Das Handy mit dem Röntgenblick

21. Juli 2009, 18:32
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Mit den Möglichkeiten der erweiterten Realität im Taschenformat befasst sich das Christian-Doppler-Labor für Handheld Augmented Reality

In dem Forschungsinstitut sollen Anwendungen für den Alltag entwickelt werden - etwa ein Handy, das Stromleitungen im Boden sichtbar macht.

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Angenommen, ein Wanderer steht in China vor einem Wegweiser: Er kann die Schriftzeichen nicht lesen, nimmt das Handy aus der Tasche und richtet die Kamera auf das Schild. Am Bildschirm erscheinen nicht nur der Wegweiser und die Landschaft dahinter. Über der Schrift wird zudem ein Textfeld eingeblendet, das den Weg in einer für den Wanderer verständlichen Sprache erklärt. "Das ist noch Science-Fiction", sagt Informatiker Dieter Schmalstieg vom Institute for Computer Graphics and Vision an der TU Graz. Er arbeitet aber daran, dass diese Fiktion Wirklichkeit wird. Schmalstieg leitet das Christian-Doppler-Labor für Handheld Augmented Reality und untersucht, wie Informationen aus Computern und Datenbanken auf Handy-Bildschirmen sichtbar und in die reale Welt integriert werden. Augmented Reality (AR) heißt die Technik dazu - erweiterte Realität. Wer unterwegs ist, könnte sich den Weg zu einem Arzt oder Lokal direkt anzeigen lassen. Man hält das Handy in Augenhöhe, am Display erscheinen die Straßen und darin eingezeichnet eine Linie, der man nachgeht.

Eines der Hauptgebiete der Forschung ist derzeit das Tracking. Das Handy muss feststellen, wo man sich befindet und in welche Richtung man sich bewegt. Oft brauchen die Geräte heute optische Marker aus zweidimensionalen Barcodes, um sich im Raum zu orientieren. Durch neue Bildverarbeitung können Handys aber auch Strukturen der Umgebung nutzen. Verbessert werden soll auch die grafische Präsentation der Information. Schmalstieg leitet ein Projekt, das Bauarbeitern helfen soll: ein virtueller Schnitt wird durch den Boden in die Landschaft projiziert - ein Röntgenblick, mit dem Stromleitungen sichtbar werden, bevor man den Boden aufgräbt. Es geht darum, das Bild verständlich zu machen. Daher befasst man sich nicht nur mit technischen Fragestellungen, sondern auch mit Wahrnehmungspsychologie.

Anwenden ließe sich die Technik auch für soziale Netzwerke. Wer seinen Mitmenschen mitteilen möchte, was man gerade tut oder wo man unterwegs ist, der könnte etwa virtuelle rote Fußstapfen hinterlassen, die andere dann auf ihren Geräten sehen. Ebenso könnte man Hinweise an Gebäuden und Lokalen anbringen, die für andere angezeigt werden, wenn sie ihr Handy auf das Gebäude richten. Damit würde die in Computern gespeicherte Information an den Ort des Geschehens gebracht.

Anleitungen über die Brille

Schmalstieg entwickelt Software für Handheld Augmented Reality, also deren Anwendung auf Handys oder digitalen Assistenten (PDAs). Die Technik lässt sich aber auch in anderen Bereichen einsetzen: So könnte die Information eines GPS-Gerätes statt auf dessen Bildschirm direkt auf der Windschutzscheibe eines Autos erscheinen; zum Beispiel in Form eines Fahrzeugs, hinter dem man herfährt. In Kampfflugzeugen sehen Piloten schon heute Informationen auf einem durchsichtigen Schirm beim Blick nach vorn.

Im deutschen Forschungsprojekt "Avilus" suchen Universitäten gemeinsam mit Firmen wie Airbus, EADS oder VW nach weiteren industriellen Anwendungen. BMW zeigt in einem Youtube-Video ein weiteres Beispiel: Ein Fahrzeugmechaniker setzt eine halbtransparente Brille auf. Durch diese sieht er den Motor. Ins Bild eingeblendet werden die Anleitungen für Arbeitsschritte. Jedes zu bewegende Teil des Motors und jede zu lösende Schraube wird farbig markiert. Dazu sagt eine Stimme, was zu tun ist. Für eine breitere Anwendung eignen sich die am Kopf getragenen Anzeigen aber noch nicht.

Tendenziell gehe die Entwicklung aber ohnehin weg von den sogenannten Head-Mounted-Displays hin zu den Handys, sagt Gudrun Klinker vom Lehrstuhl für Informatikanwendungen in der Medizin und Augmented Reality von der TU München. Für sie ist AR eine neue Art, wie Menschen mit Computern interagieren. Informationen bekämen dadurch einen dreidimensionalen Charakter. "AR bringt die Computerinformation in die Welt, statt die Welt auf den Computer", sagt Schmalstieg.

Seit rund 15 Jahren wird die Technik auch in der Chirurgie eingesetzt. Informationen einer Computertomografie des Patienten etwa können ein virtuelles Bild liefern. Bei der Operation wird das Werkzeug des Chirurgen dazu eingeblendet. Der Arzt verfolgt den Vorgang am Bildschirm oder durch eine Brille. Das Bild zeigt ihm sensible Nervenstränge und weist den Weg. "Die Technik, die wir verwenden, wurde zunächst für Computerspiele oder Flugsimulatoren entwickelt", sagt Kurt Schicho von der Universitätsklinik für Mund- Kiefer- und Gesichtschirurgie der Medizin-Uni Wien.

Für den alltäglichen Einsatz von Augmented Reality böten Handys derzeit alles, was man braucht, um den Massenmarkt zu erreichen, meint Schmalstieg. Er glaubt, dass Augmented Reality für Handys in fünf Jahren standardmäßig verfügbar sein könnte. In einer Testversion hat er schon ein Computerspiel entwickelt: Man hält die Kamera des Handys auf die Bahn einer Modelleisenbahn; der Zug fährt jedoch nur am Bildschirm über die Schienen. (Mark Hammer/DER STANDARD, Printausgabe, 22.07.2009)

  • Mit Mobiltelefonen wollen Grazer Forscher den Durchblick gewinnen und zeigen, was unter anderem hinter Fassaden verborgen ist.
    illustration: der standard/michaela köck

    Mit Mobiltelefonen wollen Grazer Forscher den Durchblick gewinnen und zeigen, was unter anderem hinter Fassaden verborgen ist.

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