ARToolKit ist eine frei erhältliche Computer Vision Tracking Bibliothek, die die Erstellung von Augmented Reality Anwendungen ermöglicht, die virtuelle Bilder über die reale Welt legen kann. Dazu nutzt das Programm Video-Tracking-Funktionen, um die reale Kameraposition und -ausrichtung zu quadratischen physischen Markern in Echtzeit zu berechnen.
Sobald die reale Kameraposition bekannt ist, kann eine virtuelle Kamera an der gleichen Stelle positioniert und 3D-Computergrafikmodelle erstellt werden, die die reale Markierung exakt überlagern. ARToolKit löst also zwei der Hauptprobleme der Augmented Reality: die Verfolgung des Blickpunkts und die Interaktion mit virtuellen Objekten in der Realität.
Die Entwicklung des ARToolKit
ARToolKit wurde ursprünglich von dem Japaner Hirokazu Kato im Jahr 1999 am Nara Institute of Science and Technology entwickelt und später vom HIT-Labor der University of Washington veröffentlicht. Derzeit wird es als Open-Source-Projekt auf SourceForge gepflegt, wobei kommerzielle Lizenzen von ARToolWorks ebenfalls erhältlich sind. ARToolKit ist eine sehr weit verbreitete AR-Tracking-Bibliothek mit über 160.000 Downloads seit 2004.
Was macht das ARToolKit so besonders?
ARToolKit war eines der ersten AR-SDKs für Mobiltelefone. Es lief zunächst 2005 auf dem Symbian Betriebssystem, dann 2008 auf iOS mit dem iPhone 3G und wurde schließlich 2010 auf Android eingeführt, mit einer professionellen Version von ARToolWorks im Jahr 2011.
Die Weiterentwicklung
Ben Vaughan und Phil Lamb, der ehemalige CEO und CTO von ARToolworks, haben ARToolKitX gegründet, um sicherzustellen, dass die Software weiterentwickelt und gepflegt und die ARToolKit-Community weiterhin unterstützt wird. ARToolKitX wird mittlerweile von Realmax Inc. unterstützt, einem chinesischen AR-Unternehmen, das AR-Hardware und -Software entwickelt.
Was kann das ARToolKit?
Das ARToolkit stellt für nicht kommerzielle Zwecke ein frei benutzbares Marker basiertes Trackingverfahren zur Verfügung, das von Programmieranfängern, sowie Personen mit Erfahrung im Programmieren benutzt werden kann. Alle benötigten Informationen finden sich in einer Bibliothek wieder, aus der die nötigen Funktionen und Anwendungspunkte ausgewählt und eingebettet werden.
In welchen Bereichen kommt es zur Anwendung?
Es ist schnell genug, um Augmented-Reality-Anwendungen in Echtzeit darzustellen und zu übertragen. ARToolKit verfügt über Positions- und Orientierungsverfolgung einer einzelnen Kamera und besitzt zusätzlich einen einfachen Code zur Kamerakalibrierung. Noch dazu ist das ARToolKit nicht abhängig von der Plattform, was bedeutet, dass es sich auf allen gängigen Betriebssystemen, wie Microsoft Windows, Linux, MacOS, iOS oder Android nutzen lässt. Des Weiteren ist es als Plugin für die Unity Game Engine verfügbar. Es enthält Erweiterungen für den Unity-Editor, mit denen man die erforderlichen AR-Objekte direkt konfigurieren, sowie eine Live-Vorschau der AR-Szene im Editor erzeugen kann. Ebenfalls ist es als Plugin für OpenSceneGraph erhältlich, was die Anwendung noch vielseitiger macht und ausweitet.
Das ARToolKitPlus
Das ARToolKitPlus ist der direkte Nachfolger des ARToolKits. Das bedeutet es basiert im Grunde auf der Funktionsweise und den Algorithmen des älteren Systems. Wobei jedoch auch verschiedene Algorithmen verändert, erweitert und ergänzt wurden, um die Möglichkeiten für Augmented-Reality-Anwendungen auszuweiten.
Des Weiteren handelt es sich bei dem ARToolkitPlus nicht um eine zusammenstellbare Komplettlösung, wie es beim ARToolKit der Fall ist. Es werden weder eine Videoanbindung, noch werden Algorithmen zur grafischen Darstellung mitgeliefert und bereitgestellt. Bei diesem AR-System handelt es sich um eine reine Tracking-Bibliothek ohne zusätzliche Werkzeuge. Aus diesem Grund richtet sich das System eher an Menschen mit Programmiererfahrung und stellt keine Schnittstelle für eine angenehme User Experience dar.
Verwandte Programme
Durch seine Funktionsweise hat das ARToolKit den Weg für viele weitere Augmented-Reality-Anwendungen geebnet und erweiterte Anwendungsmöglichkeiten ermöglicht. Beispielsweise konnte durch das ARToolKit die Anwendung ARDesktop entwickelt werden. Diese ist eine ARToolKit-Klassenbibliothek, die eine dreidimensionale Desktop-Oberfläche mit Steuerelementen und Widgets erstellt. Dieses ist jedoch momentan nur für Windows erhältlich.
Ebenso wurde die Anwendung osgART herausgebracht. osgART kombiniert Computer Vision-basierte Tracking-Bibliotheken mit der 3D-Grafikbibliothek OpenSceneGraph. Es ermöglicht auch Programmieranfängern oder Laien eine komplexere dreidimensionale Augmented Reality aufzustellen. Es ist ebenfalls ein Open Source Programm, welches kostenfrei erhältlich ist.
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