Technische Innovation

Virtual Reality: Diese Technologien verändern die (virtuelle) Welt

Mit ihrem Hyperrealitäts-System „The Psycho“ haben russische Entwickler einen VR-Meilenstein gesetzt.

Obwohl die VR eine scheinbar neue Technologie ist, stammt die ursprüngliche Idee dazu doch aus ferner Vergangenheit. Um das Jahr 1860 herum arbeitete Antonin Artaud im Theater bereits mit stereoskopischen Bildern. Aber es sollte noch fast 100 Jahre dauern, bis das erste Virtual-Reality-System entstand: Es hieß „Sensorama“ und wurde 1962 von Morton Heilig entwickelt. Im Kern handelte es sich dabei um das erste Kino, in dem kurze Spielfilme in 3D gezeigt wurden.

Szenenwechsel: Im Jahr 2010 baut der amerikanische Teenager Palmer Luckey einen Virtual-Reality-Helm – die „Oculus Rift“ war geboren. Im März 2014 übernahm Facebook Oculus für 2,4 Milliarden US-Dollar. (etwa 2,1 Milliarden Euro). Der Umstand, dass Mark Zuckerberg selbst an der Technologie interessiert war, lenkte die Aufmerksamkeit der gesamten Branche auf die VR, und nachdem Intel VR-fähige Chips eingeführt hatte, wurde diese Technologie für die Allgemeinheit zugänglich.

Das erste Virtual-Reality-System und sein Erfinder Morton Heilig, 1956

Die unterschiedlichen Formen der Virtual Reality 

Die meisten Nutzer tauchen mit Brille und Kopfhörern in die VR ein. Dies sind die gängigsten Geräte, denn sie vereinen 3D-Technologie und Computer-Software auf Systemen, die mit mindestens einem Intel Core i5-Prozessor ausgestattet sind. Da diese Hilfsmittel auf dem Kopf getragen werden, heißt die zugehörige Technologie HMD (Head-Mounted Display, zu deutsch: „am Kopf befestigte Anzeige“).

In solchen Geräten übersetzen zwei Anzeigen ein Bild für ein Auge (monokulares HMD) oder für zwei Augen (binokulares HMD). Mit zwei Anzeigen erhält der Betrachter zwei Bilder, die nicht vollständig identisch sind. Diese Bilder werden in Kombination an jedes einzelne Auge gesendet und erzeugen so eine 3D-Wirkung. Die bekanntesten Vertreter dieser Kategorie sind Oculus Rift, HTC Vive und die PlayStation VR.

Smartphone-basierte Brillen sind eine Budgetvariante von Virtual Reality. In diesem Fall fungiert das Display eines Mobiltelefons, das sich direkt vor den Augen befindet, als Bildschirm. Die beliebtesten Modelle auf dem Markt sind das Samsung Gear VR und das Google Cardboard/Daydream. Letzteres verdient besondere Erwähnung, weil es eigentlich ein Pappkarton ist, in den ein Smartphone gelegt werden kann. Google bietet verschiedene Versionen dieser Boxen an und ermutigt die Nutzer zum Eigenbau.

MotionParallax3D-Anzeigen

In diesem Fall nutzt die Anzeige die Physik der Sicht, das heißt die räumliche Wahrnehmung und die Bewegungsparallaxe. Durch das Verfolgen der Augenbewegungen passt die Anzeige das Objekt kontinuierlich an, so dass es wie eine 3D-Darstellung erscheint.

Die berühmtesten MotionParallax3D-Produkte sind das Amazon Fire Phone, ZSpace, NettleBox und der EON ICube (CAVE). Letztgenannter projiziert ein Bild auf vier oder sechs Wände und umgibt den Nutzer mit einer atmosphärischen Realität. Dieser kann das Geschehen über verschiedene Arten von Geräten kontrollieren, so etwa Joysticks oder Virtual-Reality-Handschuhe.

Hybride Systeme: Project Alloy

Diese Systeme enthalten virtuelle retinale Bildschirme und projizieren das Bild direkt auf die Netzhaut. Es existieren auch verschiedene Unterarten von HMD-Anzeigen, die das Bild in einen tatsächlich vorhandenen Raum oder auf ein Kamerabild werfen. Das interessanteste Produkt in diesem Segment ist das Project Alloy von Intel, bei dem es sich um einen Headset-Prototyp handelt, der virtuelle und tatsächliche Realitäten kombiniert („Merged Reality“). Dieses Headset muss nicht an einen Computer angeschlossen werden, stattdessen ist die gesamte Hardware bereits in ihm verbaut und macht das Gerät so autonom. 

Die technologische Neuheit Intel RealSense projiziert dabei die virtuelle Realität auf echte Gegenstände, wobei die Hände des Gamers gescannt werden und realistisch im virtuellen Raum erscheinen. Träger des Headsets laufen auch nicht gegen Objekte, weil alle externen Gegenstände auch in der Umgebung der virtuellen Realität wiedergegeben werden. Auf diese Weise verschwimmen die Grenzen der VR. Intel versprach, im nächsten Jahr Hardware-Baupläne für Hersteller herauszugeben – 2018 könnte damit zu einem weiteren Wendepunkte in der Erfolgsgeschichte der VR werden.

Die virtuelle Welt “begreifen”

Die Technologien der Virtual Reality entwickeln sich derzeit in rasantem Tempo, Daher versucht jeder Hersteller, eine originelle Neuheit auf den markt zu bringen, was auch für die Steuerungssysteme gilt. Gamepads und Joysticks sind die einfachsten und wirkungsvollsten Bedienungen und erfreuen sich daher auch der größten Beliebtheit. Sobald ein Gamer ein Steuerelement von Vive, Oculus Touch oder der PlayStation Move in den Händen hält, fängt er unwillkürlich an, auf Knöpfe zu drücken, mit den Fingern über die Sensoren zu fahren oder einfach einen der Joysticks zu bewegen.

Stellt sich nun die Frage, ob Joysticks aber nicht eher schon zum alten Eisen gehören. Denn aktuell befinden sich Blickverfolgungssysteme auf dem Vormarsch. Sie sind mit einer Technik ausgestattet, die manuelle Bedienungen teilweise oder ganz ersetzen soll. Es sind viele interessante Technologien im Umlauf, aber FOVE 0 ist die am weitesten entwickelte Blickverfolgung, die der Markt aktuell zu bieten hat.

Doch wie wäre es, wenn nicht nur unser Sehen, sondern auch das Erleben von Bewegungen mit unserem ganzen Körper in die VR übertragen werden könnte? Dafür gibt es Hardware-Systeme wie den Birdly Virtual Reality Simulator, die genau dieses Erlebnis ermöglichen. Der Nutzer steigt einfach auf den robotergestützten Flugsimulator und fliegt los. Darüber hinaus verwenden unterschiedliche Arten von virtueller Realität auch verschiedene Soundeffekte, Stimmsteuerungen, Gerüche und sogar Geschmacksempfindungen.

“The Psycho”: Meilenstein der VR-Welt

Eines der interessantesten Projekte der VR ist “The Psycho”, das von der russischen Firma Psycho Technology in St. Petersburg stammt. Sie hat ein auf MSI-Laptops basierendes Software-/Hardware-System mit Intel Core i7-Prozessoren und Oculus Rift VR-Brillen entwickelt. Die Brille ist am Laptop angeschlossen und verarbeitet den Datenempfang von Sensoren, die auf einem speziellen Anzug angebracht sind. Zudem hat Psycho Technology eine komplette virtuelle Welt neu erschaffen und sie mit drahtlosen Bedienelementen ausgestattet – einschließlich Körper-, Arm-, Bein- und Kopfbewegungen.

Aber es bedurfte einiges an Arbeit, um dorthin zu gelangen. Wladimir Buschujew, CEO von Psycho Technology, erklärt: “Zunächst haben wir unseren eigenen Virtual-Reality-Rucksack gebaut. Nachdem wir unseren Prototyp erfolgreich getestet hatten, haben wir MSI vorgeschlagen, mit uns zusammenzuarbeiten. Sie waren überrascht, denn unser Rucksack griff einem ähnlichen Produkt vor, das sie selbst gerade entwickelten. Trotz allem entschlossen wir uns, ihre Hardware zu verwenden, da sie einen ausgezeichneten Ruf hatte, optisch etwas hermachte, kompakt war und auch nicht mehr kostete. Später kamen MSI-Vertreter zu uns, um sich Feedback zu holen und ihre Rucksäcke in Aktion zu sehen.”

Die Entwickler aus St. Petersburg arbeiteten lange Zeit aus reinem Enthusiasmus, bis sie endlich die notwendigen Investoren anlockten, um ihr Geschäft in Gang zu bringen. Auch jetzt ist ihr Enthusiasmus um nichts geschmälert. Wir haben wiederholt VR-Geräte verwendet und uns gedacht wie cool es wäre, wenn es keine Grenzen gäbe, keine Kabel, einfach nichts, was uns an den Computer bindet. Wenn man einfach nur etwas anziehen, mit der virtuellen Realität interagieren und noch tiefer eintauchen könnte als früher.’“, erklärt Juri Gliwenko, COO von Psycho Technology.

Von der Merged Reality zu Neuroschnittstellen

Indem sie modernste Technologien mit den eigenen Erfindungen kombinierten, konnten die Erfinder “The Psycho” als eines der weltweit führenden Produkte für Virtual Reality etablieren, das der „Merged Reality“ nahe kommt. Wenn also eine Tür geöffnet wird, so ist diese real, erscheint aber mit einer Überlagerung virtueller Effekte. Darüber hinaus kann das System hochgestuft werden und 20 Spieler gleichzeitig einbinden – ein Leistungsmerkmal, das die meisten vorhandenen VR-Systeme noch nicht erreicht haben.

Wohin wird der Weg der VR führen? Die Erschaffer von Hyperrealität und viele Fachleute sind diesbezüglich der gleichen Ansicht: Die kontinuierliche Weiterentwicklung von Hardware und gleichzeitig sinkende Kosten könnten dazu führen, dass ganze Rucksäcke voller Programmierleistung mit reduziertem Stromverbrauch in Brillen gepackt und in den Alltag integriert werden. Wladimir Buschujew stimmt dem zu: Es wäre schön zu glauben, dass die VR ihre Schwerfälligkeit immer mehr verliert und von der Übersetzung von Bildern auf Linsen zu direkten Neuroschnittstellen übergeht. Bis dahin ist es aber noch ein langer Weg. Wir versuchen nun zunächst, das Erlebnis zu verbessern, das jetzt möglich ist.”

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