Head Mounted Displays
Inhaltsverzeichnis
Was ist Head Mounted Displays?
Ein Head-Mounted Display (HMD) ist eine Art von Display, das auf dem Kopf getragen wird und direkt vor den Augen des Benutzers angebracht ist. Es handelt sich im Wesentlichen um eine Brille oder ein Visier, das visuelle Informationen darstellt und dem Benutzer ermöglicht, virtuelle Realität (VR) oder erweiterte Realität (AR) zu erleben.
HMDs bestehen typischerweise aus einem Bildschirm oder mehreren Bildschirmen, die in das Brillengestell oder das Visier integriert sind, sowie aus Sensoren zur Verfolgung der Kopfbewegungen des Benutzers. Durch die Kombination von visuellen Informationen mit den Bewegungen des Benutzers ermöglichen HMDs ein immersives und interaktives Erlebnis.
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Abbildung 1 Head Mounted Displays in der Logistik.
Komponenten von Head Mounted Displays
Bevor wir uns mit den Einsatzgebieten und den unterschiedlichen Ausprägungen von Head Mounted Displays auseinandersetzen, möchten wir Ihnen erst einen kurzen Einblick in die Einordnung der Technologie geben. Diese „am Kopf befestigten Anzeigen“ kommen nicht von ungefähr, sondern sind entwickelt worden, um Konzepte wie Virtual Reality (VR), Augmented Reality (AR) und Mixed Reality (MR) umzusetzen. Wenn Sie sich weiter in die Begrifflichkeiten VR, AR und MR einlesen möchten, empfehle ich Ihnen unsere Knowhow-Seiten zu den Themen. In diesem Beitrag geben wir Ihnen einen kurzen Überblick, damit Sie die Technologien besser einordnen können:
Virtual Reality
Das Konzept der Virtual Reality sieht vor, dass der Nutzer in eine künstliche, computergenerierte sowie dreidimensionale Umgebung eintaucht. Die reale Welt ist in diesem Konzept nicht vorhanden. Damit diese Immersion stattfinden kann, benötigt der Anwender eine spezielle VR-Brille, die (je nach Entwicklungsstand) auf Kopfbewegungen reagiert und ihm eine 360-Grad-Sicht ermöglicht.
Mixed Reality
In der Mixed Reality verschmilzt die echte mit der virtuellen Welt. Der Nutzer taucht nicht komplett in eine virtuelle Realität ein, sondern es bestehen 2 Möglichkeiten: Die echte Realität wird durch digitale Elemente erweitert oder – andersherum – der virtuelle Raum wird durch das Einblenden realer Personen und Objekte erweitert. Durch die Verwendung einer Datenbrille können physische und digitale Objekte koexistieren. Die Besonderheit an der Mixed Reality ist, dass die Inhalte der virtuellen und realen Welt miteinander interagieren können. Folgendes Video von Microsoft veranschaulicht das Konzept ganz passend:
Augmented Reality
Das Konzept Augmented Reality dürfte mittlerweile unter anderem vielen Ikea-Kunden bekannt sein:
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Abbildung 2: (Deko)-Objekte mittels AR-App in reale Umgebung einfügen.
Bei Augmented Reality werden virtuelle Objekte über die reale Welt projiziert – der Sessel in Abbildung 2 ist virtuell, die Umgebung ist real. Im Gegensatz zur Mixed Reality können die künstlichen Objekte jedoch nicht mit Objekten der realen Welt interagieren. Würde der Sessel nun auf einer realen Holzkiste projiziert werden und Sie verschieben die Holzkiste in Wirklichkeit, würde der Sessel sich nicht mitbewegen. Er würde an der Stelle bleiben. Es findet keine Interkation statt. Ein weiteres, ganz bekanntes AR-Beispiel ist das Spiel Pokémon Go, in dem es darum geht, virtuelle Fantasiewesen in unserer realen Umgebung einzufangen
Was auch in der Abbildung 2 deutlich wird, ist, dass sie für den Einsatz von AR nicht unbedingt auf Head Mounted Displays angewiesen sind – das Smartphone (oder allgemein: Handheld-Mobilgeräte) reicht bereits aus.
Wozu gibt es Head Mounted Displays?
Head-Mounted Displays (HMDs) wurden entwickelt, um den Zugang zu virtuellen Realitäten (VR), erweiterter Realität (AR) und gemischter Realität (MR) zu ermöglichen. VR, AR und MR eröffnen uns als Benutzern die Möglichkeit, unsere Realität zu erweitern oder vollständig in virtuelle Welten einzutauchen. Diese Technologien bieten ein immersives Erlebnis, das es uns ermöglicht, neue Umgebungen zu erkunden, virtuelle Objekte zu interagieren und mit digitalen Informationen zu interagieren.
Use Cases
Wie bei allen Innovationen ist die Einführung und der Einsatz zwecklos, wenn keine geeigneten Use Cases existieren und die Anwendung somit keinen Mehrwert bietet. Nur, weil Sie von Pokémon Go begeistert sind, bedeutet das nicht, dass Head Mounted Displays in Ihrem Unternehmen unbedingt sinnvoll sind. Wir haben Ihnen mal ein paar mögliche Use Cases zusammengeschrieben:
Produktion
Ein Use Case für Augmented Reality liegt in der Produktion beim Fertigungsprozess. Monteuren können z. B. durch den Einsatz von Smart Glasses wichtige Montageinformationen zur Verfügung gestellt werden. Diese werden einfach im Sichtfeld des Monteurs eingeblendet – der Monteur kann parallel seiner Arbeit nachgehen und hat die Informationen immer parat. Und die Hände frei. Deloitte spricht in einer Studie zum Einsatz von Head Mounted Displays das Beispiel Airbus an: Airbus setzt Smart Glasses für einen punktgenauen Einbau von Kabineneinrichtungen im A330 ein. „So kann die Zeit für die Markierung der Einbauorte auf ein Sechstel reduziert werden.“
Logistik
Der Einsatz von Smart Glasses optimiert auch Prozesse in der Logistik. In der Kommissionierung können die Lagerarbeiter durch das Tragen von Smart Glasses die richtigen Teile schnell identifizieren und kommissionieren. Die Kameras der Smart Glasses können den Barcode auslesen. Der Mitarbeiter ist somit in der Lage, Aufträge schneller und zuverlässiger abzuwickeln:
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Abbildung 3 Zuverlässige Kommissionierung mit Smart Glasses, Quelle: Fraunhofer.
Virtuelle Showrooms und Produktpräsentationen
Mittels Virtual Reality können Produkte präsentiert werden, bevor sie auf den Markt kommen. Ein schöner Anwendungsfall ist hier die Audi VR experience: Der Verkaufsberater kann jedes Audi-Modell konfigurieren, während der Kunde sein Wunschfahrzeug mittels VR-Brille virtuell erlebt. Zudem hat der Kunde die Möglichkeit, sein Fahrzeug in unterschiedlichen Umgebungen zu erleben oder den technischen Aufbau im Detail zu erkunden und in die Funktionen „einzutauchen“. Neben der VR-Brille kommt hier auch ein spezieller Kopfhörer zum Einsatz, der die typischen Fahrzeuggeräusche und das Soundsystem natürlich wiedergibt.
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Abbildung 4 Virtuelle Produktpräsentation, Quelle: Audi.
Ein virtueller Showroom kann beispielsweise in der Immobilienbranche zum Einsatz kommen, indem Interessierte noch nicht fertiggestellte Immobilien virtuell besichtigen können.
Smart Glasses vs. VR-Brillen
Ohne Head Mounted Displays können Sie jedoch nicht in die verschiedenen Realitäten eintreten. Wie Sie bereits im vorangegangenen Abschnitt gelesen haben, kommen hier Geräte wie Smart Glasses oder VR-Brillen zum Einsatz. Wo liegen genau die Unterschiede und welches Gerät kommt für welchen Einsatz infrage?
Ein großer Unterschied lässt sich vorweg schon mal zwischen VR- und AR-/MR-Anwendungen festhalten: VR-Brillen sind in der Regel vollständig geschlossen und schotten den Nutzer von der Außenwelt ab. Bei Smart Glasses z. B., die bei AR- und MR-Konzepten zum Einsatz kommen, ist die reale Umgebung ein wesentlicher Teil des Konzeptes – sie verfügen über einen offenen Charakter:
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Abbildung 5 VR-Brille
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Abbildung 6 Smart Glasses
VR-Brillen: die verschiedenen Varianten
Beginnen wir mit den verschiedenen Varianten der VR-Brillen. Diese reichen von Low-End- & DIY-Brillen bis zu High-End-Brillen.
Das Google Cardboard ist ein preiswerter Einstieg in die virtuelle Realität. Das mobile Cardboard besteht aus einer einfachen Karton-Box mit 2 Linsen, die ganz einfach „auf“ das Smartphone gesetzt wird. Technische Basis ist das Smartphone. Somit können Unternehmen schon einer großen Kundenzahl Zugang zu virtuellen Produktdemos ermöglichen:
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Abbildung 7 Das Google Cardboard ist eine günstige VR-Brillen-Variante, Quelle: Wikipedia.
Bei den aufwendigeren VR-Brillen (ebenfalls mobil) wie Samsung Gear VR oder Google Daydream bildet das Smartphone zwar immer noch die Basis, jedoch verfügen die Brillen über eigene Sensoren, die Kopfbewegungen in die virtuelle Welt übertragen und somit eine bessere User Experience ermöglichen.
Eine nicht-mobile Variante sind die High-End-Produkte wie Oculus Rift. Wir sprechen hier von Full-Feature-VR-Brillen, die mit leistungsfähigen PCs oder Spielekonsolen verbunden sind und das Erlebnis bzw. die Immersion besonders wirkungsvoll machen. Zuvor genanntes Audi-Beispiel wurde mit einer Full-Feature-VR-Brille durchgeführt.
Smart Glasses
Haben Sie schon mal was von Microsoft HoloLens oder Meta 2 gehört? Beides Smart-Glasses-Lösungen, die AR- und MR-Erlebnisse realisieren. Hier sprechen wir aber schon von den High-End-Lösungen, die räumliche Tiefen und Objekte erkennen und somit virtuelle und reale Welt optimal zusammenführen. Geräte, die beispielsweise in der Produktion eingesetzt werden und völlig ausreichend sind, sind Google Glasses.
Der VR-, AR- und MR-Markt wächst
VR, AR und MR gehen Hand in Hand mit den Head Mounted Displays. Da der Markt der virtuellen und erweiterten Realität von Jahr zu Jahr wächst und an Bedeutung gewinnt, nimmt auch die Entwicklung der Hardware-Lösungen rasant zu. Die Vorteile der „Arbeitshilfen der Zukunft“ sind klar:
- Sie dienen dem Anwender als Assistenztechnologie, die ihm bei vielschichtigen Aufgaben durch das Bereitstellen wichtiger Informationen unterstützt.
- Die Geräte wirken präventiv Fehlern entgegen, die beispielsweise durch das Vergessen von Arbeitsschritten entstehen und hohe Schäden verursachen können.
- Head Mounted Displays unterstützen die Mitarbeiter genau dort, wo Unterstützung benötigt wird: vor Ort, direkt on the job.
- Wer die Hilfsmittel einsetzt, befähigt seine Mitarbeiter zum mobilen Arbeiten. Das ermöglichen Smartphones und Tablets zwar auch schon, doch der klare Vorteil der Head Mounted Displays ist folgender: Die Informationen werden ins Blickfeld der Beschäftigten eingespielt – die Hände sind frei für die eigentliche Tätigkeit.
Head Mounted Displays stellen die nächste Evolutionsstufe nach Smartphone und Co dar – in dem Zuge sind sie aber auch eine neue Gerätekategorie in vielen Unternehmen. Ihre Mitarbeiter werden der neuen Technologie wahrscheinlich erstmal skeptisch begegnen. Wenn Sie über die Einführung der neuen Geräte nachdenken, ist es Ihre Aufgabe, geeignete Use Cases zu entwickeln und die Anwender davon zu überzeugen und eine hohe Akzeptanz der Technologie zu erreichen. Dazu zählt zum Beispiel auch, dass Sie die Technologie bestmöglich auf die Anforderungen der Aufgabe abstimmen.
Websession mit Tobias Schießl
Haben Sie schon mal darüber nachgedacht, Head Mounted Displays in Ihrem Unternehmen einzusetzen? Wissen aber noch nicht so genau wie und mit welcher Lösung? Gerne stellen wir Ihnen auch unsere HMT-1 Datenbrille (HMT = Head Mounted Tablet) bei Ihnen vor Ort vor und zeigen Einsatzmöglichkeiten auf. In einer kostenlosen Websession besprechen wir Ihre Herausforderungen und Möglichkeiten.
FAQ
Was ist ein Head Mounted Display?
Ein Head Mounted Display, kurz HMD, ist ein visuelles Ausgabegerät, welches auf dem Kopf getragen wird.
Was für Arten von Head Mounted Display existieren?
Head Mounted Displays lassen sich in zwei Kategorien ordnen: Monokulare HMDs und Binokulare HMDs.
Monokulare HMDs blenden die Bilder oder Informationen nur vor einem Auge ein, das andere nimmt die reale Umgebung wahr. Damit wird die echte Umgebung mit virtuellen Elementen überlagert.
Binokulare HMDs zeigen beiden Augen ein virtuelles Bild und die reale Umgebung verschwindet meist komplett.
Wo werden Head Mounted Displays verwendet?
Das größte Anwendungsgebiet bildet immer noch die Gaming-Branche. Die Anfrage für Business-Anwendungen nimmt jedoch auch immer weiter zu. Die Brillen könnten bspw. bei der Produktion oder Qualitätssicherung eingesetzt werden.
Sind Head Mounted Displays zukunftsrelevant?
Ja! Vor allem im Bereich der Arbeitsassistenz-Systeme werden Head Mounted Displays eine immer wichtigere Rolle einnehmen, da Prozesse so effektiver gestaltet werden können.
