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Wie funktioniert eine VR-Brille?

VR-Brillen sind das Tor zu digitalen Welten, die unsere Sinne auf eine Weise ansprechen, die lange Zeit nur in der Science-Fiction möglich schien. Doch wie funktioniert dieses Wunderwerk der Technik eigentlich? In diesem Blogbeitrag erklären wir die Technologie hinter VR-Brillen auf eine einfache und verständliche Weise.

Bildschirme und Sensoren - die Kernelemente

Im Kern besteht eine VR-Brille aus einem hochauflösenden Bildschirm, der in zwei Teile geteilt wird – einen für jedes Auge. Diese Aufteilung, zusammen mit speziellen Linsen, die zwischen Ihren Augen und dem Bildschirm platziert sind, schafft eine stereoskopische 3D-Ansicht. Diese Technik ahmt nach, wie wir in der realen Welt sehen, wobei jedes Auge ein leicht unterschiedliches Bild erhält, was unserem Gehirn hilft, Tiefe und Entfernung zu interpretieren.

Um Kopfbewegungen verfolgen und den sichtbaren Bildausschnitt daran anpassen zu können, kommen Bewegungssensoren und Kameras zum Einsatz. Hierbei gibt es zwei unterschiedliche Ansätze: Es gibt Headsets, die entsprechende Sensorik intern verbaut haben. Diese kann dann die Umgebung “beobachten” sowie Neigungswinkel registrieren, woraus die Brille dann die Kopfposition berechnet. Diese Methode wird auch Inside-out-Tracking genannt.

Die zweite Möglichkeit arbeitet mit sogenannten Basisstationen. Hier müssen vor der Nutzung des Headsets Tracker fest im Raum installiert werden, welche dann extern die Position und Bewegungen des Gerätes erfassen. Diese Daten werden an die Brille weitergeleitet, die dann das korrekte Bild wiedergibt. Der Fachbegriff für diese Variante lautet Outside-in-Tracking.

Standalone vs. PC-gekoppelte Headsets

Es gibt zwei Haupttypen von VR-Headsets: Standalone und PC-gekoppelte. Standalone-Headsets, wie die Oculus Quest, sind eigenständige Geräte mit allem, was für die virtuelle Realität benötigt wird. Das umfasst nicht nur Bildschirme und Sensoren, sondern beinhaltet auch die komplette Hardware wie Prozessoren und Speicher. Sie sind daher kabellos, benutzerfreundlich und perfekt für Einsteiger. Ein Nachteil ist allerdings die beschränkte Rechenleistung, weshalb Software auf Standalone-Geräten meist eine geringere Grafikqualität aufweist.

PC-gekoppelte Headsets, wie das HTC Vive oder Oculus Rift, bieten hingegen eine tiefere, grafisch anspruchsvollere VR-Erfahrung. Sie benötigen eine Verbindung zu einem leistungsstarken PC, um zu funktionieren, was sie etwas weniger zugänglich, aber ideal für Hardcore-Gamer:innen und Enthusiast:innen macht. Die Verbindung läuft hierbei per Kabel, ist mittlerweile aber vermehrt auch über lokales WLAN “over the air” möglich. Zudem können als Hybridlösung auch einige Standalone-Brillen per Streaming zusätzlich als PC-VR-Headsets genutzt werden.

Bedienmöglichkeiten: Controller und Hand Tracking

Zur Interaktion in VR gibt es hauptsächlich zwei Methoden: Controller und Hand Tracking. Die meisten VR-Systeme kommen mit speziellen Controllern, die Bewegungen Ihrer Hände und Finger in die virtuelle Welt übertragen. Diese Controller haben Knöpfe, Trigger und Joysticks, die in der Bedienung an klassische Konsolen-Controller angelehnt sind.

Eine neuere, zukunftsweisende Entwicklung ist das Hand Tracking. Einige VR-Headsets können jetzt mittels entsprechender Sensoren Hände und Finger ohne Controller erfassen und deren Bewegungen direkt in die virtuelle Umgebung übersetzen. Dies schafft eine noch immersivere Erfahrung, da mit virtuellen Objekten so interagiert werden kann, wie das in der echten Welt möglich ist. Kritik trifft häufig noch mangelndes haptisches Feedback sowie manchmal unsauberer Erfassung, allerdings hat sich die Technik seit ihrer Implementierung stets weiterentwickelt. Man kann daher davon ausgehen, dass Hand Tracking in Zukunft große qualitative Sprünge machen und in vielen Bereichen die Eingabemethode der Wahl werden wird.

VR Professionell Einsetzen

VR-Brillen sind beeindruckende Stücke der Technologie, die es uns ermöglichen, in digitale Welten einzutauchen, die so realistisch wirken, dass sie unsere Wahrnehmung von Realität und Fiktion verschwimmen lassen. Das muss aber keine reine Spielerei für Gamer:innen sein. VR-Headsets kommen vermehrt im Arbeits- und Lehrbereich vor, da sie immersiv, risikoarm, flexibel und kostengünstig eingesetzt werden können.

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Weiterführende Links

• Die Hintergründe und Geschichte von VR: Immerzed informiert: Die Geschichte der virtuellen Realität | Immerzed