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Veröffentlicht von:Hannelore Berger Geändert vor über 5 Jahren
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Enhanced Scripts Konzeptionierung einer App auf Basis eines Augmented Reality Frameworks
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Ablauf Grundlagen Anforderungen Augmented Reality Framework
Anforderungsanalyse Strukturierung der Anwendung ARCore & ARKit Umsetzung
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Das AVMZ produziert Medien erstellt Lernanwendungen
Fotos, Illustrationen, Animationen, Videos, Quizze 360°-Videos & -Bilder erstellt Lernanwendungen Bereitstellung für Medizinstudierende, Mitarbeiter und Schüler der Uniklinik Aachen
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Problematik Umfrage: 80% der Medizinstudierenden lernen bevorzugt aus Papierskripten Papierskripte: keine Medien, wie Videos, Animationen, detaillierte Bilder Beispiel Operationstechniken: Lassen sich besser in Videos oder vielen einzelnen detaillierten Fotos zeigen
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Ziel Anwendung für Studierende soll digitale Medien mit Papierskripten auf möglichst einfache Art verbinden Dazu: Einbau von „Markern“ in Papierskripte Erstellen einer Anwendung mit welcher die Studierenden Marker einscannen können Darstellung von digitalen Inhalten als Augmented Reality
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Augmented Reality Definition von 1997 Zur Umsetzung:
Vereinigung von Realität und Virtualität Registrierung in 3D Interaktivität und Echtzeit Zur Umsetzung: Hardware zur Aufnahme der realen Umwelt Software zur Darstellung der virtuellen Objekte
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Anforderungen: Funktionen
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Anforderungen: Usability
Usability = Benutzerfreundlichkeit einfache Bedienung Zuverlässige Interaktion Schnelle Reaktion auf Benutzeraktionen
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Anforderungen: Marker
Keine expliziten Marker Vorschaubild als Marker zusätzlich Icon zur Kennzeichnung
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Anforderungen: Medienarten
Fotos, Bilder, 360°-Fotos Illustrationen Videos, interaktive Videos, 360°-Videos Audioinhalte Quizze, Umfragen, Tests Texte, Internetseiten
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Anforderungen: Darstellung & Technisches
Verfügbarkeit für IOS und Android Darstellung als Augmented Reality
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Augmented Reality Framework
Übernimmt die Funktionen: Markererkennung Laden des virtuellen Objektes Augmented Reality Darstellung Beispiele: ARToolkit, Vuforia, Wikitude Stellen API für verschiedene Betriebssysteme bereit
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Augmented Reality Framework: Funktionsweise ARtoolkit
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Augmented Reality Framework: Probleme
Abhängigkeit von Entwicklung ARToolkit wurde nicht weiterentwickelt, ist mit heutigen Standards nicht kompatibel Alle Frameworks arbeiten mit expliziten Markern
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Augmented Reality Framework: Fazit
Für dieses Projekt ungeeignet: Abhängigkeit von Entwickler Explizite Marker zum Teil hohe Kosten
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Anforderungsanalyse Markerlose Erkennung: Offlineverfügbarkeit
Mit Framework nicht umsetzbar Offlineverfügbarkeit Problem bei großen Datenmengen Implementierung für IOS & Android Webbasierte Applikation Zwei native Applikationen
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Webbasierte Applikation
Wird über jeweiligen Webbrowser aufgerufen Updates in Echtzeit möglich Dauerhafte Internetverbindung erforderlich Entwicklung einer Applikation für alle Geräte / Betriebssysteme Nicht alle betriebssystemabhängigen Funktionen können benutzt werden
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Native Applikation Werden über den jeweiligen Applikations-Store bereitgestellt Betriebssystemabhängige Funktionen können benutzt werden Updates über Applikations-Store Code liegt im Speicher des Gerätes: schnell Nur mit einem Betriebssystem kompatibel
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Anforderungsanalyse: Ergebnis
Es wird kein Augmented Reality Framework verwendet Die Offlineverfügbarkeit wird zunächst außer Acht gelassen Bilder, Videos, usw. sind zu groß Es werden zwei native Applikationen (IOS & Android) erstellt Bei Augmented Reality müssen alle Funktionen (Kamera / Sensoren) voll ausgeschöpft werden, um ein gutes Ergebnis zu erzielen
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Strukturierung der Applikation
Modulare Programmierung (3 Funktionsbereiche): Bilderkennung Laden der Daten Darstellung
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Bilderkennung Funktionen: Besonderheiten:
die Bildmarker im Papierskript erkennen Bild in geeignetem Format aufnehmen Relevante Daten für Augmented Reality Darstellung speichern Position im Raum Besonderheiten: Mehrere Bildmarker auf einer Seite Qualität der Bildaufnahme
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Daten laden Funktionen: Besonderheiten:
Aufgenommenes Bild mit Datenbank- Bestand vergleichen Bei Übereinstimmung Datensatz aus Datenbank laden Besonderheiten: Bildvergleich bei ähnlichen Bildern Geschwindigkeit
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Darstellung Funktionen: Besonderheiten:
Augmented Reality Daten ermitteln Lichteinfluss, Winkel des Gerätes Augmented Reality Darstellung des Mediums Besonderheiten: Unterschiedliche Anzeige verschiedener Medien
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ARCore API zur Erstellung von Android Applikationen
Von Google 2017 veröffentlich Basierend auf drei Technologien: Motion Tracking: Verfolgt die Position des Gerätes relativ zur realen Umwelt Berechnung mithilfe von Feature Points Environment Understanding: Erkennt Größen und Positionen von horizontalen Flächen Erkennung mithilfe von Mustern in Feature Points Light Estimation: Nimmt die aktuellen Lichtverhältnisse auf Notwendig für optimale Augemnted Reality Darstellung Quelle:
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ARKIT API zur Erstellung von IOS Applikationen
Von Apple 2017 veröffentlich Basierend auf der Technologie „visual-inertial odometry“: Kombiniert Informationen der Hardware mit Berechnungen aus dem Kamerabild Markante Unterschiede im Kamerabild werden erkannt und mit Bewegungsdaten des Gerätes verglichen Dadurch wird Position des Gerätes mit hoher Präzession aufgenommen
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Umsetzung: Bilderkennung
Android-Anwendung mit ARCore API IOS-Anwendung mit ARKit API Referenzobjekt (hier: Bildmarker) wird hinterlegt Kamerabild wird auf dieses Referenzobjekt hin untersucht Bei Übereinstimmung: Aufnahme des Bildes und Weitergabe an nächstes Modul (Daten laden)
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Umsetzung: Bildvergleich und Laden der Daten
Erstellung einer Webanwendung Verwendung sowohl für IOS-, als auch für Androidanwendung Webanwendung nimmt Bild von Applikation entgegen und führt Vergleich mit Datenbankbestand durch Verwendung von JavaScript Bibliothek Pixelmatch
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Umsetzung: Augmented Reality Darstellung
Abruf der relevanten Daten, welche bei Markererkennung gespeichert wurden Position im Raum Ständige Aufnahme von Umgebung Lichteinfluss, Position im Raum, Blickwinkel Umsetzung mit ARKit bzw ARCore
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