09.05.2018

Augmented Reality und Technik-Dokumentation

Die Technik-Redaktion täte gut daran, sich bereits heute mit dem Thema Augmented Reality zu beschäftigen. Denn die bei Augmented Reality geforderte starke Berücksichtigung des Nutzungskontexts ist die Basis jeder Produktergonomie. Und so kommt es bei der Umsetzung einer geeigneten Technik-Dokumentation bzw. User Assistance künftig weit mehr auf Ergonomiefragen an, etwa gemäß der Norm 9241-11 (Ergonomie der Mensch-System-Interaktion – Teil 11: Gebrauchstauglichkeit).

Augmented Reality

Aktuelle Entwicklung

Vom Blättern in der gedruckten Anleitung hin zum Googeln

Technik-Dokumentation ist auch im zweiten Jahrzehnt nach 2000 noch immer geprägt von der gedruckten Anleitung. Zu offensichtlich ist der universelle einfache Nutzen einer Papieranleitung: Die Dokumentation ist ohne Zusatzgeräte verwendbar und das Lesen eines Buchs ist jedem Anwender geläufig. Die Komplexität der Technik-Produkte ist jedoch so weit gestiegen, dass gedruckte Anleitungen immer umfangreicher werden und aufgrund logistischer Bedingungen zumindest bei Consumer-Anleitungen oft alle Sprachen umfassen.

Die Folge: Die einfache Nutzbarkeit ist nicht mehr gegeben und die Anwender haben das „Googeln” als weit einfacheren und besseren Ansatz entdeckt, um gezielt benötigte Informationen zu nahezu jedem Produkt zu erhalten. Doch eine Voraussetzung für dieses neue Nutzungsszenario sind Endgeräte, die ein Anwender immer dabeihat, und das sind heutzutage die Smartphones.

Datenbrillen Bedingung für Augmented Reality im kommerziellen Servicebereich

Dank integrierter Kameras in den Smartphones kommt nun ein neues revolutionäres Nutzungsszenario hinzu: Augmented Reality, kurz AR. Zusätzlich zum realen Live-Bild der Kamera blendet eine spezielle AR-App weitere Informationen ein: Texte, Bilder oder virtuell animierte Objekte. Neben dem Smartphone sind es sogenannte Datenbrillen, als Pionier etwa Google Glass und nun Microsofts HoloLens und schließlich Magic Leap, die die AR-Welt beflügeln und auch für die Technik-Dokumentation revolutionäre „neue Erlebnisse” versprechen.

Apple’s CEO Tim Cook etwa sieht AR als ebenso große Idee wie das iPhone selbst. Apple hatte im Jahr 2015 den bis dahin weltweit mitführenden AR-Software-Hersteller Metaio aus München aufgekauft und präsentierte zum Jahreswechsel 2017/2018 eine spezielle Entwicklungsumgebung für Augmented Reality. Quasi als Ergänzung hat das neue iPhone X ein neues TrueDepth-Kamerasystem erhalten mit weiteren Sensoren, die insbesondere die Gesichtsmimik und die Tiefe des Raums besser erkennen sollen.

Was ist Augmented Reality?

Augmented Reality ergänzt die sichtbare Realität um beliebige weitere Informationen. Diese überlagernden Informationen werden auf dem Monitor zusätzlich zum realen Bild angezeigt. Um Augmented Reality von der einfachen Einblendung von Textinformationen abzugrenzen, wird von einer „echten” AR-Anwendung gefordert:

AR-Basisprinzipien

  • Überlagerung
    Die Realität (aufgenommen z.B. über die Kamera eines Smartphones) und die virtuelle Realität sind miteinander kombiniert (überlagert). Diese Überlagerung passiert in Echtzeit.
  • Tracking und Registrierung
    Reales Abbild und zusätzlich eingeblendete virtuelle Objekte stehen dreidimensional zueinander in Bezug. Je nach Anwendung bestimmt die AR-Anwendung automatisch oder der Anwender manuell einen bestimmten Teil der realen Umgebung (Tischplatte, Boden, Zeitschriftseite oder einen speziellen QR-Code, „Marker” genannt) als fixen Bezug.Als Tracking bezeichnet man also die Initialisierung der entweder vorab definierten abstrakten Marker oder der von der App selbst erkannten Bezugsobjekte, wie etwa der Boden oder die Tischplatte. Das Tracking kann neben der visuellen Verfolgung je nach Anwendung weitere Sensordaten auswerten, wie den Beschleunigungssensor, GPS-Koordinaten usw.Das erkannte Bezugsobjekt wird unter Berücksichtigung der Position der Kamera und von deren weiterer Bewegung verfolgt. Die AR-App positioniert das virtuelle 3D-Objekt entsprechend dem Bezugsobjekt in das reale Abbild, was als Registrierung bezeichnet wird. Bewegt der Anwender nun das Mobiltelefon oder den Marker, bewegt sich das virtuelle 3D-Objekt entsprechend, d.h., das 3D-Objekt wird passend rotiert oder gezoomt.
  • Interaktion
    Der Betrachter kann die Überlagerung des 3D-Objekts beeinflussen, z.B. durch Ein- und Ausblenden, das 3D-Objekt kann z.B. auch durch Wischgesten oder Ähnlichem interaktiv animiert werden.
  • Modalität
    Augmented Reality lässt sich optional auf alle Modalitäten übertragen. Modalitäten sind die Eingangskanäle von Informationen über die menschlichen Sinne, seien sie haptisch, auditiv oder visuell.

Neben Augmented Reality existieren weitere ähnliche Begriffe, z.B. Virtual Reality (VR) und Mixed Reality (MR). Von VR spricht man, wenn in der Datenbrille oder auf dem Monitor allein eine künstlich erzeugte Welt als Video oder Bild dargestellt wird und man sich mit dem Gerät in dieser Welt bewegen kann, z.B. durch eine 360°-Drehung. Ein bekanntes Beispiel sind etwa Facebook-360°-Videos oder zahlreiche VR-Spiele.

Microsoft HoloLens eine neue AR-Dimension?

Microsoft hat mit der HoloLens den neuen Begriff Mixed Reality eingeführt. Damit bezeichnet Microsoft die Möglichkeit, über die HoloLens sogenannte Hologramme (nur ein anderes Wort für 3D-Objekte) in das reale Abbild zu positionieren. Eine echte Abgrenzung zu Augmented Reality sehe ich allerdings nicht.

Microsoft erwähnt als Beispiel für einen Dokumentations-Use-Case den Servicebereich für Aufzüge von thyssenkrupp. In einem eindrucksvollen Video wird behauptet, dass die Servicezeit mit Hilfe von HoloLens auf ein Viertel der bisher benötigten Zeit verkürzt werden könne. Der Service-Use-Case umfasst übrigens auch eine Remote-Unterstützung durch eine Mitarbeiterin in der Zentrale, die praktisch wie der Service-Mitarbeiter das Live-Bild vor Ort sieht und per AR dem Mitarbeiter vor Ort Zusatzinformationen geben kann.

Im Remote-Support sieht der Sprecher im Video das größte Potenzial für die Zukunft. Bei der eigentlichen Arbeit am Aufzug klappt der Service-Mitarbeiter die HoloLens-Brille übrigens hoch.

AR-Apps auf dem Smartphone

Weitere AR-Beispiele

Im Folgenden sollen einige AR-Beispiel-Apps vorgestellt werden. Wie so oft sind die wirklich bekannten Beispiele und „Aufreger” jedoch nicht im Bereich der Technik-Dokumentation zu finden. Das liegt sicher auch daran, dass Technik-Dokumentation eher als notwendiges Übel denn als willkommenes Element der Produktergonomie wahrgenommen wird. Vorweg deshalb ein kurzer Blick auf AR-Beispiele aus dem Consumer-Bereich, die weltweit bekannt sein dürften.

AR-Spiele haben seit 2014 einen großen Sprung nach vorn gemacht. Als eines der bekanntesten AR-Spiele gilt wohl Pokémon Go. In dem Spiel gilt es, Pokémons zu fangen, die überall auf der Welt mit Hilfe von GPS-Koordinaten platziert sind und die man auch nur, wenn man sich selbst physisch direkt in der Nähe befindet, fangen kann.

Den gesamten Beitrag lesen Sie in unserem Produkt „Technische Dokumentation.“

Autor: Dieter Gust (Senior Consultant und Leiter Forschung und Entwicklung bei der itl AG)