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Latschen in der virtuellen Welt

„Mir ist schlecht.“ So lautet das mit Abstand häufigste Résumé nach den ersten Gehversuchen in der virtuellen Realität. Der Grund dafür ist relativ leicht nachzuvollziehen. Bei der Steuerung eines virtuellen Avatars per Maus, Tastatur oder Gamepad bei aufgesetzter VR-Brille ist das Gehirn durch die widersprüchlichen Signale des Sehapparats („Ich renne durch eine virtuelle Welt“) und des Gleichgewichtssinns („Ich sitze aber auf einem Stuhl“) irritiert, was zu Übelkeit beim Spieler führt. Alle hehren Bemühungen um einen maximalen Realismus virtueller Welten scheitern derzeit noch an diesem – sehr physischen – Problem.

Bei der Erzeugung virtueller Welten wird in der Regel eine Ganzkörpererfahrung angestrebt, d. h. alle Sinne sollen angesprochen werden, um einen maximalen Grad an „Immersion“ und „Präsenz“ zu erzielen. „Immersion“ bezeichnet dabei den Grad, inwieweit der Nutzer den virtuellen Raum als reale Umgebung begreift und hat die „Präsenz“ zum Ziel, d. h. das Gefühl, „wirklich“ vor Ort zu sein. Eine immersive Erfahrung kann überzeugend sein, die Illusion ist aber noch nicht so perfekt, dass unser gesunder Realitätssinn nicht dazu im Stande wäre, gewisse Vorbehalte zu artikulieren („Ist ja eh alles nicht echt.“), die das Unterbewusstsein dann auch so annimmt.

Um also nicht das Gefühl zu haben, dass sich nur der Kopf in der virtuellen Welt befindet, muss die Physis des Körpers in die virtuelle Erfahrung miteinbezogen werden. Bei der Lösung dieses Problems haben sich verschiedene Konzepte herauskristallisiert.

Die derzeit praktikabelste Lösung sind die sog. Treadmills (zu dt.: Laufbänder, Laufställe), bei denen der Spieler - zumindest im Consumer-Bereich - meist über eine spezielle Hüftkonstruktion aus Plastik über einer beweglichen Laufoberfläche eingespannt ist, in dem der Spieler auf der Stelle tritt – so lässt sich die physische Körperaktivität auf einen sehr kleinen Raum begrenzen. Bekannte Hersteller sog. omnidirektionaler Laufställe, d. h. von Laufställen, in denen sich der Spieler in alle Richtungen bewegen kann, sind Omni, Cyberith und Infinadeck, wobei beim motorisierten Laufband von Infinadeck der Platzbedarf doch etwas größer ist als bei seinen Konkurrenten. Ebenfalls weiträumiger angelegt ist die Konstruktion von Omnifinity, die auf einer Bodenfläche mit einem Durchmesser von 6 m dem Spieler deutlich mehr Freiraum bietet. Durch das Fehlen einer Halterungskonstruktion und der motorisierten Rollenmechanik der einzelnen Bodensegmente (konstante Bewegungsgeschwindigkeit hin zur Mitte) ist neben dem Gehen und Rennen auch das Ducken und Kriechen möglich. Eine der größten Herausforderung bei der Konzeption von Treadmills bleibt es, den Benutzer im Zentrum der Laufkonstruktion zu halten, ohne dass dieser Vorgang unmittelbar die Wahrnehmung des Benutzers beeinflusst und so die virtuelle Erfahrung stört.

Ein anderes Bewegungskonzept setzt Vive mit seinem Lighthouse-System um, das die vorhandene räumliche Umgebung nutzt, um dem Spieler mehr Bewegungsfreiheit zu gewähren. Dazu wird der Spielebereich (max. 25 qm) mithilfe von Lasern gescannt, um die Position des Spielers im Raum zu bestimmen. Nähert sich der Benutzer einer Wand in der physischen Umgebung, wird ein rotes Warngitter in der virtuellen Umgebung eingeblendet, damit der Benutzer seine Position entsprechend korrigiert. Der Spieler hat beim Vive-System zwar mehr Bewegungsfreiheit, eine natürliche Laufbewegung bei der Steuerung des Avatars wird dabei aber nicht simuliert, die Steuerung erfolgt weiterhin über die Controller-Einheiten. Auch ein Rennen ist nicht möglich. Es bleibt eine spannende Frage, wie Vive in Zukunft das „VR-Ego-Shooter-Problem“, d. h. die natürliche Begehung großer Spielewelten, angehen wird.

Auch aktuelle Forschungsprojekte beschäftigen sich mit der Problem der Lokomotion in virtuellen Welten, z. B. anhand des Konzepts des „Redirected Walking“, das dem Benutzer das Bereisen weitläufiger virtueller Welten auf einem begrenzten physischen Raum ermöglichen soll. Durch spezielle Marker in der virtuellen Welt  wird der Benutzer - möglichst unauffällig - dazu animiert, seine Position in der realen Welt den örtlichen Begrenzungen anzupassen. Dieser Vorgang  sollte sich möglichst gering auf die Immersion auswirken, z. B. indem der Benutzer beim Begehen einer virtuellen Sehenswürdigkeit darum gebeten wird, ein Foto von einem bestimmten Gebäude zu schießen, wozu sich der Benutzer neu ausrichten muss. Anschließend kann der Benutzer seinen Weg in der virtuellen Realität auf dem gleichen Weg fortsetzen, während in der echten Welt eine (unbemerkte) Korrektur des Gehpfads stattgefunden hat.

Den idealsten Bedingungen Deutschlands für virtuelle Spaziergänge, zumindest was die Fläche angeht, sind derzeit am Fraunhofer Institut für integrierte Schaltungen IIS in Nürnberg um das Team des Gruppenleiters Stefan Otto vorzufinden, das auf 1400 qm das „Holodeck 4.0“ konzipiert hat. Ursprünglich für den Sportbereich und das Tracking sowie die Auswertung der Laufwege von Fußballern konzipiert, hat sich das Holodeck zum hochprofessionellen Versuchsraum in Sachen Virtual Reality weiterentwickelt, in dem virtuelle Anwendungsmöglichkeiten für die verschiedensten Branchen erprobt werden, ob begehbare Produktionsanlagen, simulierte Trainings für Feuerwehr und Sicherheitskräfte, das interaktive Begehen von Szenerien der Städteplanung oder die  Konzeption von neuen Spieleerfahrungen aus der Ego-Perspektive. Für eine VR-Umgebung dieser Größenordnung spielt vor allem die Positionsbestimmung eine entscheidende Rolle. Am Fraunhofer Institut kommt dazu die eigene Lokalisierungstechnologie RedFIR© zum Einsatz, die für den Consumer-Bereich jedoch - allein schon aus preislichen Gründen -  keine Rolle spielen wird.

Das Problem der Fortbewegung in virtuellen Welten, d. h. das Problem der Synchronisation der in der virtuellen Welt stattfindenden Bewegungen, die rein visuell vermittelt werden, mit den natürlichen Bewegungen des Benutzers, ist nur eines von vielen Problemen, die es auf dem Weg zur perfekten Illusion zu bewältigen gilt. Wenn es uns auf diesem Weg für den Anfang schon mal nicht den Magen umdreht, wäre das auf jeden Fall ein vielversprechender Beginn.