A Content Analysis of The Academic Works on The Augmented Reality Technology

Year 2017, Volume: 10 Issue: 4, 401 - 415, 30.10.2017

Tarık İçten , Güngör Bal

https://doi.org/10.17671/gazibtd.290253

Cited By: 30

Abstract

Purpose of
this study was to examine the software and hardware features of the augmented
reality works at the academic level. In accordance with the purpose, 34
academic studies on augmented reality published between the years of 2010 and
2016 in 27 national and international journals were analyzed via content
analysis method. Data
collection form developed by the researchers provided data collection.
Specifically, these studies are investigated in terms of the year of
publication; the research
journal or book, the AR type usage, the AR imaging systems, the spatial imaging
systems, the
distribution of portable
imaging systems,
the Head-mounted
imaging systems, the AR Working-user
interaction distribution, the distribution of AR tools. The trends of the studies examined
in 9 categories have been analyzed and interpreted by descriptive statistical
methods. As a result of the research,
numbers
of AR studies published between 2010 and 2016 are close to each other, most
studies were published by the IEEE, a marker-based augmented reality technology
has been used in most studies, video-based systems are used more than
optical-based systems, many studies achieved with the touch or mouse/keyboard
in the application, ARToolkit tools were more preferred. The results obtained
by this study will be helpful for directing the future studies.

Keywords

Augmented reality, augmented reality technology, augmented reality applications, content analysis

Artırılmış Gerçeklik Teknolojisi Üzerine Yapılan Akademik Çalışmaların İçerik Analizi

Abstract

Bu çalışmanın amacı akademik düzeydeki artırılmış
gerçeklik çalışmalarının sahip olduğu yazılımsal ve donanımsal özellikleri de
kapsayacak şekilde incelemek ve eğilimlerini ortaya çıkarmaktır. Bu amaçla,
2010-2016 yılları arasında uluslararası ve ulusal 27 dergide yayınlanmış
artırılmış gerçeklik ile ilgili 34 akademik çalışma içerik analiz yöntemiyle
incelenmiştir. İncelemelerde araştırmacılar tarafından geliştirilmiş olan veri
toplama formu ile verilerin toplanması sağlanmıştır.  Çalışmaların; yayın yıllarına, yayınlandığı
dergi veya kitaplara, artırılmış gerçeklik(AG) işaretçi kullanım türüne,
görüntüleme sistem türüne, uzamsal görüntüleme sistemleri dağılımına,
taşınabilir görüntüleme sistemleri dağılımına, başa monte edilen görüntüleme
sistemleri dağılımına (HMD), kullanıcı ve cihaz etkileşim yöntemine, kullanılan
artırılmış gerçeklik araçlarına (fireworks) 
göre dağılımlarına bakılmıştır. 9 kategoride taraması yapılmış
çalışmaların eğilimleri betimsel istatistiksel yöntemlerle çözümlenmiş ve
yorumlanmıştır. Elde edilen verilerin analizi sonucunda; 2010-2016 yılları
arasında AG alanında yapılan çalışma sayılarının yakın olduğu,  en fazla çalışmanın IEEE’de yayınlandığı
(%17,6), araştırmacılar tarafından çalışmalarda çoğunlukla işaretçi tabanlı AG
teknolojisinin (%82,3) kullanıldığı, video tabanlı sistemlerin (%94,1) optik
tabanlı sistemlere (%5,9)  göre daha
fazla tercih edildiği, kullanıcı-uygulama etkileşiminin ağırlıklı dokunma veya
fare ile yapıldığı, ortam oluşturmada ARToolkit aracının (%41,1) daha fazla tercih
edildiği belirlenmiştir. Çalışmadan elde edilen sonuçların gelecek çalışmalara
ışık tutacağı düşünülmektedir.

Keywords

Arttırılmış gerçeklik, artırılmış gerçeklik ortamı, artırılmış gerçeklik uygulamaları, içerik analizi

References

• [1] R.T.Azuma, “A Survey of Augmented Reality”,Teleoperatorsand Virtual Environments, 355-385, 6, 4 August 1997.
• [2] S.Somyürük, ”Öğrenme sürecinde Z Kuşağının Dikkatini Çekmek: Artırılmış Gerçeklik”, Eğitim Teknolojisi, 4(1),63-80, 2014.
• [3] Ç. Uluyol, "Bir Artırılmış Gerçeklik Uygulamasının Geliştirilmesi ve Öğrenci Görüşleri" Türkiye Sosyal Araştırmalar Dergisi “,3, 793-823,2016
• [4] P. Milgram, F. Kishino, ”A taxonomy of mixed reality visual displays”, IEICE Transactions on Information Systems, 77 (12), 1321-1329, 1994.
• [5] Ç. Erbaş,V. Demirer, “Eğitimde Artırılmış Gerçeklik Uygulamaları: Google Glass Örneği”, Journal of Instructional Technologies & Teacher Education, Vol. 3 No 2, 8-16, 2014.
• [6] Y. Özarslan, “Öğrenen içerik etkileşiminin genişletilmiş gerçeklik ile zenginleştirilmesi”, 5. International Computer & Instructional Technologies Symposium (ICITS 2011), Fırat Üniversitesi, Elazığ, 22-24 September 2011.
• [7] J. C. Gonzato, T. Arcila, B. Crespin, “Virtual objects on real oceans.”, In Graphıcon'2008 (pp. 49-54), 2008.
• [8] S. C. Bronack, “The role of immersive media in online education.”, Journal of Continuing Higher Education, 59(2), 113–117, 2011.
• [9] Klopfer, E., Squire, K., “ Environmental detectives: the development of an augmented reality platform for environmental simulations.”, Educational Technology Research and Development, 56(2), 203–228, 2008.
• [10] W. Zhu, C. Owen,H. Li, & J. –H. Lee, “ Personalized in-store e-commerce with PromoPad: an augmented reality shopping assistant.”, Electronic Journal for E-commerce Tools and Applications, 1(3), 1-19, 2004.
• [11] S. Feiner, “Augmented reality: A new way of seeing.”, Scientific American, 2002.
• [12] D. W. F. Van Krevelen, R. Poelman, “A survey of augmented reality technologies, applications and limitations.”, International Journal of Virtual Reality, 9(2), 1, 2010.
• [13] M. Sırakaya, S. S. Seferoğlu, “Öğrenme ortamlarında yeni bir araç: Bir eğitlence uygulaması olarak artırılmış gerçeklik.”, In A. İşman, F. Odabaşı, & B. Akkoyunlu (Eds.), Eğitim Teknolojileri Okumaları 2016 (pp. 417–438). Adapazarı: TOJET ve Sakarya Üniversitesi, 2016.
• [14] M. Billinghurst, , H. Kato & I. Poupyrev, “The MagicBook - moving seamlessly between reality and virtuality.”, Computer Graphics and Applications, IEEE, 21(3), 6–8, 2001.
• [15] L Kerawalla, R Luckin, S Seljeflot, A Woolard, “Making it real: exploring the potential of augmented reality for teaching primary school science.”, Virtual Reality, 10(3-4), 163–174, 2006.
• [16] M. A. Livingston, L. J. Rosenblum, D. G. Brown, G. S. Schmidt, S. Julier, Y. Baillot, J. E. Swan II, Z. Ai, ve P. Maassel, “User interface design for military ar applications.”, Virtual Reality (UK), 2011.
• [17] M. Yeh , C.D. Wickens, “ Display signaling in augmented reality: Effects of cue reliability and image realism on attention allocation and trust calibration.”, Human Factors: The Journal of the Human Factors and Ergonomics Society 43.3, 355-365, 2001.
• [18] B. E. Shelton and R. H. Nicholas, "Using augmented reality for teaching earth-sun relationships to undergraduate geography students." Augmented Reality Toolkit, The First IEEE International Workshop. IEEE, 2002.
• [19] F. Liarokapis, P. Petridis, P. F. Lister & M. White, "Multimedia augmented reality interface for e-learning (MARIE)." World Transactions on Engineering and Technology Education 1.2, 173-176, 2002.
• [20] D. Wagner, T. Pintaric, F. Ledermann, D. Schmalstieg , "Towards massively multi-user augmented reality on handheld devices." International Conference on Pervasive Computing. Springer Berlin Heidelberg, 2005.
• [21] A. Damala, M. Isabelle, and H. Pascal, "Merging augmented reality based features in mobile multimedia museum guides." Anticipating the Future of the Cultural Past, CIPA Conference 2007, 1-6 October 2007,. 2007
• [22] T. Sielhorst , T. Obst, R. Burgkart, R. Riener, N. Navab, “An augmented reality delivery simulator for medical training.” Nature Medicine. 2004;7(6):11–20, 2004.
• [23] E. D. Pisano, H. Fuchs, A. State, M.A. Livingston, G. Hirotab, W. F. Garrettb and M. C. Whitton, "Augmented reality applied to ultrasound-guided breast cyst aspiration." Breast disease 10, 221-230, 1998.
• [24] A. State, D. T. Chen, C. Tector, A. Brandt, H. Chen, R. Ohbuchi, M. Bajura ve H. Fuchs, "Observing a volume rendered fetus within a pregnant patient." Visualization, 1994., Visualization'94, Proceedings., IEEE Conference on. IEEE, 1994.
• [25] V.V. Patel, M.W. Vannier, J.L. Marsh, L. Lo "Assessing craniofacial surgical simulation." IEEE Computer Graphics and applications 16.1, 46-54, 1996.
• [26] R.H. Taylor, J. Funda, L. Joskowicz, A. D. Kalvin, S. H. Gomory, A. P. Gueziec, L. M. G. Brown, "An overview of computer-integrated surgery at the IBM Thomas J. Watson Research Center.", IBM journal of research and development 40.2, 163-183, 1996.
• [27] T. Höllerer and F. Steve, “Mobile augmented reality”, Telegeoinformatics: Location-Based Computing and Services. Taylor and Francis Books Ltd., London, UK 21, 2004
• [28] V. Vlahakis ve arkadaşları, "Archeoguide: first results of an augmented reality, mobile computing system in cultural heritage sites." Virtual Reality, Archeology, and Cultural Heritage 9, 2001.
• [29] V. Vlahakis, A. Demiris, E. Bounos, N. Ioannidis. "A novel approach to context-sensitive guided e-tours in cultural sites: Light augmented reality on PDAs." Proceedings of the 5th International conference on Virtual Reality, Archaeology and Intelligent Cultural Heritage. Eurographics Association, 2004.
• [30] T.H.J. Collett and B.A. MacDonald, “Augmented reality visualisation for player.”, In Proceedings of the 2006 IEEE International Conference on Robotics and Automation, ICRA 2006., pages 3954–3959, 2006.
• [31] Pentenrieder K, Bade C, Doil F, Meier P, “Augmented Reality-based factory planning - an application tailored to industrial needs”, IEEE and ACM International Symposium on Mixed and Augmented Reality, pp. 31-42, 2007.
• [32] Nee AYC, Ong SK, Chryssolouris G, Mourtzis D, "Augmented reality applications in design and manufacturing", CIRP Annals-Manufacturing Technology, Volume 61, Issue 2, pp 657–679, 2012
• [33] R. V. Kamat and E. Sherif, "Evaluation of augmented reality for rapid assessment of earthquake-induced building damage." Journal of computing in civil engineering 21.5,303-310, 2007.
• [34] K.E. Chang, C.T. Chang, H.T. Hou, Y.T. Sung, H.L. Chao, "Development and behavioral pattern analysis of a mobile guide system with augmented reality for painting appreciation instruction in an art museum." Computers & Education 71, 185-197, 2014.
• [35] P. Connolly, C. Chambers, E. Eagleson, D. Matthews, and T. Rogers, "Augmented reality effectiveness in advertising." 65th Midyear Conference on Engineering Design Graphics Division of ASEE, Oct. 2010.
• [36] W Piekarski, B Thomas, "ARQuake: the outdoor augmented reality gaming system." Communications of the ACM 45.1, 36-38, 2002.
• [37] HL Chi, SC Kang, X Wang, "Research trends and opportunities of augmented reality applications in architecture, engineering, and construction." Automation in construction 33, 116-122, 2013.
• [38] F Roesner, T Kohno, D Molnar , "Security and privacy for augmented reality systems.", Communications of the ACM 57.4 (2014): 88-96.
• [39] W.R. Sherman, A.B. Craig, Understanding virtual reality: Interface, application, and design. Elsevier, 2002.
• [40] H. Altınpulluk, “Artırılmış gerçekliği anlamak: kavramlar ve uygulamalar”, Açıköğretim Uygulamaları ve Araştırmaları Dergisi, Cilt 1, Sayı 4, 123‐13, 2015.
• [41] M. A. Çakal, E. B. Eymirli, “Artırılmış Gerçeklik Teknolojisi”, Kuzeydoğu Anadolu Kalkınma Ajansı, http://www.kudaka.org.tr/ekler/fa254-artirilmis_gerceklik_teknolojisi.pdf, 10.08.2016.
• [42] M. Fiala, ARTag, “An Improved Marker System Based on ARToolkit”. NRC Canada, 2004.
• [43] A. T. KORUCU, E., Usta and İ. F. YAVUZARSLAN. "Eğitimde Artırılmış Gerçeklik Teknolojilerinin Kullanımı: 2007-2016 Döneminde Türkiye’de Yapılan Araştırmaların İçerik Analizi." Alan Eğitimi Araştırmaları Dergisi 2.2, 84-95, 2016.
• [44] Arslan, Ahmet, and Mehmet Elibol. "Analysis of educational augmented reality applications: The case of Android operating system Eğitsel artırılmış gerçeklik uygulamalarının incelenmesi: Android işletim sistemi örneği." Journal of Human Sciences 12.2, 1792-1817, 2015.
• [45] Z.A. Yılmaz, V. Batdı, "Artırılmış Gerçeklik Uygulamalarının Eğitimle Bütünleştirilmesinin Meta-Analitik ve Tematik Karşılaştırmalı Analizi." Eğitim ve Bilim, 41.188, 2016.
• [46] A. Yıldırım & H. Şimşek, Sosyal bilimlerde nitel arastirma yöntemleri, Seçkin Yayıncılık, 2006.
• [47] A. Yıldırım & H. Şimşek, Sosyal bilimlerde nitel arastirma yöntemleri, Ankara: Seçkin Yayınları, 2008.
• [48] K. Krippendorff, Content analysis: An introduction to its methodology, Beverly Hills: Sage, 2012.
• [49] E Tavşancıl, E Aslan, İçerik analizi ve uygulama örnekleri, 2001.
• [50] A. Koçak & Ö. Arun, İçerik analizi çalışmalarında örneklem sorunu. Selçuk İletişim, 4(3), 2006.
• [51] M. Tülü, M. Yılmaz, "iPhone ile Arttırılmış Gerçeklik Uygulamalarının.", Akademik Bilişim’12 - XIV. Akademik Bilişim Konferansı Bildirileri,183-186, 1 - 3 Şubat 2012.
• [52] E. İbili, S. Şahin, “Artırılmış Gerçeklik ile İnteraktif 3D Geometri Kitabı Yazılımın Tasarımı ve Geliştirilmesi: ARGE3D”, Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi, 13 (2013) 015101 (1-8), 2013.
• [53] M.S. Abdüsselam, H. Karal, “Fizik öğretiminde artırılmış gerçeklik ortamlarının öğrenci akademik başarısı üzerine etkisi: 11. Sınıf manyetizma konusu”,Eğitim ve Öğretim Araştırmaları Dergisi, Cilt 1, Sayı 4, Makale 20, ISSN: 2146-9199, 170-182, Kasım 2012.
• [54] D. Pérez‐López, M. Contero, “Delivering educational multimedia contents through an augmented reality application: A case study on its impact on knowledge acquisitionandretention”, The Turkish Online Journal of Educational Technology, 12 (4), 19‐28, 2013.
• [55] A. DiSerio, M. B. Ibáñez, C. D. Kloos, “Impact of an Augmented Reality System on Students Motivation for a Visual Art Course”, Computers & Education, 1 (11), 2012.
• [56] H. K. Wu, S. W. Lee, H.Y. Chang, J.C. Liang, Current status, opportunities and challenges of augmented reality in education. Computers & Education, 62, 41-49, 2013.
• [57] S. Cuendet, Q.Bonnard, S. Do-Lenh & P. Dillenbourg, "Designing augmented reality for the classroom." Computers & Education 68 557-569, 2013.
• [58] P. Maier and G. Klinker. "Augmented chemical reactions: An augmented reality tool to support chemistry teaching." Experiment@ International Conference (exp. at'13), 2013 2nd. IEEE, 2013.
• [59] C.M. Juan, E. Llop, F. Abad, J.Lluch. Learning words using augmented reality. In Advanced Learning Technologies CALT), 2010 IEEE 10th International Conference on, pages 422 –426, july 2010.
• [60] L. Phipps, V. Alvarez, S. de Freitas, K. Wong, M. Baker and J. P. Phipps, "Conserv-AR: A virtual and augmented reality mobile game to enhance students’ awareness of wildlife conservation in Western Australia." Proceedings of the 15th World Conference on Mobile and Contextual Learning (mLearn 2016), Sydney. 2016.
• [61] M.T. Yang, W.C. Liao, “Computer-Assisted Culture Learning in an Online Augmented Reality Environment Based on Free-Hand Gesture Interaction”, IEEE Transactions on Learning Technologies, Vol. 7, No. 2,107-117, April-June 2014.
• [62] M.K. Tsai, P.H. E. Liu, N.J. Yau, “Using electronic maps and augmented reality-based training materials as escape guide lines for nuclear accidents: An explorative case study in Taiwan”, British Journal of Educational Technology, Vol 44 No 1 E18–E21, 2013.
• [63] N. Enyedy,J. A. Danish,G. Delacruz, M. Kumar, "Learning physics through play in an augmented reality environment." International Journal of Computer-Supported Collaborative Learning 7.3, 347-378, 2012.
• [64] D. Parmar, K. Pelmahale, R. Kothwade, P. Badgujar, “Augmented Reality System for Engineering Graphics”, International Journal of Advanced Research in Computer and Communication Engineering (IJARCCE-), Vol. 4, Issue 10, 327-330, October 2015.
• [65] N. M. M. Zainuddin, H. B. Zaman, A. Ahmad, “A Participatory Design in Developing Prototype an Augmented Reality Book for Deaf Students”, Second International Conference on Computer Research and Development, IEEEComputerSociety, 400-404, 2010.
• [66] M. Zhang , Real-time traffic flow prediction using augmented reality, Yüksek Lisans Tezi, the University of Windsor, School of Computer Science, 2016.
• [67] L. Novak - Marcincin, J. Barna, V. Fecova, & L. Novakova - Marcincinova, “Augmented Reality Applications in Manufacturing Engineering”, Annals of DAAAM for 2012 & Proceedings of the 23rd International DAAAM Symposium, pp 0065 - 0068, Vienna, Austria, 2012.
• [68] N. Imbert, F. Vignat, C. Kaewrat, P. Boonbrahm , "Adding Physical properties to 3D models in augmented reality for realistic interactions experiments.", Procedia Computer Science 25, 364-369, 2013.
• [69] S. Matsutomo, K. Mitsufuji, Y. Hias, S. Noguchi, “Real Time Simulation Method of Magnetic Field for Visualization System With Augmented Reality Technology”, IEEE Transactions On Magnetics, 49(5): 1665-1668, 2013.
• [70] Y. Hbali, L. Ballihi, M. Sadgal, E.F. Abdelaziz, "Face Detection for Augmented Reality Application Using Boosting-based Techniques." , International Journal of Interactive Multimedia and Artificial Inteligence 4.Regular Issue, 2016.
• [71] E. Bostancı, "Kültürel Miras için Zenginleştirilmiş Gerçeklik Uygulamaları." Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 17.3, 133-142, 2011.
• [72] İnternet:Wikipedia,https://tr.wikipedia.org/wiki/IEEE, 30.01.2017.