5. – 10. Schuljahr

Peter Mahns

Realität erweitern Raumvorstellung schulen

Augmented Reality als Brücke zur Raumintelligenz

Sie haben zuhause den Platz für ein neues Sofa ausgemessen. Das ausgesuchte Stück sieht im großräumigen Möbelgeschäft passend aus doch meist wirken Möbel hier kleiner als zuhause.
Solche Situationen soll es dank der App eines schwedischen Möbelhauses (für iOS und Android) nicht mehr geben. Damit ist es möglich, die Möbel vor dem Kauf virtuell an der entsprechenden Stelle in der Wohnung zu platzieren.
Eine ähnliche Technologie liegt auch den Spielen Pokémon Go oder Euclidean Lands zugrunde: Augmented Reality (AR) erzeugt virtuelle 3D-Objekte direkt in unsere Umgebung. Wir können um die virtuellen 3D-Objekte herumgehen und sie im Raum hin- und her bewegen. Hierin steckt nicht nur motivationales, sondern auch mathematisches Potenzial.
Kurzer Blick zurück
Noch vor ein paar Jahren gab es zwar erste Ansätze für solche Anwendungen, jedoch noch keine konkreten Umsetzungen. Wie schnell die Entwicklung technologischer Anwendungen und Hardwarekomponenten verläuft, zeigt ein Blick in die 174. Ausgabe von mathematik lehren (2012). Markus Ruppert und Jan Wörler schrieben damals über Experimente mit Augmented-Reality-Modellen. Sie verwendeten einen Computer mit Internetzugang, eine Webcam sowie die kostenlose Anwendung Build-AR (nicht mehr verfügbar). Der erforderliche Aufwand, um mit AR-Modellen zu experimentieren, erschien zum damaligen Zeitpunkt im Vergleich zum erzielten Nutzen jedoch relativ hoch. Heute sind die von den beiden Verfassern damals gewünschten AR-Anwendungen auf Smartphones oder Tablets schon im Alltag angekommen.
Was bedeutet AR?
Bei AR-Anwendungen wird ein reales Objekt zur Basis für virtuelle Zusatzinformationen, d.h. die reale Szene wird um virtuelle Objekte angereichert. Die Verbindung von realer und virtueller Welt wird von einer Software, sogenannten Augmented-Reality-Applikationen (lat. augmen = Zuwachs, etwa: angereicherte Wirklichkeit), übernommen. Diese werden auch kurz als „AR-Apps bezeichnet. (Ruppert/Wörler 2012)
Es gab in den letzten Jahren erhebliche Verbesserungen bezüglich Kameratechnologie und Software, weshalb es sehr einfach ist, virtuelle Objekte in reale Situationen einzubetten.
AR in 4 Schritten
In Abb. 1 wurde die reale Raumszene durch einen virtuellen Beistelltisch angereichert. Wichtig ist dabei eine gute Beleuchtung des Raumes, in dem die virtuellen Objekte augmentiert werden sollen.
Eine AR-Situation baut sich prinzipiell über diese vier (nicht alle einzeln erfahrbaren) Schritte auf (Ralf u.a. 2013):
Videoaufnahme: Anzeige der Umgebung per Videostream
Tracking: Übersetzung des realen Koordinatensystems in ein virtuelles
Geometrische Registrierung: Verortung virtueller Inhalte in die Realität
Darstellung: Anzeige der virtuellen Inhalte auf dem Bildschirm
Inzwischen gibt es zahlreiche AR-Apps für unterschiedliche mobile Betriebssysteme. Zu den bekanntesten zählen: SketchAR: how to draw with AR, Pokémon Go, Google Translate, Civilisations AR oder Euclidean Lands. In den Stores der verschiedenen Anbieter gibt es neben Euclidean Lands noch weitere Puzzle-Apps, wie z.B. Evo Explores oder Monument Valley. Diese Apps besitzen ein grundlegendes Spielprinzip. Der Spieler/die Spielerin muss eine unübersichtliche Anordnung von unterschiedlichen Objekten mithilfe von Verschiebungs- oder Rotationsgesten strukturieren, um den Avatar erfolgreich zum Ziel zu bringen. Der Artikel stützt sich überwiegend auf die Anwendung Euclidean Lands.
Euclidean Lands Ein 3D-Strategiespiel
Euclidean Lands ist eine Puzzle-App, bei der sich der Avatar des Spielers bzw. der Spielerin auf der Würfeloberfläche eines Rubik-Cubes (Zauberwürfel) bewegt. Die App ist für 4,99 € im App Store käuflich zu erwerben.
Euclidean Lands
Euclidean Lands
Das kann die App
Dreidimensionale Puzzles können im Projektions- oder im AR-Modus gelöst werden
Einsatz im Unterricht
  • lösen von Puzzles im Projektions-...

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