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Autor: Christopher Gabbert | 10.06.2016 - 08:05 | 0

Google-Projekt Tango: So wird die Augmented Reality auf dem Smartphone spannend

Mit Projekt Tango möchte Google unsere Sicht auf die Welt verändern, das erste kommerziell verfügbare Smartphone mit der Technologie hat Lenovo jetzt angekündigt. Wir erklären, wie die Tango-Technik funktioniert und wofür sie eingesetzt werden kann.

Google-Projekt Tango: So wird die Augmented Reality auf dem Smartphone spannend

So scannt ein Smartphone mit Project Tango den Raum | (c) Google

Mit der im Projekt Tango entwickelten Technologie bringt Google technischen Geräten wie dem Smartphone oder Tablet das räumliche Sehen bei. Möglich machen das zahlreiche Sensoren für Bewegungs- und Tiefenerkennung sowie Kameras und Infrarot-Lichtsignale, mit denen die Umgebung abgescannt wird. Dabei liefert Google die Software, die für die Erkennung und Verarbeitung der Informationen zuständig ist, die von den Kameras und Sensoren des Smartphones oder Tablets gesammelt werden. Die Geräte mit Tango-Technologie baut Google nicht selbst, sondern werden von Hardware-Partnern des Android-Betreibers gefertigt. Das erste angekündigte kommerzielle Smartphone mit Google Tango ist das Lenovo Phab2 Pro, das im September für 499 Euro herauskommen soll.

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So funktioniert Google Tango auf dem Smartphone

Die Kernelemente von Google Tango sind die Bewegungsverfolgung, die Tiefenwahrnehmung und die Lernfähigkeit bei der Erfassung der Umgebung. Dafür sind in den Tango-Geräten wie dem Lenovo Phab2 Pro Kameras mit Tiefen- und Bewegungssensor sowie ein Infrarotlicht-Sensor verbaut. Ein 3D-Bildsensorchip im Smartphone misst dabei für jedes Pixel der Kamera die Zeitspanne, die das abgestrahlte Licht von der Kamera zum Objekt und wieder zurück benötigt. Außerdem erfasst jedes Pixel die Helligkeitswerte des Objekts. Zusammen mit den Messdaten von Gyroskop, Beschleunigungssensor, Umgebungslichtsensor, GPS und E-Kompass errechnet die Software ein dreidimensionales Bild des abgetasteten Raums. Die Sensoren führen dafür mehr als 250.000 Messungen pro Sekunde durch.

Project Tango Erklärt | (c) Google

Die Kernelemente von Projekt Tango: Bewegungsverfolgung, Tiefenwahrnehmung und die Lernfähigkeit bei der Erfassung der Umgebung | (c) Google

Was mit den Daten und dem daraus entstandenen dreidimensionalen Bild des abgetasteten Raums passiert, ist eine Frage des Anwendungszwecks. Es gibt eine Vielzahl an denkbaren Szenarien. Der Grundgedanke von Projekt Tango ist es, die Technik zu nutzen, um die Indoor-Navigation in öffentlichen Gebäuden wie Museen, Hotels oder Bahnhöfen zu verbessern. Möglich wird das dadurch, dass die Software einmal gescannte Orte beim erneuten Durchlaufen wiedererkennt. Wurde beispielsweise der Louvre bereits zuvor einmal vollständig eingescannt, soll das Smartphone später nach Aktivierung der Sensoren nur wenige Sekunden brauchen, bis es anhand der Daten den Standort im Pariser Museum bestimmen kann.

Project Tango Erklärt | (c) Google

Ein eingescanntes Treppenhaus für die Indoor-Navigation | (c) Google

Lenovo Tech World 2016 | (c) Lenovo / AM

Dinosaurier in der Augmented Reality | (c) Lenovo / AM

 

Denkbar ist eine Integration in Google Maps, so dass beim Aufrufen der App, wenn man zum Beispiel gerade in einem Museum steht, ein Teil des Raums gescannt und das Ergebnis dann mit den vorhanden Daten abgeglichen wird. Dann zeigt die Anwendung die Position im Raum in einem 3D-Modell auf dem Smartphone-Bildschirm an.

Darum könnte Projekt Tango die Augmented Reality revolutionieren

Weitaus größer ist das Einsatzgebiet der Tango-Technologie im Bereich der Augmented Reality (AR). Der Begriff bezeichnet "erweiterte Realität" auf computergestützter Basis, so dass es zu einer Vermischung von virtueller und realer Welt kommt. So lässt sich zum Beispiel mit dem Kamerasucher des Smartphones ein Raum erfassen und darin ein Dinosaurier "projizieren" - nur auf dem Display des Geräts natürlich.

Project Tango: Tablet mit 3D-Erkennung | (c) Google

Project Tango: Tablet mit 3D-Erkennung | (c) Google

Das Problem: Eine normale Smartphone-Kamera, wie sie Sony für die AR-Features nutzt, ist nicht in der Lage die Tiefe des Raumes oder gar Bewegungen ausreichend gut zu erfassen, damit ein befriedigendes AR-Erlebnis zustande kommt. Das liegt daran, dass dabei nur eine Dreiecksmessung, also das Abtasten von drei Bezugspunkten im Raum genutzt wird, womit die Positionsbestimmung ungenau ist und ein Mindestabstand zu anderen Objekten im Raum gewährleistet sein muss. Objekte neigen dadurch dazu "herumzuspringen", weil die Position im Raum und die Tiefe des Raums nicht ausreichend gut bestimmt werden kann. Ein Grund dafür, dass die Augmented Reality derzeit im Schatten der ausgereifteren Virtual Reality (VR) steht.

"Tango ermöglicht unseren Geräten, sowohl physische Bewegung als auch den gesamten Raum zu erfassen. Das führt dazu, dass die Technologie die Art und Weise verändert, wie wir mit unserer Umgebung interagieren. Wir glauben, dass Geräte mit Positionsbestimmung bald überall zu finden sein werden und freuen uns, dass das Phab2 Pro diese neuen Möglichkeiten vorstellen wird. Damit wird das Smartphone noch nützlicher", meint Johnny Lee, Engineering Director bei Google.

Genau hier setzt das Projekt Tango an: Der Vorteil eines Smartphones mit Google Tango besteht darin, dass die Sensoren im Gerät in der Lage sind, eine dreidimensionale Abbildung der Umgebung in Echtzeit zu erstellen und mittels Motion-Tracking auch Positionsveränderungen im Raum reagieren zu können. Zudem ist die Tiefenwahrnehmung durch die Messung der Entfernung zu Objekten im Raum deutlich verbessert. So lassen sich sonst auftretende Nebeneffekte wie das Umherspringen von in den Raum gesetzten AR-Objekten vermeiden und sich diese auch aus der Nähe genau anschauen.

Augmented Reality: Nicht nur für Spiele gedacht

"Die Fähigkeit von Geräten, zukünftig dreidimensional zu sehen, wird zu einer Vielzahl neuer Anwendungen für Endverbraucher führen", sagte Jochen Hanebeck, Präsident der Division Automotive bei Infineon. In der Tat sind die potenziellen Einsatzgebiete für Projekt Tango abseits der Innenraum-Navigation riesig. So lässt sich die Technologie zum Beispiel im Klassenzimmer anwenden, wo Schüler mit Hilfe einer AR-App maßstabsgetreue Dinosaurier durch ihr Klassenzimmer spazieren lassen. Diese könnten dann durch herumgehend erkundet und das Lernerlebnis mit Unterstützung von Dateneinblendungen erweitert werden. Eine andere Einsatzmöglichkeit ist die Umgestaltung oder Einrichtung des eigenen Haushaltes: Möbel im Wohnzimmer platzieren oder eine neue Einbauküche visualisieren, um sich ein Bild von der gewünschten Küchenzeile zu machen oder direkt bei einem Anbieter zu bestellen. Da muss der Inneneinrichter nicht nach Hause bestellt werden.

Natürlich eignet sich die Tango-Technologie von Google auch zur Unterhaltung, etwa um ein digitales Haustier im eigenen Kinderzimmer aufzuziehen oder nach dem Einscannen der eigenen vier Wände einen Schwarm digitaler Aliens durch die Wohnung zu jagen. Etwas ruhiger kann man es mit einer Partie virtuellem Domino auf dem Küchentisch angehen lassen. Die Tiefenwahrnehmung und das Motion-Tracking, wie Tango-Geräte sie heute nutzen, lassen sich in Zukunft wohl auch zur Fahrerüberwachung oder zur Gestenerkennung anwenden. Es bleibt also spannend, wie es mit Projekt Tango und Augmented Reality weitergeht.

Mehr zum Thema: Android-Smartphone, Smartphone, Project Tango, Augmented Reality (AR)

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