Open Password - Mittwoch, 
den 22. November 2017

# 284

Virtual Reality – Jonathan Harth – Universität Witten-Herdecke – Stereoskope – Oliver Holmes – Oculus VR – Datenbrillen – Oculus Rift – HTC Vive – Sony Playstation VR -Augmented Reality – Facebook – Microsoft – Apple – Google – Sony – Full body ownership illusion – Avatare – Entkörperung – Inside-Out-tracking – TPCast – Handtrackings - Disruption

 

Trends

Virtual Reality – Was kann diese Technologie
heute und in Zukunft?

Von Jonathan Harth, Universität Witten-Herdecke

Die Anfang des 20. Jahrhundert äußerst beliebten »Stereoskop«-Guckkästen lassen sich in gewisser Weise als frühe Form von Datenbrillen verstehen. Auch wenn die Wirkung unter den Bedingungen heutiger Medienkompetenz weitaus weniger beindruckend erscheinen mag, lösten die Stereoskope (siehe Abbildung: Stereoskop „Isostereo“, circa 1910) zu ihrer damaligen Zeit utopische Fantasien aus. Exemplarisch berichtet der Arzt und Schriftsteller Oliver Holmes über das Erleben der Wirkung derartiger Guckkästen zur damaligen Zeit: »At least the shutting out of surrounding objects, and the concentration of the whole attention, which is a consequence of this, produce dream-like exaltation of the faculties, a kind of clairvoyance, in which we seen to leave the body behind us and sail away into one strange scene after another, like disembodied spirits« (Holmes 1861). Diese Faszination scheint daher zu rühren, dass Menschen seit jeher in Beschlag genommen werden von Fragen nach den Grenzen von Realität, Fiktion und Virtualität.

Seit der im Jahre 2013 erfolgreich abgeschlossenen Crowd-funding-Kampagne des Unternehmens Oculus VR sind Stichworte wie »Virtuelle Realität« (VR), »Head Mounted Display« (HMD) und »Metaversum« wieder en vogue. Zwar wurde bereits in den 1990er Jahren der Begriff »Virtual Reality« popkulturell sehr bekannt (in Hollywood und in der Computerspielszene). Es kamen auch erste kommerzielle Datenbrillen auf den Markt (wie etwa das »VFX1« von Forte oder auch Nintendos »Virtual Boy«). Diese lieferten jedoch wegen diverser technischer Restriktionen nur sehr bescheidene Erlebnisse. Seit 2016 ist nun jedoch die so genannte zweite Generation der Datenbrillen für Konsumenten erhältlich. Namhafte Hersteller haben ihre ersten potenten Geräte vorgestellt (Oculus Rift, HTC Vive und Sony Playstation VR) und erhoffen sich einen neuen gewinnbringenden Geschäftsbereich. Diese Geräte zeichnen sich dadurch aus, dass die den Brillenträger*innen buchstäblich vor Augen geführte virtuelle Realität zum ersten Mal ohne größere technische Begrenzungen (Pixelauflösung und -dichte, Aufzeichnung und Verarbeitung der Kopfbewegungen, Bildwiederholrate usw.) hergestellt werden kann. Als „Virtuelle Realität“ wird die Darstellung und gleichzeitige Wahrnehmung der Wirklichkeit und ihrer physikalischen Eigenschaften in einer in Echtzeit computergenerierten, interaktiven virtuellen Umgebung bezeichnet. Damit grenzt sich »Virtual Reality« zur so genannten »Augmented Reality« vor allem dadurch ab, dass sie die sichtbare Wirklichkeit in der Regel komplett von der realen Wirklichkeit abtrennt.

 Auch wenn »Virtual Reality« momentan als medialer Hype erscheinen mag, diskutiert die Szene und auch der Markt bereits seit mehr als vier Jahren (erneut) darüber, wie und wann sich diese Technik als neuer Kommunikationsweg (oder gar als neues Medium) etablieren könnte. Konzerne wie Facebook, Microsoft, Apple, Google und Sony signalisieren durch ihre mehrere Milliarden Dollar umfassenden Investments in die VR-Technologie, dass hier noch etwas zu erwarten ist. Zwar ist längst nicht absehbar, welchen Einfluss VR genau haben wird, die Technologie beflügelt die Technik-Szene aber bereits heute so stark wie damals das Aufkommen des WWW. So verwundert es nicht, dass in dieser »Pionierstimmung« viele Stimmen davon ausgehen, dass VR nicht gleich wieder von der medialen Bildfläche verschwinden wird. Entsprechend hoch sind die Erwartungen an diese Produkte. So titelte bereits 2015 das Time Magazine: “The surprising Joy of Virtual Reality – and why it’s about to change the world”. Von besonderem Interesse ist vor allem, dass die neuen Datenbrillen das Benutzen bzw. das Eintauchen in virtuelle Realitäten mit einem starken Gefühl der Immersion bzw. Präsenz in diesen Umgebungen verbinden. Durch die latenzfreie Übertragung realer Körperbewegungen in die virtuelle Realität stellt sich bei den Benutzer*innen meist schon nach wenigen Sekunden das Gefühl ein, »dort vor Ort zu sein«.

In virtuellen Realitäten ist man als Nutzer nicht nur in der Lage, in alle Richtungen zu blicken, sondern sich auch in diese Richtungen zu bewegen. Dadurch wird es erstmals möglich, computergenerierte Welten mit dem eigenen Körper zu erkunden, der aber – und das ist das Besondere – durch einen virtuellen Körper ersetzt worden ist. Dadurch kann der mehr oder weniger überzeugende Eindruck erweckt werden, in einem anderen Körper präsent zu sein, was ziemlich erschreckend sein kann. Dieser Effekt wird als “full body ownership illusion” bezeichnet. Diese Illusionen sind aus der Medienpsychologie sehr gut bekannt und leiten sich aus den „Rubber-hand“-Illusionsexperimenten von Botvinick und Cohen (1998) ab. Dort wurde eine Gummihand vor einer Person auf einen Tisch gelegt und dann mit der entsprechenden Stimulation die Illusion erzeugt, es handele sich um eine eigene Hand des Körpers. Entsprechend erleben auch die meisten Benutzer von VR ein Gefühl für die dargestellten virtuellen Gliedmaßen und verwerfen sie nicht als fremde Gegenstände. Diese Erkenntnisse wurden durch viele Experimente und empirische Forschungen gut unterstützt.

Mit dem Gebrauch von Virtual Reality ist es sogar möglich, Veränderungen im Verhältnis zu sich selbst zu induzieren. So stellten Lenggenhager, Metzinger und Blanke in einer Studie in Science fest: “We found that during multisensory conflict, participants felt as if a virtual body seen in front of them was their own body and mislocalized themselves toward the virtual body, to a position outside their bodily borders” (Lenggenhager et al., 2007, p.1096). Die Forscher manipulierten somit die subjektive Lokalisation des eigenen (virtuellen) Körpers im Raum, was durch viele weitere Studien und experimentellen Setups bestätigt werden konnte. Andere Experimente zeigen, dass die virtuelle Verkörperung in einem Avatar des anderen Geschlechts (Slater et al., 2009) oder anderen Alters (Banakou et al., 2013) oder einer anderen Hautfarbe (Peck et al., 2013) zu ähnlichen Phänomenen führen kann.

Alle diese Experimente haben gemeinsam, dass sie mit der Idee brechen, in nur einem einzigen und unabänderlichen Körper inkarniert zu sein. Die Technologie der virtuellen Realität hält somit prinzipiell die Möglichkeit bereit, sich von direkten körperlichen Erfahrungen zu trennen und erlaubt auf diese Weise eine Art zeitlicher „Entkörperung“ aus dem materiellen Körper. Beobachtungen in der virtuellen Realität scheinen daher die Ontologie der materiellen Wirklichkeit zur Disposition zu stellen. Dies wiederum führt zu interessanten Effekten: In VR können sich die Benutzer beobachten, wie sich jemand anderes (der sie jedoch selbst sind) auf unterschiedliche Weise verhalten könnte. Wenn man diese Ergebnisse ernst nimmt, scheint eine virtuell veränderte Verkörperung mit einer Änderung des habituellen Modus Operandi Hand in Hand zu gehen. Damit allerdings stellt sich die spannende Frage, inwieweit Virtual Reality nicht nur auf die Realität im Allgemeinen Multiperspektivität möglich macht, sondern auch auf die eigene Identität und Leiblichkeit.

Auch wenn die Wirkungen von VR bereits heute beeindruckend gut funktionieren, muss sich noch erweisen, wie sehr sich diese Geräte (eventuell erst in ihrer zweiten oder dritten Iteration, die aller Wahrscheinlichkeit nach spätestens Ende 2018 erscheinen wird) den Markt durchdringen werden oder ob VR nicht eher ein mehr oder weniger großes mediales Randphänomen bleiben wird. Darüber hinaus wird die weitere Entwicklung in den kommenden Jahren zeigen, inwieweit die Differenzierung von VR und AR weiter aufrecht erhalten bleibt. Vom Prinzip her könnte nämlich auch ein entsprechend avanciertes AR- Headset (mit Hilfe entsprechender Technologien wie Inside-Out-Tracking, Peripherie-Geräten zur Interaktion usw.) qua kompletter Überlagerung des Sichtfeldes auch VR ermöglichen. Heute allerdings findet sich die Differenzierung vor allem nach der Mobilität, den Möglichkeiten zur Interaktion, der Leistungsfähigkeit der Darstellung und dem Einsatzbereich statt, auf die im Folgenden etwas näher eingegangen werden soll.

Im Bereich der Mobilität liegt derzeit vor allem AR vorne, da sie auf kleine, autonome Systeme setzen (beispielsweise Smartphones oder in das HMD integrierte Rechnerarchitektur wie in Microsofts Hololens, Apples ARKit oder Meta). Die ganz im Wortsinn zu verstehende Loslösung von der Kabelgebundenheit an leistungsstarke Rechnerarchitektur der aktuellen VR-Devices wird aller Voraussicht nach im kommenden Jahr erfolgen. Bereits heute bietet der Hersteller TPCast zusätzliche Peripherie an, um die Datenströme zwischen PC und Headset drahtlos zu übertragen. Durch das Wegfallen des Kabels folgt eine größere Freiheit seitens der Nutzer, die sich dann ohne Sorge in den virtuellen Räumen bewegen können.

Im Bereich der Interaktionsmöglichkeiten mit virtuellen Welten und Objekten liegt aktuell die VR-Technologie vorn. Allen heute erhältlichen Geräten liegen mehr oder weniger avancierte Steuerungsgeräte bei, mit denen sich mehr oder weniger intuitiv in den virtuellen „Environments“ hantieren lässt. Insbesondere für das größere und dauerhafte Erleben von Präsenz – also das Manipulieren, Begreifen und Modifizieren virtueller Gegenstände – ist eine ausgefeilte Interaktion unabdinglich. Inwiefern hier jedoch die künftigen AR-Geräte nachziehen werden (etwa durch Kompatibilität mit den bereits erhältlichen Controllern oder durch eigene Entwicklungen im Bereich infrarotgesteuerten Handtrackings), muss sich noch erweisen.

Die hohen Ansprüche an grafische Darstellungen in VR/AR (siehe unten) bringen noch immer die Leistungsfähigkeit aktueller PC-Hardware an ihre Grenzen. Aus diesem Grund wird VR auf diesem Gebiet vermutlich noch lange vorne bleiben, da die moderne PC-Rechnerarchitektur vom Prinzip her skalierbar ist und je nach aktuellem Angebot nachgerüstet werden kann. Natürlich nähern sich AR- und VR-Geräte hier irgendwann an, wenn auch die mobilen Rechnerarchitekturen (Smartphones) ein entsprechendes Leistungsniveau erreicht haben.

Für eine potentielle Disruption des Mediensektors, also der Umwälzung und Neuordnung bestehender Strukturen, gilt es heute noch immer, die Darstellung der präsentierten virtuellen Welten weiter voranzutreiben. Auch wenn aktuelle Anwendungen bereits einen hohen Grad an grafischem Realismus aufweisen und auch die Technik mit ihren FullHD-Displays einen guten Eindruck macht, wird der richtige Durchbruch von VR/AR vermutlich erst dann möglich werden, wenn die dargestellten Welten kaum mehr von der gewöhnlichen Realität zu unterscheiden sind. Sowohl im Detailgrad als auch in der Skalierbarkeit und „Größe“ virtueller Welten stehen VR-Anwendungen hier noch vor AR-Anwendungen. Dennoch sind die aktuellen VR-Geräte von der Displayqualität her gesehen kein „State of the Art“ mehr. Smartphones bieten teils höhere Auflösungen und die kommenden Jahre werden hier sicher zu einer Angleichung führen. Noch sind auch FOV („Field of View“, also der Bereich des Sichtfeldes) bei VR-Headsets größer als bei AR-Brillen – aber auch dies muss nicht so bleiben.

Abschließend ist jedoch zu vermuten, dass vor allem der konkrete Einsatzbereich der Anwendungen auf lange Sicht gesehen entscheidend dafür sein könnte, welcher Zweig der Virtualisierung sich am Ende durchsetzen wird. Während VR-Geräte durch die mächtigeren, externen Rechnerarchitekturen und entsprechende Trackingsensoren an einen Ort gebunden sind, erweist sich der potentielle Einsatzbereich mobiler AR-Geräte als weitaus größer. AR-Brillen könnten prinzipiell weltweit zum Einsatz kommen. Damit sind auch der konkreten Einsatzmöglichkeit von AR prinzipiell keine Grenzen gesetzt.

Quellen

Banakou, Domna; Groten, Raphaela & Slater, Mel (2013): Illusory ownership of a virtual child body causes overestimation of object sizes and implicit attitude changes. In: PNAS, 110(31), 12846–12851.

Botvinick, Matthew & Cohen, Jonathan (1998): Rubber hands 'feel' touch that eyes see. Nature, 391, 756.

Holmes, Oliver Wendell (1861): Sun-painting and Sun-Sculpture; with a Stereoscopic Trip across the Atlantic. Atlantic Monthly, 13-29.

Lenggenhager, Bigna; Tadi, Tej; Metzinger, Thomas & Blanke, Olaf (2007): Video ergo sum. Manipulating bodily self-consciousness. Science, 24(317), 1096–1099.

Peck, Tabitha; Seinfeld, Sofia; Aglioti, Salvatore & Slater, Mel (2013): Putting yourself in the skin of a black avatar reduces implicit racial bias. Consciousness and Cognition, 22(3), 779–787.

Slater, Mel; Perez-Marcos, Daniel; Ehrsson, H. Henrik & Sanchez-Vives, Maria V. (2009): Inducing illusory ownership of a virtual body. Frontiers in Neuroscience, 3(2), 214–220.

Aus dem Archiv

Push-Dienst Archiv 2017 - Alle Beiträge

Direkt per Klick - alle Open Password Ausgaben in einer Gesamtübersicht.

Mehr...

---