Einleitung: Zielsetzung und technologische Fundierung der ARIZON Anwendung

Das Forschungsprojekt Arizon widmet sich der Entwicklung visionärer Konzepte und Lösungen für die Zukunft der urbanen Interaktion. Um zukunftsweisende Softwarearchitekturen und immersive Erlebnisse bereits heute realitätsnah erproben zu können, setzt das Projekt auf die Entwicklung funktionaler Prototypen mit der Hardware von heute. Das primäre Ziel besteht darin, das vielschichtige Potenzial von AR im städtischen Raum zu erschließen und in eine intuitive, modular erweiterbare Mixed-Reality-Anwendung zu überführen.

Die konkreten Kernziele für den finalen Prototypen wurden maßgeblich durch die empirischen Erkenntnisse aus den ersten Phasen des Forschungsprojekts identifiziert und geschärft. Abseits der rein technischen Spezifikationen kristallisierten sich dabei folgende Anforderungen heraus:

● Intuitive Usability: Eine barrierefreie Bedienbarkeit durch stark vereinfachte Menüstrukturen, die komplexe Interaktionen auf ein Minimum reduziert und kognitive Reizüberflutung verhindert.

● Modulare Systemarchitektur: Maximale Flexibilität bei der Integration und Skalierung zukünftiger digitaler Inhalte.

● On-Site-Configuration: Die Möglichkeit, Szenen und visuelle Assets direkt vor Ort im stadtmorphologischen Gefüge einzurichten und präzise zu kalibrieren.

Hinsichtlich der Nutzererfahrung fokussiert sich dieser Prototyp ganz bewusst auf eine tiefgehende, individuell ausgerichtete User Journey im Single-Player-Modus. Da kooperative und soziale Interaktionen bereits parallel im Prototypen der Westfälischen Hochschule (WHS) abgedeckt werden, liegt das Hauptaugenmerk hier auf der maximalen immersiven Ausgestaltung des persönlichen Erlebnisses.

Um diese in den ersten Phasen definierten Anforderungen technologisch zu spiegeln, wurden nach initialen Testreihen mit mobilen Endgeräten zwei unterschiedliche Hardware-Ansätze evaluiert. Während der Lehrstuhl für Informatik der WHS einen Prototypen auf Basis der Magic Leap 2 entwickelte – die auf ein optisches See-Through-Verfahren in Kombination mit einem cloudbasierten Visual Positioning System (VPS) setzt –, entschied sich das Projektteam für diesen Prototypen strategisch für das kamerabasierte Video-See-Through-Verfahren (Pass-Through) der Meta Quest 3.

Warum die Wahl auf die Meta Quest 3 fiel

Die Entscheidung für diese Hardware-Plattform und das Video-Pass-Through-Verfahren bietet für den spezifischen Einsatz im städtischen Raum entscheidende praktische und gestalterische Vorteile:

● Effizientes Tracking durch lokale Raumanker (Spatial Anchors): Klassische Positionierungssysteme (VPS) erfordern im Vorfeld zeit- und kostenintensive 3D-Scans der gesamten Umgebung, damit sich ein Headset im Raum lokalisieren kann. Die Meta Quest 3 umgeht diesen logistischen Aufwand durch ein integriertes, dynamisches Ankersystem. Beim Umschauen erfasst der Algorithmus automatisch markante Umgebungspunkte und speichert diese als lokale Raumanker direkt auf dem Gerät. Für den städtischen Einsatz bedeutet dies: Das System ist nach einer kurzen Orientierungsphase sofort einsatzbereit und platziert digitale Inhalte absolut raumstabil. Perspektivisch lässt sich dieses Fundament via Cloud Anchors flexibel zu synchronen Multiplayer-Erlebnissen erweitern.

● Echtzeit-Manipulation der Realität für maximale Immersion: Da das Abbild der realen Welt beim Video-Pass-Through als digitaler Datenstrom vorliegt, kann es in Echtzeit pixelgenau manipuliert werden. Virtuelle Inhalte werden nicht bloß über die Realität gelegt; die physische Umgebung lässt sich aktiv umgestaltet. Das System ist dadurch in der Lage, reale Objekte gezielt visuell zu verdecken (Occlusion) oder vollständig auszublenden. Zudem können Farbgebung und Beleuchtung der gesamten Szenerie dynamisch angepasst werden. Diese visuellen Interventionen erzeugen eine harmonische, konsistente Lichtstimmung, die Brüche zwischen Realität und Virtualität eliminiert und Nutzende tiefer in die Mixed Reality eintauchen lässt.