Welche Datenbrillen Modelle gibt es?

Aktuell spricht man von verschiedenen Datenbrillenvarianten und nennt Schlagwörter wie Virtual Reality oder VR-Brillen, Assisted Reality oder Augmented Reality und AR-Brillen sowie Mixed Reality und die zugehörigen MR-Datenbrillen. Alle dieser genannten Schlagwörter basieren jedoch auf den grundlegenden Datenbrillen Architekturen, welche folgend vorgestellt und diskutiert werden.

Direktsicht Datenbrillen

Wird die Definition von Augmeted Reality nach der ersten grundlegenden Veröffentlichung von Ronald T. Azuma 1997 [A Survey of Augmented Reality] exakt interpretiert, dann geben Direktsicht Datenbrillen ausschließlich virtuelle Informationen wieder. Das Auge blickt direkt auf das durch eine Optik vergrößerte Bild. Ein optionaler zusätzlicher Kopfverfolger ermöglicht die blickrichtungsabhängige Einblendung von Informationen, z.B. die Kompassfunktion. Es gibt viele Datenbrillen, welche eine nicht transparente Optik haben. Diese gehören eigentlich auch zu Direktsicht Datenbrillen, auch wenn diese falsch als AR-Datenbrillen beworben werden. Konkret handelt es sich dabei um „Look-Around“ Datenbrillen, da das Auge die Umgebung um die Optik herum wahrnehmen kann.

Video-Durchsicht-Datenbrillen

Video-Durchsicht-Datenbrillen sind als eine Erweiterung der Direktsicht Datenbrillen zu betrachten. Mit einer zusätzlichen Blickrichtungskamera wird die reale Welt aufgenommen und durch einen Videomixer zusammen mit virtuellen Informationen wiedergegeben. Es entsteht eine Verschmelzung zwischen virtueller und realer Welt. Bildverarbeitungsalgorithmen können reale Objekte identifizieren, modifizieren und in die virtuelle Welt integrieren, z. B. die Erkennung eines Maschinenteils und die zusätzliche Einblendung von Wartungsinformationen. Da das menschliche Auge nur die vom Display projizierten Informationen betrachtet, befinden sich alle Objekte in der gleichen Fokussierungsebene. In vielen Systemen besteht montagebedingt eine Differenz zwischen der Kameraausrichtung und der Augenblickrichtung. Diese Abweichung verursacht einen Parallaxe Fehler, welcher durch die Bildverarbeitungseinheit nicht ausgeglichen werden kann. Weiterhin ist eine Wiedergabe der realen Welt nur in verminderter Auflösung möglich, da das menschliche Auge für das Helligkeitsempfinden ca. 120 Mio. Stäbchen und für das Farbempfinden ca. 6,5 Mio. Zapfen besitzt. Monochrome stationäre Industriekameras besitzen derzeit eine Auflösung von bis zu 16 Mio. Pixel; dem gegenüber stehen die 120 Mio. Stäbchen des menschlichen Auges. Dieser Vergleich zeigt, dass das Auflösungsvermögen des menschlichen Auges nicht mit derzeitigen Blickrichtungskameras und Bildwiedergabeeinheiten erreicht werden kann. In Abhängigkeit der Verarbeitungsgeschwindigkeit des Erfassungs- und Bildverarbeitungssystems können zeitliche Verschiebungen zwischen der realen und virtuell wiedergegebenen Blickrichtung auftreten.

Durchsicht-Datenbrille

Eine optische Durchsicht-Datenbrille erlaubt die direkte Betrachtung der realen Welt. Eine Optik spiegelt das virtuelle Bild zusätzlich ein. Die reale Welt kann somit in voller Auflösung und ohne zeitliche Verzögerung wahrgenommen werden. Zu betrachtende Objekte befinden sich in ihrer realen Fokussierungsebene. Die getrennte Betrachtung, reale Welt direkt, virtuelle Welt vom Display, stellt hohe Anforderungen an das Erfassungs- und Bildverarbeitungssystem. Im Gegensatz zur Video-Durchsicht-Datenbrille, erhält das Bildverarbeitungssystem keine Information zur Lage der realen Objekte und der Blickrichtung des Nutzers. Virtuelle Objekte müssen korrekt positioniert werden, um Sie mit realen Objekten verschmelzen zu lassen. Eine zusätzliche Herausforderung ist die kontrastreiche Darstellung des virtuellen Bildes bei wechselnden Umgebungsbeleuchtungsverhältnissen.

 

 

 

 

Aufbau einer Direktsicht Datenbrille

Direktsicht Datenbrille

Aufbau einer Video Datenbrille

Video Datenbrille

Aufbau einer Durchsicht Datenbrille

Durchsicht Datenbrille