Computer-illustrierte Realität

Der Begriff "Computer-illustrierte Realität" bezeichnet einen neuen Ansatz zur Kombination von computergenerierten technischen Zeichnungen mit der neuen Erfahrung, die Augmented Reality- Benutzerschnittstellen bieten. Computergenerierte Illustration befasst sich mit der automatisierten Erzeugung von digitalen Zeichnungen, die traditionellen Illustrationstechniken nachempfunden sind und sich oft in Lehrbüchern und Anleitungen finden. Bislang haben solche Techniken vorwiegend auf Einzelbilder und konventionelle graphische Anwendungen (Desktop Virtual Reality) abgezielt. Im Gegensatz dazu bietet Augmented Reality eine interaktive Darstellung, die Realwelt mit computergenerierten Informationen kombiniert. Ein Hauptziel des Projekts ist daher, computergenerierte Illustrationen für Augmented Reality nutzbar zu machen. Dies wird erreicht, indem zunächst ein digitales Modell der relevanten Objekte in der Realwelt erfasst wird, und danach Objekte und Live-Videodaten darauf hin analysiert werden, wie die virtuellen Illustrationen am besten in der realen Szene dargestellt werden können. Ziel ist es, eine Integration von Realwelt und computergenerierter Illustration zu erreichen, aber insbesondere die Wissensvermittlung durch die eingebettete Illustration zu optimieren. Wir untersuchen eine Reihe von Methoden, um dies zu erreichen. Erstens ist adaptive Visualisierung nötig, um auf die kontinuierliche Veränderung der Augmented Reality-Szenen zu reagieren. Zweitens sind illustrative Visualisierungstechniken nötig, die stilisierte Darstellung ermöglicht und Sichtbarkeitsprobleme berücksichtigt. Drittens befasst sich die narrative Darstellung mit der zeitlichen Dimension. Die Forschungsarbeit wird ergänzt durch quantitative Evaluierungen der Auswirkung der untersuchten Techniken auf reale Benutzer. Dieses Forschungsprojekt hat großes Potential für Anwendung im computerunterstützten Lernen, Training und auch in der Fernwartung.

Der Begriff Computer-illustrierte Realität bezeichnet einen neuen Ansatz zur Kombination von computergenerierten illustrativen Grafiken mit der neuen Erfahrung, die Augmented Reality-Benutzerschnittstellen bieten. Computer-generierte Illustration befasst sich mit der automatisierten Erzeugung von digitalen Zeichnungen, die traditionellen Illustrationstechniken nachempfunden sind und sich oft in Lehrbüchern und Anleitungen finden lassen. Bislang haben solche Techniken vorwiegend auf Einzelbilder und konventionelle graphische Anwendungen (Desktop Virtual Reality) abgezielt. Im Gegensatz dazu bietet Augmented Reality eine interaktive Darstellung, die die Realwelt mit computergenerierten Informationen kombiniert. Das Ziel des Projekts war daher, computergenerierte Illustrationen für Augmented Reality nutzbar zu machen und somit die Wissensvermittlung durch die eingebettete Illustration zu optimieren. Wir haben uns und dabei auf die in Lehrbüchern und Anleitungen am häufigsten auftretenden illustrativen Elemente, wie Annotationen und deren Layout, X-Ray-Visualisierungen zur Berücksichtigung von Sichtbarkeitsproblemen und der illustrativen Darstellung von Prozessen, konzentriert. Wir generieren computer-illustrierte Augmented Reality-Visualisierungen, nachdem wir zunächst ein digitales Modell der relevanten Objekte in der Realwelt erfasst haben. Im Anschluss bringen wir die erzeugten Objekte mit den Live-Videodaten in Übereinstimmung, wodurch wir in der Lage sind, die realen Objekte in den Live-Videodaten so zu modifizieren, dass sie die gewünschten Eigenschaften herkömmlicher illustrativer Grafiken aufweisen. Um darüber hinaus auf die kontinuierliche Veränderung der Augmented Reality-Szenen reagieren zu können, wurden im Projekt Methoden entwickelt, die diese Eigenschaften in jedem Frame anpassen. Dazu zählen eine adaptive Kontrastverstärkung jener Pixel, die wichtig für die visuelle Kommunikation der Form der Objekte sind, sowie eine zeitlich kohärente Positionierung von Annotationen in dynamischen Augmented Reality-Umgebungen.Um Illustrationen von Prozessen in Augmented Reality-Umgebungen darstellen zu können, haben wir ein System implementiert, mit dem wir Bewegungsinformationen aus herkömmlichen zwei-dimensionalen Illustrationen extrahieren können. Wir benutzen die gewonnenen Bewegungsinformationen, um drei-dimensionale Animationen oder drei-dimensionale dynamische Glyphen zu generieren, die wir dem Anwender unseres Systems in der realen Umgebung präsentieren. Die Ergebnisse dieses Forschungsprojekts haben großes Potential für Anwendungen im computerunterstützten Lernen, Training und in der Fernwartung.