßnahme am späteren Arbeitsplatz weitere Hilfestellungen benötigt werden, stehen Trainer nicht immer zur Verfügung. Als Hilfestellung kann nun eine schriftliche Dokumentationen verwendet werden. Liegt diese in Buchform vor, sind Verschmutzungen der Literatur durch den unsauberen Arbeitsbereich nicht auszuschließen. Das AR System unterstützt den Automechaniker durch die Darstellung der einzelnen zu verrichtenden Arbeitsschritte, die er direkt durch das HMD sehen kann. Mittels der Befehle wie "weiter", "zurück" und "Pause" steuert er den Ablauf der Arbeitsschritte. Die im HMD integrierten Kopfhörer bzw. Lautsprecher beschreiben zusätzlich die Arbeitsschritte in akustischer Form.

Auch im Industriebereich Chemie ermöglicht der Einsatz von AR Systeme deutliche Lernverbesserungen. Die grundlegende zuvor beschriebene Arbeitsweise ändert sich dabei nicht.

Anwendungsbeispiel:

Ein Auszubildender im Chemiebereich soll erlernen, wie bestimmte chemische Stoffe reagieren, wenn sie mit anderen Stoffen in Berührung kommen. Der Auszubildende nimmt dazu die Stoffe, die er mischen will und stellt diese in den Sichtbereich der Kameraeinheit. Das AR System erkennt die Chemikalien anhand der Marker, die an den Behältnissen angebrachten sind und prüft mittels eines angeschlossenen Datenbanksystems, wie die Stoffe zusammen reagieren. Diese Information wird dem Auszubildenden über das HMD angezeigt. Werden die Einträge in der Datenbank noch durch weitere Informationen ergänzt, können diese bei Bedarf ebenfalls angezeigt werden. Ein positiver Nebeneffekt des HMD ist der Schutz der Augen.

Ein Einsatz des AR-Systems im direkten Arbeitsumfeld ist auch ohne eine Betreuung durch einen Trainer möglich. Bei einem solchen System handelt es sich um eine Selbstlerneinheit. Aus wirtschaftlicher Sicht ist hier eine Kostensenkung im Bildungsbereich möglich, da kein Trainer für die Wissensvermittlung engagiert werden muss, sondern das AR System selbst die Schulungsinhalte bereitstellt und „vermittelt“.

3.2.5 Prüfungen mit AR

Prüfungen bzw. Leistungskontrollen sind bei vielen technischen Schulungen ein wesentlicher Bestandteil. Die zu prüfende Person soll dabei zeigen, wie sehr sie den vermittelten Inhalt verinnerlicht hat. Um Prüfungen realistischer zu gestalten, hilft der Einsatz von Augmented Reality. Die zu prüfende Person sitzt während der Prüfung entweder an der zuvor beschriebenen Buchstation oder trägt ein HMD (Optical See Through) zur Darstellung der erweiterten Realität. Handelt es sich um eine Prüfung im Stil von Multiple Choice, so wird zu Beginn der Prüfung für jede Person ein Buch mit Prüfungsfragen ausgegeben. Für jede Prüfungsfrage wird eine Doppelseite benötigt.

Die erste Seite zeigt die Fragestellung und verfügt über die Fläche, auf der der Antwortmarker platziert werden muss.

Auf der zweiten Seite werden mittels ablösbaren Markern und den dazugehörigen AR Effekten die möglichen Antworten dargestellt. Diese Darstellung kann z.B. in Form von Texten, Bildern oder Skizzen erfolgen. Zur Beantwortung einer Frage entscheidet sich der Prüfling für die Lösung und somit für die Marker Karte mit dem jeweiligen Symbol. Diese Karte löst er von der zweiten Seite ab und legt sie auf das vorgesehene Antwortfeld. Das AR System erkennt, dass ein Lösungsvorschlag vorliegt und fragt, ob

• die Lösung endgültig ist oder
• zwischengespeichert werden soll, falls die zu prüfende Person noch nicht sicher ist.

Die Entscheidung wird z.B. per Sprachauswahl (z.B. durch Sagen von "ja" oder "nein" auf die Frage "Antwort endgültig?") getroffen. Alternativ ist auch die Eingabe per Tastatur möglich.

Im Falle einer endgültigen Lösung kann, je nach Prüfungsverfahren, die Antwort unmittelbar ausgewertet werden und auf Wunsch die erreichte Punktzahl ausgegeben werden. Die Überprüfung der Antworten erfolgt durch den Abgleich der angegebenen Lösung mit der in einer Datenbank hinterlegten richtigen Lösung. Zwischengespeicherte Fragen können nachträglich beantwortet werden.

Das Augmented Reality- bzw. Prüfungssystem kann während der gesamten Prüfungsphase, je nach Wunsch, folgende weitere Daten anzeigen

• aktuelle Uhrzeit
• verbleibende Prüfungszeit
• Anzahl der richtig beantworteten Fragen
• Anzahl der falsch beantworteten Fragen
• Anzahl der offenen bzw. zwischengespeicherten Fragen

Als vorteilhaft bei AR unterstützten Prüfungen erweist sich die Ersparnis folgender Ressourcen:

• Zeit für die Auswertung der Prüfung, da das Prüfungssystem die Auswertung vollständig übernimmt
• Kosten für Prüfungsmaterialien, da diese ggf. mehrfach verwendet werden können

Für die zu prüfende Person ergibt sich der Vorteil, dass (theoretische) Prüfungen plastischer und "anfassbarer" werden. Besonders Gegenstände, die im Rahmen von Prüfungen normalerweise nicht zur Verfügung stehen, sind zumindest in virtueller Form vorhanden.

Anwendungsbeispiel:

Eine Servicetechniker im Elektrobereich soll nach einer Schulung eine Prüfung ablegen, durch die er sein Wissen zertifizieren kann. Nach Abschluss der Schulungsmaßnahme erhält vom Prüfer ein Ringbuch mit jeweils Fragen und Lösungsmöglichkeiten. Der Servicetechniker löst die Fragen, indem er die Marker jeweils auf die dafür vorgesehenen Flächen legt. Das System wertet unmittelbar im Anschluss die Antworten aus und initiiert den Druck eines Zertifikats, sofern ausreichend Fragen richtig beantwortet wurden.

AR Prüfungsbuch (mit richtiger Antwort)

AR Prüfungsbuch (mit falscher Antwort)

Neben den bereits genannten Vorteilen stellt sich auch die geringe Manipulierbarkeit einer Prüfung durch Täuschungsversuche als positiv dar. Der Grund hierfür liegt in der Flexibilität der Reihenfolge von Fragen. Diese kann jederzeit verändert werden. Ein Marker in der unteren linken Ecke jeder Frageseite sorgt für die Erkennung der Frage und garantiert die richtige Zuordnung zwischen Frage und Lösung. Bei vielen Personen, die gleichzeitig geprüft werden, können somit unterschiedliche Prüfungen zusammengestellt werden, womit ein ungewolltes Austauschen von Lösungen vermieden wird.

3.3 Grenzen

In der bisherigen Darstellung werden viele Gründe deutlich, die für den Einsatz von Augmented Reality im Bereich technischer Schulungen sprechen. Doch der Einsatz solcher Systeme hat auch diverse Grenzen, die ebenfalls betrachtet werden müssen.

Gute Lernerfolge können am besten erzielt werden, wenn Menschen von Menschen lernen. Der hohe Grad an Interaktion zwischen dem Lernenden und dem Vermittelnden ermöglicht es, Fragen jeglicher Art sofort und in der gewünschten Tiefe zu klären. Genau hier wird eine Einschränkung beim Lernen mit AR Lösungen deutlich. Das AR System erkennt bestimmte Gegebenheiten anhand von Markern oder anderen „markanten Punkten“ und löst daraufhin eine Reaktion aus. Es ist jedoch kein System, welches auf künstlicher Intelligenz beruht und selbständig lernt. Eine Reaktion wie die eines Menschen auf eine Frage ist dem AR System nicht möglich.

Faktisch betrachtet kann jede Form von Realität durch virtuelle Informationen erweitert werden. Die Grundlage hierfür ist das Zusammenspiel zwischen der Kameraeinheit, die ein interpretierbares Bild liefert und der AR Software, die die Interpretation vornimmt und anschließend darauf reagiert. Ein System kann daher nur so gut sein, wie die Informationen, die es bereithält. Möchte jemand Informationen zu bestimmten Details erhalten, so kann ein Trainer mit entsprechendem Wissenstand solche Informationen sofort zur Verfügung stellen. Das System hingegen muss erst prüfen, ob es diese Informationen bereithält. Fällt die Prüfung negativ aus, bleiben Fragen offen.

Demnach müssen alle Informationen, die das System liefern soll zunächst bereitgestellt werden, woraus sich ein weiteres Problem ergibt. Die Erstellung der einzublendenden Informationen ist ein langwieriger und auswendiger Prozess, der einige Zeit benötigt. Je mehr Informationen das AR System visualisieren soll, desto mehr Zeit wird für die Entwicklung benötigt. Dies kann ebenfalls erhebliche Kosten verursachen.

Zuletzt sind auch technische Probleme nicht außer acht zu lassen. Um einen Lernerfolg gewährleisten zu können, ist es wichtig, dass das System praktikabel und zuverlässig ist. Sind diese Faktoren nicht gegeben, wird dies zur Ablehnung des Systems führen, wodurch die vielfältigen neuen Möglichkeiten nicht genutzt werden und die Mehraufnahme von Wissen verhindert wird.

4 Fazit

Schulungen sind dem heutigen Arbeitsalltag kaum noch wegzudenken. Gerade in unserer heutigen Wissensgesellschaft bedarf es immer modernerer Methoden, um Wissen effektiv und effizient zu vermitteln.

Besonders Inhalte technischer Schulungen, wie zum Beispiel aus den Industriezweigen Chemie, Automobil, Luft- und Raumfahrt, präsentierten sich komplexer und tiefgehender denn je, da innerhalb kürzester Zeit immer neue Technologien entwickelt und genutzt werden. Der Einsatz von Augmented Reality kann hier eine wertvolle Hilfestellung sein, da sie durch vielfältige Einsatzmöglichkeiten, das Verständnis neuer Technologien verbessern kann.

Durch die Ergänzung klassischer Bücher durch virtuelle Inhalte, wie z.B. Querverweise, Skizzen oder Animationen, kann AR zu einer erleichterten Wissensaufnahme verhelfen. Durch den Einsatz von Buchstationen lässt sich zudem ein angenehmes, abwechslungsreiches und facettenreiches Lernklima schaffen.

Marker Karten ermöglichen es erstmals „Dinge in die Hand zu nehmen“ – egal wie schwer oder unhandlich sie sind. Ein Blick aus jeder Perspektive ist auf technische Bauteile oder ganze Produkte möglich. AR trägt auch hier dazu bei, dass spielerisch neues Wissen erlangt und auch abgefragt werden kann. Umfangreiche Daten (z.B. aus Katalogen) können fast jederorts abgerufen und falls nötig gelernt werden.

Augmented Reality - aber auch Virtual Reality - hilft ferner dabei, Lernsituationen auch für Gruppen von Lernenden bereitzustellen. AR/VR Räume erlauben ein intensives und detailgetreues Lernen - besonders in Gruppen. Ein Blick auf Bauteile, Geräte oder Komponenten ist aus vielen Perspektiven möglich.

Besonders attraktiv ist der Einsatz von AR direkt am Arbeitsplatz. Durch den gemeinsamen Einsatz von Markern, einer AR Software und HMDs unterstützt das AR System zeitnah das Erlernen neuer Arbeitsschritte. Auch die Vertiefung von Wissen ist somit jederzeit, auch ohne Trainer, möglich.

Prüfungen, die zumeist am Ende eines Lernprozesses stehen, lassen sich durch den Einsatz von AR ebenfalls fälschungssicherer und abwechslungsreicher gestalten. Besonders die visuelle Darstellung von Gegenständen vermittelt den zu prüfenden Personen, dass sie aktiv tätig werden müssen.

Augmented Reality zeigt sich als Konzept, mit dem viele neue Wege gegangen werden können.

Andererseits ist der Einsatz von AR kein Wundermittel, um jede Schulung zu einem großen Erfolg werden zu lassen. AR Systeme können nur das leisten und unterstützen, was in ihren angeschlossenen Datenbanksystemen hinterlegt ist.

Als nachteilig erweist sich demnach, dass viel Zeit und finanzielle Mittel investiert werden müssen, um solche Systeme praktikabel einsetzen zu können.

Auch technische Probleme können die positiven Beiträge schnell zum Erliegen bringen. Ein Serverausfall, eine defekte Kameraeinheit oder ein schwache Markererkennung sind nur einige der Gefahren, die dazu führen können, dass die Anwender frustriert Abstand von AR Systemen nehmen.

Augmented Reality im Bereich technischer Schulungen sinnvoll einzusetzen bedeutet, es parallel zu bisherigen Schulungsmethoden einzusetzen. Den persönlichen Kontakt zu einem Trainer und damit auch die Möglichkeit jederzeit Fragen zu stellen und Antworten zu bekommen, kann ein AR System nicht ersetzen.

Wohl kann der Einsatz nachträglich sinnvoll sein (z.B. Buchstation, AR am Arbeitsplatz, etc.) um Teile von Schulungen in Einzelleistung nachzuarbeiten.

Ein vollständiger Ersatz für Schulungsmaßnahmen wird Augmented Reality auch in Zukunft sicherlich nicht darstellen.

5 Fußnoten

1. ↑ Glöckel (2003) S. 187
2. ↑ ^{2,0 2,1} vgl. Vester (2002) S. 199 f.
3. ↑ vgl. Alt (2003)
4. ↑ ^{4,0 4,1} vgl. Höhl (2009) S. 10
5. ↑ vgl. Hofmann (2002) S. 2
6. ↑ vgl. Schmidt (2005) S. 53
7. ↑ vgl. Owen (2002) S. 1 ff.
8. ↑ vgl. Schwarzbauer (2008)

6 Quellenverzeichnis

Glöckel (2003)	Glöckel, Hans: Vom Unterricht, 4. Auflage	Bad Heilbrunn: Klinkhardt, 2003
Vester (2002)	Vester, Frederic: Denken, Lernen und Vergessen, Was geht in unserem Kopf vor, wie lernt das Gehirn und wann läßt es uns im Stich? , 29. Auflage	München: dtv, 2002
Alt (2003)	Alt, Thomas: Augmented Reality in der Produktion	München: Herbert Utz Verlag, 2003
Hofmann (2002)	Hofmann, Jan: Raumwahrnehmung in virtuellen Umgebungen: Der Einfluss des Präsenzempfindens in Virtual Reality-anwendungen für den industriellen Einsatz	Wiesbaden: DUV, 2002
Owen (2002)	Owen, C. B., Xiao, F., Middlin, P.: What is the best fiducial? (pdf)	Michigan State University; The First IEEE International Augmented Reality Toolkit Workshop Workshop (2002)	http://metlab.cse.msu.edu/tracking-prepared/charles-owen-art02.pdf
Höhl (2009)	Höhl, W.: Interaktive Ambiente mit Open-source-software: 3D-walk-throughs und Augmented Reality für Architekten mit Blender 2.43, DART 3.0 und Artoolkit 2.72	Wien: Springer-Verlag (2009)
Azuma (1997)	Azuma, R. T.: A Survey of Augmented Reality (pdf)	Malibu: Hughes Research Laboratories (1997)	http://www.cs.unc.edu/~azuma/ARpresence.pdf
Schmidt (2005)	Schmidt, L.; Wiedenmaier, S.; Oehme, O.; Luczak, H.:	Benutzerzentrierte Gestaltung von Augmented Reality in der Produktion in: Stary, C. (Hrsg.), Mensch & Computer 2005: Kunst und Wissenschaft – Grenzüberschreitungen der interaktiven Art	München, 2005, S. 51 - 60
Schwarzbauer (2008)	Schwarzbauer, C.: Grundlagen Augmented Reality	http://www.dma.ufg.ac.at/app/link/Grundlagen%3AAllgemeine/module/13964?step=2#chapter	abgerufen am: 28.01.2010