Augmented Reality als innovatives strategisches Kommunikationsinstrument. Einfluss des digitalen Trends auf den Unternehmenserfolg

Inhaltsverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

1 Einleitung
1.1 Problemstellung
1.2 Zielsetzung
1.3 Aufbau der Arbeit

2 Grundlagen von Augmented Reality
2.1 Definition und Abgrenzung zur virtuellen Realität
2.2 Geschichte und Entwicklung
2.3 Allgemeiner Aufbau von Augmented Reality Systemen
2.4 Tracking
2.5 Verfügbarkeit
2.6 Visuelle Ausgabe
2.7 Arten von Augmented Reality Systemen
2.8 Allgemeine Einsatzmöglichkeiten
2.9 Augmented Reality als neuer digitaler Kommunikationstrend

3 Grundlagen der strategischen Unternehmenskommunikation
3.1 Definition und Bedeutung von strategischer Unternehmenskommunikation
3.2 Formulierung der Kommunikationsziele
3.3 Zielgruppenplanung
3.4 Kommunikationsinstrumente
3.5 Kommunikationscontrolling
3.6 Einfluss strategischer Kommunikation auf den Unternehmenserfolg

4 Best-Practice-Beispiele für Augmented Reality als Kommunikationsinstrument
4.1 Augmented Reality am Point-of-Sale bei LEGO
4.2 Augmented Reality Kampagnen der BMW Group
4.3 Neue Dimensionen des Fernsehens – Augmented Reality bei Galileo

5 Augmented Reality als innovatives strategisches Kommunikationsinstrument
5.1 Nutzung von Augmented Reality in Unternehmen
5.2 SWOT-Analyse – Augmented Reality im Unternehmen
5.3 Der Einfluss von Augmented Reality auf den Unternehmenserfolg

6 Fazit
6.1 Zusammenfassung der wichtigsten Ergebnisse
6.2 Ausblick und Handlungsempfehlung

Literaturverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1: Aufbau der Arbeit 3

Abbildung 2: Einbettung eines virtuellen Objekts in die reale Welt 4

Abbildung 3: Relitäts-Virtualitäs-Kontinuum 5

Abbildung 4: Erstes HMD aus dem Jahr 1968 von Ivan Sutherland 6

Abbildung 5: Geometrische Registrierung 8

Abbildung 6: Tracking-Marker 10

Abbildung 7: Korrekte Überlagerung bei merkmalsbasiertem Tracking 10

Abbildung 8: Unterschied von mobiler und stationärer Anwendung 14

Abbildung 9: Magic-Lens-Effekt 15

Abbildung 10: Projektionsbasierte AR-Technik 16

Abbildung 11: Nutzung von AR in der Medizin 19

Abbildung 12: Augmented Reality in der Wartung 20

Abbildung 13: Augmented Reality am Point-of-Sale im Lebensmittelmarkt 21

Abbildung 14: Expertenbefragung zum Augmented Reality Trend 2017. 24

Abbildung 15: Planungsprozess der Kommunikation 26

Abbildung 16: Die vier Säulen des Marketing-Mix 28

Abbildung 17: Kommunikationskategorien 29

Abbildung 18: AIDA Modell 30

Abbildung 19: Sinus Milieus in Deutschland 32

Abbildung 20: Kommunikationsinstrumente 33

Abbildung 21: Bewertung der Entwicklung von Kommunikationsinstrumenten 36

Abbildung 22: LEGO Digital Box 47

Abbildung 23: Gewinn der LEGO Group von 2003 bis 2016 48

Abbildung 24: BMW auf der Internationalen Automobil Ausstellung 2017 51

Abbildung 25: BMW Augmented Reality App 52

Abbildung 26: Segmente der ProSiebenSat.1 Group 54

Abbildung 27: Galileo Augmented Reality 56

Abbildung 28: SWOT-Analyse 59

Abbildung 29: GPS-basierte Augmented Reality App 60

Abbildung 30: Durchschnittliche Retourenquote pro Monat im Onlinegeschäft 65

Abbildung 31: Augmented Reality App „Flirt-AR“ 66

Abbildung 32: 60 Sekunden im Internet 68

Abbildung 33: SWOT Matrix 69

1 Einleitung

1.1 Problemstellung

Augmented Reality in der Unternehmenskommunikation - Nur ein weiterer Hype um nichts oder eine innovative Technologie der Zukunft?

Die Erwartungen an erfolgsverändernde Eigenschaften der neuen Technologie wurden im Laufe der Zeit hoch geschraubt und bereits jetzt begeistern Augmented Reality Anwendungen Unternehmen und Kunden erfolgreich in den unterschiedlichsten Branchen und Bereichen. Ob als mobile Applikationen oder als fest installierte Systeme, die verschiedensten Anwendungsarten werden hier für die dreidimensionale Visualisierung von Informationen verwendet.

Doch handelt es sich hier nur um einen noch nicht vollständig entwickelten und vermutlich vorübergehenden Trend, der viel Aufmerksamkeit erhält, obwohl in der Praxis womöglich wenig Erfolg verzeichnet werden, oder kann sich die Technologie auch nachhaltig durchsetzen, um dauerhaft zum internen und externen Erfolg eines Unternehmens beitragen?

Die Relevanz für Unternehmen, sich mit dem Thema Augmented Reality auseinander zu setzen, wird spätestens dann erkennbar, wenn sich der Erfolg und das wachsende Image von Mitstreitern und Konkurrenten auf dem Markt durch neue und innovative Marketing- und Kommunikationsstrategien im eignen Unternehmen bemerkbar machen. Besonders im heutigen, immer schneller wachsenden, digitalen Zeitalter, ist die unternehmensbezogene Orientierung an neuen Technologien unabdingbar und unter Umständen sogar überlebensnotwendig für einige Unternehmen, um nicht in der Masse der Konkurrenten unterzugehen. Die Wahl von geeigneten Kommunikationsinstrumenten, sowohl intern als auch extern, steht demnach in direktem Zusammenhang mit dem Unternehmenserfolg.

Diese Arbeit befasst sich daher mit der Forschungsfrage, ob nun die Entscheidung für eine Implementierung von Augmented Reality als ein innovatives strategisches Kommunikationsinstrument Einfluss auf die Veränderung des Unternehmenserfolgs, sowohl sozial als auch ökonomisch, hat.

1.2 Zielsetzung

Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, den digitalen Trend Augmented Reality als innovatives Kommunikationsinstrument zu bewerten und herauszufiltern, in wie fern der Einsatz der Technologie zum Erfolg eines Unternehmens beitragen kann.

Nach Erläuterung der theoretischen Grundlagen und Vorstellung von drei unterschiedlichen Best-Practice Beispielen, ist das Ziel, anhand einer SWOT-Analyse die wesentlichen positiven und negativen Elemente von Augmented Reality Anwendungen zu bestimmen und diese in Zusammenhang mit der Veränderung des Unternehmenserfolgs zu bringen.

Die benötigten Daten, die zur Analyse nötig sind werden hier von Unternehmen mit bereits implementierten Systemen sowie von Fachexperten, Statistiken und Umfragen zu den jeweiligen Themenbereichen herangezogen.

Ziel des Fazits ist es anschließend anhand der durchgeführten SWOT-Analyse alle Ergebnisse zusammen zu fassen und eine Handlungsempfehlung, sowie einen Ausblick auf mögliche Entwicklungen zu schaffen.

1.3 Aufbau der Arbeit

Die vorliegende Arbeit gliedert sich in fünf aufeinander aufbauende Kapitel, die sich mit dem digitalen Trend Augmented Reality als innovatives strategischen Kommunikationsinstrument und dessen Einfluss auf den Unternehmenserfolg befassen.

Im zweiten Kapitel geht es für das Verständnis des Themas zunächst um die theoretischen Grundlagen zur Augmented Reality Technologie. Kern dieses Kapitels sind der allgemeine Aufbau, sowie die technischen Prozessschritte der Systeme. Auch werden hier die unterschiedlichen Einsatzmöglichkeiten aufgezeigt und ein Bezug zur Aktualität der Technologie hergestellt um einen ersten Eindruck für die Relevanz des Themas herzustellen.

Das dritte Kapitel bezieht sich auf die Theorie der strategischen Unternehmens-kommunikation. Um im Folgenden Augmented Reality als innovatives Kommunikationsinstrument zu untersuchen stellt dieses Kapitel die Teilprozesse der Kommunikationsplanung, sowie unterschiedliche klassische und moderne Instrumente und das anschließende Kommunikationscontrolling vor. Weiterhin wird hier der Zusammenhang von Kommunikation und Unternehmenserfolg verdeutlicht.

Aufbauend auf den theoretischen Grundlagen dieser Arbeit folgen im vierten Kapitel drei Best-Pratice Beispiele. Anhand dem Spielzeughersteller LEGO, dem Automobilhersteller BMW und der Mediengruppe ProSiebenSat.1 Media werden Fälle vorgestellt, in denen bereits eine erfolgreiche Implementierung von verschiedenen Augmented Reality Lösungen zur digitalen Erweiterung der Kommunikationsinstrumente geschehen ist.

Das fünfte Kapitel befasst sich folglich mit der Möglichkeit, Augmented Reality als innovatives strategisches Kommunikationsinstrument zu nutzen und untersucht in diesem Zuge den Einfluss auf den Unternehmenserfolg. Mittels einer SWOT-Analyse werden hier die Stärken, Schwächen, Chancen und Risiken von AR-Lösungen, sowohl im Allgemeinen als auch auf die im vierten Kapitel genannten Best-Practice-Beispiele aufgezeigt und auf die positiven und negativen Veränderungen des Unternehmenserfolgs bezogen.

Letztendlich folgt im sechsten Kapitel das Fazit in dem alle Ergebnisse der Arbeit zentral zusammengefasst werden. Ebenfalls erfolgt eine Handlungsempfehlung für Unternehmen, ein Ausblick auf mögliche Weiterentwicklung der Technologie und die damit verbundenen Chancen für Augmented Reality in der internen und externen Kommunikationsstrategie von Unternehmen.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 1: Aufbau der Arbeit

Quelle: Eigene Darstellung

2 Grundlagen von Augmented Reality

Dieses Kapitel behandelt den Themenbereich Augmented Reality. Nach einer Definition und der Erläuterung von allgemeinen Grundlagen, werden in Unterkapiteln ebenso die Entwicklung und die technischen Bestandteile inklusive des Trackings beschreiben. Zudem werden in einem weiteren Unterkapitel die allgemeinen Einsatzmöglichkeiten von Augmented Reality erläutert. Abschließend wird Augmented Reality als neuer digitaler Kommunikationstrend vorgestellt.

2.1 Definition und Abgrenzung zur virtuellen Realität

Augmented Reality (dt. erweiterte oder angereicherte Realität) beschreibt die Erweiterung der Realität durch virtuelle Inhalte. Die am häufigsten verwendete Beschreibung stammt aus dem Jahr 1997 von Ron Azuma, bei der die erweiterte Realität durch die Kombination aus einem Live-Videobild und dem Einfügen von dreidimensionalen Gegenständen oder Charakteren entsteht.

Wird ein virtuelles Objekt in eine reale Welt eingebettet, kann beispielsweise die in Abbildung 2 gestaltete Szene entstehen.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2: Einbettung eines virtuellen Objekts in die reale Welt

Quelle: Vgl. Dörner, R., Broll, W., Grimm, P., Jung, B. (2013), S. 242.

Im Gegensatz zu nachträglich bearbeiteten Filmen, geschieht diese Überlagerung in Echtzeit, wodurch nur der geringe Zeitraum zwischen zwei aufeinanderfolgenden Bildern für die Erzeugung eines computergenerierten Bildes zur Verfügung steht. Zudem ist Augmented Reality interaktiv und bedeutet somit, dass die Nutzer mit den virtuellen Inhalten interagieren können.¹

Betrachtet man den Gesamtzusammenhang, bildet AR eine Brücke zwischen der vollkommenen Realität und der Virtualität. Eine virtuelle Welt ist somit im Gegensatz zur erweiterten Realität vollständig modelliert. Augemented Reality stellt zudem ein Teilgebiet der Mixed Reality (dt. gemischte Realität) dar. Dieser Begriff bezeichnet allgemein die Technologie, in der reale und virtuelle Inhalte miteinander kombiniert werden.

Im Rahmen der Mixed Reality wird in der Literatur häufig von einem Kontinuum gesprochen (siehe Abbildung 3), welches sich zwischen Virtualität und Realität erstreckt.² Die Augmented Virtuality ist ein weiteres Teilgebiet der Mixed Reality. Im Gegensatz zur AR überwiegen hier allerdings die virtuellen Inhalte und es werden hauptsächlich reale Objekte in eine virtuelle Welt integriert.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 3: Relitäts-Virtualitäs-Kontinuum

Quelle: Mehler-Bicher, A., Steiger, L. (2014), S.10.

2.2 Geschichte und Entwicklung

In der Literatur existieren unterschiedliche Angaben zu den exakten Anfängen der Augmented Reality.

In den Jahren 1955 bis 1962 entwickelte Morton Heilig erstmalig einen Simulatur mit dem Namen Sensorama, das Ton, virtuelle Bildern, vibrierende Effekte und Geruch simulierte. Im Jahr 1965 erklärte Ivan Sutherland zum ersten Mal, dass die Entwicklung der Computertechnik es möglicherweise schaffen könne, die reale Welt mit virtuellen Eigenschaften zu erweitern und entwarf anschließend ein Display, das einem Nutzer die Erfahrung einer virtuellen, dreidimensionalen Welt ermöglichte. Somit entstand bis zum Jahr 1968 das erste Head-Mounted-Display (HMD), das in diesem Sinne die Geburtsstunde der Augmented Reality einläutete. Mit diesem Gerät konnte der Nutzer nun abhängig von seiner eigenen Position, im Raum positionierte 3D-Objekte betrachten.³

Die erste Interaktion mit virtuellen Objekten ermöglichte das von Myron Krueger im Jahr 1975 entwickelte Videoplace.⁴ Anfang der 1990er Jahre prägte Tom Caudell erstmals den Begriff Augmented Reality, als er im Rahmen von Kabelverlegungsarbeiten für eine Boeing eine Anwendung für Flugzeugdesign und Produktion erarbeitete.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 4: Erstes HMD aus dem Jahr 1968 von Ivan Sutherland

Quelle: Schmalstieg, D., Höllerer, T. (2016), S.5.

Im selben Zeitraum entwickeln ebenso L.B. Rosenberg, sowie Steven Feiner, Blair MacIntyre, Doree Seligmann und Hirokazu Kato verschiedene funktionsfähige AR Systeme. Im Jahr 1999 entstand das erste mobile Outdoor AR Spiel ARQuake von Bruce H. Thomas. Im Jahr 2008 wurden zudem der erste Travel Guide und das erste Drive-AR Navigation System veröffentlicht.⁵

2.3 Allgemeiner Aufbau von Augmented Reality Systemen

Grundlegend lässt sich der Aufbau, der ein Augmented Reality System charakterisiert, in folgende Teilbereiche untergliedern:⁶

Videoaufnahme: Im ersten Schritt nimmt eine beliebige Kamera, wie beispielsweise eine Smartphone-Kamera, eine Webcam oder eine Fernsehkamera ein Videobild der Umgebung des Betrachters auf. Hier muss die Kamera im Vorfeld entsprechend kalibriert werden, um im Nachhinein eine fehlerlose Übertragung der virtuellen Objekte zu gewährleisten.

Tracking: Es folgt das Tracking (dt. verfolgen), bei dem es um die Berechnung der genauen Position oder Lage der verwendeten Kamera geht. Dies geschieht heutzutage über sogenannte hybride 3-DOF-Lagesensoren, die in weitgehend allen Smartphones und Tablets verbaut sind, oder alternativ auch als zusätzliche Eingabegeräte genutzt werden können, wie für die virtuelle Realität üblich.

Im Außenbereich wird für die exakte Errechnung der Position meist GPS eingesetzt, während im Innenbereich eher Computervision-basierte Verfahren verwendet werden. Somit liefert das Tracking die Daten für die Umwandlung eines Kamerakoordinatensystems in ein virtuelles Koordinatensystem.⁷

Registrierung: Der dritte Schritt umfasst die Registrierung und somit das Einbetten der virtuellen Inhalte in die Realität. Basierend auf der Lageeinschätzung des Trackings wird nun das Koordinatensystem der Realität mit dem der virtuellen Welt in Beziehung gesetzt. Daraus folgt, dass einem virtuellen Objekt in der realen Welt ein scheinbar fester Platz zugewiesen wird, unabhängig vom wechselnden Kamerastandpunkt. Abbildung 5 zeigt in diesem Zusammenhang im unteren rechten Bild eine korrekte Registrierung und im oberen rechten Bild eine Überlagerung eines virtuellen Bildes ohne Registrierung.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 5: Geometrische Registrierung

Quelle: Dörner, R., Broll, W., Grimm, P., Jung, B. (2013), S. 265

Darstellung: Im Anschluss an die geometrische Registrierung folgt nun eine Transformation und die virtuellen Objekte werden wiedergegeben. Dabei entsteht eine perspektivisch exakte Überlagerung des aufgenommenen Videobildes durch die virtuellen Inhalte. Dieser Schritt bildet letztendlich die Augmentierung.

Ausgabe: Im letzten Schritt werden die augmentierten, das heißt die virtuell erweiterten Videobilder mittels eines Displays und dessen Kamera ausgegeben. Dies können beispielsweise Smartphones, Tablet-Computer oder Datenbrillen sein. Alternativ ist die Ausgabe auch auf externen Displays möglich, wobei hier ein virtuelles Bild für den Nutzer nur bedingt erlebbar ist. Zur visuellen Ausgabe können zudem auch auditive Ausgabegeräte hinzu kommen, die das Erleben von virtuellen Erweiterungen nochmals verstärken und je nach Einsatzgebiet bei der effektiven Nutzung behilflich sein können.

2.4 Tracking

Wie bereits in Kapitel 2.3 beschrieben wird das Tracking-Verfahren dazu verwendet, um die Lage und Position einer Kamera und den Blickpunkt des Nutzers zu ermitteln und virtuelle Objekte möglichst passgenau in die reale Welt einzubinden. Diese können mittels verschiedener Möglichkeiten geschätzt werden. Allgemein werden für Tracking von Augmented sowie für Virtual Reality dieselben Techniken verwendet. Im Rahmen von AR beziehen sich die Tracking Lösungen allerdings eher auf mobile Verfahren, um die Technologie je nach Einsatzwunsch, ob beispielsweise in der Unterhaltungsindustrie oder bei Wartung und Technik, unabhängig von fest installierten Programmen nutzen zu können.⁸ Je nach Art und Ziel der AR-Anwendung existieren verschiedene Tracking-Verfahren. Es besteht die Möglichkeit einzelne Objekte, aber auch mehrere in einem gemeinsamen Koordinatensystem zu erfassen, wobei bei letzterem bekannt sein muss, in welchem Bezug die einzelnen Objekte zueinander stehen. Das am häufigsten eingesetzte Verfahren ist das optische Tracking, bei dem ein Benutzer das Tracking im Rahmen seines sichtbaren Spektrums verstehen und nachvollziehen kann. Hierzu wird sichtbares Licht und Infrarotlicht mittels eines Kamerabildes verwendet.

Das kamerabasierte Markertracking ist eine Methode, in der Gegenstände mit Sensoren, ausgestattet werden, die ein Bildverarbeitungsprogramm erkennt und somit die Position berechnet. Unterschieden wird hier zusätzlich zwischen reflektierenden Markern, die auch bei direkter Lichteinstrahlung gut in der Kamera zu erkennen sind, sowie Markern mit Mustern, die zu einer vereinfachten Kameraerkennung verhelfen. Abbildung 6 zeigt hier typische Marker, wie sie für die Erfassung der Objekte bei kamerabasiertem Tracking verwendet werden.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 6: Tracking-Marker

Quelle: Dörner, R., Broll, W., Grimm, P., Jung, B. (2013), S. 256.

Im Gegensatz dazu existiert ein markerloses Tracking, welches anstatt von Sensoren, natürliche Merkmale auf der zu erfassenden Umgebung nutzt. Hier ist die Genauigkeit der Ortung allerdings stark abhängig von der Umgebungsbeleuchtung, was eine genaue Kalibrierung des Objekts voraussetzt. Allgemein ist merkmalsbasiertes Tracking allerdings sehr viel robuster gegenüber Störmerkmalen von anderen Objekten aus der Umgebung, als markenbasiertes Tracking. Abbildung 7 zeigt hier ein Beispiel, bei dem ein virtuelles Objekt trotz anderen Objekten aus der Umgebung korrekt eingefügt wird.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 7: Korrekte Überlagerung bei merkmalsbasiertem Tracking

Quelle: Dörner, R., Broll, W., Grimm, P., Jung, B. (2013), S. 263.

Das Inertialtracking hingegen beschreibt ein nicht visuelles Tracking und kommt somit ohne eine Kamera aus. Hier geht es bei der Ortung eher um Beschleunigungs- und Neigungsmesser, die für die Errechnung einer Position zuständig sind.

Ein weiteres Verfahren ist das magnetische Tracking. Das bekannteste System ist hier der Magnetkompass, der sich nach einem Magnetfeld ausrichtet. Diese Methode bringt den Vorteil mit sich, dass zwischen Sender und Empfänger kein Sichtkontakt bestehen muss, um korrekte Daten zu ermitteln.

Des Weiteren besteht die Möglichkeit, Positionen von Objekten mittels laufzeitbasiertem Tracking zu bestimmen. Die bekannteste Methode ist dazu das GPS, das zum Senden einer Position Satellitensignale verwendet. Damit der Nutzung von GPS allerdings häufig ungenaue Daten errechnet werden, beispielsweise weil innerhalb von Gebäuden oder in dicht bebauten Städten kein direkter Sichtkontakt zu einem Satelliten hergestellt werden kann, besteht die Möglichkeit ein GPS Signal mittels verschiedener technischer Erweiterungen zu verstärken.

Das letzte Verfahren ist das mechanische Tracking, das zwischen Umgebung und Gegenstand ein direktes mechanisches System, wie zum Beispiel Seilzüge oder Rotationseinheiten einsetzt.

Abgesehen von der Art, die Position eines Gegenstands zu errechnen, werden Tracking Systeme zusätzlich in ihrem Aufbau unterschieden. Man differenziert hier zwischen Inside-Out und Outside-In Tracking.

Ein Inside-Out System beruht auf dem Grundsatz, dass ein bewegtes Objekt selbst für die Ermittlung der Positionsdaten zuständig ist. Systeme, die auf dem Inside-Out Verfahren beruhen, sind GPS, Markertracking und Inertialmethoden. Beim Outside-In Tracking stattdessen ist das Objekt nicht in der Lage eigene Lagedaten zu senden. Hier muss also eine Software im Raum installiert werden, die eine AR-Anwendung mit den benötigten Positionsdaten des Objekts versorgt.⁹

Wie im Rahmen der einzelnen Tracking Methoden deutlich wird, ist dieser Prozessschritt bei der Nutzung von Augmented Reality Systemen unerlässlich. Doch aufgrund der Komplexität kann es während der Anwendung zu einigen Störfaktoren kommen, die ein Nutzer für die optimale Anwendung kennen sollte, um Folgestörungen zu reduzieren.

Ein großer Faktor spielt die Qualität der Messpunkte zur korrekten Überlagerung. Werden beim Tracking beispielsweise durch falsche Kalibrierung ungenaue Punkte gemessen, kann dies die Qualität stark beeinträchtigen.

Des Weiteren sind die sogenannten Schwimmeffekte mögliche Störfaktoren. Ein Schwimmeffekt entsteht dann, wenn ein reales Bild und ein virtuelles Bild nicht exakt zum selben Zeitpunkt aufgenommen werden und daher versetzt auftreten. Dies kann durch fehlerhafte Signalübertragung des Trackingsystems und die damit verbundene Verarbeitungszeit im Computer entstehen. Dieser Fehler kann allerdings nur entstehen, wenn die zu erfassende Umgebung dynamisch ist. Existiert keine Bewegung und das Display steht still, tritt somit kein Schwimmeffekt auf. Um diesem Fehler vorzubeugen, hilft es das eventuelle Bewegungsaufkommen einer Szene zu kennen, um verschiedene Filter einsetzen zu können und die Versetzung zu minimieren. Weiterhin besteht hier die Möglichkeit, das Kamerabild mit dem Computerbild zu synchronisieren.

Ein weiteres Problem, das beim Tracking auftreten kann, ist die falsche Verdeckung. Diese entsteht, wenn zum Beispiel ein realer Gegenstand oder eine Person, die eigentlich vor einem virtuellen Bild zu sehen sein sollte, fälschlicherweise dahinter liegt und somit eine unrealistische oder falsche Umgebung projiziert wird. Um diesen Störfaktor zu eliminieren, besteht die Möglichkeit weitere, der Szene nachempfundene, Objekte hinzuzufügen und diese schwarz oder transparent zu rendern.

Ebenfalls besteht ein Störfaktor in einem sogenannten Jitter. Wenn sich hier eine bestimmte Markerposition eigentlich nicht ändert, kann es trotzdem sein, dass das Trackingsystem eine falsche Position bestimmt. Um diesem entgegen zu wirken, können berechnete Messwerte geglättet werden.

2.5 Verfügbarkeit

Die Verfügbarkeit von Augmented Reality, darunter fällt die auf räumliche Gegebenheiten bezogene Anwendung, teilt sich in den Bereich der stationären und der mobilen Anwendung.¹⁰ Im Folgenden werden beide Unterkategorien von einander differenziert:

- Stationäre Anwendung: Wird ein AR System stationär verwendet, ist die notwendige Software, sowie die benötigte Kamera fest auf einem Rechner installiert. Diese wird somit am Ort des Geschehens, wie beispielsweise bei der Erweiterung von Produktinformationen in einem Lebensmittelmarkt am Point-of-sale, aufgerufen. Auch können die Anwendungen hier webbasiert sein und über das Internet genutzt werden, wie zum Beispiel bei onlinebasierten Werbekampagnen. Nutzer können die Anwendung somit nur in direkter Verbindung mit dem Rechner verwenden.
- Mobile Anwendung: Hier geschieht die Verwendung nicht an einem festen Standort, sondern mobil über beispielsweise Smartphones oder Tablet-Computer und der darin integrierten Kamera. Diese Form wurde im Laufe der Jahre zunehmend relevanter, da sie die Möglichkeiten der Verwendung in den unterschiedlichsten Branchenstark erweitert und sowohl für Unternehmen, als auch für einen Privatnutzer innovativen Mehrwert darstellt. Die Anwendung ist somit flexibler und lässt sich beliebig an den unterschiedlichsten Orten einsetzen.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 8: Unterschied von mobiler und stationärer Anwendung

Quelle: Eigene Darstellung

Abhängig von der Art der zur Verfügung gestellten AR Anwendung, lassen sich verschiedene Nutzungsmöglichkeiten generieren und dementsprechende Geschäftsmodelle erarbeiten. Die allgemeinen Einsatzmöglichkeiten werden hierzu in Kapitel 2.8 erläutert.

2.6 Visuelle Ausgabe

Die visuelle Ausgabe von virtuellen Objekten kann je nach verwendeter AR-Technologie unterschiedliche Ausprägungen annehmen. Allerdings beinhalten alle Ausprägungen die Gemeinsamkeit, auf einer perspektivisch korrekten Projektion der virtuell projizierten Elemente in die reale Welt zu beruhen.

Die mobilste aller Varianten ist die Nutzung von Handheld-Geräten. Dies können Smartphones oder Tablet-Computer sein. Die bereits integrierte Kamera kann für das optische Tracking und somit zur Ermittlung der genauen Position und der Umgebung von Objekten verwendet werden.

Im Gegensatz zum unten beschriebenen „Video-See-Through“ Verfahren entsteht hier die Augmentierung in perspektivisch korrekter Position im Bezug auf die Kamera, allerdings nicht im Bezug auf den optimalen Blickpunkt des Betrachters. Der wie in Abbildung 9 auf der linken zu sehende sogenannte „Magic-Lens-Effekt“ kann somit nur teilweise erzielt werden. Dieses Problem wird zum größten Teil von der Tatsache verursacht, dass das Kamerabild des Displays im Gegensatz zur Blickrichtung und dem Blickfeld eines Betrachters fest und nicht an die Sicht des Betrachters angepasst werden kann. Das in Abbildung 9 zu sehende rechte Bild zeigt somit die Wahrnehmung von unterschiedlichen Perspektiven.¹¹

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 9: Magic-Lens-Effekt

Quelle: Dörner, R., Broll, W., Grimm, P., Jung, B. (2013), S. 271

Bei der „Video-See-Through“ Technik, die größtenteils in Datenbrillen (dann auch als Head-Mounted-Displays bezeichnet) Anwendung findet, wird ebenfalls die Umgebung des Nutzers mittels einer installierten Videokamera erfasst, virtuelle Elemente werden perspektivisch einwandfrei überlagert und auf einem Ausgabegerät ausgegeben. Bei der „Video See-Through“ Technik ist hier entscheidend, dass Blickpunkt, Blickrichtung und Blickwinkel der Kamera und des Ausgabegeräts übereinstimmen, um eine nicht korrekte Überlagerung der virtuellen Inhalte zu vermeiden. Somit erhält der Nutzer den Eindruck direkt durch die Brille in eine mit virtuellen Objekten angereicherte Welt zu blicken.

Die optische „See-Trough-AR“ Technik kann im Gegensatz dazu auf eine Videoaufnahme mittels einer Kamera verzichten. Stattdessen wird die Realität vom Nutzer direkt wahrgenommen und zusätzlich optisch durch virtuelle Inhalte über das Ausgabegerät erweitert. Dieses erfordert ein semitransparentes Display, das zum einen die Sicht in die reale Welt, aber auch auf die eingefügten virtuellen Objekte zulässt.

Bei der projektionsbasierten AR Technik erfolgt die Überlagerung von virtuellen Inhalten auf bestimmte Gegenstände in der Realität mittels Beleuchtung von ein oder mehreren Projektoren. Die Projektion erfolgt hier nicht nur durch mobile Endgeräte wie Smartphone oder Tablet-Computer, sondern durch eine fest installierte Kamera. Entscheidend ist hier jedoch, dass im Gegensatz zu „Video-See-Through“ und optischem „See-Through“ keine neuen räumlichen Strukturen aufgebaut werden können und keine individuelle Positionierung der virtuellen Objekte im Raum stattfinden, daher bezieht sich die Projektion nur auf virtuelle Oberflächen, wie Farbe, Symbole oder Hervorhebungen.¹²

Abbildung 10 zeigt hier beispielsweise, wie auf eine Wand in der Realität, virtuell eine mögliche Farbgestaltung projiziert wird. Wichtig ist, dass hier ein Modell der zu überlagernden Gegenstände und dessen Position und Fläche vorliegt, um eine perspektivisch korrekte Überlagerung zu ermöglichen.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 10: Projektionsbasierte AR-Technik

Quelle: Dörner, R., Broll, W., Grimm, P., Jung, B. (2013), S.250.

Obwohl sich die unterschiedlichen AR Formen stark ähneln, ist die Intensität der virtuellen Erweiterung der Realität doch je nach Art der visuellen Ausgabe zu unterscheiden. Je nach Anwendungsbereich verändern sich somit auch die Einsetzbarkeit und die Wirkung des genutzten Systems.

2.7 Arten von Augmented Reality Systemen

Augmented Reality Anwendungen können auf unterschiedlichste Art und Weise die reale Welt erweitern und die Umgebung je nach verwendeter Technik verändern. Gary Hayes unterscheidet hier zwischen fünf Arten von AR Systemen, die sich jeweils auf die Art der visuellen Ausgabe beziehen¹³:

- Oberfläche: Diese Art beschreibt Anwendungen, die Flächen wie Wände, Plakate oder Bildschirme in beispielsweise Ladenlokalen mit Hilfe von Augmented Reality interaktiv gestalten, indem sie bei Berührung reagieren und auf der jeweiligen

- Oberfläche virtuelle Objekte erscheinen lassen, um einem Nutzer ein bestimmtes Produkt oder mögliche Veränderungen der Realität optimaler zu veranschaulichen.
- Muster: Hier stellt die AR Anwendung, im Bezug auf einen bestimmten Gegenstand oder eine Person mittels Erkennung bestimmter Muster, virtuelle Elemente integriert in eine Szene dar. So können via AR zum Beispiel virtuelle 3D-Objekte in eine Szene eingefügt werden, die sich scheinbar wie von selbst in die Realität einfügen.
- Umriss: Bei einem Umriss verschmelzen reale Teile des Körpers einer Person oder von bestimmten Gegenständen mit virtuellen Elementen. Somit ist es möglich beispielsweise virtuell erstellte Objekte mit der Hand hochzuheben, indem das System die Umrisse der Hand ermittelt. Somit entsteht eine in der Realität stattfindende direkte Interaktion mit digital erschaffenen Elementen.
- Position: Diese Art von AR Anwendungen stellt Zusatzinformationen mittels GPS für Elemente aus der realen Welt bereit. Somit können beispielweise Sehenswürdigkeiten via AR mit wissenswerten Informationstexten erweitert werden. Die Elemente verbinden sich hier allerdings nicht mit realen Objekten, sondern werden alleinstehend im Raum angezeigt und dienen nur als Ergänzung.
- Hologramm: Im Rahmen dieser Art können virtuelle Objekte, wie Hologramme, in einen realen Raum projiziert werden und mittels Gesten oder Audio haben Nutzer die Chane mit diesen zu interagieren.

Da Gary Hayes hier nur eine sehr allgemeine Unterscheidung der einzelnen visuellen Anwendungsmöglichkeiten darlegt, beschäftigt sich Kapitel 2.8 nun detaillierter und praxisbezogener mit den einzelnen Nutzungsszenarien und stellt Beispiele aus den jeweiligen Branchen dar.

2.8 Allgemeine Einsatzmöglichkeiten

Dieses Kapitel beschäftigt sich mit den allgemeinen Einsatzmöglichkeiten von Augmented Reality. Durch die Vielfältigkeit der AR Technologie ist der Einsatz in den verschiedensten Bereichen und Branchen, ob im B2B oder B2C Bereich oder in der Freizeit möglich. AR Elemente, wie Fenster mit Zusatzinformationen, Bilder, Icons oder animierte Objekte lassen so die unterschiedlichsten Bereiche erweitern und durch Mimik oder Handgestik steuern. Neben der Unterhaltungsindustrie haben sich Unternehmen die Technologie in den unterschiedlichsten Bereichen wie Medizin, Produktion, Wartung und Navigation bereits zunutze gemacht, um mittels neuer und innovativer Technik, die Kommunikation und Interaktion im Alltag zu verbessern. Im Folgenden werden die einzelnen Bereiche nun genauer vorgestellt und mit Beispielen visualisiert.¹⁴

Im medizinischen Bereich haben sich Augmented Reality Technologien besonders zu Trainingszwecken bewährt um Operationen zu simulieren, indem virtuelle Bilder von Röntgen- und Organansichten bearbeitet werden wie in Abbildung 11 zu sehen.¹⁵ Zudem lassen sich so neben Bildern auch Informationen zu Patienten abrufen und in Echtzeit anzeigen. Wird die AR Technologie bei echten Operationen durchgeführt, können beispielsweise schwer erreichbare oder nicht sofort ersichtliche Elemente angezeigt und somit leichter bearbeitet werden. Das Risiko, wichtige Elemente oder Störfaktoren im Operationsprozess zu übersehen oder fehlerhaft zu bearbeiten sinkt dementsprechend enorm.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 11: Nutzung von AR in der Medizin

Quelle: Medical Networking, Inc. (2016).

Bei Wartungen und Reparaturen kann dieselbe Methode angewandt werden, wie im medizinischen Bereich. Hierzu können sich Mechaniker während ihrer Arbeit an komplexen Maschinen neben Informationen auch virtuelle Objekte oder Arbeitsabfolgen einblenden lassen und aktiv durch Berührungen mit ihnen interagieren, die bei der korrekten Durchführung behilflich sein können.¹⁶ Hier ist es möglich mit vollkommen virtuell funktionierenden Geräten zu arbeiten, die aber trotzdem auf reale Aktionen reagieren.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 12: Augmented Reality in der Wartung

Quelle: Royalmedia GmbH & Co. KH (2016).

Auch im Rahmen der Produktion und Konstruktion lassen AR Systeme die Visualisierung von Planungsdaten und Prototypen, sowie von bereits zerstörten oder erst geplanten Bauwerken möglich werden und können im laufenden Prozess immer wieder zum Abgleich von produktionsrelevanten Optimierungen, zur Überwachung oder zur Erweiterung von Abläufen mittels benötigten Zusatzinformationen dienen. Nicht nur intern im Unternehmen, sondern beispielsweise auch bei der Kunden-Präsentation von bereits erarbeiteten Modellen, lässt sich die AR Technik einsetzen.

Ein großer Einsatzbereich für AR Anwendungen sind zudem Smartphones und Tablets und die damit verbundene Navigation. Mittels der eingebauten Kamera sind Systeme zur Umgebungserfassung und direkten Navigation im Verkehr oder zum Beispiel zur Stadtführung, der direkten Einblendung von nahegelegenen Unterkünften, Kontakten in der Umgebung oder Immobilien möglich, die zusätzlich mit virtuellen Informationstexten oder Objekten erweitert werden können. In diesem Bereich wurden zudem bereits Flugzeuge mit AR-Displays ausgestattet.

Weiterhin lassen sich im Rahmen der Unterhaltung ebenso die Videospielbranche, sowie Film und Fernsehen mit verschiedenen AR Systemen anreichern, um Usern die Nutzung von unterschiedlichsten Unterhaltungsprodukten zu vereinfachen, die Flexibilität zu erhöhen und den Unterhaltungs-, Interaktions- und Mehrwert zu steigern. Das bekannteste Beispiel ist hier das auf Augmented Reality basierende Smartphone Spiel „Pokémon Go“, das im Jahr 2016 einen großen Beitrag zur Verbreitung der AR Technologie beitrug und Millionen begeisterte Spieler in seinen Bann zog. Hier wurde mit Hilfe von AR Unterhaltung mit Interaktion kombiniert, wodurch erstmals eine vollkommen neue Möglichkeit für die Spieler geschaffen wurde, ein Smartphone Spiel zu erleben.

Für die Konsumgüterindustrie stellt AR ebenfalls eine attraktive Möglichkeit dar, nicht nur Produkte und Informationen visuell und wirkungsvoll zu präsentieren, sondern ebenso die Kommunikation mit Kunden zu verbessern. Dies kann zum Beispiel durch den Einsatz von AR Systemen direkt am Point-of-sale, wie in Abbildung 13 in einem Lebensmittelmarkt zu sehen, geschehen. Durch die Nutzung von Handheldgeräten oder interaktiven Displays erhält ein Kunde somit die Möglichkeit direkt mit dem Produkt zu interagieren. Auch in der Werbung, beispielsweise via interaktiven Plakaten oder Produktkatalogen, lässt sich AR einsetzen, um den Mehrwert zu steigern.

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¹ Vgl. Azuma, R.T. (1997), S. 355 ff.

² Vgl. Milgram P., Takemura H., Utsumi A., Kishino F. (1995), S. 282 ff.

³ Vgl. Tönnis, M. (2010), S. 3f.

⁴ Vgl. Schmalstieg, D., Höllerer, T. (2016), S.5.

⁵ Vgl. Mehler-Bicher, A., Steiger, L. (2014), S. 13.

⁶ Vgl. Dörner, R., Broll, W., Grimm, P., Jung, B. (2013), S. 242 ff.

⁷ Siehe dazu vertiefend Kapitel 2.4.

⁸ Vgl. Dörner, R., Broll, W., Grimm, P., Jung, B. (2013), S. 252 ff.

⁹ Vgl. Tönnis, M. (2010), S. 44ff.

¹⁰ Vgl. Mehler-Bicher, A. Steiger, L. (2014), S. 21 f.

¹¹ Vgl. Dörner, R., Broll, W., Grimm, P., Jung, B. (2013), S. 271.

¹² Vgl. Dörner, R., Broll, W., Grimm, P., Jung, B. (2013), S. 281 f.

¹³ Vgl. Hayes (2009).

¹⁴ Vgl. Mehler-Bicher, A. Steiger, L. (2014), S. 13 ff.

¹⁵ Vgl. Schart, Dirk; Tschanz, Nathaly (2017), S.39.

¹⁶ Vgl. Spath, D., Westkämper, E., Bullinger, H.-J., Warnecke, H.-J. (2017), S.225