Unterwasser AR

Das virtuelle Korallenriff im Schwimmbad

© Foto Fraunhofer FIT

Viele Menschen träumen davon, einmal die einzigartige Pflanzen- und Fischwelt tropischer Korallenriffe zu erleben, aber für einen Tauchurlaub fehlen häufig Zeit und Geld. Wie wäre es stattdessen mit einer virtuellen Unterwasserwelt? Unser erster Prototyp für den Unterwasser-Einsatz ermöglicht es mit Hilfe von Augmented Reality Techniken, ein gewöhnliches Schwimmbad in ein virtuelles Korallenriff mit Fischen, Muscheln und Unterwasserpflanzen zu verwandeln.

Zentrales Element des Systems ist ein wasserfestes Display vor der Taucherbrille, durch das der Taucher seine reale Unterwasser-Umwelt und zusätzlich virtuelle Objekte sieht. Über eine Kamera oben auf der Taucherbrille werden so genannte Marker im Becken erkannt und im Display durch die dem Marker zugeordneten virtuellen Szenen überlagert. Die perspektivisch korrekte visuelle Darstellung dieser dreidimensionalen Szenen wird aus Abstand und Winkel zwischen Kamera und Marker berechnet. Die dafür notwendige Rechenleistung liefert ein ultra-mobiler PC (UMPC), den der Taucher in einer Rucksack-Konstruktion mitnimmt. Damit eine virtuelle Szene weiter konsistent dargestellt wird, wenn der zugehörige Marker kurzfristig, z. B. durch eine Schwimmbewegung, verdeckt ist, verfolgen wir die Orientierung des Tauchers mit einem inertialen, magnetfeldbasierten Sensor.

Schatzsuche unter Wasser

Als Anwendungsbeispiel hat Fraunhofer FIT das weltweit erste mobile Augmented Reality Unterwasserspiel entwickelt. Es versetzt den Spieler in die Rolle eines Meeresarchäologen auf Schatzsuche. Das Spielfeld umfasst sechs virtuelle »Inseln« mit vielfältiger Unterwasserflora und -fauna. Eine der Inseln beherbergt eine verschlossene Schatztruhe. Sie ist nur mit einem Zahlencode zu öffnen, der sich wiederum in magischen Muscheln auf den anderen Inseln verbirgt. Um den Zahlencode zu entschlüsseln und das Geheimnis der Truhe zu lüften, muss der Spieler die Perlen in der richtigen Reihenfolge einsammeln. Das Spiel besticht durch intuitive Interaktionstechniken, die ohne manuelle Eingabegeräte auskommen. So wird der Spieler beim Schwimmen und Tauchen nicht behindert und die Handhabung des Spiels ist optimal auf das Medium Wasser zugeschnitten.

Vielfältige Einsatzmöglichkeiten

Die Anwendung vereint das faszinierende Gefühl scheinbarer Schwerelosigkeit unter Wasser mit neuartigen Augmented Reality-Technologien und bietet dem Benutzer eine einzigartige, aufregende Spielerfahrung. In weiterentwickelter Form könnte sie zukünftig beispielsweise Freizeitbäder um eine neue Attraktion bereichern. Gleichzeitig bietet der Prototyp viel Potential für zukünftige Entwicklungen, die nicht auf den Unterhaltungssektor beschränkt sind. So könnten beispielsweise Berufstaucher bei Reparaturarbeiten an Brücken, Ölplattformen oder Staumauern bei ihren Tätigkeiten unterstützt werden.