Erweiterte Realität, jetzt realistischer
Forscher an der University of Arizona haben ein Display gebaut, bei dem virtuelle Objekte reale verdecken können und umgekehrt. Erst auf diese Weise entsteht ein überzeugender Eindruck von der gemischten Welt.
- Rachel Metz
Im echten Leben kommt es ständig vor, dass Objekte den Blick auf andere Objekte verstellen. Dadurch bekommen unsere Augen und unser Hirn wichtige Informationen darüber, wo im Raum sich Dinge befinden, und es hilft uns dabei, zu glauben, dass Sachen in unserem Blickfeld wirklich existieren. Gleichzeitig ist dies eine der größten Herausforderungen bei dem Versuch, Realismus bei Augmented Reality zu erzielen, in der reale Objekte zusammen mit virtuellen zu sehen sind.
Augmented Reality: Eine Frage der Platzierung
In den vergangenen Jahren ist Augmented Reality zwar deutlich besser geworden, unter anderem weil große Technologie-Unternehmen wie Microsoft, Apple und Google in nützliche Werkzeuge für AR-Entwickler investiert haben. Aber während die optische Darstellung Fortschritte gemacht hat, ist es mit heutiger Technik – wenn überhaupt – lediglich möglich, digitale Objekte vor andere zu stellen, nicht umgekehrt.
An diesem Punkt setzen Forscher am College of Optical Sciences der University of Arizona an. Sie haben den Prototypen fĂĽr ein AR-Display entwickelt, bei dem ein virtuelles Objekt hinter ihm befindliche reale Objekte verdecken und selbst von realen Objekten vor ihm verdeckt werden kann.
Hong Hua ist Optik-Professorin an der University of Arizona und eine der Autorinnen des Fachaufsatzes über das Display, das bislang nur für ein Auge ausgelegt ist. Sie bezeichnet es als eine Art Teleskop-System: Linsen bilden eine Ansicht der realen Welt auf einen Spatial Light Modulator (normalerweise werden solche Geräte benutzt, um zum Beispiel in Projektoren Lichtstrahlen zu kontrollieren) ab. Mit dessen Hilfe wird dann eine Maske erstellt, die Pixel für Pixel den Teil der realen Welt blockiert, vor dem sich das virtuelle Objekt befinden soll. Das modulierte Licht und das virtuelle Bild werden dann zusammen zum Auge geschickt.
Verdeckung in AR
Hua ist wohlgemerkt gleichzeitig als Beraterin für das mysteriöse AR-Startup Magic Leap tätig und wird in einigen Patent-Anmeldungen des Unternehmens als Erfinder genannt. Darunter sind auch zwei im Jahr 2017 erteilte Patente für ein Headset, bei dem Verdeckung und Durchsichtigkeit ähnlich wie bei der aktuellen Arbeit gesteuert werden können. Was genau sie bei Magic Leap macht, will Hua nicht verraten, sagt aber, es habe nichts mit dieser akademischen Forschung zu tun. Weil die so bedeutend für realistischere Augmented Reality ist, wäre es für das Unternehmen trotzdem sinnvoll, sich daran zu beteiligen (Magic Leap wollte keinen Kommentar dazu abgeben).
Eine große Herausforderung bei Verdeckung in AR ist, wie Hua sagt, der Umgang mit Licht. Konkret muss man in der Lage sein, Licht aus der realen Welt genau zu kontrollieren, um beispielsweise einen digitalen Teekessel so auf einem echten Regal zu platzieren, dass er vor oder hinter anderen Objekten zu stehen scheint. Heute verfügbare Headsets sind dazu nicht in der Lage. Um dieses Vorhaben in einem AR-Headset umzusetzen, so Hua, wird man einen Tiefensensor benötigen, wie er bei Headsets wie der Hololens von Microsoft bereits üblich ist.
Vom Helm zur Brille
Außerdem muss die Hardware noch deutlich kleiner werden als bei Huas Prototypen. Noch ist sie relativ sperrig, weil Hua und ihr Doktorand Austin Wilson sich zunächst darauf konzentriert haben, das System preisgünstig statt kompakt zu machen. Derzeit arbeiten die beiden an einem neuen Prototypen, der tragbar sein soll, erklärt Hua. Er werde aber immer noch so groß sein wie ein Helm. "Bis wir zu dem beliebten Brillen-Formfaktor kommen, wird es wohl noch etwas dauern", so die Professorin.
(sma)
