Was Sie über Virtual Reality wissen müssen

Was Sie über Virtual Reality wissen müssen

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Bild: (Bild: Facebook / Mark Zuckerberg)

Sie suchen Infos zu Virtual Reality? Hier erfahren Sie, welche VR-Brillen wofür taugen, welche Hardware Sie für VR brauchen, welche Inhalte es gibt – und wie weit die Technik schon gereift ist.

Schon einmal, Mitte der neunziger Jahre, geisterte der Begriff Virtual Reality durch die Mainstream-Medien, dann war aber schnell wieder Schluss – die VR-Revolution war irgendwo steckengeblieben. Rund 20 Jahre später redet wieder alle Welt von Virtual Reality. Und diesmal sieht es so aus, als bliebe uns die Technik erhalten. c't beantwortet die wichtigsten Fragen zum Thema.

VR erfüllt einen Jahrhunderte alten Menschheitstraum: Es transportiert den Benutzer an beliebige Orte – und die müssen nicht einmal realistisch sein. Es kann sich auch in der Realität unmögliche Fantasiewelten handeln. VR ist quasi eine Traumerfüllungsmaschine.

Palmer Luckey: Pionier der neuen VR-Brillen

Palmer Luckey ist schon seit seiner Kindheit besessen von Virtual Reality. Irgendwann kam er auf die Idee, nicht teure Mikrodisplays für jedes Auge zu benutzen, sondern mit Lupenlinsen auf ein normales Smartphonedisplay zu gucken. Die erste Umsetzung in eine handgefertigte Brille und der daraus resultierende Hype führte mit 2,4 Millionen eingesammelten US-Dollars durch den Startup Oculus zu einer der erfolgreichsten Kampagnen der Crowdfinancing-Plattform Kickstarter

Anders als zum Beispiel 3D-Kino füllt der Blick durch eine VR-Brille das gesamte Sichtfeld aus: Man nimmt seine echte Umgebung nicht mehr wahr, sondern sieht ausschließlich die virtuelle Welt. Ein wichtiges Merkmal ist dabei das sogenannte Head-Tracking: Bewegt man seinen Kopf, werden die Bewegungen in die virtuelle Realität übertragen. Ist die Verzögerung zwischen der echten Kopfbewegung und Bewegung im VR-Bild (die sogenannte Latenz) gering genug und die Software gut genug gemacht, stellt sich die sogenannte „Presence“ ein – das Gehirn ist tatsächlich davon überzeugt, woanders zu sein.

Das liegt nicht nur an der millionenfach verbesserten Grafikleistung akuteller Grafikchips – auch heute gibt es tolle VR-Titel, die bewusst reduzierte Drahtgitter-Grafik wie aus den Neunzigern nutzen. Viel stärker wiegt die stark verbesserte Sensortechnik. Mit extrem empfindlichen Gyroskopen, Beschleunigungssensoren und Magnetometern lassen sich Kopfbewegungen millimetergenau und latenzarm in die VR-Welt übertragen.

Das Tracking bei der ersten VR-Welle (meist Magnet-Tracking) in den 1990er Jahren war viel ungenauer und es dauerte auch viele Millisekunden, bis eine Kopfbewegung aus der echten in der virtuellen Welt angekommen war. Ausprobieren kann man die alten VR-Helme zum Beispiel im Berliner Computerspielmuseum. Dort werden jeden Montagabend ab 18 Uhr zwei Virtuality-2000SU-Maschinen mit Visette-2-Headsets von 1994 angeschaltet.

Die Smartphone-Revolution war maßgeblich am zweiten VR-Frühling beteiligt: Ohne Handys gäbe es heute wohl keine günstigen hochauflösenden Minidisplays und keine so guten Sensoren.

Grob kann man drei Geräteklassen unterscheiden: Rein mechanische Smartphone-Halterungen (Google Cardboard und Varianten wie Zeiss VR One), Smartphone-Halterungen mit eingebauter Elektronik (Samsung Gear VR, LG 360 VR) und Headsets mit eigenem Display (Oculus Rift, HTC Vive, Playstation VR, Razr OSVR).

So funktionieren Smartphone-Halter für VR

Rein mechanische Smartphone-Halterungen funktionieren Im Prinzip alle gleich: Sie nehmen ein Smartphone auf und vergrößern den Inhalt des Displays durch zwei Lupenlinsen. Wer das erste Mal eine solche Halterung ausprobiert, sollte ruhig zu einer günstigen Papp-Variante greifen. Diese gibt es für wenige Euro bei online-Händlern (und übrigens auch in unserem Shop).

Den deutlich teureren Plastikhaltern fehlt meist der Magnetschalter zum Wechsel der Bilder und ihre Bildqualität ist nicht zwingend besser. Sie hängt sehr von den verwendeten Linsen ab – und von der Größe und Qualität Ihres Smartphone-Displays. Dafür sehen einige der stabilen Halterungen richtig schick aus und man muss sie nicht umständlich zusammenbauen; einige sitzen einfach bequemer oder sie haben zusätzlich ein Kopfband.

Die VR-Qualität der rein mechanischen Smartphone-Halterungen ist im Vergleich zu den echten VR-Brillen mit Abstand am schlechtesten. Was kein Wunder ist, denn die Sensoren im Handy sind nicht für Headtracking ausgelegt – es ruckelt also.

Bei den mechanischen Smartphone-Halterungen genügt ein einigermaßen aktuelles Handy (möglicht nicht älter als zwei Jahre) mit Android oder iOS. Da die original Cardboard von Google für das Nexus 5 (4,95 Zoll Diagonale) entwickelt wurde, sind fast alle Papp-Gehäuse für Smartphones auf 5-zöllige Displays optimiert. Das Display sollte deshalb zwischen 4,7 und 5,3 Zoll groß sein.

Kleinere Geräte wie zum Beispiel das iPhone 5 funktionieren zwar, allerdings ist hier das Blickfeld so klein, dass kein richtiges Mittendrin-Gefühl aufkommt. Außerdem sieht man bei zu kleinen Geräten den Rand des Displays durch die Brille. Smartphones, die größer sind als 5,5 Zoll, passen in viele Halterungen schlicht nicht rein; einige Plastik-Halterungen sind aber in einer spezielle Ausführung für sehr große Geräte erhältlich.

Außerdem benötigt das Smartphone zwingend einen Lagesensor (Gyroskop) für das Headtracking und sein Display sollte mindestens Full-HD-Auflösung (1920 × 1080 Pixel) haben – andernfalls wirkt die Darstellung arg pixelig.

Samsungs Gear VR löst das Headtracking-Problem mit eigenen Sensoren im Gehäuse, ihr fehlt aber das Positionstracking: Die Hardware erfasst lediglich Kopfdrehung und -neigung, aber nicht die Position im Raum. Dennoch bietet die Gear VR ein deutlich besseres Mittendrin-Gefühl und sehr geschmeidiges Headtracking.

Samsungs VR-Brille funktioniert allerdings nur mit einigen wenigen Top-Smartphones des Herstellers: Die aktuelle Version der Gear VR nur mit Galaxy Note5, S6 edge+, S6 und S6 edge sowie mit dem S7 (edge). Die neueste Gear VR kostet 100 Euro.

LG kombiniert bei der 360 VR ebenfalls Smartphone und Brille. Doch hier wird das Smartphone nicht in die Brille gesteckt, sondern bringt Displays und Sensoren selbst mit. Das Smartphone – genauer gesagt das LG G5 – muss per USB-Kabel vom Typ C mit der Brille verbunden werden. Ein Schirm um die Linsen soll die Augen von der Umgebung abschotten.

Die eingebauten Displays haben eine Auflösung von je 960 × 720 Pixeln; insgesamt ergeben sich so 1920 × 720 Bildpunkte. Der eingebaute Gyrosensor und ein Näherungssensor sorgen für eine Steuerung der VR-Ansicht. Bedient wird die Brille über zwei Tasten und das Smartphone-Display. Die Brille selbst wiegt kaum mehr als die sensorlosen Smartphone-Halter. Ein Preis steht noch nicht fest.

Die "großen" Headsets von Oculus, HTC und Sony können mehr als die Smartphone-Halterungen: Sie beherrschen obendrein die Positionserkennung. Sie wissen also, wo sich der Nutzer gerade befindet und können diese Information im Spiel oder der Anwendung nutzen.

Die Headsets bieten auch deshalb die beste VR-Qualität, weil sie von leistungsstarken PCs beziehungsweise Spielkonsolen befeuert werden statt von vergleichsweise schwächlichen Smartphones. Dafür benötigen alle drei Brillen zwingend eine Verbindung zum PC per HDMI-Kabel, was im Eifer des VR-Gefechts nervig sein kann.

Auch die Hardware-Anfrderungen sind deutlich höher als bei den Halterungen: Oculus Rift und HTC Vive laufen nur mit einem leistungsstarken Gaming-Rechner ab der 1000-Euro-Klasse. FÜr den Betrieb der Playstation VR von Sony benötigt man "nur" eine Playstation 4.

Gerät Oculus Rift HTC Vive Sony Playstation VR
Systemanforderungen Windows-Gaming-PC Windows-Gaming-PC Playstation 4
Displaytechnik OLED mit 90 Hz OLED mit 90 Hz OLED mit 120 Hz (volle RGB-Pixel, kein PenTile)
Displayauflösung 2160 × 1200 Pixel (zwei separate Displays 1080 × 1200 pro Auge) 2160 × 1200 Pixel (zwei separate Displays 1080 × 1200 pro Auge) 1920 × 1080 Pixel (ein Display, 960 ×1080 pro Auge)
Anschlüsse 1 × HDMI 1.3, 2 × USB 3.0 1 × HDMI, 1 × USB 3.0, 1 × USB 2.0 (kabellose Variante geplant) Anschlussbox mit HDMI und USB 3.0, zweite HDMI-Buchse für Fernseher
Tracking intern (Accelerometer, Magnetometer, Gyrometer) plus extern (Infrarot-Kamera) intern (Accelerometer, Magnetometer, Gyrometer) plus extern (zwei Laser-Tracker) intern (Accelerometer, Magnetometer, Gyrometer) plus extern (Playstation-Kamera)
Controller XBox-One-Controller (mitgeliefert), Touch-Handcontroller (optional) zwei Handcontroller (mitgeliefert) Playstation-4-Pad und Move-Controller
geplanter Verkausstart Brille: 28. März 2016, Touch-Controller: erstes Halbjahr 2016 5 April 2016 voraussichtlich Oktober 2016
Preis 740 Euro 900 Euro 400 Euro

Oculus setzt für die Rift mindestens eine Grafikkarte mit Nvidia GTX 970 oder AMD 290, 8 GByte RAM, einen Intel-i5-4590-Prozessor sowie drei freie USB-Ports (2 × USB 3.0, 1 × USB 2.0) voraus.

In der Rift stecken zwei OLED-Displays mit jeweils 1080 × 1200 Pixeln pro Auge; insgesamt hat die Brille also 2160 × 1200 Bildpunkte. Diese werden über die beiden Lupenlinsen stark vergrößert, weshalb man anders als bei einem derart hochauflösenden Smartphone bei genauem ganz Hinschauen noch die Pixelstruktur erkennen kann. Die Brille kommt Ende März für 700 Euro in den Handel.

Das User-Tracking übernehmen Beschleunigungssensoren und Lagesensoren im Headset sowie ein Infrarotsensor. Die Brille wird per HDMI- und zwei USB-Kabeln mit dem PC verbunden.

Oculus legt der Rift zunächst nur ein Xbox-One-Gamepad bei und setzt zum Start auf VR-Umsetzungen eher konventioneller Spielkonzepte, die im Stehen oder Sitzen gespielt werden. Titel wie Elite Dangerous, Project Cars, Keep Talking and Nobody Explodes und Shufflepuck Cantina Deluxe VR sind schon älter und laufen bereits mit der seit 2014 erhältlichen Rift-Entwicklerversion DK2. Zu den Launch-Spielen gehören das Weltraum-Abenteuer Adr1ft, das Action-Adventure Chronos sowie die kostenlos mitgelieferten Titel Lucky's Tale (Jump and Run) und der Weltraum-Shooter EVE: Valkyrie.

Durch die Finanzierung einiger Studios sicherte sich Oculus zudem zahlreiche Exklusivrechte – die Spiele laufen dann nur auf der Rift, nicht aber auf der Vive von HTC. Spiele, bei denen man sich frei im Raum bewegen kann, will Oculus erst im Laufe des Jahres 2016 unterstützten, wenn die zusätzlichen Oculus-Touch-Controller und ein weiterer Kamera-Sensor auf den Markt kommen. Die Exklusivtitel The Climb (Klettersimulation) und Edge of Nowhere (Action-Adventure) stehen zum Rift-Start noch nicht zur Verfügung.

HTC und Valve, die gemeinsam die Hard- und Software für die Vive entwickeln, setzen von Anfang an auf das sogenannte Room Scale VR, bei dem sich die Spieler frei in einem kleinen Raum bewegen können. Aktuell ist dieser Raum 4 bis 12 Quadratmetern groß und man kann mit zwei Handcontrollern direkt mit virtuellen Gegenständen interagieren.

HTC Vive im c't-Test

Noch gibt es die VR-Brille von HTC nicht im Handel, doch die c't-Redaktion konnte bereits eine(fast) finales Gerät testen: Obleich es zum Testzeitpunkt nur wenige Anwendungen gab, wurde das enorme Potenzial von Virtual Reality deutlich.

Bei der Software-Unterstützung setzen Valve und HTC auf den OpenVR-Standard und finanzieren keine Exklusiv-Titel. Dadurch findet man bereits jetzt sehr viele kleine experimentelle VR-Spiele in der Steam-Bibliothek. Kurz vor dem Marktstart veröffentlicht Valve täglich neue Updates für seine VR-Software, -Treiber und -Firmware.

HTC hat für die Vive keine "Mindestvoraussetzungen", sondern nur Empfehlungen veröffentlicht. Die sehen genauso aus wie bei Oculus, außer dass HTC "nur" 4 GByte RAM empfiehlt sowie lediglich einen USB-2.0-Port benötigt.

Die Vive nutzt wie die Rift zwei OLEDs mit je 1080 × 1200 Pixeln (insgesamt also 2160 × 1200 Bildpunkte), die mit 90 Hz angesteuert werden. Auch hier sorgen Lage- und Beschleunigungssensoren in der Brille fürs Tracking, zusätzlich spannen Laserdioden in zwei kleine externen Boxen ein Feld auf, über das die exakte Position des Brillenträgers im Raum bestimmt wird. Dank der beiden mitgelieferten Handcontroller kann man virtulle Gegenstände anfassen und bewegen..

Die Vive kommt am 9. April für 900 Euro in den Handel.

Deutlich preiswerter wird der VR-Vergnügen mit Sonys Playstation VR: Die futuristisch aussehende Brille soll ab Oktober 2016 für 400 Euro erhältlich sein. Auch sie nutzt ein OLED-Display pro Auge, diese lösen mit je 960 × 1080 Pixel allerdings weniger fein auf: Die insgesamt 1920 × 1080 Bildpunkten produzieren leichte Treppenstufen an eigentlich geraden Linien. Dafür haben die OLEDs von Sony ein auch bei Monitoren übliches RGB-Pixelmuster, während die Displays in den Brillen von Oculus und HTC eine sogenannte Pentile-Matrix mit einer unterschiedlichen Anzahl von Farb-Subpixeln nutzen. Anders als bei HTC und Oculus sieht man bei der PSVR von Sony keine Pixelstruktur.

Sony Playstation VR

Mit einem Preis von 400 Euro sowie einem extrem umfangreichen und hochwertigen Spieleaufgebot ist die Playstation VR ein ernstzunehmender Konkurrent für Oculus Rift und HTC Vive. Die futuristisch anmutende Brille kommt zwar erst im Oktober 2016 auf den Markt, doch c't konnte die PSVR bereits testen.

Das Tracking übernehmen auch hier Sensoren und die (optionale) Playstation-Kamera. Die RGB-Kamera erfasst Bewegungen des Brillenträgers über die Hand-Controller PS Move; diese sind optional und kosten pro Stück 35 Euro. Steuerungen sind auch mit dem Standard-Gamecontroller Dualshock 4 der PS4 möglich. Der Tracking-Bereich, in dem sich die Spieler bewegen können, ist etwa 2m × 2m groß.

Als Systemanforderungen setzt Sonys Playstation VR lediglich eine Playstation 4 für etwa 400 Euro voraus. Zwischen Headset und PS 4 hängt noch eine Box mit allerlei Elektronik. Die geringere Rechenleistung der PS4-Konsole will Sony mit Programmiertricks wieder wett machen. Dadurch sollen VR-Spiele mit bis zu 120 Hz ebenso flüssig laufen wie auf größeren Desktop-PCs.

Dank der eigenen Entwicklungs-Studios darf man von Sony aufwendig produzierte VR-Spiele erwarten. Mit dem Tracking einer einzelnen Playstation-Kamera ist hier zwar kein echtes Room-Scale-VR möglich, die Move-Hand-Controllern erlauben es jedoch, mit VR-Gegenständen zu hantieren.

Wie gut VR funktioniert, können Sie mit einer Smartphone-Halterung sehr einfach selbst ausprobieren. Das können 360-Grad-Panormen sein oder kleine Anwendungen, mit der Sie in die VR abtauchen können – nur darin bewegen können Sie sich mit den einfachen VR-Brillen nicht. VR-Apps für solche Smartphone-Brillen finden Sie im Play- oder Appstore mit einer Suche nach "cardboard vr" oder "durovis" – so heißt die erste erhältliche Smartphone-Halterung. Das Angebot an VR-Apps ist riesig und es gibt auch viele schlechte Apps darunter. Kuratierte Zusammenstellungen wie Googles "Cardboard"-App für Android enthalten eine Best-of-Liste. Die von Homido angebotene App "Homido-Center" enthält ebenfalls eine brauchbare Liste für Android- und iOS-Apps.

Klar, viele denken bei VR zu allererst an Spiele. Dabei gibt es eine Menge mehr Einsatzgebiete für die virtuelle Realität: VR wird zum Beispiel bereits im Marketing und Verkauf eingesetzt, beispielsweise in Autohäusern oder in der Reiseindustrie. So wollen große Automarken wie Audi ihre Fahrzeuge detailgetreu mit allen Ausstattungsvarianten in der virtuellen Welt präsentieren um den Kunden vorab bereits einen genauen Eindruck von ihrem Wunschmodell zu geben. Reiseanbieter können ihre Kunden per VR vor Reiseantritt mit in das gewünschte Hotel, auf den Luxusliner oder an den Traumstrand nehmen.

Außerdem nutzen Architekten die Technik, um ihre Entwürfe originalgetreu zu präsentieren. Es gibt auch bereits Ansätze für die Psychotherapie, zum Beispiel um Höhenangst und Phobien zu therapieren. Sehr vielversprechend ist auch Software, mit der man mit den Händen räumlich zeichnen und modellieren kann. So liegt der HTC Vive das von Google entwickelte 3D-Malprogramm Tilt Brush bei, Oculus entwickelt für die im zweiten Quartal 2016 angekündigten Touch-Handcontroller die 3D-Modellierungssoftware Medium. (jkj)

Virtual Reality eignet sich für weit mehr als nur Spiele, berichtet Jan-Keno Janssen.

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