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VR – Virtuelle Realität für Dummies

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So gut wie jeder hat den Begriff „VR“ oder „Virtuelle Realität“ mittlerweile gehört – aber was ist das genau, wie funktioniert es und vor allem: was benötigt man dafür?

2019 ist das Jahr der virtuellen Realität. Seit 2012 hat sich in diesem Bereich nicht mehr so viel getan, wie in diesem Jahr. Wer vor einigen Jahren noch mit Google Cardboards herumexperimentiert hat und heute eine Oculus Quest oder Rift S aufsetzt, wird schockiert sein, wie real virtuelle Welten mittlerweile geworden sind. Kein Vergleich mehr mit den zögerlichen Anfängen von damals. Hier ein (kurzer) Überblick über die Entwicklung der VR Hardware und den momentanen Stand der Technik. Und vor allem die Antwort auf die Frage: welches VR Headset sollte man sich anschaffen?

Was ist eigentlich „VR“?

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Als Virtuelle Realität (VR) bezeichnet man vom Computer generierte Umgebungen, die einen oder mehrere Sinne des Menschen ansprechen, so das dieser den Eindruck bekommt, sich in einer anderen Welt aufzuhalten. Das Holodeck in der bekannten TV Serie „Star Trek“ ist das Paradebeispiel für eine perfekte holographisch simulierte künstliche Umgebung. Dort bewegen sich Mensch völlig frei und ohne technische Ausrüstung am Körper in einer von einem Computer generierten Landschaft, die mit jedem unserer Sinne wahrgenommen werden kann, ja in der sogar Temperatur und Luftfeuchtigkeit simuliert werden.

Davon sind wir natürlich noch weit, weit entfernt. Allerdings haben bereits erste Versuche in den 80er und 90er Jahren des letzten Jahrhunderts gezeigt, das es sogar schon reicht, lediglich den Sehsinn des Menschen zu stimulieren, um ihm – mehr oder weniger realistisch – den Eindruck zu vermitteln, sich in einer anderen Umgebung aufzuhalten. Um die Illusion noch realistischer erscheinen zu lassen, ist dabei für jedes Auge ein eigener Bildschirm nötig, denn nur mit zwei leicht voneinander abweichenden Bildern ist der Mensch in der Lage, Gegenstände dreidimensional, also stereoskopisch und damit räumlich, wahrzunehmen.

Deshalb konzentrierte man sich früh auf die Entwicklung sogenannter VR-Headsets. In den 1980er Jahren waren diese noch recht klobig und wurden quasi wie ein Motorradhelm über den Kopf gezogen. Schon damit konnte man sowohl den Seh-, als auch den Hörsinn stimulieren. Nun gab es zu dieser Zeit aber noch keine Flachbildschirme und dementsprechend klobig fielen diese VR-Helme damals auch aus.

Die Herausforderungen sind enorm

Die damaligen Geräte waren erst einmal hoffnungslos überfordert.

Da aber auch die Mikroelektronik noch lange nicht so weit fortgeschritten war, wie heute, wurden die Geräte im Betrieb auch sehr warm. Laute Lüfter waren nötig, um diese zu kühlen und störten natürlich die Illusion erheblich. Auch die Rechenleistung der Computer war noch sehr begrenzt, die technischen Herausforderungen aber enorm: denn um eine halbwegs realistische Umgebungsillusion zu erzeugen, müssen mehrere Voraussetzungen erfüllt werden:

Die Grafik, also die Qualität der erzeugten Bilder muss halbwegs realistisch sein. Zudem muss für jedes Auge ein leicht abweichendes Bild erzeugt werden. Würde man nur ein Bild für beide Augen nutzen, wäre die simulierte Umgebung flach und zweidimensional, wie ein Kinofilm. Aber damit nicht genug: mittels Bewegungssensoren muss das Bild entsprechend der Kopfbewegung des Betrachters erzeugt werden, damit dieser sich frei in der simulierten Welt umsehen kann. Von Umherlaufen ist dabei noch gar nicht die Rede.

Wie aber sollte man die Bewegung des Kopfes oder gar des ganzen Körpers im Raum „messen“ – und das sogar noch in Echtzeit? Und das mögichst oft pro Sekunde, also mit einer möglichst hohen Bildrate – denn Versuche zeigten früh, das Probanden schlecht wurde, wenn die Bildrate nicht schnell genug war, um mit den Kopfbewegungen mit zu halten. Die Probanden wurden schlicht Seekrank, eine Reaktion des Körpers, wenn Bewegung und Feedback der Sinne nicht zusammen passen.

Die damaligen Geräte waren damit erst einmal hoffnungslos überfordert und nach einigen mehr oder weniger überzeugenden Versuchen machte sich erst einmal Resignation breit. In den folgenden Jahren gab es dann nur noch vereinzelte Vorstösse, die zwar originell und kreativ, im Grunde aber unbrauchbar waren.

Erst als die Rechenleistung der Computer – und vor allem der Grafikchips – u.a. durch den Siegeszug der Smartphones um 2010 ein gewisses Niveau erreichte und man mit den in diesen Geräten verbauten Gyroskopen auch recht präzise Bewegungen im Raum erfassen konnte, kam wieder Bewegung in die Sache.

Auf der nächsten Seite: es kommt endlich Fahrt auf!

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