Preparing the HoloLens for user studies : an augmented reality interface for the spatial adjustment of holographic objects in 3D indoor environments

GND
1170696260
VIAF
267552248
ORCID
0000-0002-5284-2002
Affiliation
Geomatics/Cartography Group, Geography Department, Ruhr University Bochum
Keil, Julian;
GND
1036740374
VIAF
267552248
ORCID
0000-0002-5284-2002
Affiliation
Geomatics/Cartography Group, Geography Department, Ruhr University Bochum
Edler, Dennis;
GND
121574547
VIAF
5791533
ORCID
0000-0002-9012-9419
Affiliation
Geomatics/Cartography Group, Geography Department, Ruhr University Bochum
Dickmann, Frank

Augmented reality (AR), the extension of the real physical world with holographic objects provides numerous ways to influence how people perceive and interact with geographic space. Such holographic elements may for example improve orientation, navigation, and the mental representations of space generated through interaction with the environment. As AR hardware is still in an early development stage, scientific investigations of the effects of holographic elements on spatial knowledge and perception are fundamental for the development of user-oriented AR applications. However, accurate and replicable positioning of holograms in real world space, a highly relevant precondition for standardized scientific experiments on spatial cognition, is still an issue to be resolved. In this paper, we specify technical causes for this limitation. Subsequently, we describe the development of a Unity-based AR interface capable of adding, selecting, placing and removing holograms. The capability to quickly reposition holograms compensates for the lack of hologram stability and enables the implementation of AR-based geospatial experiments and applications. To facilitate the implementation of other task-oriented AR interfaces, code examples are provided and commented.

Augmented reality (AR), die Erweiterung der realen physischen Welt durch Hologramme, bietet viele Möglichkeiten die menschliche Wahrnehmung von, und Interaktion mit, dem geographischen Raum zu beeinflussen. Solche holografischen Elemente könnten beispielsweise zu einer Verbesserung von Orientierung, Navigation, oder durch Interaktion mit der Umgebung erzeugter mentaler räumlicher Modelle führen. Da sich AR Hardware noch in einem frühen Entwicklungsstadium befindet, sind wissenschaftliche Untersuchungen der Effekte von holografischen Elementen auf räumliches Wissen und die räumliche Wahrnehmung für die Entwicklung von nutzerorientierten AR Anwendungen notwendig. Die exakte und replizierbare Positionierung von Hologrammen, welche eine maßgebliche Voraussetzung für standardisierte wissenschaftliche Experimente ist, ist durch den Stand der Technik jedoch noch nicht gegeben. In diesem Artikel werden die technischen Ursachen hierfür erläutert. Im Anschluss beschreiben wir die Entwicklung eines Unity-basierten Interface, welches das Hinzufügen, Auswählen, Platzieren, und Entfernen von Hologrammen durch den Nutzer ermöglicht. Die Möglichkeit Hologramme schnell neu zu positionieren dient der Kompensation mangelnder räumlicher Stabilität von Hologrammen und ermöglicht die Umsetzung AR-basierter räumlicher Experimente und Anwendungen. Codebeispiele sind beigefügt und kommentiert, um die Entwicklung weiterer aufgabenorientierter AR Interfaces zu fördern.

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