Ubiquitous Augmented Reality ist eine neue Form der Mensch-Maschine-Interaktion, die aus der Konvergenz aus Augmented Reality und Ubiquitous Computing entsteht. Augmented Reality erlaubt dem Benutzer die Interaktion mit räumlich registrierten virtuellen Objekten in seiner Umgebung, und stellt damit Informationen bereit, erleichtert Zusammenarbeit und steuert Maschinen. Aus der zunehmenden Verbreitung der Geräte, die für Augmented Reality nötig sind, ergeben sich Möglichkeiten für verbesserte Interaktion und neue Anwendungen.
Die Konstruktion von Ubiquitous-Augmented-Reality-Systemen stellt drei softwaretechnische Herausforderungen. Erstens besteht zur Laufzeit eine Unsicherheit bezüglich der Komponenten; durch Benutzermobilität schwankt die Verfügbarkeit verteilter Geräte. Zweitens ist die gewünschte Funktionalität des Systems während der Entwicklung unvollständig definiert, da Interaktionsmetaphern sich noch im Forschungsstadium befinden und Benutzervorlieben sich ändern. Drittens muss die Performanz den Echtzeitanforderungen für ein überzeugendes Benutzererlebnis genügen.
Diese Dissertation stellt einen neuen Softwarearchitekturstil namens Adaptive Service Dependency Architecture vor, der diesen Herausforderungen begegnet.
Die Architektur begegnet der Komponentenunsicherheit mittels Middleware zur dezentralen Diensteverwaltung, die dynamisch die Systemstruktur anpasst. Sie baut auf bestehenden Architekturansätzen wie loser Kopplung, Dienstsuche, Reflektion und Datenflussarchitekturen auf, berücksichtigt aber zusätzlich die wechselseitigen Abhängigkeiten verteilter Dienste zur Adaption.
Mit der Entwicklungstechnik Design at Run Time können Benutzer und Entwickler den unvollständigen Anforderungen begegnen und das System zur Laufzeit weiterentwickeln. Dies erlaubt das schnelle Erstellen von Prototypen und vereinfacht die Entwicklung neuer Anwendungen. Diese Technik baut auf bestehenden agilen Entwicklungsmethoden auf, benutzt aber zusätzlich die Adaptivität und Reflektivität der Architektur.
Verteilte Middleware erhält die Systemleistung aufrecht, indem multimediale Datenströme von der Systemadaption entkoppelt werden. Sie kombiniert bestehende Techniken zur Kommunikation und zur Dienstsuche, behandelt aber zusätzlich die verteilte Koordination wechselseitig abhängiger Dienste.
Mit dieser Kombination aus Architektur, Middleware und Entwicklungstechnik wurden einige prototypische Systeme für Ubiquitous-Augmented-Reality-Anwendungen entwickelt. Benutzer- und Entwicklerreaktionen sowie Leistungsmessungen zeigen die Nützlichkeit der Konzepte für die Entwicklung von Ubiquitous-Augmented-Reality-Systemen.