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Was sind eigentlich Head-Mounted Displays?

Head-Mounted Displays (kurz: HDMs) – sie werden immer häufiger eingesetzt. Egal ob für Schulungs- oder Marketingzwecke, fürs Gaming oder für andere Anwendungsgebiete. Sie sind in vielen verschiedenen Bereichen einsetzbar und verschaffen dem Benutzer besondere Vorteile. Aber was genau sind eigentlich HMDs und wie sind diese zu unterscheiden?

Head-Mounted Displays beschreiben visuelle Ausgabegeräte, welche virtuelle Projektionen unmittelbar vor den Augen des Anwenders erzeugen. Video-, Virtual- und Augmented Realitiy-Brillen zählen dabei zu den geläufigsten HMDs. Sie werden direkt am Kopf getragen und können durch die körperliche Nähe das gesamte Sichtfeld des Benutzers abdecken. Durch die Übereinstimmung der Projektionen und der Kopfbewegungen kann die komplette Umgebung in einer 360°-Ansicht betrachtet werden. Dabei können künstliche Objekte die reale Welt erweitern und mit ihr interagieren oder es kann eine komplett neue virtuelle Welt erschaffen werden, welche die reale Welt vollständig ausblendet.

Welche Arten von HMDs gibt es?

Bei See-Through HMDs schaut der Benutzer durch eine Brille mit einem durchsichtigen Display. Somit ist er in der Lage, die reale Welt vollständig wahrzunehmen. Durch das Display können zusätzlich weitere Informationen in die Realität eingeblendet werden.

Look-Around-HMDs ermöglichen ebenfalls die reale Umgebung vollständig wahrzunehmen, obwohl das Display nicht durchsichtig ist. Es befindet sich nur vor einem Auge und ist so positioniert, dass nur der Rand des Blickfeldes beansprucht wird.

See-Through- und Look-Around-HMDs bieten sich besonders dann an, wenn die echte Realität mit Zusatzinformationen erweitert werden soll. Es können Beispielsweise Internetseiten oder Hologramme in das Sichtfeld projiziert werden. Die Goolge Glass® und die Microsoft HoloLense® zählen dabei zu den bekanntesten Augmented Reality-Brillen.

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Non-See-Through HMDs hingegen lassen den Anwender in eine komplett neue Realität eintauchen, da durch die Projektion auf beide Augen der Nutzer von seiner realen Welt visuell komplett isoliert wird. Die Sicht beschränkt sich also nur auf die virtuellen Informationen und 3D-Objekte und muss keinen Zusammenhang mehr zur realen Welt haben. Virtual Reality-Brillen wie die Oculus Rift/VR® oder HTC Vive® können hierzu eingesetzt werden und durch weitere Eingabegeräte, wie z. B. Controller, oder Gestenerkennung erweitert werden.

Wie können HMDs eingesetzt werden?

Marketing

Virtuelle und erweiterte Realitäten sind neue, aufmerksamkeitserregende und emotionsauslösende Möglichkeiten für einzigartiges Marketing. Durch ein mitgegebenes Cardboard (Karton-Halterung, welche aus Smartphones eine VR-Brille machen kann) zum Beispiel können Kunden kreativ neue Produkte und weitere Inhalte präsentiert werden.

In Schweden bekam McDonald’s durch eine besondere Version des Happy Meals viel Aufmerksamkeit: Die dazugehörige Schachtel ließ sich zu einer VR-Brille falten und ein Ski-Spiel konnte kostenlos heruntergeladen werden. So konnte das Unternehmen eine einzigartige und aufheiternde Erinnerung für seine Kunden schaffen.

Auch in Deutschland haben schon Unternehmen wie BMW oder Samsung ihr Marketing mit VR-Anwendungen bereichert.

Quelle: Youtube, McDonald’s Sverige: Happy Goggles – A virtual reality headset made from a Happy Meal Box.

Quelle: Youtube, EON Reality: NationalGrid

Schulungen und Simulationen

VR- und AR-Brillen leisten in virtuellen Showrooms, aber auch im Rahmen von Schulungen sowie in der Produktentwicklung wertvolle Dienste. Trainings- und Schulungsanwendungen können standortunabhängig gehalten werden und reduzieren so die damit verbundenen Kosten, da weder das Schulungspersonal noch die benötigten Materialen oder Geräte vor Ort benötigt werden. Erste Unternehmen schulen ihre Mitarbeiter bereits in der virtuellen Realität, indem beispielsweise Montage- oder Wartungsarbeiten in einer realistischen Umgebung trainiert werden. So hat der britische Übertragungsnetzbetreiber National Grid die Virtual Reality in sein Trainingsprogramm aufgenommen und setzt dabei auf eine interaktive Schulung an virtuellen 3D-Modellen von relevanten Komponenten oder ganzen Anlagen. Auch Ärzte simulieren auf diese Weise komplexe Operationsmethoden in Echtzeit und können so maßstabsgetreu üben.

Wartungsarbeiten & Logistik

Smart Glasses sind eine Bereicherung für Mitarbeiter bei anspruchsvollen Wartungsarbeiten und in der Logistik. Der Einsatz von Smart Glasses kann Mitarbeiter im technischen Außendienst bei Wartungs- oder Reparaturarbeiten erheblich unterstützen. So erhält beispielsweise der Techniker zusätzliche Informationen speziell für den jeweiligen Einsatz durch das Einblenden von Serviceanleitungen direkt in seinem Sichtfeld. Dabei stehen ihm für die Umsetzung der notwendigen Arbeiten weiterhin beide Hände zur Verfügung. Auch erlauben Smart Glasses das Hinzuziehen von Experten, die über die integrierte Kamera gleichfalls das Sichtfeld des Mitarbeiters vor Ort im Blick haben und auf diese Weise gezielt Arbeitshinweise geben können.

Quelle: Youtube, VirtualAndAugmented: Augmented Reality operations in ISS-Columbus mock-up with HoloLens

Die Anwendungsmöglichkeiten im Wartungs- und Reparaturbereich zeigt auch die Verwendung der Microsoft HoloLens auf der Internationalen Raumstation ISS. Im sogenannten Remote-Expert-Modus können dort Ingenieure am Boden über Bildübertragung quasi mit den Augen der Astronauten sehen und diese bei Wartungsarbeiten und Experimenten effizient unterstützen. Im Procedure-Modus können Informationen als holografische Illustrationen unmittelbar in das Sichtfeld des Astronauten projiziert werden.

Prozesse im Anwendungsbereich Logistik und Navigation lassen sich ebenfalls durch den Einsatz von Smart Glasses deutlich optimieren. Das Auslesen von Barcodes direkt über die Kameras der intelligenten Brillen hilft Lagerarbeitern, die richtigen Teile schnell und zuverlässig zu identifizieren und zu kommissionieren. Auch die Lokalisierung und Navigation von Wach- und Sicherheitspersonal über Smart Glasses kann Arbeitsabläufe beachtlich verbessern.

Quelle: Youtube, euronews Knowledge: How Is Wearable Technology Helping To Build More Aircrafts? – Do You Know?

Produktion

Ungelernte Arbeitskräfte schnell für die Produktion fit machen oder direkt einsetzen können? Dies ermöglichen monokulare HMDs: Produktionsabläufe können durch das Einblenden von Zusatzinformationen verbessert und unmittelbar zugänglich gemacht werden. So können auch ungelernte Arbeitskräfte für spezialisierte Tätigkeiten sinnvoll eingesetzt werden. Erste Erfahrungen zeigen, dass bei richtiger Umsetzung Fehlerraten reduziert und die Produktionsgeschwindigkeiten beschleunigt werden können. Das Unternehmen Airbus hat bereits Smart Glasses eingesetzt, welche die Monteure beim punktgenauen Einbau von Kabineneinrichtungen im A330 unterstützen. Die Zeit für den Einbau wurde so auf ein Sechstel reduziert.

Planung und Entwicklung

Egal ob für die Planung und Visualisierung von komplizierten Architekturen oder Produktionswegen – kaum eignen sich der Einsatz von HMDs mehr als hier. Virtuelle Anlagen- und Produktionsplanungen präzisieren die Planung und reduzieren somit Fehler. Auch Investitionsentscheidungen können durch realistische Simulationen erleichtert und beschleunigt werden. 3D-Hologramme von Gebäuden fördern die Kommunikation zwischen den Planern und ermöglichen eine Ansicht in der realen Umgebung. Innenarchitekten können mithilfe von Augmented Reality die Position von Möbeln bereits im Raum ausprobieren und den Kunden präsentieren, ohne diese tatsächlich schon vor Ort haben zu müssen.

Quelle: Youtube, D3form Studio: Augmented Reality for Architecture

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