Der Übergang von zweidimensionalen flachen Darstellungen zu Modellen in der dritten Dimension fordert eine hohe Rechenleistung. Beim Computer Aided Design – also der Konstruktion und Planung mithilfe des Computers – ist dieser Übergang schon lange vollzogen. Kaum eine Maschine und kein Gebäude werden heute noch mit zweidimensionalen Zeichnungen geplant. Die Anforderungen an die Rechenleistung steigen noch weiter an, wenn Augmented-Reality-Anwendungen (AR) die Kombination von bewegten virtuellen Objekten und der realen Umgebung in Echtzeit darstellen sollen. Aktuelle Smartphone-Modelle haben heute zwar Prozessoren, die den leistungsfähigsten PCs von vor zehn Jahren weit überlegen sind. Trotzdem ist eine ausgeklügelte Strategie notwendig, um AR-Anwendungen auf dem Smartphone lauffähig zu machen und dabei noch für eine flüssige Darstellung zu sorgen.
Leistungsfähige Middleware
Smartphones mit Android als Betriebssystem, auf denen AR-Anwendungen laufen, basieren in der Regel auf der Plattform Tango, die Google zusammen mit verschiedenen Partnern entwickelt hat. Neben zahlreichen anderen Sensoren ist eines der Herzstücke der Plattform die 3D-Kamera von pmdtechnologies, die auf dem Time-of-Flight-Verfahren basiert. Die Sensoren – insbesondere die 3D-Kamera – erzeugen eine sehr große Datenmenge. Eine dreidimensionale Punktewolke repräsentiert dabei die Umgebung des Geräts. Um die großen Datenmengen beherrschbar zu machen und für die Entwicklung von Apps aufzubereiten, ist eine leistungsfähige Middleware notwendig. Solche Middleware-Lösungen für die Plattform Tango liefert etwa das Unternehmen Scandy mit Sitz in New Orleans, USA. Die Middleware verwendet die Original-Rohdaten, die von den Sensoren geliefert werden und wandelt diese in brauchbare Datenmodelle um, die dann zur weiteren Verwendung zur Verfügung stehen.
Gestensteuerung und Gesichtserkennung
Scandy befeuert die App-Entwicklung, da der Zugriff auf die 3D-Daten sehr stark vereinfacht wird. Die Entwickler selbst müssen keine Experten in 3D-Bildverarbeitung sein, da die Middleware bereits fertige Objekte – etwa ein dreidimensionales Gitternetzmodell – generiert. Verwendet werden zwei Standardmethoden: SLAM (Simultanious Localization and Mapping) und das von pmdtechnologies entwickelte Royale. Mit den Lösungen von Scandy können App-Entwickler sehr einfach ihre AR-Apps entwickeln. Ein typischer Anwendungsfall ist die Erkennung einer Hand. Das 3D-Modell der Hand wird dabei sehr stark abstrahiert, so dass sich ihre Bewegungen schnell und sicher auswerten lassen. Damit kann dann ohne Probleme eine Bedienung durch dreidimensionale Gestensteuerung realisiert werden. Auch eine Gesichtserkennung – etwa zur Authentifizierung – ist so möglich, ohne dass detaillierte Kenntnisse der 3D-Bildverarbeitung nötig wären. Auch industrielle Anwendungen im Bereich der Robotik sind mit der neuen Technologie denkbar. Eine leistungsfähige Middleware als Grundlage der Entwicklung ist hierfür ebenfalls notwendig.
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