Augmented-Reality-E-Learning zu einem PC-Modell

In diesem Projekt hat sich die Gruppe ARtAttack zum Ziel gesetzt, einen fiktiven Hochschulkurs anzubieten, wie er auch im Rahmen eines realen Hochschulkurses angeboten werden könnte. Der Kurs verfolgt das Ziel, dem Nutzer Wissen über einzelne PC-Komponenten zu vermitteln.

Die Umsetzung der Anwendung erfolgte mittels der Spieleengine Unreal-Engine, eine Spieleentwicklungsumgebung. Die Software ist nicht primär auf die Programmierung von Augmented-Reliaty-Lösungen ausgerichtet, beherrscht unter Zuhilfenahme von Zusatztools jedoch auch diesen Anwendungsfall.

Überblick über die visuelle Programmierung der Lernanwendung in der Unreal-Engine

Die Abläufe der Anwendungseinheiten wurden mit sogenannten Blueprints erfolgreich umgesetzt. Blueprints sind Programmeinheiten in Unreal Engine, in denen mittels visueller Programmierung Logiken und Abläufe erstellt werden können. Diese visuelle Programmierung erfolgt „node-basiert“, d.h. über das Verknüpfen einzelner Knotenpunkte, die jeweils eine informatische oder mathematische Funktion darstellen oder für ein Objekt innerhalb des Levels stehen (https://docs.unrealengine.com/4.27/en-
US/ProgrammingAndScripting/Blueprints/Overview/).

Diese Blueprints sind der Hauptbestandteil dieses Prozessschrittes, denn sie verleihen den zuvor importierten und platzierten 3D-Objekten eine Funktionalität bzw. Interaktivität. Auf der HoloLens wird entweder über direktes Anfassen und Bewegen von Objekten mit diesen interagiert oder mithilfe von Buttons, die beispielsweise am Handgelenk fixiert werden können. Diese Buttons liegen mit den Mixed-Reality-Erweiterungen und Toolkits schon fertig vor. Sie werden über ein oder mehrere Blueprints eingebunden und im sogenannten „Event Graph“ des Blueprints visuell programmiert.

Die AR-Brille HoloLens 2 von Microsoft. (Quelle: 4experience.co)

Das E-Learning wird mit der AR-Brille HoloLens 2 von Microsoft benutzt, welche interaktive 3D-Projektionen in das direkte sichtbare Umgebung integriert. Die Brille wird mit Gestern, Sprache, Kopf- sowie Augenbewegung und Knöpfen bedient.

  • Zeitraum: Wintersemester 2021/2022
  • Tools: Meshroom, Blender, Unreal Engine, Visual Studio, Mixed Reality Toolkit
  • Personen: Donnell Mack, Pascal Lambert, Fabian Kroiher, Marvin Daneke