Distributed Collaborative Augmented Reality

Abstract

Augmented Reality ist die Überlagerung von Computergraphik und Text mit der wirklichen Umgebung und/oder Videobildern. Diese Dissertation behandelt Verbesserungen für kollaborative Augemented Reality (AR) Umgebungen. Wir stellen ein Werkzeug vor, dass einen verteilten, mehrfach benutzten Szenegraphen, als Ansatz verwendet, um eine transparente Verteilung auf der untersten Ebene zu ermöglichen. Application migration wird verwendet um Berechnungen innerhalb des Systems aufzuteilen, eine dynamische Anwenderverwaltung zu erreichen, Kollaboration zwischen weit entfernten Anwendern zu ermöglichen und um ubiquitous computing zu unterstützen. Das resultierende System ist eine komplexe kollaborative AR Arbeitsumgebung, welche dazu verwendet wird, um die Frage, wie man dreidimensionale Interaktion in einer üblichen Arbeitsumgebung, in der verschiedenste Aufgabenstellungen gleichzeitig durch mehrere Benutzer bearbeitet werden, zu behandeln. Die Implementierung wurde im Studierstube System ausgeführt, welches eine kollaborative Augemented Reality Umbgebung ist. Als Kern verwendet das System kollaborative AR um echte 3D Interaktion in die Arbeitsumgebung einzubinden. Dieses Konzept wird um jeweils multiple Benutzer, Computer Plattformen, Anzeigegeräte, parallele Applikationen und Kontextschnittstellen (d.h. 3D Dokumente), zu einer heterogenen verteilten Umgebung erweitert. All dies geschieht beinahe völlig transparent für den Applikationsprogrammierer. - Augmented Reality is the mixture of computer graphics and text with real world and/or video images. This thesis presents improvements for collaborative augmented reality environments. We present a toolkit, which uses a distributed shared scene graph approach to enable transparent distribution at the lowest level. Application migration is used to distribute computational load within the system. We demonstrate how migration can be applied and used for load balancing, dynamic workgroup management, remote collaboration, and even ubiquitous computing . The resulting system is a complex distributed collaborative augmented reality work environment, which is used to address the question of how to use three-dimensional interaction and new media in a general work environment, where a variety of tasks are carried out simultaneously by several users. The implementation was done in the Studierstube system, a collaborative augmented reality environment. At its core, the system uses collaborative augmented reality to incorporate true 3D interaction into a productivity environment. This concept is extended to include multiple users, multiple host platforms, multiple display types, multiple concurrent applications, and a multi-context (i. e., 3D document) interface into a heterogeneous distributed environment. All this happens almost totally transparent to the application programmer.