Matthias Seumel
Augmented Reality im Filialhandel
Diplomarbeit
Medien
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Matthias Seumel
Augmented Reality im Filialhandel
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DIPLOMARBEIT
Herr Matthias Seumel
Augmented Reality im Filial- handel
Mittweida, 2016
Bibliografische Beschreibung
Seumel, Matthias:
Augmented Reality im Filialhandel. - 2016. - VII, 126, XIVII S.
Mittweida, Hochschule Mittweida, Fakultät Medien, Diplomarbeit, 2016
Abstract
Diese Abschlussarbeit befasst sich mit der zunehmenden Digitalisierung im Bereich des Handels. Das Hauptziel dieser Arbeit besteht darin am Beispiel von Augmented Reality aufzuzeigen, wie der stationäre Handel neue Tech- nologien sinnvoll nutzen kann. Dazu wird zunächst untersucht, welche Auswirkungen die Digitalisierung auf den Einzelhandel und das Verhalten der Kunden hat. Im Vordergrund stehen hierbei die neuen Handelskanäle, welche sich für die Händler ergeben und die damit verbundenen Absatz- und Marketingstrategien. Weiterhin erfolgt eine technische Betrachtung von Augmented Reality. Angefangen bei den Grundkonzepten von AR über Hardwarekomponenten bis hin zu technischen Funktionsbeschreibungen werden verschiedenste Bereiche abgedeckt. Um eine Verknüpfung zwi- schen dem Filialhandel und Augmented Reality herzustellen werden außer- dem bereits vorhandene Anwendungsszenarien vorgestellt. Das Ergebnis dieser Arbeit ist schließlich eine prototypische Smartphone/Tablet- Anwendung. Diese soll das vorhandene Potenzial von Augmented Reality im Handel verdeutlichen.
Inhalt I
Inhalt
Inhalt _________________________________________________________________ I Abbildungsverzeichnis ___________________________________________________ V Abkürzungsverzeichnis _________________________________________________ VII 1 Einleitung _________________________________________________________ 1 1.1 Problemstellung __________________________________________________ 1 1.2 Zielsetzung ______________________________________________________ 4 1.3 Vorgehensweise __________________________________________________ 5 1.4 Begriffsabgrenzung ________________________________________________ 6
1.4.1 Virtualität ___________________________________________________________ 6 1.4.2 Mixed Reality ________________________________________________________ 7 1.4.3 Augmented Reality ____________________________________________________ 8 1.4.4 Augmented Virtuality __________________________________________________ 9
2 Der Einzelhandel und seine Kunden ___________________________________ 11 2.1 Überblick über den Einzelhandel ____________________________________ 11
2.1.1 Wirtschaftliche Bedeutung und aktuelle Situation ___________________________ 11 2.1.2 Vorteile im stationären Handel __________________________________________ 13 2.1.3 Nachteile im stationären Handels ________________________________________ 15
2.2 Überblick über den Internethandel __________________________________ 15
2.2.1 Entwicklung des Internethandels ________________________________________ 15 2.2.2 Vorteile des Internethandels ____________________________________________ 16 2.2.3 Nachteile des Internethandels __________________________________________ 18
2.3 Betrachtung von Kanalstrategien und Customer Journey ________________ 19
2.3.1 Kanalstrategien _____________________________________________________ 19 2.3.1.1 Einkanal-Strategie _______________________________________________________ 20 2.3.1.2 Mehrkanal-Strategie _____________________________________________________ 21 2.3.1.3 Cross-Channel-Strategie __________________________________________________ 22 2.3.1.4 Omni-Channel-Verhalten __________________________________________________ 24 2.3.1.5 No-Line-Handel _________________________________________________________ 25 2.3.2 Customer Journey ___________________________________________________ 26 2.3.2.1 Phasen ________________________________________________________________ 27 2.3.2.2 Kontaktpunkte __________________________________________________________ 31 2.3.2.3 Customer Journey Map ___________________________________________________ 35
2.4 Analyse des Kundenverhaltens _____________________________________ 36
II Inhalt
2.4.1 Nutzung von Kanälen ________________________________________________ 37 2.4.2 Informationsverhalten im Kaufprozess ___________________________________ 41 2.4.3 Kundenerwartungen im Kaufprozess ____________________________________ 42
2.5 Zusammenfassung _______________________________________________ 44 3 Augmented Reality _________________________________________________ 47 3.1 Einführung in Augmented Reality ___________________________________ 47
3.1.1 Konzepte der erweiterten Realität _______________________________________ 47 3.1.1.1 Video-See-Through Konzept _______________________________________________ 48 3.1.1.2 Optisches See-Through Konzept ____________________________________________ 48 3.1.1.3 Projektionsbasierte Augmented Reality ______________________________________ 49 3.1.2 Augmented Reality Komponenten _______________________________________ 50 3.1.2.1 Darstellungskomponenten ________________________________________________ 50 3.1.2.2 Trackingkomponenten ___________________________________________________ 50 3.1.2.3 Interaktionskomponenten ________________________________________________ 51 3.1.3 Phasen der Augmentation _____________________________________________ 51
3.2 Darstellung _____________________________________________________ 52
3.2.1 Virtuelle Kamera ____________________________________________________ 52 3.2.2 Verdeckung virtueller Objekte __________________________________________ 53 3.2.3 Okularität __________________________________________________________ 54 3.2.4 Displaytypen bei AR-Systemen _________________________________________ 55 3.2.4.1 Handheld-Display _______________________________________________________ 55 3.2.4.2 Head-Mounted Display ___________________________________________________ 55 3.2.4.3 Fixiertes Display ________________________________________________________ 57
3.3 Kalibrierung, Registrierung, Tracking _________________________________ 57
3.3.1 Kalibrierung ________________________________________________________ 58 3.3.2 Registrierung _______________________________________________________ 58 3.3.3 Tracking ___________________________________________________________ 59 3.3.3.1 Optische Trackingverfahren _______________________________________________ 60 3.3.3.2 Nicht-Optische Trackingverfahren __________________________________________ 64 3.3.3.3 Hybrid-Tracking _________________________________________________________ 68
3.4 Interaktionsverfahren ____________________________________________ 68
3.4.1 Selektion virtueller Objekte ____________________________________________ 68 3.4.2 Markerbasierte Interaktion _____________________________________________ 69 3.4.3 Interaktion mittels realer Objekte ________________________________________ 70 3.4.4 Bewegungserkennung ________________________________________________ 70 3.4.4.1 Handtracking ___________________________________________________________ 70 3.4.4.2 Kopftracking ___________________________________________________________ 71 3.4.5 Sprachsteuerung ____________________________________________________ 71
3.5 Augmented Reality Interfaces ______________________________________ 71
3.5.1 Stationäre Interfaces _________________________________________________ 72
Inhalt III
3.5.2 Mobile Interfaces ____________________________________________________ 73 3.5.2.1 Smartphones/Tablets _____________________________________________________ 73 3.5.2.2 Datenbrillen ____________________________________________________________ 74
3.6 Aktuelle Entwicklungen ___________________________________________ 76
3.6.1 Entwicklung aktueller HMDs ____________________________________________ 76 3.6.1.1 Microsoft Hololens _______________________________________________________ 76 3.6.1.2 DAQRI Smart Helmet _____________________________________________________ 77 3.6.1.3 Aero Glass _____________________________________________________________ 77 3.6.2 Google Project Tango ________________________________________________ 78
4 Augmented Reality – Einsatz im Filialhandel ____________________________ 81 4.1 Augmented Reality im Kontext des Omni-Channel Handels ______________ 81 4.2 Ausgewählte Anwendungsmöglichkeiten _____________________________ 85
4.2.1 Augmented Reality Spiegel ____________________________________________ 85 4.2.1.1 Einsatzort und Systemtyp _________________________________________________ 86 4.2.1.2 Hardwareanforderungen __________________________________________________ 86 4.2.1.3 Tracking, Lokalisierung, Interaktion __________________________________________ 86 4.2.1.4 Einordnung in die Customer Journey ________________________________________ 87 4.2.2 Augmented Reality Printprodukte ________________________________________ 87 4.2.2.1 Einsatzort und Systemtyp _________________________________________________ 88 4.2.2.2 Hardwareanforderungen __________________________________________________ 88 4.2.2.3 Tracking, Lokalisierung, Interaktion __________________________________________ 88 4.2.2.4 Einordnung in die Customer Journey ________________________________________ 89 4.2.3 Augmented Reality Objekte ____________________________________________ 89 4.2.3.1 Einsatzort und Systemtyp _________________________________________________ 90 4.2.3.2 Einordnung in die Customer Journey ________________________________________ 90 4.2.4 Augmented Reality Umgebung _________________________________________ 91 4.2.4.1 Einsatzort und Systemtyp _________________________________________________ 91 4.2.4.2 Einordnung in die Customer Journey ________________________________________ 91
4.3 Zusammenfassung _______________________________________________ 92 5 Prototypische Realisierung einer Augmented Reality Anwendung ___________ 95 5.1 Konzept der Anwendung __________________________________________ 96
5.1.1 Projektidee _________________________________________________________ 96 5.1.2 Basisfunktionen der Anwendung ________________________________________ 96 5.1.3 Ziele der Anwendung _________________________________________________ 97 5.1.4 Einsatzort und Einsatzmöglichkeiten der Anwendung ________________________ 97 5.1.5 Erfolgskontrolle______________________________________________________ 99
5.2 Entwicklungswerkzeuge __________________________________________ 100
5.2.1 Auswahl des Augmented Reality Frameworks _____________________________ 100 5.2.2 Auswahl des Lokalisierungs-Frameworks ________________________________ 103
IV Inhalt 5.3 Implementierung _______________________________________________ 104
5.3.1 Vorbereitungsmaßnahmen ___________________________________________ 104 5.3.2 Lokalisierungskomponente ___________________________________________ 108 5.3.2.1 Implementierung ______________________________________________________ 108 5.3.2.2 Komponententest ______________________________________________________ 110 5.3.3 Augmented Reality Komponente _______________________________________ 111 5.3.3.1 Implementierung des architectView _______________________________________ 112 5.3.3.2 Implementierung der HTML- und JavaScript-Komponenten _____________________ 114 5.3.3.3 Komponententest ______________________________________________________ 116 5.3.4 Interaktionskomponente _____________________________________________ 117 5.3.4.1 Implementierung des POI-Datenhandlings __________________________________ 118 5.3.4.2 Komponententest ______________________________________________________ 121
5.4 Entwicklungsstand des Prototyps __________________________________ 122 6 Zusammenfassung ________________________________________________ 125 Literaturverzeichnis ___________________________________________________ VIII Anlagen ____________________________________________________________ XVII Anlagen, Teil 1 ______________________________________________________ XVIII
Abbildungsverzeichnis V
Abbildungsverzeichnis
Abbildung 1-1: Umsatzentwicklung im Einzelhandel ... 3
Abbildung 1-2: Umsatzentwicklung im Onlinehandel ... 3
Abbildung 1-3: Realitäts-Virtualitäts-Kontinuum nach Milgram und Kishino ... 7
Abbildung 1-4: ZDF-Nachrichtenstudio (Real | Virtuell) ... 9
Abbildung 2-5: Entwicklung der Bruttolöhne und -gehälter ... 12
Abbildung 2-6: Anteil der Internetnutzer 1997 - 2013 ... 16
Abbildung 2-7: Single-Channel-Strategie ... 20
Abbildung 2-8: Multi-Channel-Strategie ... 21
Abbildung 2-9: Cross-Channel-Strategie ... 23
Abbildung 2-10: Omni-Channel-Verhalten ... 24
Abbildung 2-11: Zwei Cross-Channel Customer Journeys ... 27
Abbildung 2-12: 5-Phasenmodell nach Kotler ... 28
Abbildung 2-13: Beispiel einer Customer Journey Map ... 35
Abbildung 3-14: Konzept der virtuellen Kamera ... 52
Abbildung 3-15: Markertracking ... 61
Abbildung 3-16: Natural Feature Tracking ... 63
Abbildung 3-17: Positionstracking ... 64
Abbildung 3-18: Stationäres Augmented Reality Interface ... 72
Abbildung 3-19: Geschlossenes AR-Interface ... 74
VI Abbildungsverzeichnis
Abbildung 3-20: Offenes AR-Interface ... 75
Abbildung 4-21: Häufigste Verwendung von Smartphones in Geschäften ... 82
Abbildung 4-22: Bewertung von LBS-Anwendungsmöglichkeiten ... 84
Abbildung 4-23: Augmented Reality Spiegel ... 85
Abbildung 4-24: Augmented Reality in einer Zeitschrift ... 88
Abbildung 4-25: "Lego Digital Box" im Einsatz ... 90
Abbildung 5-26: Augmented Reality Shopping (Symbolbild) ... 97
Abbildung 5-27: Mapping des Etagenplans im Kartenwerkzeug ... 106
Abbildung 5-28: Mapping-Pfade (links), Testpfade (rechts) ... 107
Abbildung 5-29: Ausgabe des Lokalisierungstests ... 111
Abbildung 5-30: Wikitude SDK-Architektur (5.0) ... 111
Abbildung 5-31: Ordner und Dateien für die Wikitude-JavaScript-API ... 114
Abbildung 5-32: Ausgabe der Augmented Reality Test-Activity ... 117
Abbildung 5-33: Ausgabe der POI-Test-Activity ... 122
Abbildung 5-34: Anwendungsactivities: Startbildschirm (links), Hauptactivity (rechts) ... 123
Abkürzungsverzeichnis VII
Abkürzungsverzeichnis
API = Application Programming Interface AR = Augmented Reality
AR-Browser = Augmented Reality Browser AV = Augmented Virtuality CJM = Customer Journey Map CTP = Customer Touchpoint
CTM = Customer Touchpoint Management FMCG = Fast Moving Consumer Goods HMD = Head Mounted Display
LBS = Location Base Service
HOE = Holografisch-optische Elemente HUD = Head-Up Display
MR = Mixed Reality
NFT = Natural Feature Tracking POS = Point of Sale
SMS = Short Message Service
