Von der Vision zur Realität: Das Neueste in der AR‑Technologie

Augmented Reality erlebt einen Aufschwung. Laut den verfügbaren Marktprognosen wird die Größe des Augmented‑Reality‑Marktes von 2017 bis 2025 um über 195 Milliarden US‑Dollar wachsen, von fast 3,5 Milliarden im Jahr 2017 auf mehr als 198 Milliarden US‑Dollar im Jahr 2025.

Dieses Wachstum wäre nicht möglich gewesen, wenn AR nicht seine Leistungsfähigkeit in zahlreichen realen Anwendungsfällen bewiesen hätte, darunter medizinische Ausbildung, Einzelhandel, Reparatur und Wartung, Design & Modellierung, Unternehmenslogistik, Tourismus, Bildung, Unterhaltung, öffentliche Sicherheit und mehr.

Der Einzug von AR in unser modernes Leben war so wirkungsvoll, dass Technologie‑Führer wie SAP seine Auswirkung als Synonym für die Zukunft der Fertigung bezeichnet haben. Es findet Anwendung für alles, von der Identifizierung von Assets bis zum Wissenstransfer. Es hat geholfen, Produktentwicklungsstandards zu verbessern, Prozesse zu vereinfachen, unser Lagerverwaltungssystem zu optimieren, die Mitarbeitermotivation zu steigern und – vielleicht am wichtigsten – Risiken zu reduzieren, indem es Arbeitern ermöglicht, Aufgaben virtuell zu üben.

Ein solches Wachstum von AR wurde stets von einer starken wissenschaftlichen Gemeinschaft unterstützt, die daran arbeitet, die Grenzen dessen, was AR potenziell erreichen kann, zu erweitern.

Heute werfen wir einen Blick auf eine solche Innovation, die entscheidend dafür sein wird, die Anwendbarkeit von AR weiter zu verbreiten.

Verkleinerte AR‑Displays mit erweiterten Anwendungsfällen für Sehen und Sichtbarkeit

Die Studie erschien in der Zeitschrift ACS Photonics und trug den Titel „Hybrid‑Meta‑Optics‑ermöglichtes kompaktes Augmented‑Reality‑Display mit rechnergestützter Bildverstärkung.“

Quelle: ACS

Die Forscher stellten fest, dass es schwierig sei, die Größe, das Gewicht und die Off‑Axis‑Aberrationen von Projektionslinsen zu reduzieren. Diese Herausforderung führte zu Hindernissen bei der Miniaturisierung von AR‑Geräten wie Brillen. Als Lösung präsentierten die Forscher ein meta‑refraktives Hybridlinsen‑basiertes AR‑Projektionsdisplay, das mit einem Micro‑LED beleuchtet wird. Die Lösung ermöglicht eine kommerzielle Realisierbarkeit mit einem Eintrittspupillendurchmesser von 3,2 mm und einer Gesamtlänge von weniger als 7,7 mm. Das Ergebnis bietet eine überlegene Auflösung und minimale Off‑Axis‑Aberrationen mit weniger als 2 % Verzerrung über ein Sichtfeld von 30 Grad.

Um die Lösung weiter zu verbessern, statteten die Forscher sie mit einem hardware‑inspirierten Korrektur‑Neuronalen Netzwerk aus, das durch ein Point‑Spread‑Function‑Feature unterstützt wird. Zur Verstärkung der AR‑Bildqualität organisierten die Forscher eine Vor‑Deconvolution einer Lichtquelle, die die verbleibenden System‑Aberrationen weiter korrigieren kann.

Obwohl all dies sehr technisch klingen mag, betrachten wir die Lösung aus einer Perspektive, die einem Laien, der nicht tief in die Optik eingetaucht ist, ein klareres Bild vermittelt.

Was die Forschung und ihre Errungenschaften für den durchschnittlichen Nutzer bedeuten

Der Zweck, für den AR entwickelt wurde, besteht darin, digitale Bilder zu nehmen und sie über reale Ansichten zu legen. So fand AR in vielen interessanten und populären Anwendungsbereichen Fuß, darunter Videospiele, die Durchführung von Operationen und das Steuern von selbstfahrenden Autos. Die hier diskutierte Forschung zielt darauf ab, AR bequemer zu machen, indem sie in gängige persönliche Geräte integriert werden kann, indem zwei optische Technologien zu einem einzigen hochauflösenden AR‑Display kombiniert werden. Der von der Forschung vorgestellte Brillen‑Prototyp bot eine verbesserte Bildqualität, bei der Verzerrungen durch Computer‑Algorithmen entfernt werden konnten.

Die Vorteile der Forschung

Hersteller von AR‑Geräten werden stark von der Forschung und den daraus resultierenden Fortschritten profitieren. AR‑Hardware muss für den Nutzer tragbarer, leichter und tragbar werden. Dennoch besteht sie noch aus sperrigen Goggles und schweren Head‑Up‑Displays. Die Forscher haben durch die Kombination einer Metafläche und einer refraktiven Linse – zwei unterschiedlicher optischer Technologien – ein kompaktes, einliniges Hybrid‑AR‑Design geschaffen.

Die Ergänzungen belasteten die Hardware des Geräts nicht, da die Metafläche lediglich einen ultradünnen, leichten Siliziumnitrid‑Film beinhaltete, der mit einem Muster geätzt wurde, das das Licht der grünen Micro‑LEDs formen und fokussieren kann.

Die Lösung kümmerte sich um die kleinsten Unvollkommenheiten – die oft übersehen werden – indem sie Computer‑Algorithmen einsetzte, die die Auflösung des projizierten Bildes verbessern und die Fehler korrigieren, bevor das Licht die Micro‑LED verlässt.

Die Forscher prüften die Effizienz ihrer Lösung, indem sie sie an einem neu projizierten AR‑Bild eines Roten Pandas testeten. Der neu projizierte Panda – mit der neuen Lösung – war zu 74,3 % strukturell dem Originalbild ähnlich – eine Verbesserung von 4 % gegenüber der unkorrigierten Projektion.

In Bezug auf die zukünftige Nutzbarkeit erklärte die Forschung, dass ihre Lösung von Grün auf Vollfarbe erweitert werden könne und die Produktion einer neuen Generation von AR‑Brillen ermöglichen würde, die das Potenzial haben, den Mainstream zu erreichen.

Obwohl diese Forschung das Potenzial hat, bahnbrechend zu sein, könnten viele andere AR‑bezogene Studien einen bleibenden Eindruck in diesem Bereich hinterlassen.

In den kommenden Abschnitten betrachten wir weitere solche Forschungen.

Der weltweit erste flexible und transparente AR‑Display‑Bildschirm

Quelle: The University of Melbourne

Forscher der University of Melbourne, zusammen mit der taiwanesischen KDH Design Corporation und dem Melbourne Centre for Nanofabrication, erzielten einen bahnbrechenden Fortschritt im Bereich der Augmented‑Reality‑Display‑Technologie. Sie entwickelten den weltweit ersten flexiblen, transparenten Augmented‑Reality‑(AR‑)Display‑Bildschirm, der additive Fertigung nutzte und kostengünstige Materialien einsetzte. Die Forscher glaubten, dass ihre Lösung die Nutzung von AR revolutionieren könnte, indem sie eine Technologie schafft, die gleichzeitig flexibel ist und sich an verschiedene Einfallswinkel von Lichtquellen an die Augen des Betrachters anpassen kann.

Bezüglich der Anwendbarkeit fanden die Forscher die Nutzbarkeit der Lösung in Bereichen wie Gaming, Bildung und Gesundheitswesen. Insbesondere könnte die Gaming‑Industrie erheblich profitieren, indem

Da der Bildschirm flexibel ist, kann er sich an eine Vielzahl vielseitiger Formen und Gestalten anpassen, einschließlich gebogener und unregelmäßiger Formen. Durch seine Transparenz ermöglicht der Bildschirm den Nutzern eine natürlichere und hindernisfreie Sicht. Darüber hinaus ist es möglich, digitale Inhalte zu überlagern, um das Benutzererlebnis insgesamt zu verbessern.

Der Fertigungsmechanismus des Produkts und der Einsatz von additiven Fertigungstechniken bei der Herstellung gewährleisteten eine präzise und sorgfältige Kontrolle über Design und Produktion des Bildschirms. Die Qualität wurde deutlich verbessert und die Produkte konsistenter. Additive Fertigung ermöglichte zudem eine einfache Skalierung, die für die Massenproduktion geeignet ist, wodurch die Technologie zugänglicher und erschwinglicher wurde.

Durchbruch bei holografischen Polymer‑Nanokompositen – Ein Wendepunkt für AR‑Geräte

Eine Forschergruppe der Huazhong University of Science and Technology integrierte den Flüssigkristall E6M und entwickelte eine Methode, um die in AR‑Brillen verwendeten Materialien zu verbessern. Die Erhöhung der Helligkeit und die Erweiterung des Sichtfeldes sind zwei langjährige Probleme, die diese Methode zu lösen hilft und die beide entscheidend dafür sind, Augmented Reality nützlicher und immersiver zu machen.

Der Einsatz von E6M in diesen Materialien ermöglichte den Wissenschaftlern, unerwünschte optische Effekte wie Nebel zu reduzieren und die Dünnheit des Displays beizubehalten, während gleichzeitig die Brechungsindex‑Modulation – also die grundlegende Lichtausbreitung im Material – erhöht wurde. Das Ergebnis ist ein effektiveres, leichteres und dünneres Material, das die Kompaktheit und Effizienz von AR‑Brillen steigert. Das bringt uns einen Schritt näher zu AR‑Geräten mit helleren, klareren Displays, die sich natürlicher tragen lassen.

Dieser Durchbruch könnte die Tür zu praktischeren und benutzerfreundlicheren Augmented‑Reality‑Produkten in Branchen wie Unterhaltung, Gesundheitswesen und Bildung öffnen. Und da AR‑Brillen kompakter und leistungsfähiger werden, werden sie auch komfortabler und einfacher im Alltag zu nutzen, wodurch neue Möglichkeiten entstehen, wie wir in Echtzeit mit der digitalen Welt interagieren.

„Unsere Arbeit zeigt eine erhebliche Verbesserung der optischen Leistung von holografischen Polymer‑Nanokompositen, die das Design von AR‑Geräten revolutionieren könnte. Das Erreichen einer hohen Beugungseffizienz bei minimaler Dicke ebnet den Weg für dünnere, leichtere und effizientere AR‑Displays.“

– Professor Hai‑Yan Peng, einer der Studienautoren 

Meta Orion

Solche und weitere Forschungen haben zahlreiche Produkte inspiriert. Eines davon ist definitiv Meta Orion. Ende September dieses Jahres stellte Meta Orion (META ) Orion vor, zuvor als Project Nazare bezeichnet, das laut Unternehmen das fortschrittlichste AR‑Brillenpaar aller Zeiten ist. Die Lösung ist ein Durchbruch, da sie das Aussehen und Gefühl einer normalen Brille hat, jedoch die immersiven Fähigkeiten von AR bietet.

Orions Framework beinhaltet Metas intelligenten Assistenten Smart Companion, der Nutzern KI‑gestützte Hilfe für Routineaufgaben über Sprachbefehle und Gesten ermöglicht. Echtzeit‑Overlays auf den Brillen unterstützen alltägliche Aktivitäten, wie das Lesen von Karten, das Empfangen von Benachrichtigungen und sogar die Interaktion mit immersiven digitalen Inhalten. Es bietet eine benutzerfreundliche Oberfläche, die die reale und virtuelle Welt nahtlos mit ihren hochentwickelten, leichten Linsen verbindet.

Mit Orion hofft Meta, die persönliche Technologie neu zu erfinden, indem sie über Smartphones hinaus in die Welt der freihändigen Augmented‑Reality‑Erlebnisse gelangt.

Laut Zuckerberg befindet sich Orion seit zehn Jahren in Entwicklung, und trotz seines Potenzials bleibt es ein Prototyp, für den (zumindest noch) kein klarer Weg zu einem profitablen Produkt besteht. Das Gerät benötigt weiterhin ein Handgelenkband und einen kabellosen Rechen‑Puck, um zu funktionieren, und bei 10.000 $ pro Stück ist offensichtlich, dass Meta noch einen weiten Weg vor sich hat, bevor es das Produkt auf den Markt bringt.

Ray‑Ban Meta

Während Orion noch weit von einer Markteinführung entfernt ist, können Personen, die Metas intelligente Brillentechnologie testen möchten, die Ray‑Ban Meta ausprobieren.

Ein reguläres Paar Ray‑Ban Meta‑Brillen kostet nur 299 $ und bietet ein deutlich besseres Nutzererlebnis als viele andere VR‑Geräte, die derzeit auf dem Markt sind. Mit Orion können Nutzer dank der umfangreichen Funktionen der Ray‑Ban Meta, darunter Kameras, Mikrofone, Lautsprecher, Sensoren und ein lokales Large‑Language‑Model (LLM) auf dem Gerät, problemlos auf die Cloud und ihre Smartphones zugreifen.

Ein weiteres AR‑Brillenpaar, das viel Aufmerksamkeit erregt hat, sind Snap’s Spectacles 3 (SNAP ). Obwohl Spectacles 3 und Ray‑Ban Meta mehrere Gemeinsamkeiten aufweisen, hat Ray‑Ban Meta dank verbesserter KI‑Fähigkeiten, besserer Integration in das Meta‑Ökosystem und einem anspruchsvolleren Design höhere Akzeptanz gefunden.

Die Ray‑Ban Meta Smart‑Brillen spiegeln zudem Metas Fähigkeit wider, aus früheren Versionen konkurrierender Produkte zu lernen, wie etwa Boses und Snaps jeweilige Versuche mit Spectacles und Bluetooth‑Audio‑Sonnenbrillen. Obwohl Snap dank seines witzigen Marketings und cooler Designs Aufmerksamkeit erlangte, konnte es das nicht wirklich nutzen. Snaps früherer Erfolg mit Spectacles verblasste bald wegen fehlender Innovation. Ähnlich waren Boses Audio‑Sonnenbrillen nützlich, boten jedoch nicht die immersiven und visuellen Elemente, die für einen bleibenden Eindruck nötig sind.

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Meta

Mit einem Umsatzanstieg von 16 % verzeichnete Meta im Jahr 2024 einen Umsatz von 134,9 Milliarden $, angetrieben durch einen 28 %igen Anstieg der Anzeigenimpressionen im Jahresvergleich. Dies geschieht trotz eines Rückgangs des durchschnittlichen Anzeigenpreises um 9 %. Besonders das vierte Quartal war ein großer Erfolg für Meta, da der Unternehmensumsatz auf 40,11 Milliarden $ stieg, ein Plus von 25 % gegenüber dem Vorjahr.

Ein weiterer Faktor, der Meta begünstigte, war der Wechselkurs, da die Einnahmen um 374 Millionen $ niedriger gewesen wären, wenn die Wechselkurse stabil geblieben wären.

Zusätzlich zum Umsatzwachstum hat Meta seine Kosten effektiv gesteuert. Die Gesamtkosten und -ausgaben stiegen 2023 um 1 % auf 88,15 Milliarden $. Meta hatte 3,45 Milliarden $ an Restrukturierungskosten, da es durch Entlassungen und Konsolidierungen von Rechenzentren die Abläufe rationalisierte. Außerdem kaufte das Unternehmen Aktien im Wert von 20,03 Milliarden $ zurück, was sein Engagement gegenüber den Aktionären und die langfristige Perspektive für praktischere und benutzerfreundlichere Augmented‑Reality‑Produkte in Branchen wie Unterhaltung, Gesundheitswesen und Bildung unterstreicht.

Beeindruckend ist, dass Meta nicht nur den Umsatz steigerte, sondern auch seine Ausgaben effizient kontrollierte. Im Jahr 2023 stiegen die Gesamtausgaben und -kosten um 1 % auf 88,15 Milliarden $.

Zusätzlich hatte Meta 3,45 Milliarden $ an Restrukturierungskosten, da es durch Entlassungen und Konsolidierungen von Rechenzentren die Abläufe rationalisierte. Außerdem kaufte das Unternehmen Aktien im Wert von 20,03 Milliarden $ zurück, was sein Engagement gegenüber den Aktionären und die langfristige Perspektive verdeutlicht.

Auf der Ausgabenseite investierte Meta 2023 28,1 Milliarden $ in strategische Kapitalinvestitionen. Das Unternehmen setzte Prioritäten bei der Erweiterung der Infrastruktur für KI, Reality Labs und andere langfristige Projekte. Jetzt plant Meta, 2024 mehr in Server, KI‑Hardware und Rechenzentren zu investieren, da die Reality‑Labs‑Abteilung AR/VR‑Produkte entwickelt und KI‑Forschung die Infrastruktur nachfragt.

Fazit

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Augmented Reality sich rasant im Gesundheitswesen, in der Bildung und in der Unterhaltung verbreitet. Durch Fortschritte in der optischen Wissenschaft und innovative Forschung wird erwartet, dass der AR‑Markt weiter wächst, da diese Technologie immer praktikabler wird. Kompakte, hochauflösende Displays und flexible AR‑Bildschirme machen AR‑Geräte benutzerfreundlicher, leichter und für den täglichen Gebrauch praktischer. Diese Technologien werden verändern, wie wir mit der digitalen Welt interagieren, und neue immersive Erlebnisse in beruflichen und privaten Bereichen schaffen.

Klicken Sie hier für eine Liste der führenden Maverick‑Unternehmen, die den AR/VR‑Bereich neu definieren.