von Fabian Kuschke, AR-Entwickler bei k+k

Die smarten Brillen der Zukunft

Teil 2 MR-Brillen im Vergleich

In unserer Blogreihe “Brillen der Zukunft” beschäftigen wir uns im zweiten Beitrag der Reihe mit MR – also Mixed Reality – Brillen. Anders als bei den VR-Brillen taucht der Träger bzw. die Trägerin nicht komplett in eine virtuelle Welt ein. Sondern die reale Umwelt wird mit digitalen Inhalten angereichert. Doch was genau ist Mixed Reality, was können die Brillen und welche Einsatzgebiete gibt es für diese Art von Brillen? Diesen und weiteren Fragen geht der Beitrag auf den Grund.

Was ist Mixed Reality?

Während Augmented Reality (AR) und Virtual Reality (VR) Begriffe sind, mit denen die meisten Personen zumindest vom Hörensagen etwas anfangen können, sieht das bei Mixed Reality (MR) etwas anders aus. Der Begriff wurde 2016 durch Einführung der HoloLens von Microsoft geprägt und beschreibt eine Technologie, bei der die natürliche Umgebung durch digitale Inhalte angereicht wird. Es handelt sich also wie bei AR auch um ein bedingtes Eintauchen in die virtuelle Welt. Damit grenzt sich MR deutlich von VR ab, da dort die reale Welt komplett ausgeblendet wird. Doch wo unterscheiden sich MR und AR? Der größte Unterschied liegt in der Interaktion mit den virtuellen Inhalten. Während bei AR für die Steuerung der Inhalte über Tablet oder Smartphone stattfindet und virtuelle Inhalte die reale Welt überlagern, werden die digitalen Inhalte bei MR durch natürliche Bewegungen gesteuert und die reale und virtuelle Welt verschmelzen. Das heißt, die digitalen Elemente interagieren mit der Realität.

MR-Brillen im Vergleich

Übertragen auf die Brillentechnologie bedeutet das, dass MR-Brillen z.B. Hologramme oder virtuelle Objekte in die reale Welt projizieren können. Die Steuerung dieser virtuellen Inhalte findet über “natürliche” Interaktionen wie Gesten, Sprache und Augenbewegungen statt. Ein gutes Beispiel wäre hier die Durchführung einer Reparatur mithilfe einer Reparaturanleitung. Dabei sieht die nutzende Person das zu reparierende Objekt über eine MR-Brille und bekommt mithilfe von audiovisuellen Anweisungen Auskunft darüber, wie die einzelnen Arbeitsschritte auszuführen sind.
Die MR-Technologie ist mittlerweile weit vorgeschritten. Deshalb wollen wir heute zwei MR-Brillen genauer unter die Lupe nehmen: die Varjo XR-3 und die HoloLens 2.

Die Varjo XR-3

Die Varjo XR-3 zeichnet sich durch ihre hohe Auflösung und das große Sichtfeld von 115° Grad aus. Im Vergleich zu früheren Versionen ist das eine deutliche Verbesserung. Die Brille unterstützt auch sehr hohe Vollbildauflösungen und durch die gegebene Farbgenauigkeit sorgt dafür, dass die digitale und virtuelle Welt bestmöglich ineinandergreifen. Eine Bildwiederholfrequenz von 90Hz schafft das schnellste und genauste Eye Tracking in einem XR-Headset. Das bedeutet, dass die Brille auch kleinste Augenbewegungen sofort nachvollziehen und abbilden kann. Die integrierte Hand Tracking Software Ultraleap sorgt für eine intuitive und natürliche Handsteuerung. Die Brille ist im Gegensatz zu den Vorgängern auch nur noch fast halb so schwer und hat durch das 3-Punkt-Präzisionsstirnband einen hohen Tragekomfort.

Technologisch zeichnet sich die Varjo XR-3 durch die gute Tiefenerkennung mit LiDAR- und Stereo-RGB-Video-Pass-Through aus und schafft eine nahtlose Verschmelzung der realen und virtuellen Welt. Durch die Inside-Out-Verfolgung können die Nutzer*innen die Position des XR-3 in der Umgebung genauer bestimmen, was die StreamVR Basisstation überflüssig macht. Einen weiteren Pluspunkt ist, dass die Brille die reale Umgebung bzw. Teile davon wie bspw. Hände deaktivieren kann, weshalb sie auch als VR-Brille nutzbar ist.

Das genaue Eye Tracking und die natürliche Steuerung machen die Varjo XR-3 zum Maß aller Dinge im Bereich Mixed Reality. Trotzdem darf nicht vernachlässigt werden, dass die Anschaffungskosten dieser Brille dafür auch deutlich höher sind. Ein weiterer Punkt, der nicht übergangen werden kann, ist, dass es sich um eine Brille mit Kabel (4,5m) handelt. Bewegungen sind also nur bis zu einem gewissen Punkt möglich und es gibt einige charmante Lösungen ohne Kabel, die hier für mehr Freiheit sogen. Die vielen Komponenten brauchen außerdem auch ausreichend Strom, weswegen auch zwei Netzanschlüsse benötigt werden. Wen der Kaufpreis jedoch nicht abschreckt, wird mit dieser Brille viel Spaß haben!

Datenblatt:

  • Fokus-Bereich: 27° x 27° mit 70 PPD uOLED, 1920 x 1920 px pro Auge
  • Peripherer Bereich mit über 30 PPD LCD, 2880 x 2720 px pro Auge
  • Sichtfeld: 115 Grad
  • XR Depth: LiDAR + RGB Fusion, 40 cm – 5 m funktionale Reichweite
  • Bildwiederholrate: 90 Hz
  • Hand-Tracking: Integriertes Ultraleap Gemini (v5) Hand-Tracking
    Aktives Infrarot-Sensorsystem mit 2 Weitwinkelkameras
  • Eye-Tracking: 200 Hz mit Subgrad-Genauigkeit; 1-Punkt-Kalibrierung
  • Audio: 3,5-mm-Audiobuchse mit Mikrofonunterstützung
  • Mit Steam VR ™ und ART-Tracking-Technologie kompatibel
  • Gewicht: 594 g (+ Kopfband)
  • Preis: $ 5.495
  • Anschlüsse: 2 x DisplayPort und 2 x USB-A 3.0+

 

Die HoloLens 2

Während sich die HoloLens 1 vorzugsweise an Entwickler*innen und Experimentierfreudige richtete, hat die HoloLens 2 mittlerweile einen Reifegrad erreicht, der den Einsatz als produktives Arbeitsgerät möglich macht. Das liegt vor allem daran, dass das Sichtfeld deutlich erweitert wurde. Außerdem unterstützt die HoloLens 2 auch Sprachsteuerung, was die Arbeit mit der Brille instinktiver macht. Zusätzlich können Inhalte auch geteilt werden, sofern die Brillen verbunden sind.

Die HoloLens 2 zeichnet vor allem ein präzises Fingertracking aus. So lassen sich Objekte intuitiv greifen, vergrößern bzw. verkleinern und näherbringen. Die Präzession wird durch spezielles Hand-Tracking erreicht, welches die individuelle Form der Hände misst. Die Messung des Abstandes zwischen den Pupillenmittelpunkten ermöglicht ein genaues Eye Tracking, welches auch die Entfernung der Objekte erkennt. Doch die HoloLens 2 visualisiert nicht nur Mixed Reality Content, sondern setzt auch auf Künstliche Intelligenz. Die KI-Algorithmen erlauben es, personalisierte 3D-Modelle an die Hände und Augen anzupassen, wodurch es möglich wird, mit Hologrammen zu interagieren. Die KI-Technologie läuft direkt auf der Brille, was lange Latenzzeiten verhindert. Zusätzlich kommt auch „Intelligent Edge“ zum Einsatz. Die Technologie ermöglicht die Datenverarbeitung auch ohne Internetverbindung. Diese zusätzlichen Technologien sorgen für eine intelligente und instinktive Nutzung auf Basis von künstlicher Intelligenz und Cloud-Computing.

Das Fingertracking ist zwar sehr präzise, allerdings nicht frei von Verzögerungen. Allerdings sollte diese Verzögerung bei den meisten Business-Anwendungsfällen nicht spürbar sein.
Die HoloLens 2 richtet sich im Wesentlichen an Firmenkunden aller Branchen, die neue innovative Prozesse ermöglichen wollen. Die Bereiche reichen von Ausbildung oder Team-Schulungen über attraktive Präsentation von Produkten im Verkauf bis hin zur visuellen Unterstützung von Ärzten bei Operationen. Das höchstpriorisierte Anwendungsgebiet wird jedoch das Training sein.

Datenblatt:

  • Auflösung: 47° x 47° 2048 x 1080 pro Auge
  • Gewicht: 566g
  • Preis: 849€
  • Tracking: 4 Kameras für sichtbares Licht,
  • Augen Tracking 2 IR Kameras (Iriserkennung),
  • Handtracking: für Interaktionen mit den Händen
  • Sprachtracking: für Befehle und Steuerung
  • Audio: integriertes 5 Kanal Mikrofon, Integrierter Raumklang Lautsprecher
  • Anschlüsse: USB C,
  • Übertragungsmöglichkeiten: WLAN 5, Bluetooth 5, USB C
  • Akkulaufzeit: 2-3 Stunden

 

Fazit

Vor einigen Jahren waren MR-Brillen noch ein Nischenprodukt, dessen Technologie für eine unternehmerische Anwendung nicht ausreichte. Heute sieht das vollkommen anders aus. Die Brillen sind so weit ausgereift, dass sie vor allem in der Produktion und Instandhaltung einen echten Mehrwert liefern und sich so immer weiter etablieren. Die Brillen sind also dabei, den Mainstream zu erobern.

Titelbild: ©  Дмитрий Киричай, adobe.stock.com

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