Der Vorteil von Handheld Device gegenüber von Headworn Devices (wie beispielsweise einem VR-Headset) liegt in der einfachen Anwendbarkeit. Anstatt ein VR-Headset zu besitzen oder anlegen zu müssen, können Nutzer auf ihrem Smartphone oder Tablet die Anwendung starten und mit AR oder MR arbeiten.

Anders als bei einem Headworn Device besteht bei einem Handheld Device auch nicht die Gefahr von Übelkeit (Motion Sickness), die viele Nutzer eines VR-Headsets immer wieder erleben.

Handheld Devices sind besonders für AR und MR interessant, da die Nutzer mit Handheld Devices immer in Kontakt mit ihrer Umgebung bleiben. Im Rahmen einer Ausbildung oder Studiums bedeutet das, dass die Nutzer problemlos in Kontakt mit ihrem Ausbilder bleiben können.

Auch in Industrie und Handwerk sind Handheld Devices sinnvoll, beispielsweise für Produktentwicklung oder Fehleranalyse. Im Gegensatz zu einem Headworn Device ist ein Handheld Device sehr einfach zu transportieren. Deshalb kann beispielsweise ein Techniker ein solches Gerät sehr einfach zu seinem Einsatzort mitführen und einsetzen.

Grundsätzlich ist ein Raum ein Behälter, in dem sich alle physikalischen Vorgänge abspielen. Dabei betrachten unterschiedliche Wissenschaften einen Raum unterschiedlich. In der Geographie ist ein Raum, das Gebiet in dem sich alle Handlungen abspielen.

Die Raumdimensionen leiten sich vom Raum ab. Es handelt sich dabei um die Verhältnisse des Raums in

1. Länge
2. Breite
3. Und Höhe

Menschen nehmen den sie umgebenden Raum in seinen Raumverhältnissen wahr. Je nach Blickwinkel wird die Breite und Höhe des Raumes wahrgenommen, während die Länge des Raums seiner wahrgenommenen Tiefe entspricht. Der Betrachter nimmt den Raum in seiner Tiefe wahr und kann die unterschiedliche Position der einzelnen Gegenstände oder Personen im Raum wahrnehmen. Grundlage für die Wahrnehmung von Tiefe ist das räumliche Sehen.

Diese Raumdimensionen müssen in der Virtuellen Realität möglichst realitätsnah abgebildet werden, damit der Nutzer den virtuellen Raum möglichst ebenso wahrnimmt wie die reale Welt.

Damit die Bewegungen des Nutzers in die virtuelle Realität übertragen werden können, müssen sie mittels von Sensoren wahrgenommen werden und ausgegeben werden können. Hier werden je nach Hersteller und Anwendungsgebiet entweder das Inside-Out oder das Outside-In Tracking verwendet. Die Bewegungen werden entweder in 3 oder 6 Degrees of Freedom (DoF) aufgenommen.

3 Degrees of Freedom

Bei dem 3 DoF-System werden nur die Bewegungen des Nutzers auf der X,Y und Z Achse, also nur ob sie sich nach vorn, zur Seite oder nach oben bewegen wahrgenommen.

6 Degrees of Freedom

Wenn ein 6 DoF-System übernommen wird, können auch noch Bewegungen auf den drei Achsen, wie Drehen, Nicken oder Gieren wahrgenommen werden. Damit ist eine viel wirklichkeitsgetreuere Darstellungen der Bewegungen möglich, da sich nun der Nutzer auch umdrehen kann.

Bei dem VR-Outside-In-Tracking werden Kameras oder andere Sensoren verwendet, die an einem stationären Ort platziert und auf das getrackte Objekt (z. B. ein VR-Headset) ausgerichtet sind. Dieses Objekt bewegt sich frei in einem bestimmten Bereich, der durch die sich überschneidenden Sichtbereiche der Kameras definiert ist. Das Objekt wird von der fest montierten Verfolgungsvorrichtung beobachtet. Normalerweise verfügt das verfolgte Objekt über einen Satz von Markierungen, die für die Berechnung seiner Position zu den Sensoren ausschlaggebend sind. Um diese Art der Positionsverfolgung unter Verwendung des sichtbaren Lichtspektrums zu erreichen, ist es üblich, Infrarotmarkierungen (IR) und Kameras zu verwenden, die diese Art von Licht erfassen. 

Die Genauigkeit und Leistung der externen VR-Verfolgung hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie der Qualität der optischen Sensoren, der Verfolgung von Markern und Zielen, der Verarbeitungsleistung und den Verfolgungsalgorithmen, die alle stark variieren. 

Outside-In-Tracking ist eine gut entwickelte und erforschte Technologie. Ein frühes Zwei-Kamera-Tracking-System wurde 1996 von Madritsch und Gervautz beschrieben, und ein System, das synchronisierte IR-Kameras zur Unterscheidung von 6D-Zielen nutzte, wurde 1999 von Dorfmüller charakterisiert. 

Outside-In-Tracking benötigt eine Raumkalibrierung, nachdem die Kameras oder Sensoren platziert wurden und die vom System erfassten Daten auf einem Computer verarbeitet werden. Neben der Anwendung in VR wird diese Art der Verfolgung in der Filmindustrie bei der Bewegungserfassung verwendet.

Zu den Vorteilen gehört eine feste Lösung, anstatt sich ständig in der Tracking-Hardware zu bewegen. Man kann jederzeit die Anzahl der Sensoren erhöhen, um damit die Genauigkeit bei Bedarf verbessern. Darüber hinaus ist das Tracking von außen nach innen in Bezug auf die Latenz weitaus besser. Dies bedeutet, dass Spieler, die sich auf diese Methode verlassen, weniger anfällig für Simulatorkrankheit und Übelkeit sind.

Leider ist derzeit keine Technologie absolut perfekt. Outside-In-Tracking leidet unter Okklusion. Wenn Sie sich beispielsweise versehentlich oder absichtlich hinter einem Objekt verstecken, fällt es der Tracking-Hardware schwer, Sie wiederzufinden. Außerdem können die Kameras nur ein bestimmtes Sichtfeld verfolgen. Wenn Sie sich über diesen Umfang hinausbewegen, wird das immersive Erlebnis unterbrochen. Menschen mit begrenztem Platz für ihr VR-Setup leiden stark unter diesem Nachteil.

Outside-In-Tracking ist für die wichtigsten VR-Headsets wie HTC Vive, Oculus Rift und PlayStation VR die erste Wahl. Bei dieser Technologie werden Sensoren / Kameras um den Benutzer herum angebracht, um einen getrackten Spielraum zu schaffen. Der Vorteil dieses Designs besteht darin, dass die Spieler überall in diesem Bereich überwacht werden, ebenso wie die Controller. Obwohl das Outside-In-Tracking besser ist als andere Methoden, gibt es Einschränkungen. Erstens müssen Sie Sensoren in einem Raum installieren und einen Bereich für die VR festlegen.

Wie der Name schon sagt, werden hierbei die Signale vom Inneren der Brille nach außen verfolgt. Dafür nutzt die Brille eine je nach Modell unterschiedlich hohe Anzahl an Kameras. Diese zeigen in verschiedene Richtungen, um einen möglichst großen Bereich erfassen können. Die Kameras sind dabei, anders als beim Outside-In-Tracking, direkt in der Brille integriert. Die VR-Brille verfügt zudem über Hardware zur räumlichen Datenerfassung, wodurch ihr die Positionsbestimmung möglich wird.

Beim Inside-Out Tracking unterscheidet man grundsätzlich zwischen zwei verschiedenen Arten. Beim Markerless Inside-Out Tracking erkennt die Brille durch integrierte Sensoren ihre Position. Es werden keine speziellen Markierungen im Raum benötigt. Sichtbares Licht sollte allerdings in jedem Fall vorhanden sein. Dabei ist es egal, von welcher Quelle dieses stammt. Die VR-Brille erkennt sowohl Tageslicht als auch künstliches Licht.

Beim Marker-Based Inside-Out Tracking erkennt die VR-Brille zwar auch mittels integrierter Sensoren ihre aktuelle Position, benötigt aber zusätzlich spezielle Lichtmarkierungen im Raum. Aber auch hier werden die Signale direkt von der Brille verarbeitet.

Ein großer Vorteil dieser Tracking-Methode ist die höhere Mobilität. Dadurch, dass keine Markierungen am Benutzer extern verarbeitet werden müssen, benötigt man – wenn überhaupt – nur noch die Markierungen im Raum. Dies führt dazu, dass der Nutzer sich freier bewegen kann. Außerdem muss er keine Angst mehr haben, über herumliegende Kabel zu stolpern oder sich darin zu verheddern. 

Beim markerlosen Tracking kann sogar vollständig auf Markierungen verzichtet werden, sodass der Aufwand für den Auf- und Abbau dieser im Raum gänzlich entfällt. Gerade bei geringem Platzangebot ist diese Variante also eine gute Lösung für optimalen Spielspaß. Des Weiteren müssen die Signale sowohl beim markerbasierten als auch beim markerlosen Inside-Out Tracking nicht erst durch umstehende Einheiten verarbeitet und dann an den PC weitergeleitet werden, bevor diese in der VR-Brille registriert werden können. Durch die direkte Erfassung über die Brille verkürzen sich also zusätzlich die Latenzzeiten.

Besonders beim markerless Inside-Out Tracking besteht das Problem, dass nur erfasst werden kann, was die Kamera auch sieht. Außerhalb dieses Bereichs kann die Position nicht eindeutig erkannt werden, was beim Spielen häufig zu Komplikationen führt. Wenn die Kameras den Standort nicht mehr erfassen können, wird dieser weiterhin geschätzt. Das Outside-In Tracking ist also zumindest derzeit noch die präzisere Variante. Bei der markerlosen Variante muss für ein reibungsfreies VR-Erlebnis zudem immer für gutes Licht gesorgt sein.

Ein VR-Headset ist eine Art eines Head-Mounted-Displays, also einem Bildschirm, der am Kopf des Nutzers befestigt wird.

Zusätzlich verfügt ein VR-Headset noch über Sensoren, welche zur Erfassung von Bewegungen des Kopfes dienen. Dadurch werden die Grafiken berechnet, die dem Nutzer angezeigt werden. Das virtuelle Erlebnis wird durch Eingabegeräte, wie zum Beispiel Controllern oder Datenhandschuhen, vervollständigt. Aber auch die berührungslose Steuerung über das Erkennen von Gesten ist üblich. Ziel des Virtual-Reality-Headsets ist es, dem Träger ein möglichst realistisches Gefühl zu vermitteln, also Immersion zu erzeugen.

Dank ihrer beiden Augen können Menschen räumlich sehen. Durch die versetzte Positionierung dieser entstehen verschiedene Blickwinkel. Die beiden entstehenden Bilder werden dann vom Gehirn zu einem einzigen Umgebungsbild transformiert. Dieses Prinzip nutzt auch das Virtual-Reality-Headset.

Durch die zwei Linsen vor den Augen simulieren VR-Headsets eine virtuelle Umgebung. Die Bildfläche der VR-Headsets befindet sich dabei direkt vor den Augen des Nutzers. Durch die räumliche Nähe entsteht die Illusion einer großen virtuellen Welt. Zudem verfolgt das Virtual-Reality-Headset die Kopfbewegungen der Person, die es trägt. So entsteht für diese der Eindruck, dass sie sich frei in der simulierten Welt bewegen kann. Über die Eingabegeräte kann der Benutzer zusätzlich innerhalb der computererzeugten Welt interagieren. Viele Virtual-Reality-Headsets schotten ihre Träger außerdem auch auditiv von der Realität ab. Mittels dieser Techniken gelingt es, dass der Nutzer vollständig in die virtuelle Welt eintauchen kann.

Die Einsatzgebiete von VR-Headsets sind vielfältig. 

• Computerspiele
• 360-Grad-Videos
• Virtuelle Rundgänge
• Marketing
• In Studium und Ausbildung
• Entwicklungsprozesse in Handwerk und Industrie

Virtual-Reality-Headsets können auch für das Einüben anspruchsvoller Fahrzeugbedienungen oder komplexer Operationstechniken eingesetzt werden. Eine weitere medizinische Anwendungsmöglichkeit besteht in der Ablenkung von Angstpatienten beim Zahnarzt.

Der Entwicklungsprozess beginnt in der Regel mit einer Idee bzw. einer Anforderung. Anschließend folgen das Design, die Umsetzung und der Praxistest, bevor die Software veröffentlicht werden kann.

Hilfreich bei der Entwicklung einer komplexen Software sind Konzepte, Modelle oder Pläne, die den Entwicklungsprozess in unterschiedliche Phasen einteilen. Diese Phasen sind zeitlich und inhaltlich terminiert. Die Fertigstellung der Software erfolgt dabei Schritt für Schritt. 

Generell gliedert sich ein solches Modell in einzelne Aktivitäten, die nacheinander abgearbeitet werden. Beim so genannten Wasserfallmodell werden diese Aktivitäten beispielsweise nur einmal durchlaufen. Beim so genannten Spiralmodell erfolgt eine mehrmalige Wiederholung, bei der die einzelnen Softwarekomponenten weiter verfeinert werden. 

Der Software Development Life-Cycle bildet sechs Phasen des Entwicklungsprozesses ab. Hierzu zählen die Anforderungsanalyse, das Design (Planung), die Umsetzung, der Test, die Veröffentlichung und die Instandhaltung. 

Mit der initialen Idee kommt die Anforderungsanalyse. Hierbei sollten die Anforderungen an die Software möglichst detailliert definiert werden. In dieser Phase sollte ebenfalls die Umsetzbarkeit der Anforderungen geprüft werden. Anschließend erfolgt die Designplanung, wobei erste Mockups und Prototypen anhand der Anforderungen erstellt werden. Die Designplanung ebnet dabei den Weg zur 3. Phase: der eigentlichen Umsetzung der Software. Bevor diese Version jedoch veröffentlich werden kann, muss die Software (auch im Hinblick auf die zu Beginn definierten Anforderungen) getestet werden. Eine Live Preview hilft beispielsweise bei der Optimierung. Wenn alle Fehler beseitig sind, kann die Software nun veröffentlicht werden. In der 6. Phase des Entwicklungsprozesses beschäftigt man sich mit der Instandhaltung. Dabei werden beispielsweise Änderungen in der Anwendung eingebaut.

In erster Linie gilt es, das richtige Vorgehensmodell für den individuellen Entwicklungsprozess zu definieren, da es kein optimales und universell einsetzbares Modell gibt. 

Ein Entwicklungsprozess sollte in der Komplexität nicht unterschätzt werden. Der Prozess benötigt Zeit, Geld und Kapazität des Personals. 

Generell gilt, dass in jeder der sechs Phasen des Entwicklungsprozesses Hürden liegen, die das gesamte Projekt scheitern lassen können.

Auch in der Software- und App-Entwicklung werden Konzepte erarbeitet, um festzulegen, was der Leistungsumfang der Software oder App sein soll, wann diese Ziele erreicht werden müssen. Außerdem dient ein solches Konzept einer unmissverständlichen Kommunikation zwischen Auftraggeber und Auftragnehmen.

Jedes Konzept umfasst mehrere Aspekte. In einem ersten Abschnitt müssen die Funktionen der geplanten App festgeschrieben werden. Welche Aufgabe soll die App übernehmen? Welche Bedürfnisse des Nutzers erfüllt sie? Wie unterscheidet sie sich von konkurrierenden Angeboten?

In einem zweiten Schritt werden alle Funktionen und technischen Anforderungen abgeklärt, die für das reibungslose Funktionieren notwendig ist. Müssen sich die Nutzer anmelden? Welche Daten werden gespeichert? Wie werden die Nutzerdaten gespeichert? In diesem Zusammenhang werden die wichtigen technischen Grundlagen festgelegt, damit alle Programmierer kompatible Techniken benutzen.

Mit der technischen Seite der App ist die grafische Gestaltung, das Design eng verbunden. Sehr verbreitet ist die Bezeichnung UX-Design, bei dem sich die Programmierer, Designer und Grafiker an den Erfahrungen der Nutzer orientieren und ihnen ein Erlebnis bieten wollen. Dazu müssen Technik und Design eng aufeinander abgestimmt sein und harmonisch ineinandergreifen. Damit es zwischen äußerer Form und interner Programmierung nicht zu Widersprüchen kommt, sollten beide Seiten bereits in einem frühen Planungsstadium zusammen gedacht werden. In das Konzept werden deshalb Überlegungen zum Design und grafisches Entwürfe aufgenommen. Tatsächlich dürfte es fast unmöglich sein, UX-Design ohne ein Konzept zu entwickeln, in dem im Vorfeld die Grundzüge der neuen App festgelegt werden.

Oftmals wird die Erstellung eines Konzepts als lästige Arbeit empfunden, weil man endlich mit dem Projekt starten möchte. Doch die Mühe lohnt sich nicht zuletzt deshalb, weil mit dem Konzept neue Finanzmittel erschlossen werden können. Jeder Geldgeber, der in die Entwicklung einer App investiert, möchte von dem Ergebnis überzeugt sein. Da es die App noch gar nicht gibt, muss er darauf vertrauen, dass das die App einen hohen Nutzen hat, sich durch ein Alleinstellungsmerkmal auszeichnet und technisch gut gemacht ist. Er muss darauf vertrauen, dass die Entwickler ihr Handwerk verstehen – kurzum mit einem guten Konzept ist es ein leichtes, potenzielle Geldgeber davon zu überzeugen, dass es sich lohnt, in die neue App und ihre Entwicklung zu investieren.