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Volkswagen Konzern investiert in 3D-Holographie

Volkswagen beteiligt sich an SeeReal Technologies. Das Dresdner Unternehmen hat eine Lösung entwickelt, mit der sich Projektionen dreidimensional darstellen lassen – und das ohne 3D-Brille.

3D-Darstellung ohne Spezialbrille – das Dresdner Unternehmen SeeReal Technologies hatte es möglich gemacht. Nur sehen konnte es keiner. Für die benötigte Display-Technik fehlte es an Investoren. „Es war ein klassisches Henne-Ei-Problem“, erinnert sich Hagen Stolle, Geschäftsführer von SeeReal Technologies, an die Gespräche mit potenziellen Geldgebern. „Wir können Holografie mit LCD erzeugen.“ – „Ja, dann zeig mal.“ – „Können wir nicht, weil wir die Hardware noch nicht haben.“ Und für die benötigten sie wiederum die richtigen Partner.

Also besorgten sich Stolle und seine Mitstreiter einfarbige Displays, bauten sie um und erzeugten mit optischen Tricks echte Hologramme. „Das ist schon mit der Standard-LCD-Hardware möglich“, sagt der Physiker. „Wir können damit richtige Objekte im Raum stehen lassen.“ Die Qualität ist noch nicht die beste, aber das Prinzip der Innovation wird schnell klar.

Illusion zu Realität machen

An einem Sommertag im August steht Stolle in einem Bürozimmer des Unternehmens am Standort Dresden. Bildschirme, Rechner und Tastaturen liegen ineinander verschlungen auf Tischen, andere stehen auf Schränken. Ein unscheinbarer Raum, in dem Beachtliches stattfindet. Pionierarbeit mit Understatement. Der Prototyp ist ein umgebautes Display zur Darstellung von Röntgenaufnahmen mit einer Bildschirmdiagonale von 20 Zoll. Stolle bittet davor Platz zu nehmen.

Eine Infrarotkamera erfasst die Augen des Zuschauers. Je nach Position errechnet eine Software die holografische Darstellung für die jeweilige Betrachterposition. Rutscht der Zuschauer zur Seite, berechnet die Software das Hologramm neu – unbemerkbar für die Augen. Die Darstellung ist einfarbig oder mehrfarbig, angezeigt werden Propellerflugzeuge, Motoren und Raumschiffe. Möglich ist prinzipiell alles, von einfachen Symbolen bis hin zu komplexen Objekten, Filmen oder Videospielen.

Projektion echter Holografie: Einfaches Prinzip mit komplizierter Technik

Die von SeeReal Technologies entwickelten Hologramme täuschen den Augen nichts vor. Sie zeigen die Objekte tatsächlich räumlich. Das heißt: Das Objekt lässt sich aus verschiedenen Winkeln betrachten und die Augen arbeiten wie im normalen Leben, einschließlich korrektem Fokus der Augenlinsen. Bei dem allgemein bekannten stereoskopischen 3D-Display (S3D) gibt es nur zwei Perspektiven, dargestellt in flachen 2D-Bildern. Sie werden durch eine S3D-Brille oder Optik in den Displays gefiltert. Das Gehirn setzt die beiden zweidimensionalen Bilder, die jeweils das linke und rechte Auge bedienen, zu einem räumlichen Bild zusammen. Es handelt sich also nicht wirklich um 3D. 

Der aus dem Kino bekannte 3D-Effekt sorgt jedoch bei vielen Zuschauer für weitere, eher unangenehme Effekte: Kopfschmerzen, Schwindel oder Übelkeit. Und kaum wird die Brille abgenommen, ist auch der 3D-Effekt weg. Gleiches passiert auch, wenn der Betrachter ein Auge schließt – eben weil es nicht echt ist. Anders bei der Technik aus Dresden.

Investition in das Automobil der Zukunft

Nun hat Volkswagen eine Minderheitsbeteiligung an SeeReal Technologies übernommen. Durch die Beteiligung an dem führenden Technologieunternehmen sichert sich der Konzern Zugang zu wegweisender Augmented-Reality-Technologie. Mit dem neuen Know-how im Bereich zukünftiger Anzeigetechnologien kann Autofahren noch sicherer und komfortabler gestaltet werden.

Die Wolfsburger sehen großes Potenzial in der Augmented-Reality-Technologie für ihre Autos. Künftige Generationen von Head-up-Displays im Fahrzeug sollen dreidimensionale Darstellungen fließend mit der Umwelt „verschmelzen“ und sowohl in der Tiefe als auch dicht am Fahrer innovative Anzeigekonzepte ermöglichen. Das bisher bekannte Armaturenbrett könnte damit in Zukunft entfallen, Fahrzeuge über virtuelle Schalter und Displays bedient werden. Alle Insassen würden bei natürlichem Sehen „greifbare“ dreidimensionale Anzeigen zur Information oder zur Interaktion nutzen können.

Gefühl von Sicherheit in der „Sitzkiste“

Das Bürozimmer, in dem bei SeeReal Technologies die Innovation ins Auto überträgt, wirkt schlicht. Es hat das Flair eines Fahrschulraumes, eine Verkehrssituation dient als Kulisse. Auf diese blickt der Fahrer vom gegenüberliegenden Auto-Dummy von Volkswagen, „Sitzkiste“ genannt, um sich von der Technologie zu überzeugen. Das Einsteigen in die  Sitzkiste löst bei der Testperson dann nicht nur Begeisterung aus, sondern auch ein wenig Prüfungsangst. Doch die weicht schnell einem Gefühl der Sicherheit.

Hagen Stolle präsentiert die SeeReal-Technologies-Lösung anhand eines Head-up-Displays

Die unterstützenden Anzeigen und Warnhinweise sind exakt in das Blickfeld des Fahrers projiziert. Ein grüner Pfeil am Horizont zeigt, eingebettet in die reale Umwelt, wo abzubiegen ist. Auf die Gefahr wird der Fahrer mit einem roten Warnhinweis aufmerksam gemacht. Die Objekte befinden sich alle einem natürlichen Abstand zueinander. Wer die innovative Technologie erlebt, ahnt, dass sie auch für andere Insassen Veränderungen mit sich bringen dürfte – von freischwebenden Bedienelementen über Hologramm-Telefonie bis zu in den Raum projizierten Computerspielen.

Holografie zu einem erschwinglichen Preis

Bei der Frage, wie Holografie in Echtzeit auf ein Display gebracht werden kann und dabei bezahlbar bleibt, stellten sich die Entwickler zunächst eine Gegenfrage: Was kann ich eigentlich sehen? „Unsere Pupillen sind nur wenige Millimeter groß“, sagt Stolle. „Es reicht, wenn wir die Information erzeugen, die der Betrachter zu jedem Moment sehen kann.“

Über die Infrarotkamera weiß das Display, wo die Augen des Betrachters sind. Eine Software berechnet dann die Hologramme für die jeweilige Augenposition in Echtzeit. Das spart Pixel, Beleuchtungen und Berechnungen. Die patentierte Eye-Tracking-Lösung, eine schnelle und präzise Blickerkennung und -verfolgung, ist ein wesentliches Element der H3D-Technolgie von SeeReal Technologies. Der Beobachter verpasst nichts und bemerkt auch die reduzierten Daten nicht. Für den Einsatz im Fahrzeuginnenraum, der nach ausgeklügelten Strategien gestaltet wird, ist das ideal: Eine Kamera würde reichen. 

„Wir haben ursprünglich stereoskopische 3D-Displays entwickelt“, sagt Stolle. Eine Lösung die ebenfalls ohne Spezialbrille funktioniert. „Wenn sie aber eine halbe Stunde damit arbeiten, merken sie das in den Augen.“ Außerdem lassen sich damit nicht alle Tiefen vermitteln. Und so kam ihre Entwicklung für bestimmte Branchen auch nicht in Frage. „Stellen Sie sich vor, ein Chirurg arbeitet an einem Organ, dessen Projektion mit unzulässiger Tiefe erstellt wurde“, sagt Stolle. Beim holografischen Display erhält das menschliche Auge hingegen die vollständige visuelle Information mit unbegrenzter Tiefe – wie in der Realität.

Hagen Stolle ist sowohl Geschäftsführer als auch Technischer Leiter von SeeReal Technologies

Die Produktion der stereoskopischen 3D-Displays stellte SeeReal Technologies 2006 ein. Seither konzentriert sich das Unternehmen ausschließlich auf die Weiterentwicklung der Hologramm-Technologie und die Lizensierung seiner Patente. Ihre Entwicklungen könnten in den verschiedensten Branchen eingesetzt werden, darunter im Automobilsektor oder der Medizin.

Paradigmenwechsel in der Automobilbranche

Automobilhersteller setzen seit Jahren auf die Entwicklung neuer Head-up-Displays, die virtuelle Informationen in das Blickfeld des Fahrers projizieren. „Wir erleben einen Paradigmenwechsel in der Automobilindustrie. Software wird immer wichtiger. Wir wollen innovative Displaytechnologien einsetzen, um neue spannende Nutzererlebnisse zu schaffen“, sagt Jens Fehrling, der sich bei Volkswagen auf digitale Innovationen im Fahrzeug konzentriert. Und Volkswagen will dabei Markstandards setzen. „SeeReal hat eine beeindruckende Technologie und ein breites Patentportfolio.“ 

„Wir haben 110 Patentfamilien, die wir in unterschiedlichen Ländern anmelden, und rund 600 Patente“, ergänzt Stolle. Einige der Patente sind bereits mehr als zehn Jahre alt. „Wir haben mit Volkswagen nun einen starken Partner an unserer Seite, das stützt uns sehr“, sagt er. „Denn als Entwicklungshaus können wir unsere Display-Technologie nicht alleine umsetzen.“

Und deswegen sind Stolle und seine Kollegen demnächst in China. Sie wollen die Produktion der Displays besprechen. „Wir werden den Herstellern die Spezifikationen erklären, nach denen sie die Displays herstellen sollen – extra für uns“, freut sich Stolle. „Mit Volkswagen an Bord haben wir eine gute Position bei den asiatischen Produzenten.“ Und das Henne-Ei-Problem ist auch geknackt.

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