Die Illusion einer dritten Dimension - scinexx | Das Wissensmagazin
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Virtual Reality

Die Illusion einer dritten Dimension

Zur Darstellung virtueller Welten werden spezielle Ausgabegeräte benötigt. Am bekanntesten dürfte das "Head-Mounted Display" - kurz HUD - sein. © thinkstock.com, Sasha_Suzi

Virtual Reality (VR) bezieht sich auf eine interaktive Welt, die Computer heutzutage in Echtzeit genieren und die zum Eintauchen einlädt. Nutzer haben bei dieser Erfahrung das Gefühl, mit ihren Aktionen die dargestellte Umgebung zu beeinflussen.

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Heutzutage ist die virtuelle Realität aus dem technischen Bereich kaum noch wegzudenken. Piloten bis hin zu Ärzten nutzen das Konzept beispielsweise, um bei Simulationen ihre Fähigkeiten zu trainieren.

Die Soft- und Hardware zur Generierung virtueller Realitäten entwickelt sich seit den 90er Jahren stetig weiter. Mittlerweile sind leistungsfähige VR-Brillen eine der wichtigsten Komponenten für dreidimensionale VR-Erlebnisse.

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Sehen, was nicht da ist

Früher gab es nur konvexgeschliffene Korrekturgläser. Heute beweisen Gleitsicht- bis hin zu Arbeitsplatzbrillen, dass die Auswahl an Brillengläsern auf ein Vielfaches angewachsen ist.

Kein Wunder, denn mittlerweile wissen wir dank neuester wissenschaftlicher Erkenntnisse genau, wie Sehen funktioniert. Dieses Wissen hat nicht nur die hohen Standards heutiger Korrekturbrillen ermöglicht, sondern auch Virtual-Reality-Gläsern den Weg geebnet.

Dass uns VR-Brillen eine nichtvorhandene Dimension vortäuschen können, liegt am visuellen Informationsverarbeitungsmechanismus unseres Gehirns. Das Auge sieht, aber die wahrgenommenen Bilder setzen sich erst in unserem Kopf zusammen: im Falle von Virtual-Reality-Brillen zu ganzen Dimensionen.

Zwei Augen – zwei Blickwinkel

Dreidimensionale Seherlebnisse zeichnen sich durch Bilder zweier unterschiedlicher Blickpunkte aus – unserer Augen, deren Winkel sich leicht voneinander unterscheiden. Wer einen bestimmten Gegenstand ansieht, erkennt mit dem rechten Auge mehr von dessen rechter Seite und mit dem linken mehr von der linken Seite.

Erst unser Gehirn legt das Wahrgenommene aus beiden Augen übereinander und arrangiert dies zu einem dreidimensionalen Bild. Indem VR-Brillen den doppelten Seheindruck der Augen simulieren, täuschen sie eine dritte Dimension vor und ermöglichen dadurch Raumwahrnehmungen.

Moderne VR-Brillen enthalten zwei unterschiedliche Bildschirme und Linsen, um jedem Auge ein geringfügig anders ausgerichtetes Bild zu präsentieren. Unsere Sehorgane erleben die virtuellen Bilder dadurch als Wirklichkeit, sodass im Gehirn virtuelle Räume entstehen.

Die Bildrate der Realität

Wer reale Bilder sieht, erlebt sie flüssig und in hoher Auflösung. Die ersten VR-Brillen entstanden in den 60er Jahren, aber waren der Realität in Sachen Auflösungsrate und flüssiger Wiedergabe noch deutlich unterlegen.

Heutzutage perfektionieren VR-Brillen die Illusion der dritten Dimension mit Auflösungsraten zwischen 60 und 120 Bildern pro Sekunde. Im Vergleich dazu kann das menschliche Auge pro Sekunde durchschnittlich 60 Bilder aufnehmen.

Bei der Verarbeitung der sekündlich aufgenommenen Bilder berücksichtigt das Gehirn nicht nur beide Augen, sondern auch Geräusche und Körperbewegungen. Wird in einem dreidimensionalen Konsolenspiel aus der Ego-Perspektive die Kamera nach oben bewegt, erkennt man diese Bewegung als fremd und bezweifelt daher die dritte Dimension.

Realitätsillusion dank Head Tracking

Bei guten VR-Brillen stellt sich das Problem der als fremd empfundenen Kamerabewegungen längst nicht mehr. Per sogenanntem Head Tracking passt sich das Bild mittlerweile an die jeweiligen Kopfbewegungen an, die ihre Träger vornehmen.

Wenn wir uns mit VR-Brillen auf der Nase nach links oder rechts drehen und den Blick nach unten oder oben wenden, folgt das gelieferte Bild der virtuellen Realität unseren Augen. Dadurch empfindet unser Gehirn die visuellen Informationen beim Abgleich als wesentlich realer als beispielsweise solche eines 3D-Films.

Insgesamt liegt der Sehbereich der Brillen heutzutage zwischen 100 und 110 Grad, wodurch das echte Gesichtsfeld auf befriedigende Weise abgedeckt wird. Ob in Verbindung mit Smartphone-Apps oder dem PC sind Virtual Reality Glases dank Techniken wie dieser längst zur anhaltenden Täuschung unseres Gehirns in der Lage.

(Dieser Beitrag entstand in Zusammenarbeit mit der externen Autorin Tanja Sanger., 22.10.2018 – )

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