Microsoft Hololens ( Hands-On Test)

Die Hololens ist eine Augmented Reality Brille aus dem Hause Microsoft. Anders als bei vielen anderen Brillen, ist bei der Hololens alles im Kopfteil verbaut, und die Steuerung erfolgt entweder über eine fortgeschrittene Sprach- und Gestensteuerung oder über diverse Bluetooth Geräte.  Die Hololens ist nicht für die breite Bevölkerung gedacht, sondern richtet sich an ganz spezielle Zielgruppen , wie z.B. Ingenieure, Verkäufer, Entwickler, Planer, Ärzte oder Gamer.  Die finale Version soll erst in ein paar Jahren erhältlich sein, aber im Moment können Entwickler eine sogenannte Entwickler-Versionen kaufen.  Entwickler-Versionen sind oftmals größer , klobiger oder wirken unfertig. Aber Sie bieten dieselben Funktionalitäten wie die finale Version,  somit können Entwickler bereits Software erstellen, bevor die endgültige Brille überhaupt heraus kommt.

Obwohl man nicht alles glauben darf, was Microsoft in seinen Werbevideos zeigt, kann die Hololens mit Recht und Fug als eine “NextGeneration” AR-Brille bezeichnet werden. Dies spiegelt sich bereits in der Hardware wieder.  Die Hololens läuft auf dem Betriebssystem Windows 10 und  kommt mit 6 Kameras und 4 Mikrofonen. Neben einer CPU und GPU besitzt sie zusätzlich eine sogenannte HPU ( Holographic processing unit).  Inwieweit sich die aktuelle Hololens von den Werbevideos unterscheidet, ob sich ein Kauf lohnt und was Entwickler beachten müssen erfahrt Ihr in unserem Hand-On Test.

Erste Eindrücke


Die Hololens wird, ähnlich wie bei der BT-2000 über ein Stirnband getragen, das sich über einen Radverschluss an der Hinterseite verstellen lässt. Auf diese Weise drücken die Gläser nicht direkt auf die Nase und werden wie ein Visier getragen, wodurch sie auch von Brillen Trägern besser getragen werden kann. Ein Micro-USB Anschluss und der Knopf zum aktiveren der Brille sind am hinteren Ende der Brille angebracht. An der Seite befindet sich eine Möglichkeit, die Lautstärke zu verändern.

Die gesamte Brille ist aus leichtem Plastik gefertigt. Dies dient vermutlich dazu, das Gewicht der Brille zur reduzieren, jedoch vermittel dies teilweise einen “billigen” Eindruck von der Verarbeitung.

Sprach- und Gestensteuerung

Gestensteuerung

Die Gestensteuerung der Hololens setzt sich aus 4 wesentlichen Komponenten zusammen. Dem Gaze, der Handbewegung und den beiden Interaktionsgesten “Bloom” und “Airtap”.  Zur Zeit unterstützt die Hololens nur diese zwei Gesten.  Es wird von Microsoft empfohlen, diese beiden Gesten nicht zu überschreiben. Statt dessen sollte mit dem Gaze und Handbewegungen kombinieren, um weitere Steuerungsoptionen zu schaffen.

Gaze

Der Gaze ist ein fester Punkt in der Mitte des Sichtfeldes des Benutzers und dient als “Mauszeiger”. Allerdings bewegt man nicht den Gaze selber, sondern man bewegt den gesamten Kopf. Da der Gaze immer an derselben Stelle im Sichtfeld ist, bewegt sich dadurch der Gaze mit. Für Entwickler ist der Gaze außerdem eine der Hauptmethoden, um ein Feedback an den Nutzer zu geben. So kann er seine Form und Farbe ändern, wenn er zum Beispiel auf “Oberflächen” verweilt oder man auf ein virtuelles Objekt sieht, mit dem man interagieren kann.  Eine andere Möglichkeit ist, den Gaze in einen Pfeil zu verwandeln, um eine Objekt zu finden, das man aus dem Sichtfeld verloren hat.

Airtap-Geste und Handbewegung

Bei der Airtap-Geste führt man den Daumen und den Zeigefinger in einer schnellen Bewegung zusammen, während man die anderen drei Finger wie bei einer Faust ballt. Die Airtap Geste ist mit einem Mausklick zu vergleichen.  Die Airtap-Geste wird nur registriert, wenn sie im richtigen Abstand innerhalb des Sichtfensters der Hololens gemacht wird. Also in dem Bereich, in dem man auch die Hologramme angezeigt wird. Alle Nutzer mussten ein wenig üben, bevor es richtig funktioniert hat. Aber sobald man Abstand und Position verinnerlicht hat, funktioniert die Airtap Geste erstaunlich robust.

Leichte Fehler gibt es jedoch, wenn man eine “gedrückte Maustaste” simulieren will. Dabei führ man den Zeigefinger und Daumen zusammen, aber man führt sie nicht sofort auseinander.  Zusammen mit dem Gaze und einer der Bewegung der Hand kann man so einen “Drag”, also das ziehen von Objekten bei gedrückter Maustaste, simulieren. Dies funktioniert zwar recht gut, aber die Brille registriert manchmal nicht, wenn man den Daumen und Zeigefinger wieder auseinander führt, also “die Maustaste loslässt”.

Bloom-Geste

Bei der Bloom-Geste beginnt man mit einer Faust, die man dann zur einer offenen Handfläche öffnet. Dies ruft das Standardmenü der Brille auf, das an die Oberfläche eines Windows 10 Phone erinnert. Außerdem verschiebt diese Geste laufende Apps in den Hintergrund. Sie hat den gleichen Effekt, wenn man die “Home” Taste auf einem Android Phone drückt. Wenn man die Handfläche wieder zu einer Faust schließt, dann verschwindet das Menü. Auch diese Geste muss im Sichtfeld ausgeführt werden.

Sprachsteuerung

Auf der Hololens ist Windows 10 installiert. Dies ermöglicht es den Benutzer über die vier Mikrofone die virtuelle Assistentin Cortana für Sprachbefehle zu nutzen.  Entwickler können ihre Funktionen ebenfalls für ihre Applikationen nutzen. Auf unserer Developer Version scheinen jedoch nur die Sprachdateien für amerikanisches Englisch zu sein, so dass Cortana Schwierigkeiten hat, englisch mit einem deutschen Akzent zu erkennen.

Externe Eingabegeräte

Über Bluetooth können beliebige externe Eingabegeräte verbunden werden. Zum Beispiel liefert Microsoft mit Hololens einem sogenannten Clicker aus. Diese kleine Gerät erinnert ein wenig an einen Garagentüröffner und kann die Airtap-Geste ersetzen.

Ansicht – Holographie

Dieser Punkt dürfte die meisten Leute vor dem Kauf interessieren. Wie wirken die Hologramme? Ich kann nur sagen, es ist wirklich schwer hier eine objektive Meinung abzugeben und die Ansicht korrekt zu beschreiben. Wir haben versucht ein paar Videos und Fotos mit der hauseigenen “Mixed Reality Capture” Funktion zu machen, aber dies hatte dasselbe Ergebnis, als wenn man versucht einen Sonnenaufgang auf einen Berg in einem Foto festzuhalten. Es ist nicht dasselbe. Daher basieren folgende Aussagen auf dem persönlichen Eindruck von mir, dem Author dieses Artikels.

Beginnen wir zunächst mit den negativen Punkten. Zunächst ist das Wort “Hologramm” im Sinne der Definition aus Sience Fiction Serien falsch. Die virtuellen Objekte erscheine nur auf der Brille und sind von anderen Personen nicht einsehbar ( Es sei denn, die andere Person hat ebenfalls eine Hololens auf und es wurde ein “shared Hologramm” Netzwerk aufgebaut ). Hologramme befinden sich dagegen tatsächlich im Raum. Außerdem kommt die Ansicht natürlich nicht an die Werbevideos heran, die im Vorfeld veröffentlicht wurden.  Jemand der sich regelmäßig diese Videos im Vorfeld angesehen hat und diese Art von “Übertreibung” nicht von anderen Situation her kennt, könnte sichtlich enttäuscht werden.
Das größte Manko ist jedoch das eingeschränkte Sichtfeld in dem die Hologramme gezeichnet werden. Wie die meisten Brillen, wird der virtuelle Content nur einem bestimmten Bereich vor dem User gezeichnet. Die meisten Leute sprechen von einem Bullaugen Effekt. Das bedeutet die virtuellen Objekte sind nur durch eine Art Fenster zu sehen und Hologramme die nach unten oder ober herausgucken werden abgeschnitten, was die Immersion sofort bricht.  Microsoft empfiehlt selber einen Abstand von 2 Metern zum Hologramm und empfiehlt zudem, das alle Hologramm 85 Zentimeter vor dem User ausgeblendet werden.

Auf der positiven Seite muss man sagen, das die Ansicht definitiv eine Verbesserung gegenüber den bisherigen Brillen ist. Bei den meisten Brillen sehen 3D-Objekte wie eine Projektion auf eine 2D-Fläche aus, welche vor dem Nutzer schwebt.  Bei der Hololens wirken sie wie tatsächliche 3D-Objekte, die man durch ein Fenster beobachtet. Dabei lässt sich nur schwer sagen, ob dieser Effekt vom den Umstand her rührt. Das 3D-Objekte nach der Platzierung relativ fest verankert sind, oder ob es einfach ein Ergebnis von Microsofts Forschung ist, wann ein virtuellen Objekt möglichst echt wirkt. Mit dem Bullaugen Effekt und dem Fakt, das das Originalprodukt nicht an das Werbevideo herankommt, habe ich gerechnet. Daher hängt der erste Eindruck in dieser Kategorie wohl von jeden einzelnen ab.

Augmented Reality Programmierung

Die Hololens ist in Sachen AR-Entwicklung ein Gamechanger. Und das in mehrfacher Hinsicht (Positiv und Negativ ). Zunächst wirft Microsoft mit der Hololens das Prinzip von praktischer Augmented Reality, das wir in diesem Artikel erstellt haben, fast komplett über den Haufen. Anstatt virtuelle Objekte an visuellen Markern auszurichten,  erstellt die Hololens eine interne Darstellung von der Umgebung und versucht diese Umgebung mit der Wirklichkeit im Einklang zu halten. Virtuelle Objekte werden dann in dieser internen Darstellung platziert.

Einen weiteren Punkt, den Programmierer beachten müssen, ist das die Hololens auf Windows 10 basiert und Installationen über den Windows Store statt finden. Das bedeutet das jedes Programm UWP ( Universal Windows Plattform ) Kompatibel sein muss. UWP unterstützt nur einen eingeschränkten Satz des NET Frameworks und bietet einige Funktionen nicht an, die in einem reguläres “Desktop” Windows zur Verfügung stehen. Programmier die versuchen existierende Software auf die Hololens zu bringen, müssen ihre Software dementsprechend untersuchen und eventuell umschreiben.

Auf der positiven Seite profitieren deutsche Entwickler davon, das die Hololens zuerst nur in der USA verfügbar war. In dieser Zeit wurde das Holotoolkit, eine Sammlung von nützlichen Funktionen, entwickelt und es entstand eine Kooperation zwischen Microsoft, Unity und Vuforia. Daraus wiederum entstanden verständliche Tutorials für Anfänger, z.B die Holographic Academy.  Das Holotoolkit wird aber, vor allem in den letzten Wochen, noch ständig weiter entwickelt. Dummerweise sind neue Versionen des Holotoolkit nicht immer mit den alten Versionen kompatibel. Die Holographic Academy Beispiele, die auf dem Holotoolkit basieren, sind aus heutiger Sicht absolut veraltet.  Das neueste Version des Holotoolkit können Sie immer bei GitHub herunter laden.

Das Holotoolkit enthält mittlerweile fertige und einfach zu verwendende Scripte um 3D-Objekte clickbar und verschiebbar zu machen und sie dann auf Oberflächen der Umgebung zu platzieren. Zusammen mit der einfachen Handhabung von Unity reduziert sich die Entwicklungszeit für eindrucksvolle Apps um mehrere Wochen.

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