Science
06/20/2013

TU Wien forscht am Holo-Deck für Zuhause

Die TU Wien forscht, wie man virtuelle Räume realistischer macht. Gemeinsam mit einer US-Universität wird daran gearbeitet, die menschliche Wahrnehmung so zu manipulieren, dass Nutzer sich in Virtual-Reality-Umgebungen besser zurecht finden und die Orientierung bewahren. Die Wissenschaftler greifen dabei auf die neue VR-Brille Oculus Rift zurück.

Es ist ein merkwürdiger Raum. Keine Fenster auf den dunkelgrauen Wänden, in der Mitte stehen zwei Parkbänke sowie eine goldene Münze auf einem Podest. Den einzige Weg hinaus stellt eine orange Tür dar, die den Weg in einen gelben Korridor weist. Von dort aus geht es stetig geradeaus, zwei Mal muss man um die Ecke biegen, bis man schlussendlich in einem neuen Raum mit orangen Wänden und zwei bunten Türen landet. Es fühlt sich an, als hätte man gerade ein halbes Haus durchquert. Tatsächlich hat der "Spieler" aber einen zuvor definierten Bereich von wenigen Metern nie verlassen.

Der Grund dafür liegt in einer cleveren Softwarelösung der TU Wien für Virtual-Reality-Umgebungen. Ausgestattet mit einer Virtual-Reality-Brille sowie einer Tracking-Lösung, die die Körperbewegungen des Nutzers erfasst, können bereits seit geraumer Zeit virtuelle Welten erkundet werden. Das Problem dabei: Bisherige Virtual-Reality-Lösungen konnten nur die reale Fläche nutzen. Spätestens, wenn der Nutzer gegen eine reale Wand lief, war es mit der Illusion vorbei.

Das "Holo-Deck 1.0", das in Zusammenarbeit mit dem Southern California Institute for Creative Technologies entwickelt wurde, soll dieses Problem auf elegante Weise lösen. Während der Nutzer durch die virtuelle 3D-Welt geht, wird die Position des nächsten Raumes automatisch berechnet – und zwar so, dass er in den real zur Verfügung stehenden Platz passt. Der nächste Raum wird, unsichtbar für den Nutzer, überlappend zum bestehenden Raum erzeugt und dieser dann, je nachdem, welche Tür er wählt, über einen Korridor in den "neuen Raum" geführt.

Vielfältige Anwendungsmöglichkeiten
Die Versuchsperson bemerkt laut Hannes Kaufmann, dem Leiter des Projekts, davon nichts, da sie zwischen dem Wechsel von einem Raum in den anderen ein längeres Stück durch einen verwinkelten Korridor gehen muss. „Ist unsere Konzentration auf Objekte gelenkt, bemerken wir kleinere Änderungen im Raum nicht, die außerhalb unseres Blickfelds liegen", erklärt Kaufmann.

Durch dieses kleine Spiel mit der menschlichen Wahrnehmung kann der Nutzer durch ein scheinbar endloses Labyrinth von verschiedenen Räumen geführt werden. Die Einsatzmöglichkeiten sind laut Kaufmann nahezu endlos, angefangen bei virtuellen Museumsbesuchen bis hin zum Erforschen abwechslungsreicher virtueller Welten in den Computerspielen der Zukunft.

Projekt Holo Deck von TU Wien

Projekt Holo Deck von TU Wien

Projekt Holo Deck von TU Wien

Projekt Holo Deck von TU Wien

Projekt Holo Deck von TU Wien

Projekt Holo Deck von TU Wien

Projekt Holo Deck von TU Wien

Kaufmanns Team setzt beim "Holo-Deck 1.0" auf die Oculus Rift, eine VR-Brille eines US-Herstellers. Diese sorgte im Vorjahr für erhebliches mediales Interesse, da sie im Vergleich zu anderen Brillen ein deutlich größeres Sichtfeld bietet und den Nutzer durch ihre Konstruktion davor bewahrt, etwas anderes als das Bild der Simulation zu sehen. Außerdem überzeugte viele der günstige Preis von 300 US-Dollar für die Entwickler-Version. Die fertige Oculus Rift soll nochmals günstiger angeboten werden und einige Kinderkrankheiten ausbessern, beispielsweise die relativ niedrige Auflösung (1280x800 Pixel, 640x800 für jedes Auge).

Krank durch Virtual Reality
Die Oculus Rift kann jedoch nur die Bewegungen des Kopfes erfassen, die Bewegungen des Körpers werden über mehrere Kameras aufgenommen. Hier liegt noch ein gewisser Flaschenhals. Da die Kameras nur mit 50 oder 60 Bildern pro Sekunde aufnehmen, entsteht eine leichte Latenz zwischen der tatsächlichen Bewegung und der Umsetzung in der Simulation. Das kann rasch zu Übelkeit oder Augenschmerzen führen, wie einige Untersuchungen zeigen. Das Team rund um Hannes Kaufmann will die Methode aber noch weiter verbessern.

Virtuelles Liftfahren
Das derzeit noch rudimentäre Szenario soll schon bald erweitert werden. In Zukunft wird es neben Türen auch einen Lift geben. Der Nutzer steigt dafür auf eine Plattform, die die übliche Geräusch- und Bewegungskulisse in einem Lift simuliert und durch einen kleinen Ventilator sogar für den entsprechenden "Fahrtwind" sorgen soll. So wird die Welt um eine weitere Dimension sowie ein zusätzliches Spielelement erweitert.

"Hinweise kann man verstecken"
Auffällig ist allerdings, dass dem Nutzer weiterhin sehr viele Hinweise zur Orientierung vorenthalten werden - teilweise gewollt. Dennoch würde es laut Khrystyna Vasylevska, einem Mitglied des Forschungsteams, für den Großteil der Nutzer kaum einen Unterschied machen, wenn es nun beispielsweise auch Fenster gäbe.

Für die Zukunft seien auch Landschaften im Freien geplant. Dort könnte es jedoch durch Wolken oder die Sonne Hinweise geben, die die Entwickler und deren geometrisch eigentlich unmöglichen Konstruktionen verraten könnten. Das macht ihnen jedoch kaum Sorgen. "Das ist das Schöne an Simulationen, man kann solche Hinweise immer verstecken", bemerkt Vasylevska lachend.

Mehr zum Thema

  • Virtual Reality Erotikspiel für Oculus Rift
  • Virtual-Reality-Brille Oculus Rift ausprobiert
  • Oculus Rift: Günstige VR-Brille auf Kickstarter

Die Oculus Rift
, eine VR-Brille eines US-Unternehmens, sorgte dafür, dass Virtual Reality im vergangenen Jahr einen wahren Boom erlebte - zumindest medial. Oculus bat auf der Crowdsourcing-Plattform Kickstarter um Unterstützung und konnte dort rund 2,4 Millionen US-Dollar einnehmen. Mehr als 9.500 Kickstarter-Mitglieder investierten in die VR-Brille, die mit John Carmack (id Software) und Gabe Newell (Valve) prominente Unterstützer aus der Videospielbranche vorweisen kann.