Augmented Reality Tools: A Comprehensive Overview

Einführung in die Welt der Augmented Reality (AR)

Die Technologie der erweiterten Realität hat sich etabliert und verändert die Art und Weise, wie wir mit unserer Umgebung interagieren. Durch das Hinzufügen digital generierter Objekte zur realen Umgebung über Smart-Geräte kann jede Branche, von Bildung und Gesundheitswesen bis hin zu Unterhaltung und Gaming, potenziell transformiert werden. Wenn Sie daran interessiert sind, sich dem Hype anzuschließen, sollten Sie wissen, welche Werkzeuge Sie benötigen, um dies zu verwirklichen. Aus diesem Grund haben wir einen Überblick über die besten Tools für die Entwicklung von Augmented-Reality-Anwendungen zusammengestellt. Viel Spaß beim Lesen!

Arten von Augmented Reality-Anwendungen

Wir können mehrere wesentliche Unterschiede in der grundlegenden Leistung der meisten AR-basierten Apps definieren. Einige Lösungen konzentrieren sich daher auf die Identifizierung grafischer Marker (wie QR-Codes oder komplexe Grafiken), andere verarbeiten Daten, die über GPS empfangen werden, während der Rest beide Funktionen kombinieren kann. Eine aufstrebende Technologie sind Ganzkörper-Bewegungsverfolgungs-AR/VR-Lösungen für Branchen, die glaubwürdige Interaktionen in der realen Welt in ihren virtuellen Umgebungen benötigen.

Ganzkörper-Tracking-Lösungen

Die fortschrittlichsten AR/VR-Ganzkörper-Tracking-Lösungen werden von Manus VR repräsentiert. Manus bringt Polygon-Ganzkörper-Tracking für VR und fortschrittliche Prime II-Handschuhe auf den Markt, um eine taktile Interaktion des gesamten Körpers in der virtuellen Realität zu ermöglichen. Natürliche Körperbewegungen in Kombination mit realistischen Berührungsempfindungen läuten eine neue Ära für das Motion-Capture-Spezialisten Manus in hyperrealistischen immersiven VR-Teamkollaborationen ein. Manus bietet Benutzern nun ein vollständiges, robustes und effizientes VR-System, das speziell für Teams in den Unternehmensbereichen Automotive, Fertigung, Ingenieurwesen und Lebenswissenschaften entwickelt wurde, einschließlich der Schöpfer virtueller Erfahrungen in den Bereichen Medien und Unterhaltung.

Markerbasierte Apps

Dies ist wahrscheinlich das beliebteste AR-Softwareprinzip. Marker können unterschiedlich sein, von einfachen geometrischen Figuren (die normalerweise in QR-Codes eingeschlossen sind) bis hin zu komplexen physischen Objekten wie menschlichen Gesichtern, die für die digitale Wahrnehmung geeignet sind. Solche Lösungen sind in Bezug auf den Arbeitsaufwand, der für sie aufgewendet werden muss, ziemlich ressourcenintensiv. Es ist viel Zeit erforderlich, um zahlreiche verschiedene Ereignisse zu verarbeiten.

Apps, die sich auf GPS-Daten konzentrieren

Dieser Typ Lösung erfordert neben der GPS-Verbindung auch eine Hochgeschwindigkeits-Internetverbindung. Ein typisches Beispiel für solche Apps sind verschiedene existierende AR-Browser.

Gyroskopbasierte Apps

Eine weitere gängige Möglichkeit zur Implementierung von AR-Software ist die Verwendung der vom Gyroskop des Benutzers gesammelten Daten. Mit Hilfe dieser integrierten Funktion können Entwickler virtuelle 3D-Objekte auf realen Objekten in der physischen Umgebung zum Leben erwecken.

SLAM-Apps

Solche Lösungen verwenden das Konzept des Simultaneous Localization and Mapping, das auf der Erfassung von Daten aus mehreren Sensoren gleichzeitig basiert (z. B. aus GPS, Gyroskop, Beschleunigungsmesser usw.). Ähnlich wie im vorherigen Fall von gyroskopbasierten Apps werden dreidimensionale Objekte vor dem Hintergrund realer Objekte gezeichnet, jedoch ohne Verwendung von Markern.

Die 10 besten Werkzeuge für die Entwicklung von Augmented Reality-Anwendungen

Wenn Sie bereits auf der Suche nach dem passenden Werkzeug für Ihr Projekt sind, können Sie sich in der Vielzahl der vorhandenen SDKs verloren fühlen. Die Wahl ist tatsächlich nicht so einfach, aber wir sind hier, um Ihnen bei einer klugen Entscheidung zu helfen.

1. Vuforia

Natürlich werden wir mit einem der beliebtesten AR-Frameworks beginnen. Dieses SDK für die AR-App-Entwicklung wurde von dem renommierten Unternehmen Qualcomm eingeführt – einem Unternehmen, das sich ursprünglich auf die Forschung und Entwicklung von drahtlosen Kommunikationsmitteln sowie SoC-Elektronikchips spezialisierte.

Im Kern der Plattform befindet sich eine QCAR-Bibliothek, die in C++ geschrieben ist und Ziele (Bildwürfel, Quader, Zylinder, Wortziele und Rahmennetze) sowie Funktionen zur Bildrendering enthält. Ziele in Vuforia sind im Wesentlichen reale Objekte, die erkannt werden, und Ihre Anwendung kann virtuelle Objekte an den benötigten Positionen und in entsprechenden Proportionen anordnen. Vuforia bietet auch erweitertes Tracking (wenn das Objekt auch nach Verlassen des Bildrahmens erfasst bleibt, was die Implementierung von Apps mit erweiterter Realität ermöglicht, die den Benutzer tatsächlich umgibt) und Smart Terrain.

Lösungen, die mit Vuforia erstellt wurden, werden von unterstützt:

• Android,
• iOS,
• Universal Windows Platform und
• Unity Editor.

Obwohl Sie es kostenlos verwenden können, ist diese Option nur für Hobbyisten geeignet, da sie über eingeschränkte Funktionalität und Wasserzeichen verfügt. Die Hauptfunktionen, die Vuforia Entwicklern bietet, umfassen:

• Vuforia Object Scanner: Erkennung von 2D- und 3D-Objekten;
• Texterkennung mit integriertem englischen Wortschatz von 100.000 Wörtern und der Möglichkeit, einen eigenen benutzerdefinierten Wortschatz zu erstellen;
• VuMarks: Strichcodes, die Daten enthalten oder als Marker fungieren können;
• Videowiedergabe, wenn eine bestimmte Bedingung erfüllt ist (z. B. wenn die Zielfläche oder das Bild erkannt wird);
• Virtuelle Tasten, die jede Oberfläche in ein Touchscreen verwandeln können;
• Unterstützung für Smart Glasses;
• Speichern von Daten auf dem Gerät oder in der Cloud.

Preisgestaltung: Kostenlos + kostenpflichtige Abonnementpläne (Classic – 499 $ einmalig, Cloud – 99 $ pro Monat, Pro für kommerzielle Nutzung, die Preisgestaltung ist individuell).

2. Wikitude

Die Liste der besten Augmented-Reality-SDKs wäre nicht objektiv ohne Wikitude. Wikitude ist ein weiteres äußerst beliebtes Framework für die Erstellung von AR-basierten Apps, das erstmals 2008 von einem australischen Softwareentwicklungsunternehmen eingeführt wurde.

Dieses SDK wird ständig verbessert und aktualisiert – das neueste Wikitude SDK 9.12.0 wurde im Juli 2022 veröffentlicht. Das aktuelle Wikitude verfügt über eine Vielzahl von integrierten Funktionen (einschließlich verschiedener Rendering-Funktionen) und ist insgesamt recht zugänglich.

Die Plattform ist recht flexibel, sodass Entwickler maßgeschneiderte Lösungen erstellen und Objekte über Tools von Drittanbietern rendern können, während sie immer noch daran arbeiten. Dafür muss jedoch ein Stück JS-Code mit Hilfe des Wikitude JS SDK oder des Wikitude Native SDK geschrieben werden.

Mit Wikitude erhalten Sie ein vollwertiges Online-Studio zur Anordnung statischer Augmented-Reality-Objekte. Alles, was Sie zum Rendern benötigen, ist das Hochladen eines Bildes in das Studio, das Hinzufügen von AR-Objekten, das Generieren von JS-Code und das Einfügen in das Projekt.

Wikitude wird von allen wichtigen Plattformen unterstützt:

• Android,
• iOS,
• Windows für Tablets.

Wenn Sie Wikitude verwenden, können Sie:

• 3D-Objekte mit SLAM-Technologie importieren und rendern;
• Apps für Smart Glasses erstellen;
• Daten in der Cloud oder auf dem Gerät speichern;
• Standortbasierte Dienste verwenden;
• JavaScript-API, Native API, Xamarin, Unity3D, Cordova, Titanium für die Entwicklung verwenden;
• Objekt-, Szenen- und Bilderkennungsfunktionen nutzen;
• Wikitude Studio verwenden, um virtuelle Objekte ohne Programmierung hinzuzufügen, zu verwalten und zu manipulieren.

Preisgestaltung: Eine kostenlose Testversion mit Wasserzeichen + kostenpflichtige Abonnementpläne (ab 1.990 € pro App).

3. ARKit

ARKit ist ein Paket von Profi-Tools, das erstmals während der WWDC 2017 vorgestellt wurde. Es bietet einen grundsätzlich neuen Ansatz für die Augmented-Reality-Technologie. Insbesondere ist die Lösung in der Lage, die Dimensionen der Umgebung zu identifizieren und die Lichtverhältnisse zu berücksichtigen, um virtuelle Objekte so nahtlos wie möglich in das reale Leben zu integrieren.

Darüber hinaus unterstützt es Arkit Unity und hat eine einzigartige Funktion: Es ist nicht erforderlich, zusätzliche Richtungsmarker wie iBeacon für die Orientierung und Routenplanung in diesem SDK zu verbinden.

Wie Sie vielleicht wissen, wurde dieses Toolkit für die Entwicklung von mobiler Software für die iOS-Plattform speziell von Apple erstellt und eingeführt. Dies bedeutet, dass Sie mit diesem SDK nur Apps für iPhones und iPads erstellen können, sodass es Ihr bestes AR-SDK sein kann, wenn Sie eine AR ausschließlich für diese Geräte erstellen möchten.

ARKit ist nur mit Apple-Plattformen kompatibel:

• iOS 11 oder neuer.

Schauen wir uns seine Hauptmerkmale an:

• 2D-Bilderkennung und -verfolgung;
• Erkennung von Räumen und 3D-Objekten;
• Gemeinsame Nutzung des AR-Erlebnisses mit anderen Benutzern, was die Erstellung von Multiplayer-AR-Spielen ermöglicht;
• Erkennung horizontaler Ebenen;
• Schätzung der Beleuchtung, um virtuelle Objekte realistischer aussehen zu lassen;
• Gesichtsverfolgung.

4. ARCore

ARCore ist im Grunde Googles Antwort auf Apples ARKit. Im Gegensatz zu Apple unterstützt Google jedoch die Entwicklung von AR-Apps sowohl für Android als auch für iOS. ARCore bietet drei Schlüsseltechnologien zur Integration virtueller Inhalte in reale Umgebungen: Bewegungsverfolgung, Umgebungsanalyse und Beleuchtungserkennung.

Ein mit ARCore erstelltes 3D-Modell kann auf Veränderungen im Beleuchtungsvolumen reagieren und sogar Schattierungen generieren. Die Bewegungen des Smartphones beeinflussen die Position des Modells im Raum nicht. Eine proprietäre Kamera wird verwendet, um die Parameter physischer Objekte und horizontaler Oberflächen zu definieren. Auf diese Weise werden erstellte Objekte automatisch an Tischplatten, Böden und andere Umgebungsoberflächen "angehängt".

ARCore wird von den folgenden Plattformen unterstützt:

• Android 7.0+,
• iOS 11+,
• Android NDK,
• Unity für Android,
• Unity für iOS,
• Unreal Engine.

Die Verwendung dieses SDK ermöglicht es:

• die Bewegungen und die Position des Telefons relativ zu den umgebenden Objekten zu verfolgen;
• die Beleuchtung zu schätzen, um sie an virtuelle Objekte anzupassen;
• die Umgebung zu verstehen, indem Oberflächen erkannt werden und ihre Größe und Position;
• Texte oder virtuelle Objekte an einem bestimmten Ort zu platzieren und sie mit anderen App-Benutzern zu teilen;
• mit Java/OpenGL, Unreal und Unity zu arbeiten;
• 3D-Objekte mit den Tools Tilt Brush und Blocks VR zu erstellen.

Preisgestaltung: Kostenlos

5. MaxST

MaxST AR SDK ist ein weiteres leistungsstarkes Framework für mobile Softwareentwickler, das zunehmend an Popularität gewinnt. Es basiert auf fünf Hauptkomponenten:

• Bildverfolgung - erkennt und verfolgt ebene Schaltkreise eines Bildes. Es unterstützt drei Verfolgungsmodi: Normal (Standardmodus), Erweitert (zur Verfolgung aller Objekte im Sichtfeld der Kamera) und Multi (zur Verfolgung von bis zu drei Objekten).
• Instant Tracker - identifiziert eine flache Oberfläche im Sichtfeld der Kamera, um ein 3D-Objekt darüber zu platzieren.
• Visual SLAM - erstellt und speichert dreidimensionale Karten, die autonom skaliert und über die Ränder des initialen Rahmens hinaus erweitert werden (was mit der Bewegung der Kamera von Ort zu Ort geschieht).
• Object Tracker - lädt Kartendateien und platziert AR-Objekte darüber.
• QR-/Barcode-Scanner - erkennt 'vorgefertigte' QR-Codes und Barcodes.

MaxST ist kompatibel mit Plattformen wie:

• Android,
• iOS,
• Windows und
• Mac OS.

MaxST gibt es in zwei verschiedenen SDKs: einem 2D-Toolkit für die Verfolgung von Bildern und einem 3D-Toolkit für das Scannen und Erkennen der Umgebung. Letzteres ist für uns im Hinblick auf das Thema interessanter, also werfen wir einen Blick auf seine Hauptmerkmale:

• Umgebungsverfolgung und Kartierung der Umgebung;
• Scannen von QR-Codes und Barcodes;
• Verfolgung mehrerer Ziele gleichzeitig (bis zu 3 Elemente);
• Physikengine-Effekt zur Erzeugung realistischerer Erfahrungen;
• Okklusionseffekt - Abschirmung des virtuellen Objekts durch ein reales, vollständig oder teilweise;
• Integration mit Unity (obwohl MaxST nur mit der 32-Bit-Version des Unity-Editors funktioniert).

Preisgestaltung: Kostenlos (mit Wasserzeichen) + kostenpflichtiges Abonnement.

6. EasyAR

EasyAR ist eine asiatische Lösung zur Erstellung von AR-Apps, die von den meisten Entwicklern stark unterschätzt wird. Im Gegensatz zu vielen anderen Tools verfügt die Lösung nicht über einen integrierten Objektmanager. Stattdessen werden Objekte durch Neudefinieren vordefinierter 3D-Modelle identifiziert. Ziele werden zur Laufzeit generiert.

Bei der Arbeit mit EasyAR müssen Sie mehr Code schreiben als bei den meisten anderen Tools, und Sie müssen das Projektformatieren in Unity etwas anders durchführen. All dies ermöglicht jedoch den Bau äußerst flexibler Lösungen. Der einzige wesentliche Nachteil dieses Tools ist, dass es keine zugängliche Dokumentation und Tutorials dazu gibt.

EasyAR ist kompatibel mit:

• Android,
• iOS,
• UWP,
• Unity Editor,
• Windows und
• Mac OS.

Das Tool ermöglicht Entwicklern:

• Bilder zu erkennen;
• 3D-Objekte zu identifizieren;
• Umgebungen wahrzunehmen;
• Wolken zu erkennen;
• Smart Glass zu verwenden;
• den Bildschirm aufzuzeichnen;
• Dateien in Cloud-Speichern zu übertragen;
• Assets zu exportieren, zu importieren und zu integrieren.

Preisgestaltung: Kostenlos (erfordert einen generierten Schlüssel).

7. Kudan

Kudan ist ein SLAM-Tool chinesischer Herkunft, das in vielen Funktionen Vuforia ähnelt und sein direkter Konkurrent ist. Andererseits unterstützt es nur zwei Hauptplattformen: iOS und Android. Dies kann die Möglichkeiten des Entwicklers in gewisser Weise einschränken. Mit der SLAM-Technologie ermöglicht Kudan die Erkennung einfacher Bilder und 3D-Objekte und bietet die einfache Generierung einer Datenbank im Unity-Editor.

Kudan-basierte Lösungen werden nur von unterstützt:

• iOS,
• Android.

Kudan ist in Bezug auf die Funktionalität ziemlich interessant und bietet:

• Tools zur Erstellung hochwertiger 3D-Grafiken;
• Markerbasiertes Tracking und Positionsbestimmung;
• Unterstützung verschiedener Smartphone-Kamerasensoren;
• Cloud-SLAM-System mit verteilter Kartengenerierung;
• Kameraneulokalisierung;
• Kartenanpassung;
• Kartenabtrennung und Integration usw.

Preisgestaltung: Es gibt eine kostenlose Version zum Testen von Apps und eine Lizenz zum Preis von 1.230 US-Dollar.

8. ARToolKit

ARToolKit ist eine Sammlung von Open-Source-Bibliotheken zur Entwicklung von Augmented-Reality-Apps auf der Basis von Markererkennung. Dies ist ein Produkt von DAQRI und ein recht beliebtes Tool, das viele entsprechende Tutorials auf YouTube hat.

Das Hauptprinzip der Leistung von ARToolKit besteht darin, Grafikdaten, die von der mobilen Kamera empfangen werden, im Laufzeitmodus zu verarbeiten, die durch die anfänglich bekannten quadratischen Objektmelder geführt werden. Danach werden die Objekte auf dem Smartphone-Bildschirm unter Berücksichtigung ihrer Position im Raum angezeigt.

Mit ARToolKit können Sie Lösungen für die folgenden Plattformen erstellen:

• iOS,
• Android,
• Windows,
• Linux,
• SGI,
• Mac OS X.

Obwohl dies eine durchdachte Lösung für Anfänger ist (sie hat bisher jedoch keine gut durchdachte Dokumentation mit guten Anwendungsfällen), ist ihre Funktionalität selbst für erfahrene AR-Softwareentwickler ziemlich beeindruckend:

• Verarbeitung von 2D- und 3D-Bildern;
• Unterstützung der OpenGL-Spezifikation zusammen mit GLUT-Bibliotheken;
• Verfolgung der Kameraposition und -ausrichtung;
• Code zur Identifizierung von Markern, der ein einfaches schwarzes Quadrat als grundlegendes grafisches Objekt verwendet;
• Unterstützung absolut aller Arten von quadratischen Markervorlagen;
• einfacher Kamerakalibrierungscode usw.

Wählen Sie eine entsprechende Version dieses Tools für Ihre spezielle Plattform aus.

Preisgestaltung: Freeware-Produkt.

9. ARmedia

ARmedia ist ein plattformübergreifendes Framework zur Entwicklung von Software auf der Basis der 3D-Modellverfolgung, das sowohl in einer Freeware- als auch in einer kostenpflichtigen Version erhältlich ist. ARMedia ist ein Produkt italienischer Entwickler, das noch nicht so bekannt ist wie Vuforia oder Wikitude, was es jedoch nicht schlechter als jede vorhandene Option macht.

Was die Fähigkeiten betrifft, kann das Tool nicht nur flache Bilder, sondern auch komplexe dreidimensionale identifizieren. ARmedia kann somit auch große Objekte mit komplexer geometrischer Form effizient verarbeiten.

ARMedia ist kompatibel mit den folgenden Plattformen:

• iOS,
• Android,
• Windows und
• Flash.

In Bezug auf die Funktionalität können wir Folgendes angeben:

• Die Möglichkeit, Marker im Echtzeitmodus zu erstellen (obwohl Sie ein Plugin für Google SketchUp verwenden müssen, um dies zu tun);
• Aktivierung eines der weltweit besten 3D-Tracker von Inglobe Technologies;
• Die Möglichkeit, Apps für Smart Glasses zu entwickeln;
• Mehrstufige Verarbeitung von Daten, die über GPS, Gyroskop, Beschleunigungsmesser und Magnetometer empfangen werden;
• Die Möglichkeit, Apps über die Cloud zu verwalten.

Alles in allem handelt es sich um ein sehr effizientes Tool, das nur noch nicht so stark beworben wird wie Vuforia oder Wikitude.

Preisgestaltung: Es gibt sowohl Freeware- als auch kostenpflichtige Versionen (die kostenpflichtige Version kostet 249 Euro).

10. DeepAR.ai

Dies ist das letzte, aber nicht weniger wichtige SDK auf unserer Liste der besten Tools für die AR-Entwicklung. Die DeepAR-Firma wurde 2015 in Großbritannien gegründet. Bis heute ist ihre Hauptlösung in der AR-Entwicklergemeinschaft weithin bekannt. DeepAR kann als perfekte Lösung für die Erstellung dreidimensionaler Gesichtsmasken und Linsen (z. B. für Snapchat) betrachtet werden. Es verfügt auch über einen patentierten Bewegungs-Gesichtsverfolgungsalgorithmus und unterstützt einzigartige FX-Lösungen.

DeepAR ist kompatibel mit Plattformen wie:

• iOS,
• Android,
• Windows,
• WebGL.

Zu den wichtigsten Merkmalen von DeepAR gehören:

• Erkennung von Gesichtern und bestimmten Gesichtsmerkmalen im Echtzeitmodus (dies geschieht sehr schnell: Über 68 Gesichtspunkte können in 1 Sekunde mit einer Geschwindigkeit von 60 Bildern pro Sekunde erkannt werden);
• Präzise Visualisierung von Bildern für Smartphones mit moderaten Spezifikationen;
• Verfolgung von sich verändernden Gesichtspositionen unter Berücksichtigung von Beleuchtung und Grad;
• plattformübergreifender Rendierungsmotor;
• Integration mit Maya, Blender und ähnlichen Lösungen.

Preisgestaltung: Der genaue Preis kann angefragt werden.

Abschluss

Sind Sie unsicher, welches AR-SDK Sie wählen sollen? Haben keine Angst – wir haben eine Vergleichstabelle mit allen wichtigen Dingen vorbereitet, die Sie über die besten Tools für die AR-Entwicklung wissen müssen, um Ihre Wahl zu treffen. Schauen Sie sich das an:

Wenn Sie immer noch unsicher sind, wie Sie das perfekte AR-Toolkit für die Entwicklung Ihrer App auswählen können, empfehlen wir Ihnen, sich an Profis zu wenden. Haben Sie eine Idee, die die Menschen begeistern wird? Nehmen Sie Kontakt mit uns auf, um den ersten Schritt in Richtung Ihres Erfolgs zu machen.