Aussichten

Die Zukunft von VR

Trotz der Anlaufschwierigkeiten hat Virtual Reality eine vielversprechende Zukunft vor sich. Wir haben uns die neuesten Trends angesehen und präsentieren unsere Prognose für die nächsten 5 Jahre.

Zunächst sind viele Neuerungen in der Technologie zu erwarten, damit unsere Sinne noch besser versorgt werden:

  • Verbesserung der aktuellen Technologie: mehr Details durch bessere Display-Auflösung, flüssigere Darstellung durch leistungsfähigere Grafik-Chips und besserer Bildwiederholrate, größeres Sichtfeld (FOV). Google Daydream ist hierbei einer der Vorreiter für die Anpassung von Smartphones an die Anforderungen von VR. Im Profibereich existieren bereits Brillen mit deutlich höheren Auflösungen und Sichtfeld, z.B. StarVR von Starbreeze Studios. [Bild-Ideen: Google Daylight, StarVR]
  • Zukünftige mobile VR Systeme werden die Position von Kopf und Händen erfassen. Dazu werden spezialisierte, leistungsstarke und dennoch energiesparende Chips in Mobilgeräte verbaut. Positiver Nebeneffekt: einige dieser Systeme scannen dabei die Umgebung in 3D ein und können diese in die VR integrieren. [Bild-Idee: http://dacuda.com/mobile-vr-experiences-get-much-better/, vielleicht auch etwas wo man virtuelle Hände sieht?]
  • Lichtfeld-Displays werden in ein paar Jahren die zur Zeit verwendeten LCD oder OLED Displays ablösen. Sie zeigen nicht einfach nur ein flaches, zwei-dimensionales Bild, sondern reproduzieren die Lichtstrahlen, wie das Auge sie auch in der echten Welt wahrnehmen würde. Das löst den Vergence-Accomodation-Konflikt und ermöglicht das natürliche Fokussieren auf unterschiedlich weit entfernte, virtuelle Objekte. [Bild-Idee: http://www.computationalimaging.org/publications/the-light-field-stereoscope/]
  • Ganzkörper-Anzüge erlauben nicht nur das Positionstracking aller Körperpartien, sondern geben auch Feedback auf die Haut, wie z.B. beim Berührung von virtuellen Gegenständen und andere Sinneseindrücke wie Wärme, Schwerkraft, oder Wind. In Forschungslaboren existieren solche Anzüge seit längerer Zeit, werden aber zukünftig bald zu erschwinglichen Produkten, wie z.B. Teslasuit oder PrioVR [Bilder von einem der Produkte]
  • Galvanic Vestibular Stimulation ist eine Technik die mit Hilfe ungefährlicher, elektrischer Impulse eine künstliche Schwerkraft simuliert. Dies wird die heute noch vorhandene Übelkeit reduzieren, die manche Menschen bei der Diskrepanz aus (fehlender) gefühlter Schwerkraft und visuellen Reizen empfinden. Die Technik steht kurz vor der Kommerzialisierung, wie man an aktuellen Produkt-Prototypen wie Samsung C-Lab’s Entrim 4D oder vMocion sehen kann. [Bild: vMocion http://vmocion.com/technology.html]
  • Drahtlose VR-Brillen: Heutige stationäre VR-Brillen wie die HTC Vive sind per Kabel verbunden, was die Bewegungsfreiheit einschränkt. Langfristig werden die Kabel verschwinden und die Übertragung drahtlos funktionieren. Eine Lösung ist ein Rucksacksystem, wo der VR-Rechner auf dem Rücken geschnallt wird und die Brillen noch per (kurzem) Kabel verbunden ist. Die andere, bessere Lösung ist die Übertragung der Bilder und Sensordaten per Funk. VR-Spielhallen besitzen solche Technologie bereits, in wenigen Jahren soll sie aber kommerziell verfügbar sein, z.B. von Nitero. TODO: Bild?

Im Laufe der Zeit wird sich auch die Verbreitung und der Bekanntheitsgrad von VR verbessern. Es werden neue Formen von VR-Inhalten entstehen, die sich sowohl im Massenmarkt als auch im beruflichen Umfeld etablieren werden. Ein wichtiger Faktor für die Verbreitung ist die Möglichkeit für Konsumenten, selbst Inhalte zu erstellen. Geräte wie VR-Kameras erfreuen sich bereits heute großer Beliebtheit und werden in den nächsten Jahren noch deutlich besser, was Technik, Software und Preis betrifft.

Auch preislich wird VR-Hardware im Laufe der Zeit attraktiver für den Konsumenten und Unternehmen werden. Die Smartphone Industrie hat das Potenzial für Mehreinnahmen erkannt. Zukünftige Smartphone-Modelle werden für VR optimierte Bildschirme und Sensoren haben, sodass Einschub-basierte Systeme, bei denen das Smartphone in einen günstigen Halter gesteckt wird, in nächster Zeit das Mittel der Wahl für den VR-Einsteiger sein werden. Google hat für diese Form der VR eine Vision namens Daydream vorgestellt. Google Daydream ist eine Initiative zur Verbesserung der mobilen VR-Software und VR-Hardware, die Ende 2016 startet und mittelfristig Cardboard ablösen soll. Auf Hardware-Seite bietet Google für die Gerätehersteller ein Zertifizierungsprogramm an. Das Innenleben und Display des Smartphones muss hohen technischen Voraussetzungen genügen, damit ein Gerät zugelassen wird. Google stellt auch Referenzdesigns für die Halterungen (also Brillen) zur Verfügung, und schreibt vor, dass diese zusammen mit einem kleinen Hand-Controller verkauft werden müssen, mit dem der Benutzer in VR die Navigation durchführt. Software-seitig erhält Android ab Version N einen VR-Modus, den auch viele Google-Apps wie Youtube oder der PlayStore unterstützen werden. Alle weiteren Software-Hersteller werden ebenfalls auf den Daydream-Zug aufspringen, sodass ein vielseitiges Ökosystem entstehen wird.

Auch teure, stationäre VR-Hardware, wie die Rift oder Vive, wird im Laufe der Zeit höhere Absatzzahlen haben. Diejenigen denen der Anschaffungspreis zu hoch ist kommen in VR-Spielhallen auf ihre Kosten. Diese gab es auch in den 90’er Jahren, heute sind Technologie und Inhalte aber deutlich besser, sodass sich das Geschäft rentiert und weltweit immer mehr solcher Spielhallen entstehen (mehr dazu hier: Ausprobieren).

Spannend bleibt die Frage, wie VR in einigen Jahren genutzt wird. Eine Vision, wie sie u.a. von Palmer Luckey (Gründer von Oculus) geteilt wird, ist das Metaversum. Eine virtuelle Parallelwelt in der man sich teilweise länger als in der echten Welt aufhält, sich dort mit anderen trifft und seine Träume wahr werden lässt. Solche Parallelwelten, wie z.B. soziale Netzwerke, existieren bereits, jedoch agieren wir mit ihnen mit einfachen, nicht-immersiven Mitteln wie Bildschirm und Tastatur. VR wird langfristig einen ganz neuen Zugang zu diesen Welten geben.


VR Technik

VR Technik

Geräte

Im Laufe der Zeit haben sich verschiedene Geräteklassen und -kategorien gebildet. Die wichtigste Unterscheidung ist, um welche Klasse es sich handelt:

Virtual Reality Brillen (auch: HMD – Head-mounted display)

Das wichtigste Element, um in virtuelle Welten einzutauchen, ist die Brille selbst. Um den Immersions-Effekt zu erzeugen, spielen wesentliche technische Komponenten zusammen:

  1. Hochauflösendes Dispay im Smartphone-Format
  2. Gyroskop- und Bewegungs-Sensoren zur Erfassung der Kopfbewegung und -position
  3. Linsen zur Sichtfeld-Vergrößerung (dem sogenannten Field of View)
  4. optional: Lichtfeld-Sensoren zur Erfassung von Körper- und Handbewegungen

Virtual Reality Eingabegeräte

  1. Hand-Controller
  2. Fuß-Controller
  3. Motion-Capture Anzüge

360° Foto- und Video-Kameras

Es gibt bereits eine Fülle an 360° Kameras, mit denen jeder ohne viel Aufwand seine eigenen 360° Aufnahmen erstellen, teilen und am Bildschirm, Smartphone oder per VR-Brille ansehen kann. Technisch kann man anhand von 3 Dimensionen unterscheiden

  1. Foto- oder Videoaufnahme
  2. Monoskopisch oder Stereoskopisch
  3. Für Konsumenten oder professionellen Einsatz

 


Einführung in VR

Einführung in VR

Auf dieser Seite bekommst du eine Einführung in das Konzept “Virtual Reality” (VR), wie sich VR in Lauf der Zeit entwickelt hat und welche Herausforderungen und Zukunftsaussichten VR vor sich hat.

Was ist Virtual Reality?

Kurz gefasst: VR ist eine vom Computer erzeugte Simulation einer künstlichen Realität, die so gut gemacht ist, dass sie sich “echt” anfühlt, du also denkst, die künstliche Realität entspräche der (echten) Realität. Um dies zu erreichen, erzeugt der Computer für deine Sinne (wie Augen, Ohren oder die Haut) die entsprechenden Reize und stimmt sie darauf ab, was in der echten Welt passiert. So werden die Körperbewegungen ohne zeitliche Verzögerung auch in der künstlichen Realität dargestellt. Eine heutzutage gängige technische Umsetzung ist das Tragen eines Headsets (dt. VR-Brille), oder auch Head Mounted Displays (HMD). Dies ist ein kleiner Kasten mit eingebautem Bildschirm und weiterer Technik, den man wie eine Skimaske trägt, die die echte Welt komplett ausblendet. Für den Ton trägt man dichte Kopfhörer. Wenn die Simulation der Reize gut gemacht ist, akzeptiert dein Verstand die Simulation, wodurch sie zur Realität wird.

Bevor wir das Phänomen VR genauer beleuchten, muss dir eins klar sein: Du musst Virtual Reality selbst erleben um es wirklich zu verstehen! Wenn du nicht bereits ein Headset getragen und darin verschiedene Programme, Spiele oder Filme angesehen hast, wirst du nicht wirklich wissen, wie es sich anfühlt, in einer anderen Welt einzutauchen. Kein Artikel oder gar Video kann diesen Eindruck vermitteln – auch diese Seite nicht. Wenn du Interesse hast, in die VR einzusteigen, dann legen wir dir unsere Brillen Übersicht und Ausprobieren Seite ans Herz.

What is the Matrix?

Um das Konzept der Virtuellen Realität besser zu verstehen, hilft es, sie dem Konzept der Virtuellen Welt gegenüberzustellen und den Begriff “Immersion” zu erklären. Schon seit Jahrzehnten erzeugen Computer virtuelle Welten, mit denen wir unterschiedlich viel Interaktionsmöglichkeiten haben. Beispiele für virtuelle Welten sind Computerspiele oder Filme. Wir sehen die Welt in dem wir auf ein Display schauen (z.B. Monitor, Fernseher, Smartphone), welches diese Welt als zwei-dimensionales Bild wiedergibt. Unsere Wahrnehmung ist diese abstrakte Darstellung gewöhnt und interpretiert das Bild. Dabei macht es zwar auch interessante Fehler, wie folgendesVideo (englisch) eindrucksvoll zeigt, aber in der Regel hilft es uns dabei, sich in die virtuelle Welt hineinzuversetzen. Sehen wir beispielsweise ein großes und ein kleines Auto auf dem Bildschirm, so hilft uns unser Wissen über die Größe von Autos dabei, herzuleiten, dass das kleinere Auto weiter entfernt sein muss als das größere, obwohl der echte Abstand zwischen unserem Auge und dem Bildschirm bei beiden Autos gleich ist. Der Bildschirm ist wie eine Art Fenster in die virtuelle Welt, in die sich unser Bewusstsein lediglich hineinversetzt. Man ist von ihr nicht vollständig umgeben, weswegen man von einer geringen Immersion spricht. Unser Bewusstsein bleibt in der echten Welt – in dem Zimmer in dem der Schreibtisch mit dem Monitor steht, auf den wir gerade schauen.

Schafft es ein VR-System jedoch, dass man vollständig von der virtuellen Welt umgeben ist, dann wird aus der virtuellen Welt eine virtuelle Realität. Man spricht hier auch von hoher Immersion. Die ideale Lösung wäre, elektrische Signale direkt in unser Nervensystem einzuspeisen, wie z.B. im Film The Matrix. Dadurch muss unseren verschiedenen Sinnen nicht auf komplizierte Weise etwas vorgegaukelt werden, da die Erfahrung direkt im Kopf erzeugt wird. Hierfür notwendige Brain-Computer-Interfaces sind aber noch lange nicht ausgereift. Aus diesem Grund wird heutzutage der Umweg über unsere Sinne gemacht: VR-Brillen, also Displays die direkt vor die Augen geschnallt werden, simulieren den Input für die Augen, Kopfhörer sorgen für den räumlichen Klang. Die VR-Brillen schotten den Benutzer vollkommen von der echten Welt ab, sodass man nur noch die computergenerierte Welt sieht und hört. Man hat kein Fenster oder eine andere wahrnehmbare Grenze mehr zwischen der realen und virtuellen Welt, wodurch der Verstand glaubt, dass das was er sieht und hört real sein muss.

Geschichte der VR

Virtual Reality ist ein sehr junges Thema. Eines der ersten bekannten Systeme das den Benutzer in eine virtuelle Welt eintauchen lies war 1956 das Sensorama von Morton Heilig. Das System hatte u.a. ein 3D-Display und konnte Gerüche simulieren. Seit dem werden im Forschungsbereich bis heute ständig neue, verbesserte VR-Systeme entwickelt, die jedoch im Labor bleiben und aufgrund der hohen Preise für Konsumenten uninteressant sind.

In den 1990ern erhielt VR seinen ersten Bekanntheitsschub. Diverse Firmen entwickelten VR Systeme für Konsumenten oder Spielhallen. Beispiele für solche Systeme sind Forte VFX1, Victormaxx Cybermaxx oder Virtual I/O i-glasses. All diese Modelle litten an Kinderkrankheiten: sie waren teuer, zum Teil sehr klobig, hatten einen kleines Sichtfeld (FOV), langsames Head-Tracking und schlechte Bildwiederholrate. 1995 kam Nintendo’s Virtual Boy auf den Markt, der aber schon sehr bald floppte, was für viele Hardwarehersteller ein Signal war, von VR in Zukunft die Finger zu lassen. Das Motto “VR ist tot” hatte sich etabliert.

Im August 2009 wurde der Trend, VR für Konsumenten, erneut angestoßen – durch Palmer Luckey, Gründer von Oculus und verantwortlich für die Oculus Rift. In den nächsten 3 Jahren baute er diverse Prototypen und holte sich Unterstützung von Industrie-Veteranen wie John Carmack. August 2012 startete die Kickstarter-Kampagne für die Oculus Rift Development Kit 1, eine VR-Brille ausgerichtet auf Software-Entwickler. Luckey verlor seine Vision aber nicht aus den Augen und entwickelte, nun mit vielen Mitarbeitern, die Endkundenversion der Oculus Rift, die seit Ende März 2016 ausgeliefert wird. Auch andere Hersteller wie Valve/HTC und Sony hatten das Potenzial von VR erkannt und begannen bereits 2012/2011 hinter verschlossenen Türen mit der Entwicklung ihrer eigenen VR-Brillen. Valve hat in Kooperation mit HTC die Vive, Sony die Playstation VR entwickelt, die seit April bzw. Oktober 2016 zu haben sind.