Daniel Hruska Wenn es im Herbst erscheint iOS 7, wir werden eine Reihe neuer Funktionen in unseren Apple-Geräten erhalten. Neben einem völlig neu gestalteten, teils sogar kontroversen Erscheinungsbild bietet uns Apple ein völlig neues Paradigma des Nutzergenusses. Es scheint, dass Apple mit diesem drastischen Schritt sein Mobilsystem für das nächste Jahrzehnt vorbereiten will.
Zu den Neuheiten gehört der sogenannte Parallaxeneffekt. Wenn ich zitieren sollte Wikipedia, Parallaxe (aus dem Griechischen παράλλαξις (Parallaxis) bedeutet „Änderung“) ist der Winkel, den gerade Linien bilden, die von zwei verschiedenen Orten im Raum zum beobachteten Punkt gezogen werden. Unter Parallaxe versteht man auch den scheinbaren Unterschied in der Position eines Punktes relativ zum Hintergrund, wenn man ihn von zwei verschiedenen Standorten aus betrachtet. Je weiter das beobachtete Objekt von den Beobachtungspunkten entfernt ist, desto kleiner ist die Parallaxe. Die meisten von Ihnen bekommen wahrscheinlich Gänsehaut bei der Erinnerung an Schulbänke und langweiligen Physikunterricht.
In der Praxis bedeutet das einfach, dass mit ein bisschen geschickter Programmierung aus der Anzeige etwas mehr wird. Plötzlich ist es nicht nur eine zweidimensionale Oberfläche mit Matrizen aus Symbolen und anderen Elementen der Benutzerumgebung, sondern eine Glasscheibe, durch die der Benutzer die dreidimensionale Welt sehen kann, während er das Gerät filmt.
Perspektive und Parallaxe
Das Grundprinzip, wie man einen funktionalen Parallaxeneffekt auf einer zweidimensionalen Anzeige erzeugt, ist recht einfach. Da Licht durch das Auge zu einem einzigen Punkt gelangt, musste das Gehirn lernen, die Größe von Objekten im Verhältnis zum Winkel zwischen ihren Kanten zu erkennen. Das Ergebnis ist, dass nähere Objekte groß erscheinen, während entfernte Objekte klein erscheinen.
Dies sind die Grundlagen der perspektivischen Wahrnehmung, von denen sicher jeder von Ihnen schon einmal gehört hat. Unter Parallaxe versteht man in diesem iOS-Kontext die scheinbare Bewegung zwischen diesen Objekten, wenn man sich um sie herum bewegt. Wenn Sie beispielsweise ein Auto fahren, bewegen sich nähere Objekte (Bäume am Straßenrand) schneller als weiter entfernte Objekte (Hügel in der Ferne), obwohl sie alle stillstehen. Alles verändert seinen Platz unterschiedlich und mit der gleichen Geschwindigkeit.
Neben einigen anderen Tricks der Physik spielen Perspektive und Parallaxe eine sehr wichtige Rolle bei unserer Wahrnehmung der Welt um uns herum und ermöglichen es uns, die verschiedenen visuellen Empfindungen, die unsere Augen erfassen, zu sortieren und zu verstehen. Darüber hinaus Fotografen mit Sinn für Perspektive Sie spielen gerne.
Von Raketen bis zu Telefonen
In iOS wird der Parallaxeneffekt vollständig vom Betriebssystem selbst simuliert, mit ein wenig Hilfe von Technologie, die ursprünglich für Trägerraketen entwickelt wurde. In den neuesten iOS-Geräten stecken vibrierende Gyroskope, Geräte, die kleiner als ein menschliches Haar sind und mit einer bestimmten Frequenz schwingen, wenn sie einer elektrischen Ladung ausgesetzt werden.
Sobald Sie beginnen, das Gerät entlang einer der drei Achsen zu bewegen, beginnt der gesamte Mechanismus, der Orientierungsänderung aufgrund des ersten Newtonschen Gesetzes oder des Trägheitsgesetzes zu widerstehen. Dieses Phänomen ermöglicht es der Hardware, die Geschwindigkeit und Richtung zu messen, in der das Gerät gedreht wird.
Hinzu kommt ein Beschleunigungsmesser, der die Ausrichtung des Geräts erkennen kann, und wir erhalten ein ideales Zusammenspiel der Sensoren, um die notwendigen Daten zur Erzeugung des Parallaxeneffekts sehr präzise zu erfassen. Mit ihnen kann iOS leicht die relative Bewegung einzelner Schichten der Benutzerumgebung berechnen.
Parallaxe für alle
Das Problem der Parallaxe und der Tiefenillusion kann dank der Mathematik auf einfache Weise gelöst werden. Das Einzige, was die Software wissen muss, ist, den Inhalt in einer Reihe von Ebenen zu organisieren und diese dann entsprechend ihrer wahrgenommenen Entfernung von den Augen zu verschieben. Das Ergebnis ist eine realistische Darstellung der Tiefe.
Wenn Sie zugeschaut haben WWDC 2013 nebo Einführungsvideo zu iOS 7, wurde der Parallaxeneffekt deutlich auf dem Hauptsymbolbildschirm angezeigt. Beim Bewegen des iPhones scheinen sie über dem Hintergrund zu schweben, wodurch ein künstlicher Raumeindruck entsteht. Ein weiteres Beispiel ist die subtile Bewegung geöffneter Tabs in Safari.
Die genauen Details liegen jedoch vorerst im Dunkeln. Nur eines ist klar: Apple beabsichtigt, Parallaxe über das gesamte System zu weben. Dies könnte schließlich der Grund dafür sein, dass iOS 7 auf dem iPhone 3GS und dem iPad der ersten Generation nicht unterstützt wird, da keines der beiden Geräte über ein Gyroskop verfügt. Es ist zu erwarten, dass Apple eine API für Drittentwickler veröffentlichen wird, um auch von der dritten Dimension zu profitieren, und das alles ohne großen Stromverbrauch.
Genie oder Lametta?
Während die meisten visuellen Effekte von iOS 7 stellvertretend umfassend beschrieben werden können, erfordert Parallaxe eigene Erfahrung. Sie können sich Dutzende von Videos ansehen, ob offiziell oder nicht, aber bewerten Sie den Parallaxeneffekt auf keinen Fall, ohne ihn selbst auszuprobieren. Andernfalls entsteht der Eindruck, dass es sich nur um einen „Augen“-Effekt handelt.
Aber sobald Sie ein iOS 7-Gerät in die Hände bekommen, werden Sie eine andere Dimension hinter dem Display entdecken. Das ist etwas, das mit Worten nur sehr schwer zu beschreiben ist. Das Display ist nicht mehr nur eine Leinwand, auf der Anwendungen gerendert werden, die Imitationen realer Materialien darstellen. Diese werden durch visuelle Effekte ersetzt, die gleichzeitig synthetisch und realistisch sind.
Sobald Entwickler anfangen, den Parallaxeneffekt zu nutzen, werden die Apps höchstwahrscheinlich damit überfordert sein, da jeder versucht, den richtigen Weg zu finden, ihn zu nutzen. Allerdings wird sich die Situation wie bei früheren iOS-Versionen bald stabilisieren. Gleichzeitig werden aber auch völlig neue Anwendungen das Licht der Welt erblicken, von deren Möglichkeiten wir heute nur träumen können.
Die Frage ist: Wenn sie die API für Drittentwickler freigeben, wird sie von der Konkurrenz nicht so schnell genutzt. ?! Dass wäre eine Schande! :(
Paralax Live Wallpaper wurde einige Tage nach der Einführung von iOS7 für Android veröffentlicht. Kontrollzentrum nach etwa einer Woche, vermute ich.
Paralax Live Wallpaper wurde lange vor iOS 7 veröffentlicht :-) Als ich ein LG Optimus 3D hatte, tat es mir leid, dass es in bestimmten Dingen nur 3D verwendete, also habe ich ein Live Wallpaper eingefügt, das einen 3D-Effekt simulierte :-) Unter dem Parallax Barrier verbirgt auch die Technologie, über die LG Optimus 3D und HTC EVO 3D verfügten, und jetzt sogar einige neue Fernseher. Der ursprüngliche Hersteller dieser Technologie für 3D ohne Brille war BMW in Bordcomputern, damit der Fahrer die Navigation und der Beifahrer einen Film sehen konnte. Ansonsten tritt dieser Effekt unter iOS 7 recht häufig auf – auf dem Desktop, in Safari, auf dem gesperrten Desktop bei der Verwendung von Panoramafotos und auch bei reduzierter Lautstärke. Es nervt mich nur, dass in einzelnen Betas relativ coole Features gelöscht werden. Die transparente Tastatur in Nachrichten ist weg, die transparente Benachrichtigungsleiste ist weg….
Die API für Drittentwickler hat hierauf keinen großen Einfluss. Konkurrierende Systeme können diese API nicht verwenden, daher bleibt nur noch ein Reverse Engineering. Und das macht bei einem so gut dokumentierten* Effekt wenig Sinn.
*Jetzt glaube ich nicht, dass Sie den genauen Code von iOS irgendwo finden werden, aber Parallaxe ist, wie auch die Perspektive, ein ziemlich bekanntes und erforschtes Phänomen.
Als NDA-pflichtiger Entwickler kann ich nicht sagen, dass iOS 7 die Motion Effects API enthält. Und ich kann nicht sagen, dass ich es direkt nach der Veröffentlichung der ersten Beta verwendet habe und dass es großartig ist.
:D
Auf jeden Fall hatten die Entwickler immer Zugriff auf den Beschleunigungsmesser und das Gyroskop, deshalb ist es da. Der Vorteil hierbei ist, dass Apple ... ähm ... die Effekte einfach mit jedem UIView verbinden kann, das beliebige Parameter (Größe, Position usw.) haben kann, die auf der Drehung und Bewegung des Geräts basieren.
Die vollständige API für diese Effekte wurde vor langer Zeit veröffentlicht ... Das würde ich sagen, wenn ich darüber sprechen könnte :)
Ich erinnere mich, dass in einigen iOS6-Betaversionen der Lautstärkeregler die Reflexionen abhängig von der Neigung des Geräts veränderte, und in der scharfen Version gab es nichts.
Ich habe jetzt seit ein paar Monaten iOS 7 Beta, aber wenn ich mich richtig erinnere, ist dieser Effekt normalerweise in der Sharp-Version von iOS 6.1 vorhanden. Aber ich könnte mich irren, ich kann es wirklich nirgends überprüfen, ich habe überall iOS 7.
Es tut mir leid, einen ganzen Artikel über einen bewegten Hintergrund zu schreiben – schließlich ist gerade Gurkensaison.
Es ist offensichtlicher, dass man nicht weiß, worum es geht, dass es sich nicht nur um einen gewöhnlichen bewegten Hintergrund handelt.
Schöner Artikel voller spezifischer Informationen.
Großartiger Artikel. Ich habe lange auf etwas über Parallaxe gewartet, als Apple es verwendete. Es kann viele neue Möglichkeiten bieten.
Schöner Artikel
Auf dem Video sieht es bereits wunderschön aus und ich kann mir nicht vorstellen, wie großartig es sein wird, wenn ich es auf meinem iPhone habe. Pracht!
Tatsache ist, dass Android es schon seit langem in Form einer Anwendung hat und es niemanden sonderlich stört.
Auf dem iPhone 4 funktioniert es nicht ...
Ich fürchte, was die Taschenlampe darüber sagen wird, das ist eine nette Portion zusätzlicher Berechnungen.
Was kann im Physikunterricht langweilig sein?
Schließlich ist die Physik eine der interessantesten Wissenschaften!!!
Der Artikel ist sehr interessant, einige Dinge werden jedoch nicht genau erklärt. Erstens ist die Parallaxe eher der Winkel zwischen den Liniensegmenten, die zwei verschiedene Beobachtungspunkte und das Objekt verbinden, der immer kleiner ist als der gerade Winkel (Wiki ist diesbezüglich ziemlich ungenau – es ist schwierig anzugeben, wie groß der Winkel dafür ist). Winkel zweier Geraden). Und dann zum Newtonschen Gesetz: Wenn wir das Telefon bewegen, geben wir ihm eine Beschleunigung. Das Trägheitsgesetz befasst sich jedoch überhaupt nicht mit der Beschleunigung. Das dieser Funktion zugrunde liegende Prinzip ergibt sich vielmehr aus den Eigenschaften nichtinertialer Bezugssysteme, mit denen sich Newton ebenfalls befasste, allerdings nicht im Rahmen seines ersten Bewegungsgesetzes.
„Und dann zum Newtonschen Gesetz: Wenn wir anfangen, das Telefon zu bewegen, geben wir ihm eine Beschleunigung. Das Trägheitsgesetz befasst sich jedoch überhaupt nicht mit der Beschleunigung.“
Ich verstehe nicht, wie dieses Argument beweist, dass es sich nicht um ein Trägheitsgesetz handelt.
Soweit ich mich erinnere, funktioniert das Gyroskop nach dem Prinzip der Änderung des Impulsmoments, wodurch Kraft erzeugt wird. Und das hängt vom Trägheitsmoment ab. Meiner Meinung nach handelt es sich also sowohl um das Trägheitsgesetz als auch um das Kraftgesetz für ein rotierendes System.
Verwechseln Sie den Beschleunigungsmesser nicht mit dem Gyroskop. Der Beschleunigungsmesser zeichnet die Beschleunigung des Objekts aufgrund der Trägheit auf. Das Gyroskop ist ein Schwungrad, das sich in einem dreiachsigen Rotor befindet, wodurch dieses Schwungrad bei jeder Drehung des gesamten Geräts seine Position relativ zum Boden nicht ändert.
Fazit: Der Beschleunigungsmesser nimmt Bewegungen wahr, während das Gyroskop die Position (Rotation) wahrnimmt. ;)
Danke für den Hinweis, aber ich verwechsele die beiden wirklich nicht. Parallaxe hat nichts mit dem Beschleunigungsmesser zu tun, sie steuert das Gyroskop.
Das von Ihnen beschriebene Gyroskop befindet sich tatsächlich nicht im iPhone. Es gibt ein mechanisches Gitter, das sich bei Drehung verformt, sodass sich dort nichts von selbst dreht (so funktioniert ein klassisches Gyroskop, z. B. auf Wikipedia beschrieben).
Allerdings wird diese Verformung tatsächlich durch Rotationsträgheit verursacht, also... irgendwie verstehe ich nicht, woher Sie die Idee haben, dass Sie den Beschleunigungsmesser mit dem Gyroskop verwechseln (der Beschleunigungsmesser wurde überhaupt nicht erwähnt).
Ich behaupte nicht, dass Parallaxe etwas mit dem Beschleunigungsmesser zu tun hat ;). Der Kreisel funktioniert nicht nach dem Prinzip der Impulsänderung – das würde bedeuten, dass er nur auf Beschleunigung (p=m*v) reagiert. Eine Änderung des Impulses würde daher (bei konstanter Masse) eine Änderung der Geschwindigkeit – Beschleunigung – bedeuten. Allerdings reagiert das Gyroskop auch auf eine Positionsänderung bei gleichmäßiger geradliniger Bewegung. Auf den Körper des Schwungrads (sei es nun ein klassisches schweres Rad oder ein Gitter) wirkt jedoch Trägheit.
Ansonsten stimme ich Ihnen natürlich zu, dass die Aussage von Martin Hájek zum ersten Bewegungsgesetz irgendwie zahnlos ist. Obwohl die Größe der Beschleunigung in diesem Gesetz nicht direkt erscheint, beantwortet es im Wesentlichen die Frage: Warum ist die Beschleunigung selbst innerhalb des Trägheitsbezugssystems erkennbar ...
Abschließend möchte ich anmerken, dass Physik wunderschön ist und es mir nie langweilig wurde :D
„Dennoch reagiert das Gyroskop auch bei gleichmäßiger geradliniger Bewegung auf eine Positionsänderung.“
Das verstehe ich überhaupt nicht :) Wie kann irgendetwas auf Bewegung mit Gl. reagieren? Primärbewegung? Würde das nicht der Gleichheit aller Inertialsysteme widersprechen?
Aber es ist schon nach Mitternacht :D Also denk vielleicht nicht mehr darüber nach.
Allerdings befindet es sich irgendwo in iOS 7 nur auf dem Startbildschirm. Woanders ist es mir nicht wirklich aufgefallen. Daher würde ich es beim Batterieverbrauch nicht schwarz sehen. Immerhin ist die Ausdauer von iOS 7 im Vergleich zu iOS 6 fast gleich, wenn nicht sogar besser (Beta5)
Dann zum Beispiel in Safari-Tabs.
Sogar auf dem Sperrbildschirm bewegt sich das animierte Hintergrundbild mithilfe dieser „Technologie“ oder wie auch immer Sie es nennen
Großartiger Artikel!
Die Aero-App ist jetzt kostenlos
Enthält den oben genannten Effekt :)