Was ist Virtual Reality überhaupt?

Die Bezeichnung virtual wird in der Technik für etwas nicht-physisches verwendet, das jedoch die Wirkung und Funktion von etwas Physischem nachbildet. Sinngemäß übertragen würde der Begriff Virtual Reality in etwa "nachgebildete Wirklichkeit" bedeuten.

In der aktuell zeitgemäßen virtuellen Realität wird dem Benutzer ein Head-Mounted-Device (HMD) aufgesetzt, was einer erweiterten Variante einer 3D-Brille entspricht. Vor dem linken und rechten Auge befindet sich eine Linse und dahinter ein Bildschirm. Auf diese Weise wird dem Anwender auf das linke und rechte Auge ein separates Bild dargestellt, vergleichbar wie man es in der Realität durch den Augenabstand des linken und rechten Auges wahrnimmt. Über diesen technischen Ansatz erscheint dem Nutzer das dargestellte Bild tatsächlich dreidimensional mit realer Tiefenempfindung.

Die projizierten Bildinformationen stammen entweder von einem Hochleistungs-PC oder im Falle einer Standalone-Lösung, die ohne PC auskommt, von einem in der Brille integrierten mobilen Grafikchip. Im Falle einer PC-Anbindung ist entweder eine - wenngleich ergonomisch betrachtet unerwünschte - Verkabelung mit dem PC notwendig. Alternativ können in manchen Lösungen Videodaten per Funk übertragen werden. Ein integrierter Grafikchip einer Standalone-Lösung hat den Nachteil, dass dieser bei weitem nicht so leistungsstark ist wie ein High-End-Grafikchip im Desktop PC und zudem möglicherweise die Brille erhitzt, was mitunter zu einem Beschlagen der Linsen führen kann.

Über Kopfhörer, die bei vielen Head-Mounted-Devices bereits integriert sind, wird dem Nutzer der zur Szene passende Sound auf dem linken und rechten Ohr abgespielt.

Mittels Lagesensor können in einem HMD die aktuellen Rotationswinkel der 3D-Brille ermittelt werden, zum Beispiel wenn ein Anwender seinen Kopf dreht, nach oben oder unten schaut oder ihn seitlich neigt. Systeme, die lediglich die Kopfrotation erfassen und verarbeiten, nennt man 3DOF-Systeme (3 Degrees of Freedom, also 3 Freiheitsgrade).

Neuere Systeme erfassen nicht nur die Kopfrotation, sondern auch die Position der Brille und der Controller in einem bestimmten Raum. Die Erfassung kann entweder von außen über ein Leuchtturmsystem geschehen oder über am Brillengehäuse nach außen blickende integrierte Weitwinkelobjektive, die über die Bildbewegung die Positionsveränderung im Raum errechnen können. Auf diese Weise kann sich der Anwender auf einer freien Fläche bewegen, so dass dessen Position in der Simulation mitberücksichtigt werden kann. Da hierbei zu den drei Rotationswinkeln drei weitere Freiheitsgrade über die x/y/z Koordinaten der Position hinzukommen, spricht man von 6DOF-Systemen.

Diese Methodik erlaubt es somit dem VR-Nutzer, auf einem bestimmten erfassten Raum umherzulaufen, so dass er die Szene der computer-generierten Umgebung, in der er sich gerade befindet, immer aus der aktuellen Ich-Perspektive dargestellt bekommt. Durch die verzögerungsfreie flüssige Darstellung, durch die Echtzeitverarbeitung von Rotation und Position sowie durch die unmittelbare Erzeugung des zugehörigen Bildes, erweckt man beim Anwender die Illusion, dass dieser sich tatsächlich in der visualisierten Umgebung befindet.

Darüber hinaus gibt es noch diverse zusätzliche Interaktionsmöglichkeiten, beispielsweise Controller mit Haptik-Feedback über integrierte Motoren, die dem Nutzer physische Rückmeldungen geben.