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Das Lexikon für AR, MR und VR
Hier erfährst du was sich hinter den Abkürzungen VR, AR und MR verbirgt. Außerdem erklären wir Dir hier die wichtigsten Begriffe rund um Extended Reality und dem Metaverse.
Augmented Reality (AR)
Der Begriff AR (Augmented Reality / Erweiterte Realität) beschreibt die Erweiterung der realen Umgebung mit virtuellen Inhalten. Digitale Inhalte werden in Form von Bildern, Texten oder Animationen in die reale Welt integriert. Einfache Handykameras oder eine AR-Brille reichen dafür aus. Eine Interaktion mit solchen Inhalten ist jedoch nur beschränkt möglich.
Avatar
Der Begriff Avatar beschreibt einen virtuellen und softwarebasierten ‚Stellvertreter‘ eines/r User/in im digitalen Raum. Dabei kann es sich um ein Bild in einem Online-Profil, aber auch um ein 3D-Modell in virtuellen Welten handeln.
Deep Learning (DeepL)
Der Begriff Deep Learning (DL / DeepL) beschreibt eine Methode zum Verarbeiten von Informationen durch künstliche neuronale Netze (KNN). Es ist ein Teilbereich des Machine Learnings (ML). Deep Learning eignet sich bei der Analyse von besonders großen Datensätzen. Die Funktionsweise lässt sich grob mit der Informationsverarbeitung des menschlichen Gehirns vergleichen.
Degrees of Freedom (DoF)
Der Begriff Degrees of Freedom (DoF) beschreibt die Anzahl der Möglichkeiten (Grade), mit denen sich ein starres Objekt im dreidimensionalen Raum bewegen kann. Insgesamt gibt es sechs Freiheitsgrade, die jede mögliche Bewegung eines Objekts beschreiben. Drei für Rotationsbewegungen um die x-, y- und z-Achse und drei für die Translationsbewegung, die man sich als Vorwärts-, Rückwärts-, Aufwärts-, Abwärts-, Links- oder Rechtsbewegung vorstellen kann. VR-Headsets, Controller o. Ä., haben in der Regel 3 oder 6 Freiheitsgrade. DoF sind wesentlich für virtuelle Realitäten, da es menschliche Bewegungen in Bewegungen innerhalb der VR-Umgebung umwandelt.
Digital Twin
Ein digitaler Zwilling ist eine virtuelle Repräsentation eines physischen Objekts, Prozesses, Systems oder einer Umgebung. Diese digitale Kopie enthält umfassende Informationen und ermöglicht zum Teil Echtzeitüberwachung sowie Simulation. Bei einem digitalen Zwilling kann das entsprechende Objekt bereits in der realen Welt existieren oder erst für die Zukunft geplant sein. Selbst wenn beispielsweise eine Produktionsanlage noch in der Planungsphase ist, kann sie bereits einen digitalen Zwilling haben, der die grundlegenden Eigenschaften dieser Anlage beschreibt. Digital Twins finden Anwendung in Design, Betrieb und Wartung von Produkten, um Prozesse zu optimieren, frühzeitig Probleme zu erkennen und effizientere Arbeitsabläufe zu ermöglichen. Sie spielen eine entscheidende Rolle in Industrie 4.0, IoT und anderen Bereichen für verbesserte Effizienz und Leistung.
Extended Reality (XR)
Der Begriff XR (Extended Reality / Erweiterte Realität) ist ein Sammelbegriff für Technologien, die sich mit virtuellen und realen Umgebungen und deren Mischformen beschäftigen. Er umfasst alle existierenden und zukünftigen Technologien in diesem Bereich.
Eyetracking
Der Begriff Eyetracking (Blickerfassung) beschreibt ein sensorgesteuertes Verfahren zu Ermittlung der Blickrichtung einer Person. Es ermöglicht Aussagen darüber, welche Inhalte bzw. Objekte ein/e User/in wie lange und in welcher Reihenfolge betrachtet. Eine infrarotnahe Lichtquelle generiert ein Muster auf den Augen, welches reflektiert wird. Durch Algorithmen kann so die Position des Auges bestimmt werden. Es wird zwischen stationären und mobilen Eyetracking Systemen unterschieden.
Field of View (FoV)
Der Begriff Field of View (FoV), zu Deutsch auch 'Sichtfeld' genannt, beschreibt das Ausmaß des sichtbaren Bereiches durch eine VR-Brille. Je größer das Field of View, desto immersiver kann eine VR-Anwendung erlebt werden.
Game Engine (Spiel-Engine)
Der Begriff Game Engine (Spiel-Engine) beschreibt eine digitale Entwicklungsumgebung zur Erstellung von virtuellen Inhalten. Gängige Game Engines verfügen über eine Vielzahl von Einstellungen und Konfigurationen, die die Entwicklung von zwei- & dreidimensionalen Inhalten optimieren und vereinfachen. Dazu zählen beispielsweise physikalische Eigenschaften der virtuellen Umgebung, die, sobald festgelegt, automatisch mit dem Avatar interagieren. Die bekanntesten Game Engines sind Unity und Unreal Engine.
Head Tracking (Rotational Tracking)
Der Begriff Head Tracking (Rotational Tracking) beschreibt ein Verfahren des Motion Trackings, bei dem durch Kameras und Sensoren die Position und die Bewegung des Kopfes erfasst werden. Die Daten ermöglichen eine realistische Darstellung des Blickwinkels und der Rotation des Kopfes innerhalb einer virtuellen Welt.
Immersion
Der Begriff Immersion (Eintauchen) beschreibt im Kontext einer virtuellen Realität einen Zustand des völligen ‚Eintauchens‘ des/der User/in in die virtuelle Umgebung. Dies geschieht, wenn die virtuelle Welt so real erscheint, dass die Einflüsse der realen Welt in den Hintergrund treten. Die Möglichkeit der völligen Immersion ist meist das angestrebte Ziel bei der Entwicklung von virtuellen Welten. Dies gelingt jedoch nicht immer.
Internet of Things (IoT)
Der Begriff IoT (Internet of Things / Internet der Dinge) beschreibt einen Sammelbegriff für Technologien innerhalb eines weltweiten Netzwerks, in dem virtuelle und physische Geräte über das Internet miteinander verbunden werden können. Die Geräte können somit eigene – durch Sensoren gemessene – Parameter an andere Geräte oder Personen weitergeben.
Künstliche Neuronale Netze (KNN)
Der Begriff künstliche neuronale Netze (KNN / Artificial Neural Networks) beschreibt Algorithmen, die dem menschlichen Gehirn nachempfunden sind. Genauer wird versucht, die Vernetzung von Neuronen im Gehirn künstlich nachzustellen, um dadurch unbekannte Zusammenhänge aus meist sehr großen Datensätzen (Big Data) zu errechnen.
Laser Detection and Ranging (LiDAR)
Der Begriff LiDAR (Laser Detection and Ranging) beschreibt eine Methode zur Berechnung der Entfernung und Geschwindigkeit von Objekten. Diese Methodik kommt der Funktionsweise eines Radars nahe, doch werden anstelle von Radiowellen Laserstrahlen verwendet. LiDAR Scans können zur schnellen Erstellung präziser 3D-Modelle für die virtuelle Realität und als Grundlage für die Visualisierung von Fotosätzen, Videos und virtuellen Objekten verwendet werden.
Metaverse (Metaversum)
Der Begriff Metaverse wird verwendet, um eine virtuelle Welt zu beschreiben, die von vielen Menschen gleichzeitig besucht werden kann. Es ist eine Art von erweiterter Realität, bei der die physische Welt und die virtuelle Welt miteinander verbunden sind und ineinander übergehen. Häufig ist mit dem Begriff ein virtueller Raum in VR gemeint.
Das Metaverse könnte man sich als eine Art von Cyberspace vorstellen, in dem die Nutzer nicht nur Informationen abrufen und austauschen können, sondern auch miteinander interagieren und gemeinsam Erlebnisse teilen. Es könnte zum Beispiel möglich sein, dass die Nutzer in einer virtuellen Welt zusammenkommen, um zu spielen, zu lernen, zu arbeiten oder einfach nur zu plaudern.
Einige Leute sehen das Metaverse auch als eine Art von "Paralleluniversum", in dem man Dinge tun kann, die in der realen Welt unmöglich sind, zum Beispiel mit Raketen fliegen oder sich in einen Superhelden verwandeln. Es gibt viele verschiedene Möglichkeiten, wie das Metaverse genutzt werden könnte, und es ist ein spannendes Gebiet für die Zukunft der XR-Technologie und der menschlichen Interaktion.
Motion Sickness
Der Begriff Motion Sickness (Reisekrankheit / wörtl. Bewegungskrankeit) beschreibt einen Zustand, bei dem eine Unstimmigkeit zwischen visuell wahrgenommener Bewegung und dem Gleichgewichtsorgan besteht. Dies äußerst sich meist durch Schwindelgefühle oder Übelkeit und ist vergleichbar mit anderen Reisekrankheiten. Motion Sickness kann während der Nutzung von immersiven XR Technologien auftreten.
Motion Tracking
Der Begriff Motion Tracking (Bewegungsverfolgung) beschreibt das Umwandeln von körperlichen Bewegungen in digitale Daten, die von einer Software verstanden werden können. Gutes Motion Tracking ist notwendig, um eine positive Benutzererfahrung innerhalb einer virtuellen Realität zu erreichen. Bei schlechter Umsetzung drohen Übelkeit und Unwohlsein im virtuellen Raum (Motion Sickness).
Mixed Reality (MR)
Der Begriff MR (Mixed Reality / Gemischte Realität) beschreibt die Verbindung einer realen und virtuellen Umgebung. Es ist eine Mischform zwischen AR und VR. Anders als bei AR kann der Benutzer mit den digitalen Inhalten seiner Umgebung interagieren. Interaktionen mit realen Gegenständen beeinflussen die digitale Umgebung. Hierfür wird ein MR-Headset und ein leistungsstarker Prozessor benötigt.
Photogrammetrie
Der Begriff Photogrammetrie (Bildmessung) beschreibt ein Verfahren, bei dem aus zweidimensionalen Fotos oder Videos dreidimensionale Daten extrahiert werden. Dabei wird mit Kameras aus mindestens zwei Positionen derselbe Punkt anvisiert, um dadurch die 3D-Koordinaten des Punktes zu bestimmten. Nach diesem Verfahren wird das Objekt aus allen Winkeln aufgenommen, bis ausreichend 2D Informationen gesammelt wurden, um ein digitales 3D Model des Objekts zu erstellen.
Positional Tracking
Der Begriff Positional Tracking (Positionsverfolgung) beschreibt die Fähigkeit eines Geräts, seine Position relativ zu seiner Umgebung zu bestimmen. Positional Tracking in VR ermöglicht es, Bewegungen im virtuellen Raum mit den sechs Freiheitsgraden (DoF) zu verfolgen. Der Unterschied zu Head Tracking (Rotational Tracking) besteht darin, dass beim Head Tracking nur die Bewegung des Kopfes erfasst wird, während beim Positional Tracking die genaue Position des Headsets im Raum erkannt wird.
Spatial Computing (SC)
Der Begriff Spatial Computing (SC) bezieht sich auf Technologien und Konzepte, die es Computern ermöglichen, die räumliche Umgebung wahrzunehmen, zu verstehen und mit ihr zu interagieren. Dabei werden häufig verschiedene Technologien wie Augmented Reality (AR), Virtual Reality (VR), Mixed Reality (MR), räumliche Kartierung, 3D-Modellierung und Sensoren eingesetzt, um eine erweiterte und immersive Erfahrung zu ermöglichen. SC findet Anwendung in verschiedenen Bereichen wie Spiele, Architektur, Bildung, Medizin, industrielle Fertigung und vielen anderen.
Telepräsenz
Der Begriff Telepräsenz beschreibt den Zustand, in einer räumlich entfernten Umgebung ‚anwesend‘ zu sein. Je tiefer dabei die Immersion für die jeweiligen Personen ist, desto realer fühlt sich deren Präsenz in besagter Umgebung an. Für eine bessere Immersion kann beispielsweise ein gut designter Avatar, der unsere reale Mimik wiedergibt oder gar ein Hologramm dienen.
Virtual Reality (VR)
Der Begriff VR (Virtual Reality / Virtuelle Realität) beschreibt eine komplett computergenerierte virtuelle Umgebung, in die der Benutzer vollständig eintaucht. Dies wird durch den Einsatz von VR-Brillen o. Ä. Systemen ermöglicht. Die reale Welt wird dabei komplett ausgeblendet.