Herausforderungen bei der Entwicklung virtueller Welten Tools und Lösungen für AR- und VR-Developer

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Schneider Electric GmbH

VON ZUR MÜHLEN'SCHE GmbH

Developer im Bereich Augmented und Virtual Reality, also AR und VR, stehen vor einer Reihe von Überlegungen, die über die reine Softwareentwicklung hinausgehen. Dieser Beitrag gibt einen Einblick in die Thematik.

VR- und AR-Anwendungen müssen mit einer Vielzahl von Hardware-Optionen kompatibel sein, von High-End-VR-Headsets bis hin zu mobilen Geräten. Dies erfordert ein tiefes Verständnis der Hardware-Spezifikationen und deren Leistungsgrenzen. Anwendungen wollen so optimiert werden, dass sie ein flüssiges Erlebnis bieten, ohne die Geräte zu überlasten.

Erschwerend kommt hinzu, dass sich bei immer neuen Geräten, zwangsläufig auch die Spezifikationen ändern. Wollen Entwickler eine neue Anwendung für AR oder VR entwickeln, ist zum Beispiel die Unterstützung für Apple Vision Pro und Meta Quest 3 genauso wichtig, wie für andere Geräte in diesem Bereich.

User Interface und Interaktionsdesign bei AR und VR

Hinsichtlich des Designs von User Interfaces und der Nutzerinteraktion unterscheiden sich AR- und VR-Anwendungen erheblich von traditioneller GUI-Software. Hier geht es darum, intuitive und ergonomische Interaktionsmuster zu entwickeln, die den Besonderheiten von 3D-Umgebungen gerecht werden. Dies beinhaltet die Berücksichtigung von Faktoren wie räumlicher Wahrnehmung, Bewegungsfreiheit und Benutzerorientierung.

Ziel muss es sein, den Nutzern und Nutzerinnen eine intuitive Erfahrung zu bieten. Diese Art der Gestaltung geht weit über traditionelle 2D-Schnittstellen hinaus und erfordert ein tiefes Verständnis der menschlichen Wahrnehmung und Interaktion in dreidimensionalen Räumen. Dies umfasst Gestensteuerung, Sprachbefehle, Blickverfolgung und haptisches Feedback. Entwickler sollten sich mit diesen Interaktionsformen vertraut machen und diese in ihre Anwendungen integrieren, um eine natürlichere und intuitivere Benutzererfahrung zu schaffen.

Das räumliche Design spielt eine entscheidende Rolle. UI-Elemente müssen so im Raum platziert werden, dass sie leicht erreichbar und sichtbar sind, ohne die User zu überfordern. Ergonomie ist besonders wichtig, um sicherzustellen, dass die Interaktionen nicht zu Ermüdung oder Unbehagen führen. Dies beinhaltet die Anpassung der Größe, Position und Interaktionsmethoden von UI-Elementen an die natürlichen Bewegungen und Sichtlinien des Benutzers.

Farben, Kontraste und Beleuchtung gilt es sorgfältig zu wählen, um wichtige Elemente hervorzuheben und die Orientierung im virtuellen Raum zu unterstützen. Gleichzeitig ist es wichtig, ein Gleichgewicht zu finden, das Immersion fördert, ohne den Benutzer zu überwältigen. AR- und VR-Anwendungen erfordern daher umfangreiche Testverfahren, um sicherzustellen, dass sie unter verschiedenen Bedingungen zuverlässig funktionieren. Das umfasst das Testen der Performance, der Benutzerinteraktion und der Kompatibilität mit verschiedenen Geräten.

Besonderes Augenmerk sollte auf der Vermeidung von Motion Sickness und der Gewährleistung eines angenehmen Nutzererlebnisses gelegt werden. In einer Umgebung, in der physische Berührungen fehlen, ist es wichtig, dem Benutzer durch visuelles, akustisches oder haptisches Feedback eine Bestätigung seiner Aktionen zu geben. Dies verstärkt das Gefühl der Kontrolle und Interaktivität und trägt zur Glaubwürdigkeit der virtuellen Umgebung bei.

Tools für die Entwicklung von AR- und VR-Anwendungen

Im Bereich der Entwicklung für AR- und VR-Anwendungen sind spezielle Engines und Lösungen sinnvoll, die bei herkömmlichen Anwendungen seltener vorkommen. Ein Beispiel dafür ist Godot Engine. Dabei handelt es sich um eine Open-Source-Game-Engine, die für ihre Benutzerfreundlichkeit und Flexibilität bekannt ist. Sie unterstützt die Entwicklung von sowohl 2D- als auch 3D-Anwendungen und bietet eine gute Plattform für AR- und VR-Projekte. daher ist die Engine auch zum Einstieg in diesen Bereich durchaus sinnvoll.

Ebenfalls interessant ist die Vuforia Engine. Dabei handelt es sich um ein weit verbreitetes AR-Entwicklungstool, das fortschrittliche Computer Vision-Technologien bietet, um das Tracking von Bildern und 3D-Objekten in Echtzeit zu ermöglichen. Es ist kompatibel mit iOS, Android und UWP und unterstützt eine Vielzahl von AR-Geräten.

Amazon Sumerian ist ein Tool in Amazon Web Services, das die Erstellung und den Betrieb von VR- und AR-Anwendungen vereinfacht. Es erfordert keine umfangreichen Programmierkenntnisse und bietet Integrationen mit anderen AWS-Diensten. Amazon Sumerian ist eine Plattform, die sich auf die Erstellung von AR-, VR- und 3D-Anwendungen konzentriert und dabei auf die Benutzerfreundlichkeit und Integration in das AWS-Ökosystem setzt. Diese Plattform ist besonders attraktiv für Entwickler, die schnell und ohne tiefe Kenntnisse in 3D-Modellierung oder komplexer Programmierung immersive Erlebnisse schaffen möchten.

Sumerian zeichnet sich durch eine intuitive Benutzeroberfläche aus, die auch Anfängern den Einstieg erleichtert. Nutzer können schnell 3D-Szenen erstellen und mit vordefinierten Objekten und Templates arbeiten. Ein Tipp für den Einstieg ist, die bereitgestellten Tutorials und Dokumentationen von Amazon zu nutzen, um sich mit der Benutzeroberfläche und den Grundfunktionen vertraut zu machen.

Ein weiterer Vorteil von Sumerian ist die nahtlose Integration mit anderen AWS-Diensten wie Amazon Lex für Chatbots oder Amazon Polly für Sprachdienste. Entwickler sollten diese Dienste nutzen, um interaktive und dynamische Anwendungen zu erstellen. Beispielsweise kann ein Sumerian-VR-Erlebnis durch die Integration eines Lex-Chatbots eine interaktive Kundenservice-Erfahrung bieten.

Sketchfab ist eine Plattform zum Veröffentlichen, Teilen und Verkaufen von 3D-Inhalten. Sie ist besonders nützlich für Entwickler, die hochwertige 3D-Modelle für ihre AR- und VR-Anwendungen suchen. Diese Inhalte umfassen eine breite Palette von Kategorien wie Kunst, Design, Architektur und Bildung. Sketchfab bietet zudem interaktive Funktionen, die es ermöglichen, 3D-Modelle in Webseiten zu integrieren oder in Virtual Reality (VR) und Augmented Reality (AR) Anwendungen zu verwenden.

Ein zentrales Merkmal von Sketchfab ist die Unterstützung verschiedener Dateiformate, wodurch die Plattform mit vielen gängigen 3D-Modellierungs- und Animationssoftwareprodukten kompatibel ist. Zusätzlich bietet Sketchfab Werkzeuge für die Anpassung der Darstellung von 3D-Modellen, einschließlich Beleuchtung, Texturierung und Hintergrund. In einem professionellen IT-Kontext kann Sketchfab als Ressource für die Präsentation und den Austausch von 3D-Modellen dienen, insbesondere im Bereich der 3D-Visualisierung und des Designs.

Weitere Tools in diesem Bereich sind:

• Autodesk Maya ist eine umfassende professionelle Software für 3D-Modellierung, Animation und Rendering. Sie wird häufig in der Film-, Spiele- und VR-Entwicklung verwendet. Maya bietet fortgeschrittene Werkzeuge für die Charaktererstellung, Animation und visuelle Effekte.

• VRChat bietet eine Plattform, um VR-Umgebungen und -Erlebnisse zu testen. Entwickler können ihre VR-Kreationen in einer sozialen Umgebung testen und Feedback von Benutzern erhalten. Dies ist besonders nützlich, um die Benutzererfahrung und Interaktivität in VR zu bewerten.

• Normcore ist ein Realtime-Netzwerk-Framework für Unity, das sich auf Multiplayer-VR- und AR-Erlebnisse konzentriert. Es bietet eine einfache Möglichkeit, Mehrbenutzerinteraktionen und gemeinsam genutzte virtuelle Räume zu erstellen, was für kollaborative und soziale VR/AR-Anwendungen essentiell ist.

• VR Sketch ist ein UI-Design-Tool, das häufig für das Prototyping von AR- und VR-Schnittstellen verwendet wird. Es bietet umfangreiche Funktionen für das Design von Benutzeroberflächen und wird oft in der frühen Phase der AR/VR-Anwendungsentwicklung eingesetzt, um Konzepte und Interaktionsdesigns zu visualisieren.

• Adobe Aero ist ein Tool, das speziell für die Erstellung von AR-Erlebnissen konzipiert wurde. Es ermöglicht Designern und Entwicklern, interaktive AR-Szenen ohne ausführliche Codierungserfahrung zu erstellen. Aero integriert sich nahtlos in andere Adobe-Produkte und bietet eine intuitive Oberfläche für das Design von AR-Erlebnissen

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