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1
Open Games Workshop
< Hybride Spiele / Augmented Reality >
Vortrag an der LMU
München, 25. April 2016
Daniel Volk
2
Agenda
•  Hybride Spiele
-  Definition/ Beispiele
-  Produktansatz
-  Inhaltliche Integration
-  Technische Integration
•  Augmented Reality
-  Definition AR
-  Komponenten AR-System
-  Visualisierungsverfahren
-  Beispiele/ R-V-Kontinuum
3
Definition/ Beispiele
Blickrichtung A: „Ein Hybrides Spiel(zeug) ist... “
„ ...ein digitales Spiel(zeug) welches inhaltlich und technisch um eine
haptische Komponente erweitert wurde.“
4
Blickrichtung A: „Ein Hybrides Spiel(zeug) ist... “
„ ...ein digitales Spiel(zeug) welches inhaltlich und technisch um eine
haptische Komponente erweitert wurde.“
Definition/ Beispiele
5
Blickrichtung B: „Ein Hybrides Spiel(zeug) ist... “
„ ...ein haptisches Spiel(zeug) welches inhaltlich und technisch um eine
digitale Komponente erweitert wurde.“
Definition/ Beispiele
6
Definition/ Beispiele
Blickrichtung B: „Ein Hybrides Spiel(zeug) ist... “
„ ...ein haptisches Spiel(zeug) welches inhaltlich und technisch um eine
digitale Komponente erweitert wurde.“
7
Funktionsprinzip
Produktansatz
Übergreifendes Produkterlebnis
für den Spieler
Digitale
Komponenten
Inhaltliche und technische
Integration/ Kopplung
+
Haptische
Komponenten
8
Der „Magic Circle“ (nach Huizinga) schottet
-  die teilnehmenden Spieler
-  durch eine eigene Spielwelt
-  und eine eigene Spielzeit
von der realen Welt ab.
Im Fall eines haptischen Spiels sind diese
Begrenzungen hierbei rein fiktionaler Natur
und existieren lediglich in der Vorstellung
der Spieler.
Im Fall eines digitalen Spiels manifestieren
sich die Begrenzungen durch Software.
In den allermeisten Fällen haben dabei
virtuelle Welt und fiktionale Spielwelt
die gleiche Ausdehnung.
Inhaltliche Integration
Reale Welt
Spielwelt
Reale Welt
Virtuelle Welt
(= Spielwelt)
9
Bei Hybridem Spiel(zeug) können Spielwelt und Spielzeit aufgrund des
„Transfers“ von Spielelementen einen variablen Ausdehnungsbereich
bekommen.
Inhaltliche Integration
Virtuelle Welt
Reale Welt
Spielwelt
„Stretching the
Magic Circle“
10
Inhaltliche Integration
Wichtig für das Spieldesign eines Hybriden Spiels:
•  Haptische/ digitale Komponenten müssen relevante Funktionen abbilden
-  Freischaltung von Inhalten
-  Konfiguration des Spiels
-  Auslösen von Spielaktionen
-  Steuerung/ Verortung von Spielelementen
-  Verarbeitung von Spiellogik
-  Darstellung der Spielwelt
•  Ein durchgängige „Suspension of Disbelief“ ist notwendig
-  Nahtloser Wechsel zwischen beiden Welten
z.B. durch haptische Einheit/ simple Handhabung
-  Integration auf „magische Weise“
z.B. Kopplung als ritualisiertes Prozedere
mit entsprechendem „Brimborium“
11
Hardware-Stack
•  Mobiles, Konsolen, PC, proprietär, ...
-  Sensoren (Kamera, Gyroskop, ...)
-  Aktoren (Vibration, Sound, ...)
-  Kommunikation
§  kabelgebunden (USB, ADC, ...)
§  kabellos (WLAN, Bluetooth, ...)
Software-Stack
Technische Integration
Hardware OS-Funktionen/ Sys-Libs App-Libs/ PlugInsGame Engines
•  zus. Game Sensors/ Actors
-  Controller
-  Brillen
-  Tische
-  Gadgets
12
Technische Integration
Haptische Komponenten
•  Game Entities
-  Passiv (Identität, Position)
§  leitfähig, magnetisch
§  Form, Codierung
-  Aktiv (Interaktion)
§  Sensoren (NFC, OID, ...)
§  Aktoren (LEDs, Motoren, ...)
§  Logik
•  Game Connectors
-  Docks/ Portale
-  Scanner/ Pens
13
Agenda
•  Hybride Spiele
-  Definition/ Beispiele
-  Produktansatz
-  Inhaltliche Integration
-  Technische Integration
•  Augmented Reality
-  Definition AR
-  Komponenten AR-System
-  Visualisierungsverfahren
-  Beispiele/ R-V-Kontinuum
14
Definition AR
Augmented Reality (AR)
ist die Echtzeit-Überlagerung von realer Welt und virtueller Welt.
Ein AR-System kombiniert dabei native Sinneswahr-
nehmungen (v.a. visuell, akustisch, haptisch) mit
solchen, die aus Computermodellen generiert werden.
Charakteristika (nach: A Survey of Augmented Reality, Azuma R., 1997)
•  Verortung von realen/ virtuellen Objekten im 3D-Raum (Tracking)
-  Objekte: Positionierung/ Ausrichtung
-  Aktoren: zusätzlich Blickrichtung
•  Erzeugung einer „Misch-Realität“ aus beiden Welten (Blending)
•  Interaktivität in Echtzeit:
-  Ausgabe (z.B. Darstellung reales Objekt mit virtuellem Info-Layer)
-  Eingabe (z.B. Antippen eines virtuellen Schalters)
15
Komponenten AR-System
•  Trackingsystem
-  Optisch (z.B. via Marker, Objekt, Umgebung)
-  Elektromagnetisch (z.B. via GPS, WLAN, BT, Kompass)
-  Mechanisch (z.B. via „Laufkäfig“)
-  Inertial (z.B. via Accelerometer, Gyrometer)
•  Aufnahmesystem
-  Erfassung der realen Welt
-  Kamera, Mikrophon, ...
•  Eingabesystem (çNutzer)
-  Sensorik des AR-Systems (Kopf-/ Handbewegung, Spracheingabe, ...)
-  Zusätzliche Eingabegeräte (Tastatur, (3D-)Maus, Gamepad, ...)
•  Verarbeitungssystem
-  Computermodelle, Blending, Rendering, ...
-  PC, Mobiles, Konsolen, ...
•  Ausgabesystem (èNutzer)
-  Bildschirm, Lautsprecher, ...
16
Visualisierungsverfahren
aus: Höhl, W. (2008): Interaktive Ambiente mit Open-Source-Software, Springer Wien New York, S. 13.
Video-See-Through (VST)
Die Realität wird zunächst aufgenommen, um die
VR-Anteile angereichert und dann auf einem LoS-
Display als als Mixed Reality wiedergegeben.
Umsetzung: Standardlösung (Google Cardboard)
Projective-AR (PAR)
Die VR-Anteile werden mit Hilfe eines Projektors
(LoS oder starr) in den realen Raum eingebracht.
Die Wahrnehmung erfolgt direkt.
Umsetzung: ARBlocks (Rafael Roberto)
Optical-See-Through (OST)
Die VR-Anteile werden auf einem halbdurch-
sichtigen LoS-Display ausgegeben. Die Wahrneh-
mung der AR erfolgt dann als optischer Overlay.
Umsetzung: Standardlösung (Microsoft HoloLens)
Monitor-AR (MAR)
Verarbeitungspipeline wie bei Video-See-Through,
nur dass die ausgegebene AR nicht der natürlichen
Blickrichtung des Nutzers entspricht.
Umsetzung: PC + POV-Cam
+
17
Realitäts-Virtualitäts-Kontinuum
Realitäts-Virtualitäts-Kontinuum (nach: Milgram, Colquhoun, 1999)Reale Welt Virtuelle Welt
Mixed Reality
Augmented Reality Augmented Virtuality
[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
[7]
[6]
18
[1] Zeitfenster App, Burkert, P., Straubinger, S., Schaufler, B., 2013, Hochschule der Medien (HdM)
[2] Oktoberfest 1910 - an Augmented Reality Application, Fakesch, J., Hackenschmied, M., 2014,
Praktikum 3D Modellierung, LMU | Metaio
[3] Interaktives Kundenpräsentationssystem für die Haslerhaus GmbH. & Co. KG., Behmel, A.,
Gründler, J., Höhl, W., Kienzl, T., Sandtner, H. , 2013, CG Mixed Reality Architectural Workspace, FH
Joanneum | Kommerz KEG | Research & Design Lab MID
[4] Scotland Yard Master, Ravensburger, 2013
[5] Space Hawk, Ravensburger, 2015
[6] London Tower Bridge, Author: Zeisterre, Wikimedia Commons, abgerufen am 24.04.16
[7] 3D-Modell London Tower Bridge, SecondLife, abgerufen am 24.04.16
Referenzen

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Open Games Workshop - Hybride Spiele / Augmented Reality

  • 1. 1 Open Games Workshop < Hybride Spiele / Augmented Reality > Vortrag an der LMU München, 25. April 2016 Daniel Volk
  • 2. 2 Agenda •  Hybride Spiele -  Definition/ Beispiele -  Produktansatz -  Inhaltliche Integration -  Technische Integration •  Augmented Reality -  Definition AR -  Komponenten AR-System -  Visualisierungsverfahren -  Beispiele/ R-V-Kontinuum
  • 3. 3 Definition/ Beispiele Blickrichtung A: „Ein Hybrides Spiel(zeug) ist... “ „ ...ein digitales Spiel(zeug) welches inhaltlich und technisch um eine haptische Komponente erweitert wurde.“
  • 4. 4 Blickrichtung A: „Ein Hybrides Spiel(zeug) ist... “ „ ...ein digitales Spiel(zeug) welches inhaltlich und technisch um eine haptische Komponente erweitert wurde.“ Definition/ Beispiele
  • 5. 5 Blickrichtung B: „Ein Hybrides Spiel(zeug) ist... “ „ ...ein haptisches Spiel(zeug) welches inhaltlich und technisch um eine digitale Komponente erweitert wurde.“ Definition/ Beispiele
  • 6. 6 Definition/ Beispiele Blickrichtung B: „Ein Hybrides Spiel(zeug) ist... “ „ ...ein haptisches Spiel(zeug) welches inhaltlich und technisch um eine digitale Komponente erweitert wurde.“
  • 7. 7 Funktionsprinzip Produktansatz Übergreifendes Produkterlebnis für den Spieler Digitale Komponenten Inhaltliche und technische Integration/ Kopplung + Haptische Komponenten
  • 8. 8 Der „Magic Circle“ (nach Huizinga) schottet -  die teilnehmenden Spieler -  durch eine eigene Spielwelt -  und eine eigene Spielzeit von der realen Welt ab. Im Fall eines haptischen Spiels sind diese Begrenzungen hierbei rein fiktionaler Natur und existieren lediglich in der Vorstellung der Spieler. Im Fall eines digitalen Spiels manifestieren sich die Begrenzungen durch Software. In den allermeisten Fällen haben dabei virtuelle Welt und fiktionale Spielwelt die gleiche Ausdehnung. Inhaltliche Integration Reale Welt Spielwelt Reale Welt Virtuelle Welt (= Spielwelt)
  • 9. 9 Bei Hybridem Spiel(zeug) können Spielwelt und Spielzeit aufgrund des „Transfers“ von Spielelementen einen variablen Ausdehnungsbereich bekommen. Inhaltliche Integration Virtuelle Welt Reale Welt Spielwelt „Stretching the Magic Circle“
  • 10. 10 Inhaltliche Integration Wichtig für das Spieldesign eines Hybriden Spiels: •  Haptische/ digitale Komponenten müssen relevante Funktionen abbilden -  Freischaltung von Inhalten -  Konfiguration des Spiels -  Auslösen von Spielaktionen -  Steuerung/ Verortung von Spielelementen -  Verarbeitung von Spiellogik -  Darstellung der Spielwelt •  Ein durchgängige „Suspension of Disbelief“ ist notwendig -  Nahtloser Wechsel zwischen beiden Welten z.B. durch haptische Einheit/ simple Handhabung -  Integration auf „magische Weise“ z.B. Kopplung als ritualisiertes Prozedere mit entsprechendem „Brimborium“
  • 11. 11 Hardware-Stack •  Mobiles, Konsolen, PC, proprietär, ... -  Sensoren (Kamera, Gyroskop, ...) -  Aktoren (Vibration, Sound, ...) -  Kommunikation §  kabelgebunden (USB, ADC, ...) §  kabellos (WLAN, Bluetooth, ...) Software-Stack Technische Integration Hardware OS-Funktionen/ Sys-Libs App-Libs/ PlugInsGame Engines •  zus. Game Sensors/ Actors -  Controller -  Brillen -  Tische -  Gadgets
  • 12. 12 Technische Integration Haptische Komponenten •  Game Entities -  Passiv (Identität, Position) §  leitfähig, magnetisch §  Form, Codierung -  Aktiv (Interaktion) §  Sensoren (NFC, OID, ...) §  Aktoren (LEDs, Motoren, ...) §  Logik •  Game Connectors -  Docks/ Portale -  Scanner/ Pens
  • 13. 13 Agenda •  Hybride Spiele -  Definition/ Beispiele -  Produktansatz -  Inhaltliche Integration -  Technische Integration •  Augmented Reality -  Definition AR -  Komponenten AR-System -  Visualisierungsverfahren -  Beispiele/ R-V-Kontinuum
  • 14. 14 Definition AR Augmented Reality (AR) ist die Echtzeit-Überlagerung von realer Welt und virtueller Welt. Ein AR-System kombiniert dabei native Sinneswahr- nehmungen (v.a. visuell, akustisch, haptisch) mit solchen, die aus Computermodellen generiert werden. Charakteristika (nach: A Survey of Augmented Reality, Azuma R., 1997) •  Verortung von realen/ virtuellen Objekten im 3D-Raum (Tracking) -  Objekte: Positionierung/ Ausrichtung -  Aktoren: zusätzlich Blickrichtung •  Erzeugung einer „Misch-Realität“ aus beiden Welten (Blending) •  Interaktivität in Echtzeit: -  Ausgabe (z.B. Darstellung reales Objekt mit virtuellem Info-Layer) -  Eingabe (z.B. Antippen eines virtuellen Schalters)
  • 15. 15 Komponenten AR-System •  Trackingsystem -  Optisch (z.B. via Marker, Objekt, Umgebung) -  Elektromagnetisch (z.B. via GPS, WLAN, BT, Kompass) -  Mechanisch (z.B. via „Laufkäfig“) -  Inertial (z.B. via Accelerometer, Gyrometer) •  Aufnahmesystem -  Erfassung der realen Welt -  Kamera, Mikrophon, ... •  Eingabesystem (çNutzer) -  Sensorik des AR-Systems (Kopf-/ Handbewegung, Spracheingabe, ...) -  Zusätzliche Eingabegeräte (Tastatur, (3D-)Maus, Gamepad, ...) •  Verarbeitungssystem -  Computermodelle, Blending, Rendering, ... -  PC, Mobiles, Konsolen, ... •  Ausgabesystem (èNutzer) -  Bildschirm, Lautsprecher, ...
  • 16. 16 Visualisierungsverfahren aus: Höhl, W. (2008): Interaktive Ambiente mit Open-Source-Software, Springer Wien New York, S. 13. Video-See-Through (VST) Die Realität wird zunächst aufgenommen, um die VR-Anteile angereichert und dann auf einem LoS- Display als als Mixed Reality wiedergegeben. Umsetzung: Standardlösung (Google Cardboard) Projective-AR (PAR) Die VR-Anteile werden mit Hilfe eines Projektors (LoS oder starr) in den realen Raum eingebracht. Die Wahrnehmung erfolgt direkt. Umsetzung: ARBlocks (Rafael Roberto) Optical-See-Through (OST) Die VR-Anteile werden auf einem halbdurch- sichtigen LoS-Display ausgegeben. Die Wahrneh- mung der AR erfolgt dann als optischer Overlay. Umsetzung: Standardlösung (Microsoft HoloLens) Monitor-AR (MAR) Verarbeitungspipeline wie bei Video-See-Through, nur dass die ausgegebene AR nicht der natürlichen Blickrichtung des Nutzers entspricht. Umsetzung: PC + POV-Cam +
  • 17. 17 Realitäts-Virtualitäts-Kontinuum Realitäts-Virtualitäts-Kontinuum (nach: Milgram, Colquhoun, 1999)Reale Welt Virtuelle Welt Mixed Reality Augmented Reality Augmented Virtuality [1] [2] [3] [4] [5] [7] [6]
  • 18. 18 [1] Zeitfenster App, Burkert, P., Straubinger, S., Schaufler, B., 2013, Hochschule der Medien (HdM) [2] Oktoberfest 1910 - an Augmented Reality Application, Fakesch, J., Hackenschmied, M., 2014, Praktikum 3D Modellierung, LMU | Metaio [3] Interaktives Kundenpräsentationssystem für die Haslerhaus GmbH. & Co. KG., Behmel, A., Gründler, J., Höhl, W., Kienzl, T., Sandtner, H. , 2013, CG Mixed Reality Architectural Workspace, FH Joanneum | Kommerz KEG | Research & Design Lab MID [4] Scotland Yard Master, Ravensburger, 2013 [5] Space Hawk, Ravensburger, 2015 [6] London Tower Bridge, Author: Zeisterre, Wikimedia Commons, abgerufen am 24.04.16 [7] 3D-Modell London Tower Bridge, SecondLife, abgerufen am 24.04.16 Referenzen