Augmented Reality: Glyph-Erfinder entwickelt eigene Lightfield-Brille

Sie soll besser sein als die Hololens: Nicht nur Magic Leap arbeitet an Augmented Reality via Lightfield, sondern auch das Silicon-Valley-Startup Avegant. Das Unternehmen sieht sich als Plattformanbieter und legt die Basis für eine Lightfield-Brille, deren Demos wir unbedingt sehen wollen.

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So könnte AR durch die Lightfield-Brille aussehen.
So könnte AR durch die Lightfield-Brille aussehen. (Bild: Avegant)

Ende Februar 2017 sitzen wir mit einigen Mitarbeitern des Startups Avegant zusammen und erhalten einen europaexklusiven Einblick in das nächste Projekt: Avegant arbeitet an einer Lightfield-Brille für Augmented Reality, die Ideen des Multimedia-Headsets Glyph aufgreift. Damit unterscheidet sich die Brille technisch von anderen Modellen wie Microsofts Hololens, da Nutzer mehrere Ebenen fokussieren können. Obendrein soll Avegants Modell auch massentauglich herzustellen sein.

"Eine Augmented Reality zu erschaffen, ist deutlich komplexer als eine Virtual Reality", sagt Eric Trabold, VP of Sales & Marketing bei Avegant. Denn statt virtuelle Welten zu kreieren, wird die echte erweitert. Nutzer erwarten also, dass sich Objekte oder Avatare so verhalten wie unsere physikalischen Gesetze es vorschreiben, Abweichungen von der Norm fallen bei AR noch störender ins Auge als bei VR. Um diesem Anspruch gerecht zu werden, sagt Trabold, sei sich die Industrie weitestgehend einig: Es braucht Brillen mit Lightfield-Technik (wohl Birdbath-basiert), bei der viele statt einer Fokusebene existieren und auch dank meist breiterem Field of View dem menschlichen Sehen weitaus näherkommen. Umsetzungen per Waveguides (Lichtleiter) wie bei der Hololens lösen dafür tendenziell feiner auf.

DLP-Technik mit einer Lightfield-Komponente

Avegant hingegen arbeitet an einer Lightfield-Brille, dabei geht das Unternehmen mit Sitz im kalifornischen Belmont ähnlich vor wie bei der Glyph: Statt jegliche Hardware und Software wie Magic Leap komplett alleine zu entwickeln, werden Bauteile verwendet, die bereits in Serie gefertigt werden. Das Glyph nutzt DLP-Technik (Digital Light Processing) von Texas Instruments, ähnlich geht Avegant auch bei der Lightfield-Brille vor. Wir empfinden die Bildqualität des Glyph als sehr gut, da die Farbdarstellung überzeugt und kein Pixelraster zu erkennen ist.

Unterschiede des Glyph zur Lightfield-Brille sind vor allem ein transparentes Display und die Lichtfeld-Komponente. Das Software Development Kit (SDK) ist zwar eine Eigenentwicklung, es funktioniert aber mit vorhandenen Unity-Assets. Bisher benötigt das System noch einen stationären PC und verwendet ein Outside-In-Tracking mit externen Kameras. Mittelfristig soll aber eine Inside-Out-Lösung zum Einsatz kommen, zu deren Hersteller sich Avegant ebenso wenig schon öffentlich äußern möchte wie zu eventuellen Partnern.

Inside-Out-Tracking ist wichtig, damit die AR-Brille statt wie derzeit der Prototyp mit zwei HDMI-Anschlüssen drahtlos funktioniert oder zumindest per Verbindung zum Smartphone oder Tablet. Ein latenzarmes Tracking ohne Drifts von Objekten ist unerlässlich, ansonsten treten beim Nutzer schnell Irritationen auf - wie bei uns beim Ausprobieren von Project Alloy, Intels AR-Headset.

Mehrere Fokusebenen dank Lichtfeld

Problematisch bei aktuellen AR-Brillen und bei VR-Headsets sind die Fokus-Ebenen: Bei einer Hololens werden Projektionen erst ab einer bestimmten Entfernung halbwegs scharf dargestellt, Objekte nur wenige Zentimeter vor unseren Augen dagegen nicht. Bei Head-mounted Displays tritt die gleiche Problematik auf, wobei hier generell Tiefe durch einen 3D-Effekt vorgegaukelt wird. Die wird aber vom Entwickler definiert und Ansätze wie Eye-Tracking, um eine adaptive Tiefenunschärfe zu applizieren, erhöhen die Latenz.

Ein Lightfield sei die einzige Technologie, die es ermögliche, virtuelle Objekte auf unterschiedlichen Fokusebenen darzustellen, sagt Avegants Eric Trabold. Ohne ein Lightfield-Display sei es daher nicht möglich, Assets zu erzeugen, die sich nahe des Anwenders nahtlos in die Umgebung einfügen - etwa solche, die in der Hand gehalten werden. Trabold erwähnt in diesem Kontext den Vergence Accommodation Conflict (VAC): In der Realität sind Konvergenz, also der Punkt, an dem sich die Sichtlinien beider Augen treffen, und Fokusdistanz identisch - bei AR und VR hingegen bisher nicht, da der Blick auf einen Punkt in sehr wenigen Metern Abstand statt in größere Ferne fokussiert wird.

Avegant arbeitet an verschiedenen Demos

Bei einem Display mit Lightfield-Technik tritt dergleichen laut Trabold nicht auf, da durch gebündelte Lichtstrahlen für das Auge eine tatsächlich dreidimensionale Darstellung entsteht. Statt das Lichtfeld zu fotografieren, wird Tiefe bei Avegants Ansatz aus den Unity-Assets extrahiert, um ein Lichtfeld-Bild zu erhalten. Zwar konnten wir den Prototyp bisher nicht ausprobieren, die Demos klingen aber definitiv interessant, da zumindest wir dergleichen noch nicht gesehen haben.

Avegant hat unter anderem ein Planetensystem entwickelt, bei dem selbst Berge und Ozeane und die um die Erde kreisende ISS aus nächster Nähe zu erkennen sein sollen. In einer Raumecke würde zudem ein Aquarium stehen, in das Nutzer eintauchen können - gerade die Lichtbrechungen stellen wir uns schwierig vor. Im Aquarium warten eine Meeresschildkröte, ein Kalmar und ein Hai.

Ein interaktiver Avatar, der uns mit den Augen folgt, eine dreidimensionale Karte, virtuelle E-Mails und eine E-Commerce-Plattform mit schwebenden Produkten sollen die Präsentation abrunden. Wir sind gespannt, ob Avegant hält, was es verspricht.

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