Anwendungstechnologien für VR-, AR-, MR- und XR-bezogene Produkte – für den wachsenden Metaverse-Markt

Was sind VR, AR, MR und XR? Der schnell wachsende Metaverse-Markt und XR-bezogene Technologien

Im Jahr 2021 hat das Konzept des „Metaversums“ mit dem Eintritt großer Technologieunternehmen weltweit große Aufmerksamkeit auf sich gezogen. Das Metaversum ist ein dreidimensionaler virtueller Raum, der auf einem Computernetzwerk aufgebaut ist. Neben dem Metaversum wächst auch der Markt für die AR- und VR-Geräte, die es ermöglichen, rasant, insbesondere für Spiele und den industriellen Einsatz.

Laut einer im Juni 2022 von der International Data Corporation (IDC) veröffentlichten Umfrage wird der Markt für VR-Headsets, der im Jahr 2021 etwa 10 Millionen Einheiten betrug, bis 2026 voraussichtlich auf etwa 35 Millionen Einheiten wachsen.

Eine Technologie namens „MR“ erregt in diesem expandierenden Markt derzeit große Aufmerksamkeit. Bisher wurden zur Beschreibung der Virtual-Reality-Technologie die Begriffe „VR“ und „AR“ verwendet. In diesem Artikel geben wir zunächst eine kurze Erläuterung dieser drei Wörter und des umfassenden Konzepts „XR“.

VR ist eine Abkürzung für „Virtual Reality“. Hierbei handelt es sich um eine Technologie, die auf einem Computer eine künstliche Umgebung (einen Raum) erzeugt und Ihnen das Gefühl vermittelt, in diese Welt einzutauchen. Viele aktuelle Spiele mit am Kopf befestigten Displays projizieren Bilder nach vorne, hinten, links und rechts und vermitteln dem Spieler so das Gefühl, als befände er sich tatsächlich auf einem Schlachtfeld, im Weltall oder an einer Weltkulturerbestätte im Spiel; das ist die Welt der virtuellen Realität.

AR ist eine Abkürzung für „Augmented Reality“. Dabei handelt es sich um eine Technologie, die die reale Welt erweitert, indem sie mit Hilfe von Computergrafiken oder anderen Methoden zusätzliche Informationen in den uns umgebenden realen Raum einblendet, die in Wirklichkeit nicht existieren. So kann den Benutzern beispielsweise ein neues Erlebnis geboten werden, indem dem Bild einer realen Stadtlandschaft, das sie durch die Brille sehen, Informationen hinzugefügt werden, die alle fünf Sinne anregen, etwa die Namen von Geschäften und die dort angebotenen Speisen.

MR ist eine Abkürzung für „Mixed Reality“. Diese Technologie vermischt reale und virtuelle Räume, indem sie die von AR projizierte reale Welt mit von VR erstellten virtuellen Objekten kombiniert. In der Mixed-Reality-Welt wird es beispielsweise möglich sein, Monster in den Straßen des realen Tokio erscheinen zu lassen und die Spieler hinter sie her zu schicken, um sie zu bekämpfen. Eines der bestimmenden Merkmale von MR ist die Welt, in der Objekte in realen und virtuellen Räumen miteinander interagieren.

XR ist eine Abkürzung für „Cross Reality“ und ist ein allgemeiner Begriff für Technologien wie AR, VR und MR. Hintergrund für die Entstehung des Begriffs XR ist das Aufkommen von MR, einer Technologie, die VR und AR kombiniert. Wenn AR-Inhalte mit einem Spiel kombiniert werden, bei dem das Head-Mounted-Display eines VR-Geräts verwendet wird, ist die Grenze zwischen VR und AR schwer zu ziehen. Daher wird mittlerweile der Begriff XR verwendet, um beides zu bezeichnen.

Datenbrillen und Head-Mounted-Displays

Im folgenden Abschnitt werden die Geräte erläutert, die für die einzelnen Technologien verwendet werden. In der AR kommen typischerweise Datenbrillen zum Einsatz. Seit der Veröffentlichung eines Prototyps durch ein großes Technologieunternehmen in den frühen 2010er Jahren wird er hauptsächlich für B2B-Anwendungen verwendet, einschließlich, aber nicht beschränkt auf Wartungsarbeiten in Fabriken und Betriebsunterstützung, Produktions- und Logistikstandorte, Konferenzen und Ausstellungen. Durch das Tragen von Datenbrillen können sich die Mitarbeiter über Geräte und andere Gegenstände informieren, ohne sperrige Papierhandbücher mit sich führen zu müssen. Da AR in vielen Outdoor-Situationen eingesetzt wird, wird eine weitere Miniaturisierung und Gewichtsreduzierung erwartet. AR breitet sich auch in der Unterhaltungsbranche und anderen Bereichen aus, z. B. bei Spielen, die über Smartphone-Kameras und -Apps gespielt werden können, bei Navigations-Apps, die Karteninformationen verwenden, und bei Apps, die Raumaufteilungen und Innenarchitektur konfigurieren.

Ein typisches VR-Gerät ist ein am Kopf montiertes Display. Derzeit erfreuen sich am Kopf befestigte Displays als Geräte zum Genießen von VR-Spielen zunehmender Beliebtheit, und es kommen nach und nach realistische Horrorspiele und Ego-Shooter-Spiele auf den Markt. Darüber hinaus wird erwartet, dass Head-Mounted Displays über Spiele und Unterhaltung hinaus in weiteren Szenarien eingesetzt werden, darunter verschiedene virtuelle Erlebnisse, Konzerte, Foren und Meetings, Dating, Bildung, medizinische Versorgung und mehr. Im Gegensatz zu Smart Glasses decken diese Brillen das gesamte Sichtfeld ab und lassen den Träger in einen virtuellen Raum eintauchen, sodass sie hauptsächlich für den Einsatz in Innenräumen vorgesehen sind. Darüber hinaus gibt es weltweit immer mehr Unterhaltungseinrichtungen, in denen Sie mithilfe von Head-Mounted-Displays und Brillen VR-Räume und -Spiele erleben können.

Bei MR werden von einer Kamera oder einem anderen Gerät erfasste Informationen aus der realen Welt (AR) in einem virtuellen Raum (VR) reflektiert. Während Sie bei VR in einen virtuellen Raum eintauchen, der sich von der Realität unterscheidet, verknüpft MR die reale und die virtuelle Welt. Daher bietet es sich an, es in zahlreichen Geschäftsbereichen einzusetzen, etwa im Tourismus und bei kommerziellen Aktivitäten. Auch in den Bereichen Forschung und Entwicklung sowie Medizin dürfte es zum Einsatz kommen.

In naher Zukunft wird das Metaversum ein Teil unseres Lebens werden.

Da sich die Technologie von XR-Geräten, wie den bisher eingeführten AR, VR und MR, verbessert, wird für das „Metaversum“ weltweit eine erhebliche Marktexpansion erwartet. Der Begriff „Metaversum“ wurde erstmals 1992 vom Science-Fiction-Autor Neal Stephenson in seinem Roman „Snow Crash“ geprägt und bezeichnete damit eine virtuelle Welt. Der Begriff „Metaversum“ wurde später in Ernest Clines Roman „Ready Player One“ verwendet, der unter der Regie von Steven Spielberg verfilmt wurde, und begann sich weltweit bekannt zu machen.

Es werden verschiedene Möglichkeiten für das Metaversum diskutiert, etwa „die Schaffung eines 3D-Raums innerhalb eines Netzwerks, in dem wirtschaftliche Aktivitäten stattfinden können, während man miteinander kommuniziert“ und „die Schaffung eines neuen Lebensraums innerhalb des Internets“, aber es gibt noch keine strenge, weltweit vereinbarte Definition. Es wird gesagt, dass das „ideale Metaversum“ möglich werde, wenn „Teile des realen Lebens“ wie Gespräche, Einkäufe, Konzerte und Meetings miteinander vernetzt würden und sich unser Lebensraum online erweitere.

Auf der ganzen Welt tauchen bereits viele Spiele und Apps im Metaverse-Stil auf. Die Dienste verfügen über mehr als 300 Millionen Benutzer, die meisten davon im Teenager- oder Zwanzigeralter, und die Spiele weisen mehr als 50 Millionen DAU (tägliche Benutzer) auf. Die Entstehung des Metaversums verändert auch die Art und Weise, wie Menschen kommunizieren. In Spielen, die sich heutzutage bei jungen Leuten explosionsartiger Beliebtheit erfreuen, sind beispielsweise die folgenden Dinge bereits gang und gäbe:

„VR-Headsets mit Smartphones verbinden und Spiele auf mehreren Plattformen spielen, während man im Spiel mit Freunden chattet.“

„Im Spiel erstellt jeder Benutzer Karten und das Spiel selbst, verteilt sie und spielt gegen andere Benutzer.“

„Kauf virtueller Währung zum Kauf von Skins (Kleidung, Schuhe usw.) für Avatare.“

„Sehen Sie sich mit Freunden Live-Shows und Events berühmter Künstler in virtuellen Konzerten innerhalb des Spiels an.“

Derzeit ist dieser Lebensstil und diese Art der Unterhaltung auf die jüngere Generation und andere trendbewusste Menschen beschränkt. In naher Zukunft wird jedoch erwartet, dass ein breites Spektrum an Aktivitäten des alltäglichen Lebens und Arbeitens von Menschen jeden Alters und Geschlechts im Metaverse-Raum durchgeführt werden wird.

Das Wachstum des Metaverse-Marktes erregt derzeit weltweit große Aufmerksamkeit. Nicht nur die großen Technologieunternehmen, sondern auch zahlreiche andere Unternehmen auf der ganzen Welt investieren Geld und entwickeln weiterhin Produkte, um das Metaverse Wirklichkeit werden zu lassen und den Markt zu vergrößern und auszubauen.

Technologien, die das Metaversum ermöglichen, und Produkte, die sie anwenden

Damit das Metaversum jedoch von der breiten Öffentlichkeit angenommen wird, müssen die Spezifikationen der AR-, VR-, MR- und XR-Geräte, die es ermöglichen, weiter verbessert werden. Darüber hinaus stellen auch die derzeit begrenzten Inhalte ein Hindernis für eine weitere Verbreitung dar.

Dexerials wird seine Produkte und Technologien nutzen, um die verschiedenen technischen Probleme dieser Geräte zu lösen. Nachfolgend stellen wir einige unserer Produkte vor, die derzeit in vielen XR-Geräten installiert sind.

• Anisotrope leitfähige Folie (ACF)
  Die ACF von Dexerials wird häufig in OLED-, LCD-, LCOS- und Silizium-OLED-Displays von VR- und MR-Geräten verwendet. ACFs werden für den elektrischen Anschluss von Leiterplatten und Treiber-ICs verwendet, die Bilder steuern.
  Die Grundlagen der anisotropen leitfähigen Schicht (ACF)
  
• Partikelarrayed Anisotroper Leitfähiger Film, ArrayFIX
  OLED- und Silizium-OLED-Displays werden insbesondere in VR- und MR-Geräten eingesetzt, die hochauflösende und reaktionsschnelle Displays erfordern. Diese hochmodernen Displays nutzen die proprietäre Technologie ArrayFIX von Dexerials.
  Grundkenntnisse zu „ArrayFIX“ PaEinführung in ArrayFIX®, ein partikelbasiertes ACF
  
• Antireflex-Folie (ARF)
  Displays, die in VR- und MR-Geräten verwendet werden, müssen die Blendung minimieren, um die Bildqualität und das immersive Erlebnis zu verbessern. Entspiegelung Folie, die mit der Sputtertechnologie von Dexerials hergestellt wird, kann das für HMDs erforderliche Maß an minimaler Reflexion erreichen. Darüber hinaus verbessert diese Technologie die Anti-Fingerabdruck- und Kratzfestigkeitsfähigkeit.
  Entspiegelung der Folie mittels Rolle-zu-Rolle-Sputtertechnologie
  
• Anorganische Diffusoren und anorganische Wellenplatten
  Wenn ein AR-Display eine Laserlichtquelle verwendet, sind hitzebeständige Komponenten im optischen Pfad erforderlich. Die anorganischen Diffusoren und Wellenplatten von Dexerials verbessern die Hitzebeständigkeit. Darüber hinaus können anorganische Wellenplatten den Kontrast von reflektierenden Flüssigkristall-auf-Silizium-Displays (LCOS) verbessern, die in AR-Geräten verwendet werden.
  
  Pancake-Linsen werden verwendet, um VR-Geräte dünner zu machen. In manchen Fällen werden mehrere Polarisatoren und Wellenplatten aus organischen Materialien in diesen Geräten miteinander laminiert. Es besteht jedoch die Sorge, dass der Laminierungsprozess Wellenfrontaberrationen verursachen könnte, die das immersive Erlebnis beeinträchtigen könnten. Dexerials entwickelt anorganische Wellenplatten, die keine Wellenfrontaberrationen verursachen und zu dünneren Geräten beitragen können.
  Verbesserung der Projektorhelligkeit: Anorganische optische Komponenten
  
• Oberflächenmontierte Sicherungen: Self Control Protector (SCP)
  VR/MR-Geräte wie HMDs und andere eigenständige Geräte, die nicht an eine externe Stromquelle angeschlossen sind, enthalten immer Lithium-Ionen-Akkus. Die längere Betriebszeit von eigenständigen Terminals erfordert den Einsatz von Lithium-Ionen-Akkus mit hoher Kapazität. Die oberflächenmontierbare Sicherung SCP von Dexerials soll die Sicherheit beim Laden und Entladen von Lithium-Ionen-Akkus gewährleisten. Die SCPs von Dexerials für Lithium-Ionen-Akkus sind äußerst zuverlässig und wurden in den letzten 25 Jahren in über 2,5 Milliarden elektronischen Geräten verbaut.
  Sekundärschutztechnologie für schnellladefähige Smartphones
  
• Klebstoffe für Sensoren und Kameras
  AR-, VR- und MR-Geräte verwenden mehrere Sensoren und Kameras, um die äußere Umgebung zu erfassen, zu quantifizieren und zu visualisieren. Die UV- und Duroplast-Harze von Dexerials werden bereits zur Befestigung von Objektiven an Smartphone-Kameras eingesetzt, während ACFs in zahlreichen Anwendungen zur elektrischen Verbindung von flexiblen Leiterplatten (FPC) und Leiterplatten eingesetzt werden. Es wird erwartet, dass diese Klebstoffe in AR-, VR- und MR-Geräten eingesetzt werden.
  Technologie für Epoxidklebstoffe, die mit UV-Licht und Hitze aushärten
  Neue ACF Anwendungen – vom Display bis zum Kameramodul
• Materialien für Eye-Tracking-Sensoren
  In VR- und MR-Geräten erfassen Eye-Tracking-Sensoren mit Infrarotlicht die Blickrichtung des Nutzers und fokussieren das Bild entsprechend seinem Blick. Dies kann mit Blinzeln kombiniert werden, um Spiele und Geräte zu steuern. Solche Eye-Tracking-Sensoren bestehen aus einem Substrat mit Pads, die mit einer transparenten Folie verbunden sind, die in der Nähe der Augen des Nutzers platziert wird. Die Antireflexfolie von Dexerials kann möglicherweise dazu beitragen, die Lichtreflexion des Eye-Tracking-Sensors selbst zu unterdrücken. Darüber hinaus werden die ACFs von Dexerials voraussichtlich in Anwendungen eingesetzt, bei denen elektrische Verbindungen mit flexiblen Leiterplatten (FPCs) hergestellt werden, um Signale von Eye-Tracking-Sensoren zu übertragen.

Es wird erwartet, dass der Markt für AR, VR, MR und XR sowie der sich ständig weiterentwickelnde Metaverse-Bereich in Zukunft weiter wachsen. Dexerials wird weiterhin zur Entwicklung und Verbreitung dieser Technologien beitragen, indem es seine differenzierten Bildgebungstechnologien weiterentwickelt.