Was ist Virtual Reality?

Virtual Reality (VR) bzw. die virtuelle Realität ist eine vom Computer erzeugte Realität. Die scheinbare Wirklichkeit und ihre physikalischen Eigenschaften werden in Echtzeit generiert. Nutzer*innen können in der virtuellen Umgebung mit Objekten und anderen Personen interagieren. Für das Eintauchen in diese virtuelle Umgebung benötigen Nutzer*innen eine technische Ausrüstung. Die bekannteste Ausrüstung dürften die VR-Brille bzw. VR-Headsets sein.

Ziel einer wirkungsvollen VR ist die Immersion – also der Eindruck, tatsächlich physisch präsent in einer computergenerierten Welt zu sein. Diese Immersion kann auf Basis von mehreren Faktoren hervorgerufen werden: Grundlegend ist eine 360-Grad-Umgebung, in der sich Nutzer*innen umschauen und eine Perspektive wählen können. Außerdem bieten VR-Lösungen Steuerungen für virtuelle Hände und erreichen damit eine konkrete Interaktion oder räumliches Audio. Andere VR-Systeme rufen bei Nutzer*innen Empfindungen wie Hitze und Kälte hervor. 

Damit Nutzer*innen eine erfolgreiche Virtual Reality erfahren, muss die erstellte, virtuelle Welt folgende Anforderungen erfüllen:

• Immersion: Der bereits genannte Aspekt der Immersion bedeutet, dass die Person die Virtual Reality als möglichst realistisch empfindet. Eine detailgetreue Umgebung, hochauflösende Displays, stereoskopische Bildwiedergabe, aber auch eine Vielzahl von Aktionsmöglichkeiten tragen dazu bei.
• Plausibilität und Interaktivität: In der VR müssen die Interaktionen der Nutzer*innen plausibel sein, was bedeutet, dass die Aktionen einerseits Einfluss auf die virtuelle Umgebung haben und dass andererseits diesen Aktionen auch sinnvolle Konsequenzen folgen.
• Wiedergabetreue: Nutzer*innen empfinden die VR als wiedergabegetreu, wenn sie natürlich und als alternative Realität möglich wirken.

Erste Ideen und Forschungsuntersuchungen für eine Virtual Reality gab es bereits in den 50er-Jahren In den 90er-Jahren machte die Entwicklung große Fortschritte. Doch erst ab 2012 nahm die VR eine dynamische Entwicklung. Seitdem können Ansprüche der Virtual Reality an Prozessorleistung, Displayqualität, Grafikkarten und effizienter Software erfüllt werden. Notwendige Technologien, damit Nutzer*innen VR erleben können, sind:

1. Virtual-Reality-Headsets – Zur immersiven Darstellung virtueller Welten benötigen Nutzer*innen Virtual-Reality-Headsets. Sie erzeugen zwei Bilder aus unterschiedlichen Perspektiven und erschaffen somit einen räumlichen Eindruck (Stereoprojektion). Bekannte Headsets sind zum Beispiel Oculus Rift, HTC Vive und CAVE. Die Form des Trackings bei Virtual-Reality-Headsets unterscheidet sich in:
   1. Internes VR-Tracking: Das VR-Headset verfügt über ein eigenes Tracking und benötigt keine externen Geräte, es agiert somit autark bzw. als Stand-Alone System. Das Tracking erfolgt durch Kameras innerhalb des Headsets, die die Bewegungen der Nutzer*innen relativ zur Umgebung folgen. VR-Headsets mit internem Tracking sind kabellos und durch Akku mobil und in fast allen Räumen nutzbar. Ein Beispiel ist Oculus Quest 2.
   2. Externes VR-Tracking: Neben VR-Headset werden zum Tracking Geräte im Raum aufgestellt bzw. an Wänden oder Stativen montiert, welche die Bewegungen der Nutzer*innen tracken. Mittels Infrarot-Laserstrahlennetz bestimmt das System die Position und ermöglicht auf circa 20 Quadratmetern einen Rundgang durch die virtuelle Welt. So funktioniert das Valves Steam VR-Tracking – das derzeit einzig relevante externe VR-Trackingsystem. Zwar ist die Rechenleistung und somit die Immersion sehr hoch, die Installation ist jedoch aufwendig und das Trackingsystem nicht mobil.Darüber hinaus verwenden einige VR-Systeme spezielle Eingabegeräte zur Interaktion, wie zum Beispiel eine 3D-Maus, Datenhandschuhe und Flystick oder ein omnidirektionales Laufband, mit dem Nutzer*innen sich via Gehbewegungen durch die VR bewegen.
2. 360-Grad-Kameras – Mittlerweile sind 360-Grad-Kameras nicht nur für die Filmbranche, sondern auch für private Nutzer*innen erhältlich. Damit können Nutzer*innen 360-Grad-Panoramafilme erstellen und über VR-Headset betrachten, auch können mittels Videoschnittprogrammen virtuelle Elemente in die Aufnahmen geschnitten werden. 360-Grad-Kameras mit einer Linse filmen mit dem Fisheye-Prinzip. Andere Modelle mit zwei Linsen, die dicht gegenüberliegend verbaut sind, erzeugen dank einer modernen Software ein vollsphärisches, lückenloses 360-Grad-Bild.
3. Virtual-Reality-Software – Für das Erzeugen einer Virtual Realität benötigt es eine dafür gezielt entwickelte Software, welche die VR dreidimensional und in Echtzeit berechnet. Je nach Anwendung muss diese Software 25 bis zu 60 Bilder pro Sekunde in Stereo (also jeweils für das linke wie das rechte Auge) darstellen können. Fällt die Zahl der dargestellten Bilder pro Sekunde zu niedrig aus, ist Übelkeit (Simulatorkrankheit) bei Nutzer*innen die Folge.

Die Virtual Reality bietet unter anderem Möglichkeiten für realitätsnahe Simulationen zu Trainingszwecken, Bildung, Kommunikation und Entwürfen von Szenarien. Einige Einsatzgebiete für VR-Technik sind:

• Industrie – Erstellung von virtuellen Produkten als Prototypen und zur Produktionsplanung. Auch die Erschaffung einer virtuellen Arbeitsumgebung zur Simulation von Anlagen und Maschinen oder Lager vor der Realisierung sind möglich.
• Medizin – VR ermöglicht das Üben von chirurgischen Eingriffen oder Erproben neuer chirurgischer Methoden anhand virtueller Patient*innen.
• Therapie – Mittels VR können psychische Störungen im virtuellen Raum behandelt werden, zum Beispiel mit Konfrontationstherapien, in denen Personen mit ihren Ängsten konfrontiert werden. Auch Traumatherapie ist möglich.
• Verkehr – Mittels Virtual Reality können zum Beispiel Pilot*innen ausgebildet werden. 
• Landschafts- und Städteplanung – Die Umwelt kann durch VR nachgebildet werden, sodass Vorhaben vor der Umsetzung erlebbar sind. Zum Beispiel lassen sich somit Planungen eines Umbaus von einem Stadtteil in VR betrachten. 
• Marketing – Durch VR können Kund*innen zum Beispiel ihre neue Küche oder umgestaltete Wohnung begehen, wie beim IKEA Virtual Reality Showroom.
• Unterhaltung – VR ermöglicht Nutzer*innen das Eintauchen in Videospielwelten oder VR-Filme.

Vorteile:

• Hohes Maß an Sicherheit: Besonders kritische Situationen können im gesicherten Rahmen trainiert werden.
• Detaillierter und gezielter Einblick: Nutzer*innen können genau die Informationen abrufen oder Erfahrung erleben, auf die sie abzielen.
• Unter Umständen relativ günstig: Der Umgang mit komplexen Maschinen und Anlagen oder das Steuern eines Flugzeugs kann simuliert werden und spart hohe Kosten durch menschliche Fehler.
• Höherer Lernerfolg: Durch die praktische Anwendung in VR lassen sich höhere Lernerfolge im Gegensatz zur Theorie verzeichnen
• Ortsunabhängig und mobil: Kommunikation oder gemeinsames Trainieren kann remote und zu jeder Zeit stattfinden.

Nachteile:

• Eventuell hohe Kosten bei Initial-Anschaffung: VR-Headsets und die Entwicklungskosten für Trainingsprogramme sind hoch. Unternehmen sollten sich fragen, wie oft und in welchem Umfang sie VR-Technologien nutzen.
• Motion Sickness: Einige Nutzer*innen erleben Schwindel, Übelkeit und Desorientierung.
• Kognitive Überlastung: Nutzer*innen können durch die detaillierten und umfassenden Eindrücke kognitiv überstrapaziert werden.
• Fehlende Standards: Für VR existieren noch keine einheitlichen Standards und der Wechsel von einem System zu einem anderen ist nicht problemlos möglich.

Verdrängung der Realität: VR kann spannender, intensiver und stimulierender als die Realität wirken. Es kann für Nutzer*innen aufwendig sein, wieder in die Realität zurückzukehren und sich zurechtzufinden.

Die Virtual Reality hat in den vergangenen Jahren immer mehr Anwendungsfelder erschlossen und findet gerade seinen Weg in unseren Alltag. Expert*innen der Technikbranche prophezeien der VR eine ähnliche Bedeutung für Berufs- und Privatleben, wie sie das Internet und Smartphones erlangt haben. Mittlerweile erfüllt auch die VR-Hardware wesentliche technische Standards und zahlreiche Unternehmen zeigen sich der VR gegenüber offen und treiben die Entwicklung voran. VR ist eines der wichtigsten Medien der Zukunft, wenn nicht sogar das wichtigste Medium. 

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Quellen:

1. https://wirtschaftslexikon.gabler.de/definition/virtuelle-realitaet-54243, Springer Gabler | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH
2. https://mixed.de/virtual-reality-starter-guide/, DEEP CONTENT GbR
3. https://www.zukunftsinstitut.de/artikel/virtual-reality-die-erschaffung-neuer-welten/, Zukunftsinstitut GmbH
4. https://www.telekom.com/de/konzern/details/virtuelle-realitaet-486114, Deutsche Telekom AG