Extended Reality

Extended Reality (kurz auch: XR, deutsch: erweiterte Realität) beschreibt die mit Hilfe von Computerprogrammen verstärkte Wahrnehmung von Sinneseindrücken innerhalb einer mehrdimensionalen Umgebung, die aus einer Kombination von realen und virtuellen Elementen besteht.

Bei Extended Reality werden real erfahrbare, sensorische Reize digital überhöht und damit intensiver wahrnehmbar. Es ist grundsätzlich möglich, damit alle menschlichen Sinne zu stimulieren. Hauptsächlich findet die Technologie jedoch in Bereichen Anwendung, die Menschen visuell erfahren.

Abgrenzung zu Virtual Reality, Mixed Reality, Augmented Reality[Bearbeiten]

Die erweiterte Realität ist ein Überbegriff für die gesamte Bandbreite der Virtualität. Diese reicht gemäß dem von Paul Milgram eingeführten Virtualitätskontinumm[1] von komplett real bis zu komplett virtuell. Darum umfasst XR auch Zwischenstufen der Virtualität, Mixed Reality (MR) genannt, wozu etwa Augmented Reality (AR), Augmented Virtuality (AV) und Virtual Reality (VR) zählen.

Mixed Reality[Bearbeiten]

Hin und wieder auch als Hybrid Reality bezeichnet, beschreibt der Begriff „Mixed Reality“ (kurz: MR) alle Zwischenstufen auf der Virtualitätsskala nach Milgram, bei der Elemente der Virtualität und Realität zu variablen Anteilen miteinander verschmelzen. Damit können also virtuelle Räume mit geringem Anteil realer Elemente ebenso gemeint sein, wie weitgehend reale Umgebungen, in die einzelne virtuelle Anteile implementiert werden. Das Schlüsselmerkmal von Mixed Reality ist, dass die realen und die virtuellen Elemente in Echtzeit aufeinander reagieren.

Augmented Reality[Bearbeiten]

Von erweiterter Realität (englisch: augmented reality, kurz: AR) spricht man, wenn eine physische, reale Umgebung durch technologische Elemente wie Videos, Grafiken oder GPS-Daten virtuell verstärkt wird. Diese Art der Extended Reality kommt in Smartphones und Tablets besonders häufig zum Einsatz, dort etwa in den Kameras oder in Apps, die eine digitale Überlagerung mit der realen Umgebung ermöglichen. Ein bekanntes Anwendungsbeispiel wäre hier das Spiel „Pokemon Go“.

Augmented Virtuality[Bearbeiten]

Bei Augmented Virtuality (kurz: AV, deutsch: erweiterte Virtualität) werden reale Elemente in eine virtuelle Umgebung implementiert. Anders als die Augmented Reality, verweist der Begriff der erweiterten Virtualität auf eine vorrangig virtuelle Umgebung, in die reale Objekte dynamisch integriert werden, sodass sie mit der virtuellen Welt in Echtzeit interagieren können. Beim derzeitigen Stand der Entwicklung werden solche digitalen Räume oft durch die dreidimensionale Digitalisierung real existierender Umgebungen geschaffen.

Virtual Reality[Bearbeiten]

Virtuelle Realität (kurz: VR), bei Milgram auch virtuelle Umgebung (englisch: virtual environment), oder Computer simulierte Realität. Der Begriff bezieht sich auf Sinneswahrnehmungen, die man in einer vollständig simulierten Umgebung erfährt. Dafür ist es nötig, Geräte wie 3D-Brillen, Helme, Handschuhe oder Headsets zu tragen. Diese generieren realistische Geräusche und Bilder in der virtuellen Welt. Eine vollständig replizierte VR, stimuliert potentiell alle fünf Sinnesmodalitäten.

Hintergrund[Bearbeiten]

Das Kürzel XR mit der Bedeutung „Erweiterte Realität“ geht auf die 60er Jahre des 20. Jahrhunderts zurück. Geprägt hat ihn Charles Wychoff, der in den Neunzigerjahren gemeinsam mit Steve Mann die XR-Vision-Komponenten erschuf, die später in AR/VR-Headsets und ähnlichen tragbaren Geräten, integriert wurden.[2]

Sowohl der Elektronikkonzern Sony, als auch Windows brachten zwischen Ende der 1980-er Jahre und 2017 Geräte auf den Markt, die landläufig als „XR Devices“, also XR-Geräte, bezeichnet werden. 2016 wurde Extended Reality erstmals als übergeordnete Beschreibung des kompletten Mixed-Reality-Spektrums verwendet.

Innerhalb des XR-Frameworks stellt Virtualität nicht das Gegenteil von Realität dar. Vielmehr beschreibt Extended Reality ein Simulationskonzept. Demnach versucht Virtualität reale Effekte so wirklichkeitsgetreu nachzubilden, dass die Wahrnehmung der virtuellen Elemente und deren Erleben vollkommen reell wird. Aufgrund dieser realitätsnahen Abbildung kann Extended Reality unter anderem dazu eingesetzt werden, um Phobien zu behandeln.[3]

Anwendungsgebiete[Bearbeiten]

Die Anwendungsgebiete, in denen Extended Reality zum Einsatz kommt, überschneiden sich definitionsbedingt mit den Anwendungsfeldern von Augmented Reality, Augmented Virtuality und Virtual Reality. Einige Beispiele:

  • Unterhaltung: Headsets und 3D-fähige Bildschirme erlauben realitätsnahe Erlebnisse von Konzert- oder Sportübertragungen, aber auch Filmen und Videospielen.
  • Marketing: Extended Reality macht es Unternehmen möglich, durch 3D-Technologien und XR-gestützte Präsentationen ihren Kunden eine sehr intensive Interaktion mit ihren Produkten ermöglicht.
  • Bildung und Ausbildung: In Hochrisikoberufen kann Extended Reality den Arbeitsplatz sicherer machen und zum Beispiel in der medizinischen Ausbildung oder beim Pilotentraining eine sichere Umgebung schaffen.
  • Immobilien und Architektur: Ob Wohnungsbesichtigungen oder virtuelle Modelle: Im Immobiliensektor kann Extended Reality viele Prozesse optimieren und beschleunigen.
  • Ortsunabhängiges Arbeiten: Mit XR ist es machbar, virtuelle Büroumgebungen zu schaffen, die auch Mitarbeitern im Home Office den Datenzugriff in Echtzeit zu ermöglichen und Teamarbeit auch auf Distanz erleichtert.

Extended Reality in der Industrie[Bearbeiten]

In der Industrie kommt Extended Reality vorrangig in der Ausbildung und Simulation zum Einsatz (63%). Doch auch im Produktdesign und Ingenieurwesen (41%), in der allgemeinen Zusammenarbeit (37%), Datenanalyse und -visualisierung (37%), im Marketing und Vertrieb (34%), sowie in der Forschung (27%), werden die Möglichkeiten der Extended Reality ausgeschöpft.[4]

Dabei ist der Bildungssektor (ca. 46%) der größte Absatzmarkt für erweiterte Realität. Auch im Gesundheitswesen und der medizinischen Branche (20%) kommen XR-Lösungen vermehrt zum Einsatz.[5] Experten erwarten bis einen signifikanten Anstieg von Extended Reality in der KFZ-Branche und im Transportwesen.[6]

Ausblick[Bearbeiten]

Durch den Einsatz von Extended Reality können Prozesse in unterschiedlichsten Bereichen optimiert werden, Arbeitsumgebungen sicherer und User Experience verbessert werden. Derlei bekannte Anwendungen sind bereits bekannt. Etwa die Einblendung einer Abseitslinie bei einer Fußballübertragung oder dreidimensional erfahrbare Filme und Videospiele.

In der Zukunft könnte XR den Einsatz von Bildschirmen obsolet machen, wenn virtuelle Bedienfelder und Fenster als Hologramme im realen Raum dargestellt werden können. Allerdings müssen die Entwickler von Extended Reality bis dahin noch einige Hürden nehmen. So weißt etwa der CEO von Qualcomm darauf hin, dass virtuelle Animationen, die in reale Umgebungen eingeblendet werden, noch immer unrealistisch aussähen.[7] Sie würden sich noch nicht nahtlos in die Landschaften einfügen, Bewegungen nicht ohne Latenzen ausgeführt werden. Doch Details wie genauer Lichteinfall und Schattenwurf würden mehr Energie verbrauchen.

Die größten Herausforderungen bei der Weiterentwicklung von Extended Reality sind, Stand 2019, Faktoren wie

  • die trotz Trägheitslösungen in der Navigation noch immer vorkommenden Verzögerungen in der Übertragung, wodurch Drifts oder Rauschen verursacht werden,
  • der Energiebedarf, der durch handelsübliche Akkus nicht gedeckt werden kann und so eine längerfristige Laufzeit von Extended-Reality-Lösungen nicht möglich macht, sowie
  • die Verfügbarkeit, Aktualität und Komplexität der Daten und deren Übertragung, die nötig sind, um virtuelle und reale Räume und Objekte realistisch und Latenz frei miteinander zu kombinieren.


Dennoch sind sich Vertreter aus allen Branchen einig, dass Extended Reality die private und professionelle Lebenswelt nachhaltig und dauerhaft verändern wird.[8] [9]

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. Simplified representation of a RV Continuum researchgate.net. Abgerufen am 08.03.2019.
  2. All Reality: Virtual, Augmented, Mixed (X), Mediated (X,Y), and Multimediated Reality arxiv.org. Abgerufen am 08.03.2019.
  3. Virtual Reality Therapy for Phobias psychiatry.duke.edu. Abgerufen am 08.03.2019.
  4. The industries that can expect to see the most from XR in the next 4 years betanews.com. Abgerufen am 08.03.2019.
  5. Der Blick in den Körper – Erweiterte Realität in der computergestützten Chirurgie in,tum.de. Abgerufen am 08.03.2019.
  6. Virtual and Augmented Reality in Automotive bvdw.org. Abgerufen am 08.03.2019.
  7. Qualcomm spells out the hurdles to ‘extended reality’ glasses venturebeat.com. Abgerufen am 08.03.2019.
  8. What is Extendey Reality? compelo.com. Abgerufen am 08.03.2019.
  9. 10 ways virtual reality will change your life in the near future forbes.com. Abgerufen am 08.03.2019.

Weblinks[Bearbeiten]