Virtual Reality: Wie die künstliche Realität zur neuen Wirklichkeit wird

virtual-realitySchon Mitte der 90er Jahre begeisterte das Konzept der virtuellen Realität die Medien. Doch damals konnte die Vision noch nicht standhalten mit ihrer technischen Umsetzung. Seit ein paar Jahren sieht das anders aus. Die Virtual Reality (VR) ist in deutschen Wohnzimmern, aber auch in unseren Unternehmen angekommen – über die unterschiedlichsten Branchen hinweg. Spannende Anwendungsbeispiele beweisen, dass VR heute einen realen Mehrwert liefern kann: von der Visualisierung neuer Automodelle bis hin zu Therapieverfahren in der Medizin.

Ihren aktuellen Siegeszug verdankt die virtuelle Realität den technischen Errungenschaften der vergangenen 20 Jahre. Stärkere Grafikchips und bessere Sensortechnik sorgen dafür, dass beispielsweise Kopfbewegungen genauer und ohne Verzögerung in die Virtualität übertragen werden. Auch die Smartphone-Revolution hatte ihren Anteil daran, dass hochauflösende Minidisplays günstig und Sensoren gut genug wurden, um der VR eine neue Chance zu geben. Doch was sind eigentlich die großen technischen An- und Herausforderungen der virtuellen Realität?

Anforderungen an die VR-Welt

Damit die virtuelle Realität für ihre Besucher echt erscheint und wir uns in ihr wohl fühlen, gibt es vier Kriterien: Immersion, Plausibilität, Interaktivität und Wiedergabetreue. Unter Immersion versteht man das Phänomen, dass man sich weniger mit seiner realen Person als mit dem eigenen Abbild in der Virtualität identifiziert. Wie stark dieser Effekt ausfällt, hängt auch mit der Gestaltung dieser fiktiven Welt zusammen. Stichwort Grafik: Bei einer faszinierenden und realistischen Visualisierung, werden wir stärker in die neue Welt „gezogen“.

Machen unsere Handlungen in der Virtualität Sinn? Folgen sie dem Gesetz der Logik? Und reagiert die Umgebung wie erwartet auf uns? Dann ist auch die Anforderung der Plausibilität erfüllt. Wir empfinden, dass unsere Handlungen in der fremden Umgebung den erwarteten Effekt erzielen. Gleichzeitig spüren wir die Auswirkungen unserer Umgebung auf uns selbst. Sprich: unsere Interaktion mit der Umgebung ist schlüssig. Ob wir die Virtualität als plausibel empfinden, hängt also sehr stark damit zusammen, ob und wie gut wir mit ihr interagieren können.

Die Interaktion wirkt sich übrigens auch direkt auf die Immersion aus. Sprich: Mag die Technik auch gleich sein, ist in einem aktiven Computerspiel die Immersion doch viel höher als beim rein passiven Filmkonsum. Halten wir uns dann noch an die „Wiedergabetreue“ und stellen die Umgebung – beispielsweise eben durch gute Grafik – natürlich dar, steht einem erfolgreichen VR-Projekt nichts mehr im Wege.

Sind die vier Kriterien Immersion, Plausibilität, Interaktivität und Wiedergabetreue nicht oder nur zum Teil erfüllt, führt dies bei den VR-Nutzern zu Symptomen, die einer Seekrankheit ähneln. Muss man heute zum Glück nicht mehr ausprobieren – kann man aber. Im Berliner Computerspielemuseum lassen sich montagabends noch zwei Virtuality-2000SU-Maschinen mit Visette-2-Headsets von 1994 testen.

Wie wird das Ganze technisch umgesetzt?

Prof. Dr. Franz-Karl Schmatzer, AKAD-Studiengangsleiter im  Bachelor Digital Engineering und Angewandte Informatik, beschreibt die technische Umsetzung der VR wie folgt: „Um das Virtuelle real werden zu lassen, benötigt man spezielle Hard- und Software. Die virtuellen Realitäten werden entweder mit 360-Grad-Kameras gefilmt oder mit 3D-Programmen entwickelt. So entsteht die Möglichkeit des Rundumblicks.“ Der Betrachter benötigt zudem ein Head-Mounted-Display, sozusagen eine VR-Brille, in die ein Bild auf zwei separate Displays übertragen wird.

„Die Software, und damit auch die beteiligten Softwareentwickler, spielen eine immense Rolle bei der authentischen VR-Umsetzung“, führt Schmatzer aus. „Sei es in einem Spiel oder in einer industriellen Anwendung: Der Spieler muss in Echtzeit komplexe, dreidimensionale Welten zu sehen bekommen. Dafür müssen die Programme mindestens 25 Bilder pro Sekunde abspielen, jeweils getrennt für das linke und rechte Auge. In einer Fahrsimulation sind es sogar 60 Bilder pro Sekunde.“

Von Ausbildung bis Therapie: VR-Anwendungen in der Medizin

Welche Anwendungsfelder gibt es für VR außerhalb der Gaming-Szene? Oder besser gefragt: Welche Anwendungsszenarien gibt es noch nicht? Denn zahlreiche Branchen haben sich die Technik bereits auf kreative bis atemberaubende Weise zu Nutzen gemacht. So spielt VR in der medizinischen Ausbildung eine zunehmend wichtige Rolle. Wie dieses 360°-Video zeigt, kann die nächste Generation von Ärzten so bereits Erfahrungen im OP-Raum sammeln, bevor sie diesen überhaupt betreten hat. Im dargestellten Clip werden die Studenten so nicht nur mit den Abläufen vertraut. Sie erleben das Geschehen auch aus der Perspektive des Patienten. Mit Sicherheit ein wertvolles Erlebnis, um im echten Leben die nötige Empathie für Betroffene und ihre Situation zu entwickeln.

Auch die therapeutische Arbeit profitiert von der Immersion, also dem hohen Identifikationsgrad mit der in der VR handelnden Person. So berichtet dieser t3n-Artikel über die Erforschung einer virtuellen Therapie für Angstpatienten, die gerade am Londoner King’s College erforscht wird. Der Patient muss in einer virtuellen Bar mit Avataren interagieren, die vom Therapeuten gesprochen werden. So soll der alltägliche gesellschaftliche Umgang gefördert werden. Die Forscher wollen herausfinden, ob die virtuelle Bewältigung von Ängsten hilft, auch im echten Leben souveräner mit der Situation umzugehen.

Vom Autohaus bis zum Fahrsicherheitstraining: VR-Anwendungen der Automobilindustrie

Auch die Autoindustrie kennt faszinierende und nützliche Anwendungsszenarien für die virtuelle Realität. So lässt sich mittlerweile ein ganzer Showroom – der Ausstellungsraum für Fahrzeuge – chic und in 3D in die Virtualität spiegeln. Nützlich sein kann das beispielsweise in den großen Metropolen, in denen Ausstellungsfläche rar und teuer ist. In diesem Beitrag des Audi-Blog beschreiben die Ingolstädter, wie heute ein Kunde seine Wunschausstattung selbst in Echtzeit zusammenstellen kann. Mittels VR lässt sich unmittelbar begutachten, wie die individuell gewählte Ausstattung das Fahrzeug verändert. Der Kunde sieht also direkt, ob die Ledersitze wirklich so gut zur Farbe des Lacks passen, wie er es sich ausgemalt hat. Auch für Testfahrten kann VR-Technik eingesetzt werden.

Kritik und Herausforderungen der VR

Einen interessanten Kritikpunkt am Einsatz von VR-Technologien in der Wirtschaft erwähnt Luca Caracciolo in diesem t3n-Artikel: Der Umgang mit dieser Technik fällt Gamern natürlicherweise leichter als Nicht-Gamern. Das bedeutet in unseren Beispielen, wer zu Therapiezwecken oder beim Autokauf auf VR-Anwendungen angewiesen ist, steht möglicherweise vor größeren Hürden oder schreckt vor der Nutzung zurück. Gleichzeitig darf man hinterfragen, ob dies nicht ein natürlicher Annäherungsprozess zwischen Mensch und Technik ist, den die Gesellschaft alle paar Jahre durchläuft (Stichwort Smartphones).

Weitere Informationen

Wer sich für das Thema Virtual Reality begeistern kann und vielleicht sogar seinen beruflichen Fokus auf den Umgang mit Simulationstechniken legen möchte, findet einen interessanten Schwerpunkt im Bachelorstudiengang Digital Engineering und Angewandte Informatik: Als eine der wenigen deutschen Fernhochschulen bietet die AKAD University hier dediziert eine Vertiefungsrichtung „Virtual Reality“ an.

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