Implementierung und Evaluierung von Interaktionstechniken für mobile Augmented Reality Anwendungen

Diese Arbeit stellt ein Konzept für moderne Benutzerschnittstellen im Augmented-Reality-Bereich (AR) und dessen Implementierung vor. Neben den Grundlagen von AR werden auch die bisherigen Ergebnisse und Entwicklungen im Gebiet der Benutzerschnittstellen behandelt. In AR werden dem Benutzer virtuelle Objekte oder computergenerierte Informationen zusätzlich zur realen Umgebung dargeboten. AR-Systeme erweitern die Wahrnehmung des Benutzers, wobei der Kontakt zur realen Umwelt vollständig erhalten bleibt. So kann er seiner gewohnten Tätigkeit nachgehen, während der Computer im Idealfall wichtige Informationen direkt einblenden kann, ohne dass der Benutzer seine Tätigkeit unterbrechen muss. Ein großes Problem bei derzeitigen AR-Prototypen ist jedoch die Interaktion mit diesen Systemen. Oft erfordern unzureichende Benutzerschnittstellen das Unterbrechen der Arbeit, im schlimmsten Fall sogar die Eingabe von Befehlen an einem Desktop-Computer. In dieser Arbeit werden bestehende Interaktionstechniken verglichen und eine Benutzerschnittstelle beschrieben, die für mobile (also nicht stationär an einen Raum gebundene) AR-Systeme geeignet ist. Diese beruht auf der Verwendung eines Graphiktabletts oder eines Tablett-PCs. Es kommen jedoch auch weitere Eingabegeräte, wie z.B. eine Gyroskop-Maus oder ein Trackball in Frage. Die vorgestellte Benutzerschnittstelle bietet die Vorteile, universell einsetzbar und leicht konfigurierbar zu sein, wodurch deren Verwendung für eine Vielzahl von AR-Anwendungen erleichtert wird. In this work a concept of modern user interfaces in augmented reality (AR) and its implementation are presented. The principles of AR and recent results and developments in the field of user interfaces are discussed. In AR virtual objects or computer-generated information are shown in addition to the real environment. In augmented reality the perception of the user is extended while the contact to the real environment remains. The user can consequently attend to his usual activity without having to interrupt his activity, while in the ideal case the computer fades in important information directly. A significant problem with present AR-prototypes is the interaction with these systems. Insufficient user interfaces often require an interruption of the working process, in the worst case even the input of instructions at a desktop computer. In this work existing interaction techniques are compared and a user interface is described, which is suitable for mobile (thus not stationary bound to a room) AR-systems. It is based on the use of a graphic tablet or a Tablet-PC, however there are also further input devices available like a gyroscope mouse or a trackball. The presented user interface offers the advantages to be universally applicable and easily configurable whereas its use for a multiplicity of AR-applications is facilitated