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Von Projekt Tango bis ARCore: Googles Augmented Reality auf dem Smartphone

Christopher Gabbert 12.11.2017 - 11:00 | 0
Von Projekt Tango bis ARCore: Googles Augmented Reality auf dem Smartphone

Mit dem Smartphone in die Augmented Reality abtauchen ist keine neue Idee, nimmt aber mit Project Tango und ARCore von Google immer mehr Fahrt auf. Unsere Bestandsaufnahme zeigt, dass jedoch noch ein langer Weg vor Google liegt.

Bereits seit mehreren Jahren gibt es Augmented-Reality-Anwendungen für Android-Smartphones und -Tablets. Von Google selbst gibt es beispielsweise die App Sky Map, bei der Sterne, Sternbilder, Planeten und Galaxien im Sichtbereich der Smartphone-Kamera angezeigt werden. Aber auch Spiele, bei denen Objekte im Raum platziert oder wie bei Google Lens Informationen zu Sehenswürdigkeiten eingeblendet werden, gibt es seit Längerem.

Anders als bei dem letztgenannten neuen Feature der neuen Pixel-Smartphones nutzen diese Drittanbieter-Apps aber kein Maschinenlernen oder künstliche Intelligenz. Sie greifen in der Regel auf den Beschleunigungssensor, das Gyroskop sowie das GPS und den Kompass zu, um für die Augmented Reality die eigene Position im Raum zu bestimmen.

Natürlich ist die Methode bisheriger AR-Anwendungen mit zahlreichen Nachteilen verbunden, wenn der Standort falsch ermittelt wird, der Kompass irritiert ist oder das Smartphone kein Gyroskop besitzt. Typische Zeichen sind, dass in der erweiterten Realität positionierte Objekte herumspringen oder im Boden versinken. Zudem funktionieren einige Apps wie beispielsweise Pokemon GO nicht, wenn das Smartphone über kein Gyroskop verfügt. Genau diesen Einschränkungen nahm sich Google dann 2014 mit dem Project Tango an.

Project Tango: Augmented Reality mit speziellen Vorgaben

Tango ist ein Projekt der Advanced Technology and Projects Group von Google, das 2014 erstmals vorgestellt wurde. Es befasst sich mit der 3D-Raumerkennung und Echtzeitprojektion virtueller Inhalte über den Kamerasucher eines Android-Smartphones oder Tablets. Das Ziel des Suchmaschinengiganten: Echtzeit-Navigation in Innenräumen zu Verbessern und damit quasi Google Street View für Innenräume salonfähig zu machen, sowie ein deutlich besseres Nutzererlebnis in der Augmented Reality zu schaffen.

Voraussetzung dafür ist allerdings ein Gerät, dass über deutlich mehr und bessere Sensoren verfügt, als handelsübliche Smartphones. Um die Probleme mit üblichen AR-Anwendungen zu eliminieren, waren Bewegungsverfolgung, Tiefenwahrnehmung und Standortbestimmung durch Sensoren von Nöten. Durch Bewegungs-Tracking reagiert das Smartphone auf Positionsveränderungen, durch Tiefenwahrnehmung misst es die Entfernung von Objekten, und räumliches Lernen lässt das Gerät einmal erfasste Orte wiedererkennen.

Dafür muss das Smartphone eine ToF-Kamera, ein Tiefenwahrnehmungssensor und einen speziellen Motion-Tracking-Sensor besitzen. ToF-Kameras (Time of Flight) sind 3D-Kameras, die mittels eines Lichtimpulses die Zeit messen können, die die Reflexion des Lichtes zurück zur Kamera braucht. Daraus wird dann die Entfernung berechnet. Der Vorteil zu Laserscanning liegt darin, dass so eine komplette Szenerie auf einmal erfasst werden kann. Die Tango-Sensoren führen dafür rund 250.000 Messungen pro Sekunde durch.

Tango ist faszinierend, aber kaum mehr als eine Spielerei

Dank der vielen Sensoren kann man sich also teils durch eigene (und die des Smartphones) Bewegung flüssig und genau in virtuellen Welten umherbewegen, virtuelle Objekte in die echte Welt implementieren (zumindest im Kamerasucher, also auf dem Display), Dinge in der echten Welt durch einfaches Antippen der Eckpunkte vermessen und Spiele spielen, die teilweise eine Mischung der genannten Dinge sind, oder das Eine oder Andere stärker betonen. In der Praxis funktioniert das bislang aber eher schlecht als recht. Das Vermessen klappt oft nicht richtig, weil Tango nicht die Eckpunkte auswählt, die der Nutzer gern hätte, die Grafik ist bisweilen noch sehr einfach und auch sonst gibt es derzeit mit nur 35 Apps wenig wirklich Sinnvolles.

Mit dem Lenovo Phab 2 Pro (zum Test) und Asus ZenFone AR (zum Test) gibt es derzeit zwei in Deutschland erhältliche Smartphones, die für die Augmented Reality nach Tango-Vorgabe gerüstet sind. Damit ist die Auswahl für Interessenten an der AR-Lösung sehr eingeschränkt. Mit dem kürzlich vorgestellten Development-Kit ARCore, für das Project Tango nur als Basis diente, scheint es derzeit zudem unwahrscheinlich, dass weitere Geräte folgen werden. Das müssen sie auch nicht, wenn Google in naher Zukunft die erweiterte Realität auf jedes aktuelle Smartphone bringt.

ARCORE: Augmented Reality für jedes Smartphone

Ende August dieses Jahres hat Google mit eine ARCore neue Augmented-Reality-Plattform für Entwickler vorgestellt. Mit dieser soll die erweiterte Realität auf Millionen von Smartphones Einzug halten, ohne dass diese wie bei Project Tango zusätzliche Hardware wie spezielle Sensoren mitbringen müssen. Hier werden nur die normale Hauptkamera und in einer überwiegenden Zahl der Smartphones zu findende Sensoren wie das Gyroskop und der Beschleunigungssensor benötigt. Für ARCore setzt Google auf drei Schwerpunkte, die für eine zufriedenstellende Nutzererfahrung in der Augmented Reality auf Smartphones und Tablets sorgen sollen.

Da ist zum einen die Bewegungserkennung, welche über die Kamera und Sensoren im Smartphone ermöglicht wird. Damit sollen sich Nutzer um ein Objekt bewegen können, ohne dass es die Position ändert oder es zum typischen "umherspringen" des Objekts kommt. Der zweite Punkt ist die Erkennung von Flächen, auf oder an denen Objekte positioniert werden können. Das wird über einen neuen Software-Algorithmus ermöglicht. Damit alles realistisch wirkt, kommt als dritter Punkt die Erkennung der Lichtverhältnisse über die Kamera hinzu, damit Objekt passende Schatten werfen.

ARCore jetzt schon ausprobieren

Da sich ARCore derzeit nur an App-Entwickler richtet, gibt es im Google Play Store derzeit keine Anwendung, um die Plattform bereits problemlos auszuprobieren. Dort zu findende Anwendungen mit dem Hinweis auf das Toolkit, sind zumeist für Tango-Smartphones bestimmt oder setzten bestimmte Dateien voraus, um zu funktionieren. Doch selbst auf unterstützten Geräten stürzen die meisten davon beim Start ab und spucken eine Fehlermeldung aus.

Allerdings hat der Entwickler tomthecarrot bereits eine Demo auf Github veröffentlicht, die das grundlegende Konzept künftiger Apps für die Augmented Reality veranschaulicht und dafür auch alle benötigen Dateien bereitstellt.

Natürlich ist die Anwendung weit davon entfernt, perfekt zu sein. Beim ersten Ausprobieren hat die Erfassung des Raumes aber bereits ganz gut funktioniert und unterschiedliche Objekte und Ebenen werden recht zuverlässig erkannt. Da ist es schon beachtlich zu sehen, wie gut die Erkennung auch ohne zusätzliche Sensoren, sondern nur über die Hauptkamera funktioniert. Allerdings funktioniert die App der Zeit nur auf einer begrenzten Zahl von Geräten, wie dem Samsung Galaxy S8 und den Pixel-Smartphones.

Google geht den richtigen Schritt

Natürlich ist ARCore auch eine Antwort auf das vor einiger Zeit von Apple vorgestellte ARKit. Mit ARCore geht Google aber zweifelsfrei den richtigen Schritt, um Augmented Reality mit zufriedenstellender Nutzererfahrung für die breite Masse verfügbar zu machen. Project Tango war zwar ein ambitioniertes Projekt, der Nutzen und die Verfügbarkeit jedoch mehr als begrenzt. Durch die hohe Verbreitung von Android-Geräten hat das neue Entwickler-Kit da deutlich mehr Potenzial, die breite Masse zu erreichen.

So ist es damit vielleicht möglich, AR aus der Nische zu holen und mehr sinnvolle Einsatzmöglichkeiten zu bieten. Zwar ist die Möglichkeit, Ikea-Möbel vor dem Kauf bereits in der eigenen Wohnung zu verteilen und zu begutachten, nett, aber für viele wohl wenig mehr als eine Spielerei. Somit fehlt bei Googles Lösung, trotz theoretisch zahlreicher Einsatzszenarien für AR, derzeit einfach die Langzeitmotivation. Am Ende bleibt aber wohl ein großer Teil der Verantwortung bei den Entwicklern hängen. Ihnen muss es gelingen, mit weiteren Innovationen der Augmented Reality einen ordentlichen Stoß nach vorne zu versetzen.

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