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Ziel dieser Arbeit ist es, eine Anwendung für ein Augmented Reality Fernrohr zu entwickeln, die verschiedene Interaktions- und Explorationsmöglichkeiten umsetzt. Darüber hinaus sollen Erkenntnisse über den Einfluss auf die Vermittlung von Wissen gewonnen werden. Dafür soll innerhalb von sechs Monaten neben der Einarbeitung in die verschiedenen Themengebiete, dem Entwurf eines Konzepts und der Implementierung der Anwendung auch eine gründliche Evaluation durchgeführt werden. Da der Standort des Fernrohrs im Rahmen der Bundesgartenschau 2011 [BUG] in Koblenz am Rheinufer in der Nähe der Talstation der Seilbahn ist, bietet es sich an die Festung Ehrenbreitstein in den Fokus zu setzen. Dabei soll vor allem die Festungsarchitektur im Mittelpunkt stehen. Die Anwendung soll dem Benutzer einen Überblick über die Festungsanlagen geben und nebenbei auch einige geschichtliche Fakten vermitteln.
Um die verschiedenen Anforderungen und die damit verbundenen Aufgaben zu erfüllen und strukturiert zu erarbeiten, wurde vor Beginn der Arbeit ein Projektplan erstellt, der die 6 Monate in fünf verschiedenen Phasen unterteilt, die jeweils mit Meilensteinen enden. Die Phase soll die Einarbeitung in die Grundlagen, die Entwicklung des Konzepts und die softwaretechnische Planung umfassen. Die nächste Phase beschäftigt sich mit der Präevaluation, die genaueren Aufschluss über die Qualität des entwickelten Konzepts geben soll. Im Anschluss an die Auswertung der Präevaluation kommt die erste Implementierungsphase, die mit einem Prototypen abschließen soll. Im zweiten Implementierungsschritt sollen dann die grafischen Inhalte erstellt und die prototypische Anwendung mit Inhalten gefüllt werden.
Zum Abschluss des Projekts wird eine Evaluation durchgeführt, die Erkenntnisse über den Einfluss von Augmented Reality auf die Vermittlung von Wissen liefern soll.
Die folgende Arbeit soll einen Überblick über bestehende Lösungen zur Interaktion in Erweiterten Realitäten (Augmented Reality) schaffen. Hierzu werden anhand dreier grundlegender Betrachtungsweisen unterschiedliche Interaktionskonzepte und -umsetzungen sowohl von der technischen, als auch von der konzeptuellen Seite her, vorgestellt. Neben Fragen der Visualisierung werden unterschiedliche Typen von Benutzungsschnittstellen vorstellt. Den größten Teil nehmen die drei typischen Interaktionsaufgaben Selektion- und Manipulation, Navigation und Systemkontrolle und die damit verbundenen Interaktionstechniken ein. Die Inhalte des Arbeitsberichts beschränken sich auf den Einsatz von Interaktionelementen in Augmented Reality Umgebungen. Dies geschieht in Abgrenzung zu Forschungsarbeiten auf dem Gebiet zu Interaktionstechniken in Virtual Reality Umgebungen (vollimmersiv oder auch desktoporientiert). Zwar standen und stehen viele Interaktionstechniken aus dem Bereich VR in der AR Pate, doch haben sich gerade im Bereich der AR neue Techniken und Konzepte entwickelt. Folglich sollen VR Techniken nur dann betrachtet werden, wenn Sie in AR Anwendungen angewendet wurden bzw. wenn ihre Anwendung sinnvoll erscheint.
The term "Augmented Reality (AR)" denotes the superposition of additional virtual objects and supplementary information over real images. The joint project Enhanced Reality (ER)1 aims at a generic AR-system. The ER-project is a cooperation of six different research groups of the Department of Computer Science at the University of Koblenz-Landau. According to Ronald Azuma an AR-system combines real and virtual environments, where the real and virtual objects are registered in 3-D, and it provides interactivity in real time [Azu97]. Enhanced Reality extends Augmented Reality by requiring the virtual objects to be seamlessly embedded into the real world as photo-realistic objects according to the exact lighting conditions. Furthermore, additional information supplying value-added services may be displayed and interaction of the user may even be immersive. The short-term goal of the ER-project is the exploration of ER-fundamentals using some specific research scenarios; the long-term goal is the development of a component-based ER-framework for the creation of ER-applications for arbitrary application areas. ER-applications are developed as single-user applications for users who are moving in a real environment and are wearing some kind of visual output device like see-through glasses and some mobile end device. By these devices the user is able to see reality as it is, but he can also see the virtual objects and the additional information about some value-added service. Furthermore he might have additional devices whereby he can interact with the available virtual objects. The development of a generic framework for ER-applications requires the definition of generic components which are customizable and composable to build concrete applications and it requires a homogeneous data model which supports all components equally well. The workgroup "Software Technology"2 is responsible for this subproject. This report gives some preliminary results concerning the derivation of a component-based view of ER. There are several augmented reality frameworks like ARVIKA, AMIRE, DWARF, MORGAN, Studierstube and others which offer some support for the development of AR-applications. All of them ease the use of existing subsystems like AR-Toolkit, OpenGL and others and leverage the generation process for realistic systems by making efficient use of those subsystems. Consequently, they highly rely on them.
