Augmented Reality: Mit Monstern auf dem Campus fing es an…

Rechte: Flickr.com/gunaxi

Es war im Juni, als ich das erste Mal meine Begeisterung für Augmented Reality Games im Gameslabor öffentlich kund getan habe. Ich habe damals die Technik dahinter nicht genau verstanden, mir war aber schon klar: Mit Augmented Reality – kurz AR – lässtt sich das Gaming möglicherweise auf ein ganz neues, geniales Level bringen. Zugegeben, das haben die Leute in den 80ern auch gedacht, als sie ganz fest auf die Virtual-Reality-Brillen gesetzt haben, aber im Bereich AR gibt es im Gegensatz dazu schon Leute, die die Technik bereits im täglichen Leben einsetzen: Der 30-jährige Tobias Kammann aus München gehört dazu. Über seine AR-Seite Augmented.org bin ich auf ihn gestoßen. Tobias Kammann ist AR-Spezialist und Gamer und somit war er der perfekte Mann, um dem Gameslabor mehr über die Technik und die Zukunftschancen von AR im Gaming-Bereich zu erzählen.

Tobias Kammann, Foto: R. Kipsch

Wie sieht Dein persönlicher beruflicher Werdegang aus und wie bist Du zu dem Thema Augmented Reality (AR) gekommen?

Studiert habe ich in Koblenz Computervisualistik, was vergleichbar ist mit dem Studiengang Medieninformatik. Meinen Schwerpunkt legte ich auf die Computergraphik und mein AR-Aha-Erlebnis hatte ich in den Semesterferien, als ich meine Zeit zwischen Weihnachten und Neujahr darauf verwendete, das frei erhältliche “ARToolkit” auf einem uralten Laptop zum Laufen zu bringen. In einer Vorlesung zuvor hatte es mein Professor erwähnt. Ich hatte das Programm also endlich compiliert und gestartet, aber schon aufgegeben, weil einfach nichts passieren wollte. Nachdem ich Stunden später wieder zum Bildschirm kam, lief es endlich und ich sah einen einfachen blauen Würfel in meinem Zimmer schweben, der gar nicht da war. Da wusste ich: Ich muss noch vor Sylvester zurück in die WG, dort an den schnellen Desktop-PC um weiter zu programmieren! Dort lief alles in Echtzeit! Ich war begeistert! Die Faszination hat seitdem angehalten. Danach ging es dann permanent mit dem Thema weiter: eine Studienarbeit um ein AR-Spiel, ein Praktikum bei der ersten deutschen AR-Firma in München und eine Diplomarbeit in Spanien zum Thema AR im Bereich Digitalfernsehen und DVB.

Was machst Du inzwischen in dem Bereich?

Zur Zeit arbeite ich in der Forschung für die Firma Realtime Technology (RTT AG) in München. Wir bieten eine eigene VR-Software an, mit der z.B. Automobilfirmen ihre zukünftigen Modelle vorab in 3D entwerfen und beurteilen können. Unser Augenmerk liegt dabei auf fotorealistischer Qualität in Echtzeit. Vor allem beim Stichwort “Beurteilung” greift AR dann: Wir wollen es den Kunden so einfach wie möglich machen, virtuelle Modelle korrekt zu bewerten und vergleichen zu können. Wenn man das noch nicht produzierte Handy schon jetzt in die Hand nehmen, den noch nicht gelieferten Turnschuh bereits heute an seinen Füßen sehen und das noch ungekaufte Auto auf der eigenen Einfahrt betrachten kann, hat AR einen Erfolg verbucht und allen Beteiligten eine Menge Geld und Zeit gespart. Ganz zu schweigen vom Wow-Faktor!

Was fasziniert Dich an Augmented Reality?

Am faszinierensten war am Anfang natürlich: Es ist etwas im echten Raum, das gar nicht vorhanden ist! Es wirkt einfach so, als ob es da wäre. Aus jeder Perspektive. In Echtzeit. Nicht als vorberechneter Kinofilm! Jede noch so fantastische Idee kann nun in die eigene Welt geholt werden. Nicht nur auf die Leinwand! Ich kann den Blickwinkel frei bestimmen und sogar interagieren! Ich bin mobil. Das war der Aha-Effekt. AR hatte dann aber eine lange Durststrecke, weil die Technik einfach noch nicht so weit war. Ich bin mir aber sicher: Genau in diesem Jahr beginnt eine Revolution, die die Massen erreichen wird. Smartphones wie das iphone oder die Android-Telefone ebnen den Weg für AR: Sie erfüllen immer mehr Kriterien für AR durch die eingebaute Videokamera, das GPS, den Kompass, den ständigen Zugriff auf das Netz und last but not least: immer leistungsstärkere Grafikchips. Bald ist AR in Jedermanns Mund und eine AR-Anwendung Standard wie heutzutage Navis in Autos, die Niemand mehr in Frage stellt. Das Faszinierende ist die Echtzeitvermischung der zwei Welten und das nahtlose “Aufbessern” und “Erweitern” der echten, analogen Welt.

Du schwärmst ja richtig von der Technik. Dann erklär doch auch mal genau, die die denn eigentlich funktioniert.

Das Grundprinzip von AR ist einfach: Wie in einem Computerspiel sehen wir eine virtuelle Welt mit virtuellen Charakteren und Objekten, nur dass im Hintergrund die echte Welt – etwa als Videobild – zu sehen ist. Der entscheidende Unterschied: Ich bestimmte die Position in meiner Welt nicht mehr durch meine WASD-Steuerung oder die Maus, sondern durch ein sogenanntes Trackingsystem. Algorithmen berechnen mir meine aktuelle Position vollautomatisch und bewegen und drehen die virtuelle Welt, so dass sie im besten Fall auf den Zentimeter oder Millimeter genau zur echten Welt passt. Wenn dann meine virtuellen Objekte dem Videobild überlagert werden, entsteht der Eindruck, alles gehöre zusammen, da beide Welten genau dieselbe Kameraposition verwenden.

Erklär das bitte etwas genauer…

Die vielen AR-Videos im Netz verraten es auch dem Laien: Meistens wird ein sogenanntes marker-basiertes Tracking verwendet. Ein Referenzmuster wird in den echten Raum gelegt und dient quasi als Anker. Die Software weiß, wo es die virtuellen Objekte zu platzieren hat. Das Praktische daran ist, dass es recht genau funktioniert und kostengünstig bleibt. Die mobilen Geräte besitzen eh eine Kamera und so lässt sich diese direkt für die Positionsbestimmung mitbenutzen.

Wie ausgereift ist die Technik?

Für große Firmen ist AR bereits heute Standard und eine erste Version hat den “Forscher-Charakter” längst verlassen. Solche Systeme werden produktiv eingesetzt und die visuelle Qualtät hängt vor allem von den heutigen Grafikkarten ab. Die Positionsbestimmung läuft noch oft über die Marker oder über teure fest-installierte Systeme in Fabrikhallen oder Laboren. Es entstand aber die Idee, komplett mobil sein zu können: Es gab bereits früh super Konzepte, Anwendungen und Spielideen, aber einen 20-Kilo-Rucksack mit Technik kann einfach niemand mit sich auf Dauer herumtragen. Die ersten mobilen Gehversuche zeigten u.a. “Quake” als AR-Spiel – auf dem echten Campus erschienen Monster, während man sich frei bewegte. Heute ist das natürlich nicht mehr denkbar. Aber wie schon erwähnt, sind wir auf einem guten Weg, überzeugende AR auch für die Massen verfügbar zu machen.

Aber die Augmented-Reality-Technik hat ja offenbar noch Kinderkrankheiten, sonst würde es ja sicherlich schon jeder von uns kaufen können.

Die millimetergenaue Überlagerung von Grafiken ist heute noch nicht auf mobilen Geräten realisierbar. Da wir die Welt nicht mit Markern zukleben können, müssen andere Verfahren verwendet werden, die aber noch in den Kinderschuhen stecken oder noch zu rechenintensiv sind für die kleinen Geräte. Hier dauert es also wieder, bis die mobilen Geräte die Großrechner eingeholt haben. Momentan bieten bei smartphones GPS und Kompass einen guten Start, um location based services mit AR zu verknüpfen. Zur Veranschaulichung kann man sich mal die Seite www.layar.eu anschauen.

Außerdem wartet die AR-Welt noch auf wirklich leichte und hochauflösende Head Mounted Displays (HMDs) – im Grunde genommen einfache Brillen mit integrierten Monitoren für beide Augen, so dass Computerbilder eingeblendet werden können, per Videoüberlagerung oder Laser-Projektion auf die Netzhaut.

Leider gibt es hier bislang keine überzeugenden Systeme, die eine Massentauglichkeit und entsprechende Preiskategorie erreicht haben. Wären diese verfügbar, wäre man endlich die anstrengend kleinen, schlecht aufgelösten Displays von smartphones los! Und wir hätten die Hände frei! Wie so oft warten die Erfinder auf die richtige Hardware für ihre Ideen…

Ab wann können Augmented Reality Games Deiner Meinung nach Marktreife erlangen?

Ab heute. Die erste Generation ist heute möglich und wird die Menschen unterhalten. Im Grunde fing es bereits mit Spielen wie Sonys “EyeToy” an. Die erste AR-Generation von Spielen wird an einen Ort gebunden sein: Man wird das Spielfeld auf dem eigenen Schreibtisch auf dem Bildschirm verfolgen. Der nächste große Schritt ist dann eine mobile Version auf smartphones oder mobilen Spielkonsolen. Die Revolution beginnt jetzt! Aber bis wir die virtuellen Objekte in unsere Brillen eingeblendet bekommen, quasi als HUD wie bei Terminator etc., werden noch mindestens ein, zwei Jahre vergehen – bis die Hardware-Hersteller aufholen. Selbst dann ist es noch ein weiter Weg, der durchaus noch fünf Jahre+ benötigen kann: Denn zur perfekten Vermischung müssen die Display-Qualität und das Tracking noch verbessert werden – wenn die Spiele mehr sein sollen als ein witziges “casual game” für zwischendurch.

Kann man denn schon sagen, in welchem Preisrahmen sich die Hard- und Software für Games zukünftig bewegen wird?

Wie gesagt, gelingt AR bereits heute auf handelsüblichen smartphones und Laptops ohne Aufpreis. Aber für den Traum der mixed reality über ein Brillensystem muss der Spieler heute noch tiefer in die Tasche greifen und bekommt eher magere Qualität. Ich gehe aber davon aus, dass in den nächsten Jahren eine Entwicklung angestoßen wird, die die Hardware-Anbieter dazu bewegen wird, z.B. zu einem neuen smartphone auch eine AR-Brille mit auszuliefern. Dann bliebe es vermutlich in Zukunft bei einem 1 Euro-Preis mit Sternchen. (Anm. d. Red.: beispielsweise die Firma Vuzix, Brille und AR-Aufsatz für Kamera)

Wie sieht die Zukunft von Augmented Reality Deiner Meinung nach aus?

Momentan dient die Technik vor allem der Prozessoptimierung bei Firmen und zu Marketing-Zwecken durch den Wow!-Faktor. Aber auch medizinische Anwendungen sind im Kommen, wie etwa OP-Assistenzsysteme. Im Consumer-und Gamer-Bereich wird sich AR vor allem auf mobilen Geräten durchsetzen und zunächst vor allem unterhalten und “witzig” sein. Aber in ein paar Jahren erleben wir einen Wandel und AR ist nicht mehr ohne weiteres aus dem Leben eines technologie-afinen Menschen wegzudenken. Er wacht mit AR auf, geht mit Zusatzinformationen in seiner Brille einkaufen, liest in der U-Bahn seine eMails oder zeigt sich den Weg zum nächsten Kiosk an und spielt in der Mittagspause mit seinen Kollegen lebensgroßes “Pacman” in den Hausfluren. Eine faszinierende mixed reality Welt …solange wir noch einen Ausschalter haben (lacht).

Vielen Dank für das Gespräch!

Das Interview führte Rüdiger

Weitere Links zum Thema:

Die Webseite von Augmented.org

Das ARToolKit

AR-Projekte der Universität von Oxford