VR-Brillen sind der nächste große Schritt in der Verschmelzung von realer und virtueller Welt. Die Einsatzbereiche sind vielfältig und die Möglichkeiten, die sich durch diese neue Technik ergeben, sind enorm. So erreicht die Virtual Reality Brille ein immer breiteres Publikum, durch die immer vielfältiger werdenden Einsatzbereiche. Die virtuelle Realität liefert die Möglichkeit Objekte und Situationen aus Blickwinkeln zu betrachten, die oft in der Realität nicht möglich sind.
Die Einsatzbereiche erstrecken sich hier von Bautechnik/Architektur über Medizin bis hin zum täglichen Alltag, der Unterhaltungsindustrie und Gaming. So können beispielsweise Gebäude konstruiert, menschliche Anatomie studiert oder der neueste Blockbuster gesehen werden, mit dem Gefühl selbst mitten in der Situation zu sein.
Funktionsweise von VR-Brillen
Das Team von vrbrillen-test.com hat sich in den vergangenen Wochen das Funktionsprinzip aktueller Brillenmodelle etwas genauer angesehen. VR-Brillen machen sich nach Meinung der Experten grundlegend zwei unterschiedliche Effekte zunutze. Einerseits das Vermitteln eines 3D-Effektes, sowie andererseits das Erweitern des Sichtfeldes, ohne auf Grenzen zu stoßen, wie es bei herkömmlichen Fernsehern, Leinwänden und anderen Widergabegeräten der Fall ist. Das Zusammenspielen dieser Effekte lässt den Nutzer das Gefühl erfahren, sich direkt im Szenario zu befinden. Dieser Sinneseindruck wird auch als Immersion bezeichnet.
Ermöglichen von 3D-Effekten
Das dreidimensionale Sehen wird erst durch das Zusammenspiel beider Augen ermöglicht. Mit einem Auge alleine kann eine zufriedenstellende Tiefenwahrnehmung nicht ermöglicht werden. Jedoch kann durch den Einsatz beider Augen ein solcher Effekt erzeugt werden. Dieses Phänomen bezeichnet man als stereoskopisches Sehen. Hier nehmen das linke und das rechte Auge jeweils zwei unterschiedliche Bilder wahr. Dies kommt, obwohl das Objekt prinzipiell dasselbe ist, deshalb zustande, weil beiden Augen das Bild aus unterschiedlichen Raumwinkeln wahrnehmen. Dieser Unterschied der Perspektiven führt dazu, dass im Gehirn aus beiden Bildern ein dreidimensionales Objekt entsteht.
Von der Theorie zur Praxis
Dieses Prinzip des stereoskopischen Sehens nutzt nun auch die VR-Brille, um dem Nutzer einen immersiven 3D-Effekt zu präsentieren. Da das Bild ursprünglich auf beiden Kanälen, also linkem und rechtem Display, gleich sein würde, erzeugt man eine geringe stereoskopische Differenz zwischen beiden Kanälen. Diese wird direkt bei der Bilderzeugung vom Computer berücksichtigt und errechnet. Die Bilder, die nun mit dieser stereoskopischen Differenz an den Augen ankommen, werden vom Gehirn in eine 3D-Umgebung umgewandelt.
Zur Erzeugung eines verwertbaren Bildes für das menschliche Auge, muss in der Bille jedoch noch ein Linsensystem eingebaut werden. Der Hintergrund zur Notwendigkeit eines solchen Linsensystems ist, dass das Bild, welches vom Auge aufgenommen werden soll, nur wenige Zentimeter vor dem Auge entsteht. Die sogenannte MOD (Minimale Objekt Distanz) beschreibt wie nahe ein Objekt am Auge sein kann, um noch scharf dargestellt zu werden.
Die MOD beim menschlichen Auge ist zwar von Person zu Person unterschiedlich, aber in der Regel 10 cm und kann je nach Alter auch höher sein. Die tatsächliche Distanz des Auges zur VR-Brille beträgt jedoch nur ungefähr 5 – 10 cm. Das Auge kann also auch durch die physiologische Scharfstellung (Akkommodation) kein scharfes Bild wahrnehmen. Hierzu wird nun das sogenannte Linsensystem eingesetzt, welches das Bild so bricht, dass dieses auf der Netzhaut scharf dargestellt werden kann.
Breite des Bildes und Bildqualität
Das Bild, das von der VR-Brille generiert wird, muss nicht nur hinsichtlich der Auflösung, sondern auch der Frequenz, mit der die Bilder vor dem Auge auftauchen, angepasst werden. Ein weiterer entscheidender Faktor, durch den die perfekte Immersion erst möglich wird, ist die Breite des Bildes. Ist das Bild im Vergleich zum natürlichen menschlichen Sehfeld zu klein, so entsteht der Eindruck, als würde man aus einer gewissen Distanz auf einen Bildschirm blicken. Um diese Situation zu vermeiden, muss die VR-Brille den natürlichen menschlichen Sichtbereich möglichst gut, beziehungsweise vollständig abdecken.
Realisiert wird dies durch ein extra breites Sichtfeld, welches sowohl vertikal als auch horizontal das Sehfeld des Benutzers abdeckt. Die Breite des Sehfeldes wird in Grad angegeben. Je nach Modell kommt eine unterschiedliche Breite des Sehfeldes zur Anwendung. Niedrigpreisige Modelle haben hier nur eine Breite von bis zu 40°. Hier sind die Randbereiche des Displays noch erkennbar und eine völlige Immersion ist nicht gegeben. Produkte der Mittelklasse bieten Breiten von bis zu 60° und hochpreisige VR-Brillen bieten weit über 80° Breite an. Bei über 80° sind die Randbereiche und Grenzen der Bildschirme nicht mehr erkennbar und man befindet sich quasi direkt in der virtuellen Welt, es entsteht eine perfekte Immersion.
Bild- und Darstellungsfrequenz
Die Darstellungsfrequenz der Bilder ist maßgebend für die flüssige Darstellung von Bewegungsabläufen. In keinem Bereich wird dies so spürbar wie im Gaming-Sektor. Die besten Modelle schaffen heute eine Bildfrequenz von 90 – 120 Hz. Dies reicht schon für den Großteil der Anwendungen und Darstellungen ohne dabei merkbare Dynamikverluste wahrnehmen zu können. Mit Senkung der Auflösung der Bilder kann jedoch auch mit einer niedrigeren Rechenleistung für eine flüssige virtuelle Realität gesorgt werden.
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