Hallo liebe Leserin und Leser, Technologie-Begeisterte und digitale Stöberer! 
Ich freue mich über deinen Besuch auf dem TechBlog! Ihr lest heute einen wichtigen Einführungsartikel zum Thema Augmented Reality und Virtual Reality. Ich bringe für dich Licht ins Dunkel und kläre, wo der Unterschied der beiden digitalen Technologien liegt. Außerdem erfahrt ihr, welche Anwendungsgebiete VR und AR besitzen und wo Potenziale liegen.
Das alles und mehr im heutigen Blog-Eintrag. Viel Spaß beim Lesen!
Chirurgen erproben mittels Augmented Reality-Brillen minimalinvasive Operationen und bereiten sich so auf Eingriffe vor. Die Technologie wird im Gesundheitswesen ebenfalls eingesetzt, um Körperteile auf CT- oder MRT-Bildern mit Informationen und Hinweisen zu versehen und die Arbeit der Ärzte zu erleichtern. Virtual Reality erlaubt es Unternehmen, ihren Kunden ein Produkt auf einfache Art und Weise zu erklären und alle Besonderheiten interaktiv zu präsentieren. Das ist möglich, ohne dass der Kunde physisch im selben Raum anwesend ist.
Rückblick in die Historie der VR- und AR-Anwendungen
Virtuelle Realität bzw. Virtual Reality ist keine neue Technologie. Bereits in den 1960er Jahren wurden wichtige Erfolge erzielt und die Grundsteine für die heutigen populären Head-Mounted-Displays gelegt. Sensorama patentierte 1962 ein VR-Gerät, welches aus heutiger Sicht am ehesten einem Spielautomaten ähnelt. I. Sutherland, ein Pionier auf dem Gebiet der Computergraphik, präsentierte seinen ersten VR-Prototyp im Jahr 1968. Dieses Modell wird als die Entwicklung des ersten sogenannten Head-Mounted-Display (HMD) gezählt.
Die Anfänge der Erweiterten Realität bzw. Augmented Reality gehen auf die 1980er Jahre zurück. Eine der ersten AR-Anwendungen war die Erfindung eines speziellen AR-Helms (“Super-Cockpit”). Das System sollte dem Piloten wichtige Informationen im Kontext einblenden. Die ersten entwickelten AR-Lösungen konnten sich aber nicht am Markt durchsetzen, da diese sehr kostspielig waren und einige technische Einschränkungen bestanden. Augmented Reality wurde durch das Spiel Pokémon Go 2016 einem breiteren Publikum bekannt.
Die AR- und VR-Technologien werden vermehrt kommerziell angewendet und verlieren ihren experimentellen Charakter. Gründe für die heutige Verbreitung der Systeme sind z. B. die immense Verbesserung der Leistungsfähigkeit von Prozessoren, Fortschritte hinsichtlich der Kommunikationstechnologien und hochauflösende Displays.
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Virtual Reality
Virtual Reality besteht aus einer computergenerierten, interaktiven Welt. Virtuell bedeutet in diesem Zusammenhang, dass das Erlebte nicht in der wirklich Welt vorhanden ist, aber echt erscheinen soll. Da der Nutzer vollständig von der virtuellen Welt umgeben ist, wird seine reale Umwelt „ausgeschaltet“.
Das Ziel bei der VR ist das Erreichen einer kompletten Immersion. Diese Immersion beschreibt das Maß für das Eintauchen des Nutzers in die virtuelle, dreidimensionale Welt oder Umgebung.
Bei VR kommen verschiedene technische Systeme (z. B. Head-Mounted-Displays, Cave Automatic Virtual Environment, …) zum Einsatz. Bei den populären Head-Mounted-Displays handelt es sich um tragbare, auf den Kopf des Menschen aufsetzbare Systeme.
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Augmented Reality
Augmented Reality ist ein Medium, welches die Realität um interaktive dreidimensionale Elemente erweitert. Sie beschreibt eine computergestützte, augmentierte (erweiterte) Realitätswahrnehmung.
Die reale Welt wird dabei mit computergenerierten Inhalten angereichert. Diese Inhalte sind beispielsweise Videos, Objekte, oder Bilder. AR ist vor allem dadurch gekennzeichnet, dass in Echtzeit ein interaktives Erlebnis geschaffen wird. Analog zu VR-Systemen existieren verschiedene Benutzerschnittstellen und Ausgabesysteme. Die AR-Elemente können z. B. über Smartphones, HMD oder via AR-Brillen eingeblendet werden. Im Falle der Augmented Reality Smart Glasses bzw. AR-Brillen erkennt der Mensch weiterhin seine physische Umgebung und ihm werden virtuelle Objekte in sein Blickfeld projiziert. Sensoren erfassen die Position des Nutzers, welchem je nach Situation passende Informationen angezeigt werden.
Augmented Reality vs Virtual Reality
Die wichtigsten Unterscheidungsmerkmale der beiden Technologien sind der Grad des Eintauchens (also die Immersion) und die Intensität/Ausprägung des Nutzererlebnisses.
Bei der Virtuellen Realität taucht der Benutzer vollständig in eine computergenerierte Realität ab. Das heißt, er ist von der wirklichen Welt isoliert und sieht seine Umgebung nicht. Die VR hat dementsprechend nichts mehr mit der realen Wirklichkeit zu tun und zeigt eine fiktive Welt.
Demgegenüber nimmt der Nutzer bei der Erweiterten Realität die physische Welt weiterhin wahr, erhält aber beispielsweise in seinem Blickfeld oder auf einem Bildschirm kontextsensitive virtuelle Elemente eingeblendet. Augmented Reality zielt nicht auf eine vollständige Immersion ab. Es geht vielmehr darum, die physische Umgebung mit virtuellen Elementen zu überlagern.
Schauen wir, was Herr Grohganz – Geschäftsführer von weltfern interactive – zu diesem Thema in unserem Interview auf diesem TechBlog gesagt hat:
Augmented Reality wird schlicht das dominierende Medium der nahen Zukunft sein und das Smartphone als Everyday-Device ablösen.
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Potenzial von Augmented Reality im Hinblick auf die Industrie 4.0
Augmented Reality bietet gerade in der zukünftigen vernetzten Fabrik interessante Einsatzmöglichkeiten. Beispielsweise können mit der Technologie Digitale Assistenzsysteme realisiert werden, die den Werker bei seinen Tätigkeiten optimal unterstützen. Dies geschieht durch gezielte Einblendung von relevanten Informationen im Kontext der Tätigkeit. Dadurch können die Qualität der Arbeit verbessert, die Fehleranzahl verringert und Mitarbeiter schneller eingearbeitet werden.
Durch die steigende Nachfrage nach kundenindividuellen Produkten sehen sich Unternehmen in der Fertigung und Montage mit einer Vielzahl an Varianten konfrontiert, die beherrscht werden müssen. Dies führt dazu, dass durch die kleinen Losgrößen die Komplexität sehr groß ist. Hinzu kommt, dass sich viele Arbeitsschritte und Montageaufgaben nicht wirtschaftlich automatisieren lassen. Arbeiter stehen unter enormen Druck, um vorgegebene Taktzeiten zu erfüllen und keine Fehler bei der Montage zu machen.
Montagefehler und die darauffolgende Nacharbeit führen zu hohen Kosten und zu Mehraufwand. Die Assistenzsysteme eignen sich besonders, um komplexe Sachinhalt verständlich und visuell anschaulich darzustellen. Dem Arbeiter werden beispielsweise die einzelnen Schritte der Montage und Arbeitsanweisungen in der korrekten Reihenfolge graphisch angezeigt. Die Datenbrille macht sichtbar, wie und mit welchen Werkzeugen einzelne Komponenten eingebaut werden müssen. Hat der Werker unbeabsichtigt ein Bauteil an die falsche Stelle montiert, folgt eine Benachrichtigung mit Verbesserungsvorschlägen.
Ein positiver Nebeneffekt ist, dass auch ungelernte Kräfte mithilfe der Schritt-für-Schritt-Erklärungen über die intelligente Montageassistenz umfangreiche Aufgaben bewältigen können. Eine Person, die noch nie einen Motor gesehen hat, könnte durch AR und die Einblendung des CAD-Konstruktionsmodells des Motors in die Lage versetzt werden, diesen fehlerfrei zusammenbauen.
Du willst tiefer AR und VR einsteigen? Klasse! Dann möchte ich dich an dieser Stelle auf mein Buch zur Industrie 4.0 (Erschienen 2020 als Taschenbuch und eBook) hinweisen:
Danke für das Lesen des Beitrags und bis zum nächsten Post.
Euer Maximilian
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PS: Teilt mir gerne eure Gedanken zum Thema Augmented Reality vs Virtual Reality und zu diesem Artikel mit. Stimmt ihr der Einschätzung von Herrn Grohganz bezüglich der Wichtigkeit von AR als Medium zu?
Habt ihr weitere Anmerkungen oder konkrete Themen-Wünsche für zukünftige Artikel in der Kategorie Digitale Technologien/Industrie 4.0? Ich bin gespannt auf eure Meinungen und euren Input. 
PPS:
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augmented reality vs virtual reality; AR vs VR
