Manipulation virtueller Objekte auf Smartphones in AR-Umgebungen am Beispiel von Museumsausstellungen

Art der Abschlussarbeit

Bachelorarbeit

Thema

Die im Rahmen des DFG-Forschungsprojektes Ambient Learning Spaces (ALS)  entwickelte Smartphone-Anwendung InfoGrid erweitert Lernumgebungen mittels Augmented Reality-Technologie, so dass der Lernprozess des Nutzers bestmöglich unterstützt wird. InfoGrid wird vor allem im schulischen sowie im Museumskontext verwendet.

Erfasst ein Nutzer von InfoGrid beispielsweise die Ruine eines historischen Gebäudes mit seiner Smartphone-Kamera, so kann die Ruine auf dem Display des Nutzers mit einem virtuellen Objekt des intakten Gebäudes überlagert werden. Hierzu ist es notwendig, dass das Objekt präzise in der real-physischen Szene platziert ist. Aktuell ist so eine Platzierung im Rahmen von InfoGrid nur ineffizient und nicht zufriedenstellend möglich. Dies soll durch die Arbeit gelöst werden.

Bearbeitet von

Lennart Bundt

Aufgabenstellung

Die Anreicherung der physischen Welt um virtuelle Inhalte wird Augmented Reality genannt. Im Rahmen des Forschungsprojektes Ambient Learning Spaces wird die Smartphone-Anwendung InfoGrid entwickelt, die Lernumgebungen mittels AR-Technologie erweitert. InfoGrid wird ins-besondere im schulischen sowie im Museumskontext verwendet.

Eine Form der virtuellen Anreicherung durch InfoGrid sieht vor, dass der Nutzer einen vordefinierten Marker mit seiner Smartphone-Kamera erfasst und die App diesen Marker durch maschinelles Sehen erkennt. Durch diesen Vorgang kann ein zuvor definiertes virtuelles 3D-Objekt in der Szene platziert und auf dem Smartphone dargestellt werden, wobei es das Kamerabild überlagert wird. In vielen Anwendungskontexten ist es erforderlich, dass diese Überlagerung den Eindruck vermittelt, dass das 3D-Objekt in Bezug zu der physischen Welt ausgerichtet ist. Dafür ist es nötig, dass Translation, Rotation und Skalierung des Objektes angepasst werden können, um dieses in einen räumlichen Bezug zu seiner Umgebung zu setzen.

Für InfoGrid ist eine solche Anpassung bisher nur mithilfe des ALS-Portals, eines webbasierten Administrationstools zur Verwaltung der verschiedenen ALS-Anwendungen, möglich. Die Aus-richtung über das ALS-Portal ist zeitaufwändig und umständlich, da der Nutzer seine Änderungen nicht direkt einsehen kann und ihm eine falsche Positionierung erst auffällt, wenn er das Objekt über InfoGrid auf dem Smartphone betrachtet. Entsprechend ist meist eine Wiederholung dieses Vorgangs erforderlich.

Davon ausgehend befasst sich diese Bachelorarbeit mit der Konzeption und Entwicklung eines geeigneten Ansatzes zur Manipulation virtueller Objekte in AR-Umgebungen für das Smartphone. Die Manipulation soll in einer Administratorenansicht stattfinden, die in InfoGrid integriert wird. Es wird von einer Nutzung InfoGrids in einem musealen Kontext ausgegangen.

Starttermin

Mai 2018

Abgeschlossen

Nov 2018