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E-Book

Augmented Reality

Einblicke in die Erweiterte Realität

Autor	Marcus Tönnis
Verlag	Springer-Verlag
Erscheinungsjahr	2010
Seitenanzahl	193 Seiten
ISBN	9783642141799
Format	PDF
Kopierschutz	DRM
Geräte	PC/MAC/eReader/Tablet
Preis	19,99 EUR

Der Autor befasst sich mit der Überlagerung der realen Welt durch computergenerierte virtuelle Objekte. Die drei grundlegenden Bausteine dieser erweiterten Realität, Darstellung, Tracking und Benutzerinteraktion, werden Schritt für Schritt eingeführt und miteinander in Zusammenhang gebracht. Ein Überblick über Anwendungen in Forschung und Industrie liefert Anregungen für die Entwicklung eigener Systeme. Leser können den Stoff anhand zahlreicher Übungen vertiefen.

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Blick ins Buch

Inhaltsverzeichnis

Vorwort	6
Inhaltsverzeichnis	8
1 Einführung in die Augmented Reality	12
1.1 Paradigmen der Augmented Reality	12
1.2 Geschichte	14
1.3 Komponenten von AR-Systemen	15
1.4 Empfohlene Voraussetzungen	17
2 Darstellung virtueller Objekte	18
2.1 3-D-Rendering	19
2.1.1 Virtuelle Kamera	19
2.1.2 Räumliche Transformationen	24
2.1.3 Hierarchien und Szenengraphen	30
2.2 Displays	32
2.2.1 Head-Mounted Displays	34
2.2.2 Raum- und umgebungsfixierte Displays	36
2.2.3 Bewegliche Displays	39
2.2.4 Handheld Displays	39
2.3 Übung - Video-See-Through auf normalen TFT-Displays	42
2.4 Andere Arten der Darstellung	47
3 Tracking	53
3.1 Technologien und Prinzipien	54
3.1.1 Optisches Tracking	54
3.1.2 Inertialtracking	62
3.1.3 Magnetisches Tracking	63
3.1.4 Laufzeitbasiertes Tracking	64
3.1.5 Mechanisches Tracking	68
3.1.6 Prinzipien des Trackings	68
3.2 Kalibrierung und Registrierung	70
3.2.1 Korrektur der Linsenverzerrung	70
3.2.2 Spitzenkalibrierung	73
3.2.3 Absolute Orientierung	76
3.2.4 Hand-Auge-Kalibrierung	80
3.2.5 Displaykalibrierung	81
3.2.6 Sensorfusion	90
3.3 Visuelle Störeffekte und andere Probleme	92
3.3.1 Schwimmeffekte	93
3.3.2 Verdeckung	94
3.3.3 Jitter	97
3.3.4 Fehlerfortpflanzung	99
3.4 Übung - AR Toolkit	100
4 Eingabe und Interaktion	105
4.1 Eingabe	106
4.1.1 Marker-Basierte Eingaben	106
4.1.2 Tangible User Interfaces	108
4.1.3 Motion-Capturing	110
4.1.4 Eingaben mit dem Blick	114
4.1.5 Spracheingabe	115
4.2 Interaktion	116
4.2.1 Selektion	118
4.2.2 Manipulation	121
4.2.3 Bewegung	123
4.2.4 Signaletik	125
4.2.5 Systemeinstellungen	128
4.2.6 Symbolische Eingaben	130
4.3 Übung - Kontrolle und Steuerung von Objekten mit Markern	133
5 Anwendungen und Erfahrungen	137
5.1 Industrie	137
5.2 Medizin	142
5.2.1 Überlagerung des Körpers mit klinischen Daten	143
5.2.2 Zielführung bei minimalinvasiver Chirurgie	146
5.2.3 Virtual-Mirror	147
5.3 Automotive AR	150
5.3.1 Nightvision und Großdistanz HUDs	151
5.3.2 Kontaktanaloge Navigationssysteme	154
5.3.3 Anzeige eines Bremsbalkens	155
5.4 Forschung und Entwicklung	158
5.4.1 Darstellung des Sichtfeldes	158
5.4.2 Visualisierung von Sensordaten	159
5.4.3 Multimodale AR	162
5.5 Edutainment	163
5.5.1 Museumsführer	164
5.5.2 Interaktive Pflanzenklassifikation	166
5.6 Spiele	168
5.6.1 AR-Quake	168
5.6.2 Eye of Judgement	169
6 Ausblicke	171
6.1 Ubiquitous Augmented Reality	172
6.2 Zukunftstrends	175
7 Fazit	182
Lösungen	184
Literaturverzeichnis	189
Sachverzeichnis	198

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