Erweiterte Realität taucht ins Wasser

Erweitete Realität (Augmented Reality, AR), in der die normale Sinneswahrnehmung mit Computerunterstützung erweitert wird, blieb bislang im Trockenen, so das Fraunhofer-Institut für Angewandte Informationstechnik (FIT).

Das ändert sich mit einem Hardware-Prototyp, den Forscher am Fraunhofer FIT entwickelt haben. Er ermöglicht AR-Anwendungen auch unter Wasser. Begleitend dazu gibt es als erstes Beispiel ein Spiel, das eine Schatzsuche im Schwimmbecken ermöglicht. In weiterer Folge wollen die Wissenschaftler untersuchen, inwieweit die Vorteile von AR auch Berufstauchern erschlossen werden können.

Das laut Fraunhofer FIT weltweit erste mobile AR-Unterwasserspiel versetzt den Taucher in die Rolle eines Meeresarchäologen auf Schatzsuche. „Die Anwendung vereint das faszinierende Gefühl scheinbarer Schwerelosigkeit unter Wasser mit neuartigen AR-Technologien“, sagt Lisa Blum, wissenschaftliche Mitarbeiterin des Geschäftsbereichs Kollaborative Virtuelle und Augmentierte Umgebungen am Fraunhofer FIT. Das Spiel umfasst dabei sechs virtuelle Zonen mit vielfältiger Unterwasserflora und -fauna.

In einer davon findet sich eine Schatztruhe, die nur mit einem Zahlencode zu öffnen ist, der erst in Muscheln gefunden werden muss. Damit Benutzer beim Schwimmen und Tauchen nicht behindert werden, verzichtet das Spiel auf manuelle Eingabegeräte. Die Interaktion orientiert sich daran, dass auch reale Lebewesen auf die Annäherung eines Tauchers reagieren. „Schwimmt der Taucher beispielsweise nah genug an die Muscheln heran, so öffnen sich diese“, beschreibt Blum gegenüber pressetext.

Möglich wird das Unterwasser-AR-Spiel erst durch den speziellen Hardware-Prototpyen, der am Fraunhofer FIT entwickelt wurde. Denn im Gegensatz zu AR-Anwendungen an Land müssen die genutzten Geräte wasserdicht und so robust konstruiert sein, dass sie dem Wasserdruck standhalten. „Eine kniffelige Aufgabe war, die Verkabelung der Geräte wasserdicht zu bekommen“, sagt Blum. Das wurde über eine Schlauchkonstruktion gelöst. Vor der Taucherbrille kommt ein ursprünglich für militärische Anwendungen konzipiertes Display zum Einsatz, durch das reale Umgebung und überlagerte virtuelle Objekte gleichzeitig wahrgenommen werden können. Der Datenverarbeitung dient ein ultra-mobiler PC, den der Taucher auf dem Rücken trägt. Eine Kamera an der Taucherbrille wiederum erkennt bestimmte Marker in der Umgebung, um die Einblendung virtueller Elemente auszulösen. Eine mehrschichtige Positions- und Lagebestimmung des Tauchers sorgt dafür, dass die 3D-Objekte perspektivisch korrekt dargestellt werden.

Die Spielanwendung könnte „beispielsweise zukünftig als neue Attraktion Freizeitbäder bereichern“, sagt Blum. Grundsätzlich halte sie für möglich, dass das System in ein bis zwei Jahren für den professionellen Einsatz in Schwimmbädern umgesetzt werden kann. Der Prototyp soll helfen, langfristig auch Anwendungen außerhalb des Unterhaltungssektors zu erschließen. Die Forscher am Fraunhofer FIT planen Untersuchungen, inwieweit Berufstaucher etwa bei Reparaturarbeiten an Brücken, Ölplattformen oder Staumauern durch Unterwasser-AR unterstützt werden können. „Die Anwendung des Systems bei großer Tiefe, Dunkelheit oder im trüben See- oder Meerwasser stellt aber viel höhere Anforderungen“, betont Blum abschließend.