Virtual Reality

Das Konzept der Virtual Reality, kurz VR, (deutsch "Virtuelle Realität") ist keineswegs neu und wurde erstmals literarisch in den 1980ern geprägt – lange vor dem Durchbruch des Internets und der Verbreitung von massentauglichen Computern. Virtual Reality beschreibt eine computergenerierte Wirklichkeit, bestehend aus Bild und häufig auch Ton, die sich – neben dem Computer - weiterer technischer Geräte zur Darstellung von scheinbaren Wirklichkeiten in virtuellen Umgebungen zunutze macht.

Als virtuell werden Eigenschaften einer Sache beschrieben, die zwar nicht real sind, aber doch in der Möglichkeit existieren. Virtualität spezifiziert also ein konkretes Objekt über Eigenschaften, die nicht physisch, aber doch in ihrer Funktionalität vorhanden sind. Diese Objekte und ihre Eigenschaften sind nur scheinbar und werden den menschlichen Sinnen lediglich vorgetäuscht. Die Realität, wie wir sie erfahren, beschreibt, was Menschen in ihrem Umfeld beziehungsweise ihrer direkten Umgebung als Wirklichkeit wahrnehmen und wie sie in ihr interagieren. Die Darstellung dessen, was man im Allgemeinen unter Wirklichkeit versteht, ist lediglich die Interpretation äußerer Einflüsse durch das Gehirn. Wegen der qualitativen Unvollkommenheiten menschlicher Sinnesorgane sind die Darstellungen der Wirklichkeit keinesfalls exakt; wir erfahren lediglich eine eingeschränkte Wahrnehmung.

Durch moderne Computertechnik ist man in der Lage, komplexe künstliche Realitäten zu erzeugen und über speziell konzipierte Hilfsmittel an menschliche Sinne weiterzuleiten. Die Darstellung einer künstlich berechneten Welt am Bildschirm oder einer Virtual-Reality-Brille, kurz VR-Brille, ermöglicht die Wiedergabe einer wirklichkeitsgetreuen Realität. Darüber hinaus gibt es Wege der Darstellung mittels Projektion von Bildinhalten direkt auf die menschliche Augennetzhaut. Die Möglichkeiten in diesem Bereich entwickeln sich explosionsartig weiter. Es ist abzusehen, dass es in Zukunft gelingt, den Computer mit den menschlichen Sinnen zu verbinden und somit ein perfektes virtuelles Abbild der Realität zu vermitteln.
 

Datenhandschuhe werden häufig in Kombination mit VR-Brillen verwendet. Was vor 30 Jahren noch klobige und schwere VR-/Datenhelme waren, sind heutzutage leistungsstarke und angenehm zu tragende Head-Mounted-Displays (wörtlich „am Kopf befestigte Anzeige“), kurz HMD, wie Videobrillen, FPV-Brillen, Virtual Reality-Headsets (HTC Vive, Oculus, Pimax, Varjo, PlayStation VR, Valve Index) oder Augmented-Reality-Brillen (Google Glass, Microsoft HoloLens, EyeTap). Aus der rasanten technischen Entwicklung sowie der Qualität der Visualisierungen und Simulationen in diesem Bereich könnte man schlussfolgern, dass man sich zukünftig nicht mehr nur damit begnügen wird, Informationen über äußere Einwirkungen an den Menschen weiterzugeben, sondern auch unmittelbar auf die Reizleitungsorgane einzuwirken.

Die virtuelle dreidimensionale Darstellung der Realität hat gegenüber der zweidimensionalen Projektionen einige wesentliche Vorteile. In 3D-Projektionen lassen sich mehr Informationen in übersichtlicher Form unterbringen als in zweidimensionalen Medien. Informationen können sich in mehreren Schichten überlagern und lassen sich durch Interaktion und Navigation nach Belieben erforschen. Die räumliche Trennung dieser Informationsschichten ermöglicht die vollständige Informationsgewinnung auch durch einen Standortwechsel des Betrachters. Im Interesse stehende Objekte können durch Navigation im 3D-Raum näher betrachtet und zugehörige Informationen abgerufen werden. Die Form der Navigation durch 3D-Welten ist den Möglichkeiten der Navigation durch zweidimensionale Projektionen deutlich überlegen. Navigation und Interaktion lassen sich den Bewegungen in einer realen Welt angleichen; der Betrachter kann praktisch durch eine Fülle von Informationen laufen oder gar fliegen. Die Navigation in der virtuellen Realität ist dabei nicht mehr an konventionelle Bewegungsmuster oder den Faktor Zeit gebunden. Trotzdem liegt die Stärke einer Virtual Reality Simulation nicht allein in der dreidimensionalen Vermittlung von Informationen, sondern in der möglichst realitätsnahen Nachempfindung der realen Welt. Auf diese Weise findet eine Verbindung dieser virtuellen Darstellung mit inhaltlichen Informationen und der konkreten erlebten Situation statt.
Die dargestellte Datenmenge lässt sich durch explizites Ein- und Ausschalten von Informationen, aber auch implizit durch Navigation beeinflussen.
 

Wie sieht die praktische Umsetzung von Virtual Reality Anwendungen aus?

Aus technischer Sicht gibt es zwei wesentliche VR-Visualisierungsvarianten:

Variante 1: Die technisch einfachste und somit auch kostengünstigste Darstellungslösung von Virtual-Reality-Inhalten bzw. 3D-Visualisierungen auf Smartphones erfolgt mithilfe eines sogenannten "Cardboards". Dabei handelt es sich um eine Kartonhalterung, die das Smartphone in eine VR-Brille umfunktioniert. Diese simple technische Lösung hat Softwareentwickler dazu ermutigt, VR-App-Entwicklungen zu realisieren. Mobile Webbrowser unterstützen seit einiger Zeit auch die Programmierschnittstelle WebXR (vormals WebVR). So kann mittels JavaScript auf Endgeräte für Virtual Reality zugegriffen werden. Das bedeutet, dass Virtual Reality online im Browser über WebXR (vormals WebVR) erstellt und zugänglich gemacht werden kann.

Variante 2: Mixed Reality Features - also Virtual-Reality-Inhalte (VR) und Augmented-Reality-Inhalte (AR) - sind online über WebXR im Browser verfügbar. WebXR ermöglicht demzufolge die Zusammenführung dieser beiden Technologien und funktioniert ohne die bisherige Abhängigkeit zwischen Anwendung und Hardware. In einem kompatiblen WebXR-fähigen Browser (Google Chrome, Mozilla Firefox, Microsoft Edge, Apple Safari) können die entsprechenden Inhalte ohne zusätzliche Software oder Plug-Ins angezeigt werden. Es entfallen Download und Installation einer Anwendung oder App.