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Über welches immersive Potential verfügen virtuelle Realitäten am Beispiel von Oculus Rift?

Hausarbeit 2016 28 Seiten

Medien / Kommunikation - Multimedia, Internet, neue Technologien

Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

1. Einleitung

2. Virtual Reality
2.1 Immersion
2.2 Presence
2.3 Virtual Reality Systeme

3. Minecraft
3.1 Design
3.2 Umsetzung
3.3 Evaluation

4. Interactive Cinema
4.1 Design
4.2 Umsetzung
4.3 Evaluation

5. Gegenüberstellung

6. Zusammenfassung und Ausblick

Literaturverzeichnis

Abkürzungsverzeichnis

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

1. Einleitung

Seit einigen Jahren hat sich das Thema virtuelle Realitäten wieder einen Platz in den Köpfen der Menschen erkämpft. Obwohl die Idee einer virtuellen Realität nicht neu ist, hat besonders in den letzten 3 Jahren das öffentliche Interesse als Reaktion auf neue technische Entwicklungen zugenommen. Die Vorstellung einer kompletten künstlich erschaffenen Welt wurde bisher durch Filme, Spiele oder Bücher etabliert. Filme, beziehungsweise Buchvorlagen wie „Star Wars“ oder „Der Herr der Ringe“ lassen den Zuschauer in ein eigenes Universum eintauchen. Diese Universen, die materiell nicht existent sind, befriedigten bis dato die Vorstellung von einer alternativen Realität. Doch was wäre, wenn man noch einen Schritt weitergehen könnte und den Zuschauer komplett in das Geschehen miteinbeziehen und ihn Teil des Konzepts machen könnte?

Konzerne wie beispielsweise Oculus, HTC oder Sony haben sich der Thematik angenommen und an eigenen Umsetzungen für Endverbraucher gearbeitet. Die nötigen Technologien für einen neuen Einstieg in die Thematik virtueller Realitäten sind nun nicht mehr Wissenschaften wie der Medizin oder dem Militär vorbehalten, sondern für die Allgemeinheit verfügbar. Mit der Etablierung neuer Technologien ging bisher auch immer ein neues Verständnis von Mensch zu Computer Interaktion einher. Virtual Reality setzt genau an diesem Punkt an und versucht diese Interaktion für den Nutzer so realistisch wie möglich wirken zu lassen. Besonders interessant und wichtig sind in diesem Zusammenhang technologische Umsetzungen, die mit Head Mounted Displays (dt. „am Kopf befestigte Anzeigen“) arbeiten. Ein solches ist in Abbildung 1 zu sehen. Sie versprechen dem Benutzer in innovatives Erlebnis, welches sich von

bekannten Wiedergabegeräten mit herkömmliche Bildschirmen unterscheidet; nicht zuletzt auf Grund von großen Displays, die bis zu 110° des Sichtfeldes einnehmen können.

Große Virtual-Reality Systeme von Oculus1, HTC2 und Sony3 sind in diesem Jahr auf den Abbildung 1 -Nutzer mit Head Mounted Display Oculus Rift (oculus.com)" Markt gekommen. Auch passende Softwarelösungen sind bereits für den Nutzer verfügbar und geben einen kleinen Ausblick darüber, was mit Virtual-Reality Systemen schon heute umgesetzt werden kann (Gieselmann & Janssen, 2016). Viele Projekte, die mit der neuen Technologie arbeiten befinden sich allerdings noch im Entwicklungsstadium und könnten damit die Aktualität des Themas nicht deutlicher unterstreichen.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 1 -Nutzer mit Head Mounted Display Oculus Rift (oculus.com)"

Diese Arbeit wird sich vor allem mit der Virtual Reality (VR) Brille der Firma Oculus beschäftigen, die eine hohe Kompatibilität mit bereits etablierten Eingabegeräten verspricht und darüber hinaus nur geringe Verzögerungszeiten zwischen der Kopfbewegung und der daraus resultierenden Bilddarstellung aufweist (Gieselmann & Janssen, 2013). Beide Faktoren versprechen dem Nutzer ein hohes immersives Erlebnis.

Welche Faktoren allerdings konkret für eine hohe Immersion benötigt werden, kann nicht einfach beantwortet werden. Inwieweit eine Person ein immersives Erlebnis überhaupt erfahren kann, hängt auch mit der individuellen Persönlichkeit des Anwenders zusammen. Nichtsdestotrotz gibt es viele Faktoren, die eine Immersion begünstigen, stabilisieren, aber auch komplett auflösen können. Wie groß das Potential ist eine Immersion mit Virtual- Reality Systemen zu erleben, soll mit Hilfe von zwei Fallbeispielen untersucht werden. Die beiden Projekte verfolgen unterschiedliche Zielsetzungen um dem Nutzer einen hohen Grad an Immersion zu ermöglichen. Welche Umsetzung einen höheren Grad von Immersion erzeugt, welche Faktoren dabei eine tragende Rolle spielen und welche allgemeinen Aussagen aufgrund der Forschungsarbeit getätigt werden können, soll im Laufe dieser Arbeit geklärt werden. Mein persönliches Forschungsinteresse hängt mit der Neugier an technischen Systemen zusammen und dem Ausblick auf eine technische Revolution, von der nicht nur die Unterhaltungsindustrie betroffen wäre. Virtual Reality hat das Potential neue Formen der Kommunikation zu schaffen und könnte in naher Zukunft einen Teil des alltäglichen Lebens füllen. Es macht allerdings vorerst nur Sinn sich auf Projekte der Videospiel- und Unterhaltungsbranche zu konzentrieren, da hier die Softwareentwicklung den bisher größten Teil für Virtual-Reality Systeme ausmacht.4 Darüber hinaus wurden die Systeme vorrangig für den Zweck von Unterhaltung konzipiert. Eine technische Revolution kann allerdings nur funktionieren, wenn es Oculus und anderen Firmen gelingt, eine ernsthafte Alternative zu herkömmlichen Plattformen zu bieten. Dies soll anhand des immersiven Potentials geklärt werden.

Als Ziel dieser Arbeit soll auf das aktuelle Thema Virtual Reality aufmerksam gemacht werden, um eine allgemeine Sensibilisierung zu erwirken. Außerdem ist es wichtig das Potential von Virtual Reality zu analysieren, um eine Prognose für den zukünftigen Umgang mit VR-Systemen zu stellen. Des Weiteren sollen verschiedenen Forschungsarbeiten zum Thema Immersion in einen Diskurs miteinander gestellt werden.

2. Virtual Reality

Virtual Reality ist bei vielen Menschen unter der ultimativen Computererfahrung bekannt, bei der es nicht mehr möglich ist die Realität von der fiktiven Simulation zu unterscheiden. Techniken, mit denen Menschen ein Flugzeug in einem Simulator fliegen können sind heute schon realisierbar und gängige Praxis beispielsweise im Zuge der Ausbildung von Piloten5. Andere Szenarien, in denen Menschen beispielsweise den Nordpol erkunden, und die Kälte oder den Geruch der Umgebung am eigenen Körper erfahren können, sind bislang noch Zukunftsmusik. Nichtsdestotrotz versucht Virtual Reality sich genau in diese Richtung zu entwickeln, um für den Nutzer ein perfektes immersives Erlebnis zu konstruieren.

Virtual Reality bezeichnet eine durch Technik simulierte Umgebung, in welcher der Nutzer mit Hilfe von technischen Geräten eintauchen kann. Dieses Eintauchen wird auch als Immersion bezeichnet, worauf in Kapitel 2.1 noch genauer eingegangen wird. Des Weiteren wird dem Nutzer in einer Virtuellen Realität die Möglichkeit gegeben, mit dieser zu interagieren und durch Rückmeldungen von der Umwelt das Erlebnis so realitätsnah wie möglich zu erfahren (Boas, 2013). Virtual Reality baut vor allem darauf auf, das menschliche Auge als Sinnesorgan zu reizen, da es in der Lage ist visuelle Szenen mit hoher Geschwindigkeit zu erforschen. Auf diese Weise können Informationen schnell und gezielt übertragen werden.

Nichtsdestotrotz scheint das Versprechen von Virtual Reality paradox; der Nutzer soll die grenzenlose Weite und Komplexität einer neuen Welt erfahren, während er in der Realität am selben Ort und in der selben Zeit zurückgelassen wird. Dieses Paradox beraubt entfernte und vorgetäuschte Orte ihrem Sinn von Gefährlichkeit und ihrer Exklusivität, während der Nutzers das Gefühl verliert, diese Orte in der Wirklichkeit zu bereisen. Durch diesen Umstand ist es möglich gefährliche Situationen zu simulieren und erlebbar zu machen (Warnke, 2015). Es scheint so, als könne der Nutzer mit Hilfe von heutigen Technologien mit geringem Aufwand in virtuelle Realitäten eintauchen können, diese aber dennoch klar von seiner Lebenswelt unterscheiden.

Ein oft beobachtetes Problem, welches seit der Erfindung von Virtual Reality auftaucht, ist Cybersickness. Cybersickness, auch bekannt unter dem Namen Reise- oder Bewegungskrankheit, macht sich bei der Erkundung von VR durch Symptome wie Desorientierung, Kopfschmerzen, Schweißausbrüche und schmerzende Augen bemerkbar. (Kennedy, Lane, Berbaum, & Lilienthal, 1993). Es gibt viele verschiedene Erklärungsversuche, warum Cybersickness auftritt. Das Problem ist so schwer zu lösen, weil manche Nutzer die VR ohne körperliche Belastungen erkunden können, und bei anderen Nutzer unter gleichen Bedingungen massive Probleme festgestellt werden (Davis, Nesbitt, & Nalivaiko, 2014). Also beruht Cybersickness wahrscheinlich auf individuellen Tendenzen des Nutzers, aber auf der anderen Seite auch auf genutzten Technologien, dem Design der Umgebung und den ausgeführten Befehlen. Methoden, um Symptome von Cybersickness objektiv zu quantifizieren, wurden noch nicht hinreichend erforscht (Davis, Nesbitt, & Nalivaiko, 2014). Cybersickness ist dahingehend für diese Arbeit interessant, weil durch das Phänomen aktuelle Schwächen von VR aufgedeckt werden und gezeigt wird, dass sich die Entwicklung von Virtual-Reality-Systemen noch lange nicht am Ende befindet. Die aktuell auf dem Markt erhältlichen Systeme gehen zwar einen großen Schritt in Richtung erfahrbarer virtueller Realitäten, allerdings konnten sie bis jetzt das Verständnis von Mensch-Computer Kommunikation noch nicht revolutionieren. Auch wenn das Interesse

vieler Menschen enorm ist, wird die breite Masse höchstwahrscheinlich vorerst auf konventionelle Technologien wie Desktop PCs zurückgreifen. In den nächsten Kapiteln werden benötigte Grundlagen vorgestellt und erläutert. In Kapitel 2.1 wird der Begriff Immersion ausführlich erklärt und in drei Kategorien unterteilt. In Kapitel 2.2 wird zwischen Immersion und Presence unterschieden und letzteres definiert. Verschiedene aktuelle VR Systeme werden in Kapitel 2.3 präsentiert und anhand ihrer technischen Details differenziert.

2.1 Immersion

Immersion wird von Witmer und Singer als psychologischer Zustand beschrieben, in welchem sich der Nutzer von einer virtuellen Umgebung umfasst fühlt und mit ihr interagieren kann. Für die Wirkung ist es wichtig, dass die Eindrücke und Erfahrungen lückenlos auf den Nutzer wirken. Dabei sind einige Faktoren zu beachten, die den Prozess von Immersion beeinflussen. Dazu gehört auf der einen Seite die Trennung des Nutzers von seiner physischen Umgebung, und auf der anderen Seite die Selbstwahrnehmung und die eigene Inklusion des Nutzers in eine virtuelle Umgebung (Winter & Singer, 1998). Beispielsweise kann ein Fernseher den Nutzer aufgrund der geringen Präsenz im Sichtfeld nur schlecht von seiner physischen Welt trennen. Darüber hinaus können akustische Störgeräusche eine Ablenkung darstellen und somit ein immersives Erlebnis stören. Virtuelle Welten, die mit Head Mounted Displays arbeiten, eigenen sich dagegen sehr gut um den User von seiner physischen Welt zu trennen, wobei die Technik allein natürlich nicht im Stande ist eine Immersion zu erzeugen. Essentiell sind hierfür Inhalte auf kognitiver Ebene, die eine virtuelle Weltenkonstruktion aufbauen.

Ein weiterer Faktor, der nach Witmer und Singer (1998) Immersion beeinflusst, ist der Grad an Natürlichkeit, mit der in virtuellen Umgebungen interagiert wird. Wenn Interaktionen mit der Umgebung für den Nutzer nicht spontan, sondern konstruiert und unnatürlich wirken, senkt dies das Gefühl der Immersion. Interaktion ist dabei definiert als Spanne, in der der Nutzer einzelne Attribute seiner Umwelt manipulieren kann. Dem Nutzer muss das Gefühl gegeben werden, dass seine Aktionen Einfluss auf die virtuelle Umgebung ausüben und auf der anderen Seite sollten die Sinne des Nutzers von Ereignissen in der virtuellen Welt beeinflusst werden (Feedback). Der Grad von Interaktivität ist abhängig von den Faktoren Geschwindigkeit, Handlungsbreite und Anpassungsmöglichkeiten der Steuerungselemente (Steuer, 1992). Witmer und Singer widersprechen in ihrer Arbeit den Ansichten von Slater und Wilbur (1997), welche Immersion als Gefühl, bestimmt durch technologische Charakteristika der VR, beschreiben. Vielmehr beruhe Immersion nach Witmer und Singer (1998) auf individuellen Tendenzen von Einzelpersonen.

Nach Slater und Wilbur (1997) muss eine virtuelle Umgebung folgende Faktoren bedienen, um die Illusion von Realität zu erzeugen: (1) Inklusion des Nutzers, (2) Umfang (engl.: range), (3) Umgebung (engl.: surrounding) und (4) die Lebhaftigkeit (engl.: vividness) der Welt. Auch hier wird Inklusion als Abgrenzung zur physischen Welt verstanden. Der Umfang der virtuellen Welt erklärt die Spanne, in der Sinnesmodalitäten (haptisch, taktil, auditorisch, olfaktorisch, visuell) angepasst werden können. Eine virtuelle Welt, die beispielsweise nur mit Bildern arbeitet, kann den Hörsinn nicht bedienen und wirkt dadurch weniger immersiv als eine audiovisuelle Umsetzung. Die Umgebung erklärt das Maß, in dem virtuelle Realitäten dem Nutzer entweder eine Panoramasicht bieten, oder das Sichtfeld auf einen engen Bereich begrenzen. Der Faktor Lebhaftigkeit bezieht sich auf graphische Eigenschaften der Visualisierungssysteme wie Auflösung, Farbtreue, Bildwiederholfrequenz, Tiefenschärfe, Wiedergabequalität etc. für die jeweiligen Sinnesmodalitäten. Diese Faktoren verstehen den Immersionsbegriff als eine Reaktion auf die technischen Komponenten von Virtual Reality Systemen. Anhand dieser und weiterer Parameter lässt sich der Immersionsgrad von Visualisierungssystemen bestimmen, was wiederum eine Einschätzung über die Qualität des Systems zulässt. Nach Biocca (1992) beschreibt Immersion die Fähigkeit eines Systems die Aufmerksamkeit des Nutzers auf virtuelle Stimuli zu lenken. Auf diese Weise werden Distraktionen der realen Umgebung blockiert. Die vorliegende Arbeit versteht Immersion unter der Definition von Witmer und Singer (1998), wird allerdings auch Ansätze von Slater und Wilbur (1997) berücksichtigen.

Auch wenn es möglich ist, durch das Lesen eines Buches eine vollkommende Immersion zu erfahren, ist eine grobe Unterteilung von Virtual Reality Systemen in Bezug auf ihr Potential Immersion zu erzeugen, sinnvoll (Kalawsky, 1996):

1. Non-Immersive Systems

Dazu gehören Desktop PCs, Laptops oder Beamer, die virtuelle Umgebungen auf hochauflösenden Bildschirmen wiedergeben können. Interaktionen in der VR werden durch Tastatur und Maus gesteuert. Sie zeichnen sich vor allem durch konventionelle Technoligen aus und sind nicht in der Lage den Anwender von einer visualisierten Datenwelt zu umgeben. Positiv ist hier der niedrige Preis hervorzuheben und die Kompatibilität für viele Anwendungen. Leider bedeutet der niedrige Preis auch meist eine schlechte Grafikleistung und ein geringes immersives Erlebnis durch die Darstellung auf einem 2-dimensionalen Bildschirm.

2. Semi-Immersive Systems

Diese Systeme sind ein relativ neues Element in der VR-Technologie und arbeiten mit hohen Performanceleistungen um grafisch aufwendige Anwendungen wiedergeben zu können. Außerdem gehört zu einem semi-immersiven System eine große Projektionsfläche, ähnlich zu den Leinwänden in IMAX Kinos, bei denen ein großer Teil des Sichtfeldes eingenommen wird. Die Projektionen passen sich dem Input des Nutzers an. Durch genannte Komponenten kann im Gegensatz zu den Non- immersive Systems leichter das Gefühl einer Immersion erzeugt werden.

3. Fully-Immersive Systems

VR Systeme, die mit sehr hohen Performanceleistungen arbeiten, um eine zufriedenstellende, realistische Grafik auszugeben, fallen in die Kategorie der Fully-Immersive Systems. Die Forschung und Entwicklung zu diesen Systemen befasst sich mit der Größe und dem Gewicht von Head Mounted Displays, der Reduktion von Systemverzögerungszeiten und mit dem Umfang des abgedeckten Sichtfeldes, um den Nutzer das ideale immersive Erlebnis zu ermöglichen. Viele Systeme wie beispielsweise die Oculus Rift sind mittlerweile auf dem Markt zu erwerben und können Non-Immersiv Systems zu Fully-Immersive Systems aufwerten.

2.2 Presence

Der Begriff Presence ist eng mit dem Begriff Immersion verbunden, jedoch von ihm abzusetzen und zu unterscheiden. Aus diesem Grund wird in diesem Abschnitt auf den Presence Begriff eingegangen. Außerdem wird der Begriff in Kapitel 3 und 4 wichtig für die Analyse von Beispielen virtueller Umgebungen.

Presence ist begrifflich definiert als eine subjektive Erfahrung, bei welcher sich eine Person in einer suggerierten Welt präsent fühlt, obwohl sie sich physikalisch in einer anderen Welt befindet. In einer virtuellen Umgebung bezieht sich Presence auf die Entdeckung der Computer generierten Umwelt, im Gegensatz zu dem physikalischen Schauplatz. Durch die Fokussierung der Aufmerksamkeit des Benutzers wird er von äußeren Reizen abgegrenzt. Für Winter und Singer (1998) entsteht Presence auf Grund von Interaktion zwischen sensorischer Stimulation, welche durch Umweltfaktoren der VR ausgelöst wird, und inneren Tendenzen des Nutzers. Empirische Studien belegen, dass ein höheres Ausmaß von Interaktivität ein verbessertes Präsenzerlebnis erzeugen (Welch, Blackmon, Liu, Mellers, & Stark, 1996). Der Nutzer bewegt sich in der VR mit Hilfe eines Avatars. Wie sehr er sich mit diesem identifizieren kann, hängt mit der Ausprägung des Presence Erlebnis zusammen. Presence beschreibt das Gefühl des Nutzers sich an einem entfernten Ort zu befinden. Der Nutzer bemerkt nicht mehr die Ausführung von Befehlen mit Hilfe von Eingabegeräten an einer Maschine. Für den Nutzer verschwindet das Medium also subjektiv, die Interaktion wird als unmittelbar wahrgenommen (Lombard & Ditton, 1997; Slater & Wilbur, 1997). Presence beschreibt ein individuelles Empfinden, welches zum einen anhand des Immersionsgrades, in welchem die Person in die VR eintaucht um mit ihr interagiert, und zum anderen durch den Aufmerksamkeitsfokus auf die VR (Involvement) bestimmt wird.

Im Modell von Steuer (1992) wird Presence auf der einen Seite mit der Immersion des Mediums erklärt und auf der anderen Seite mit der Individualität des Individuums. Zu den individuellen Tendenzen zählen Erfahrungen im Umgang mit computergestützten Technologien und die Präsenzbereitschaft der Person. Die Präsenzbereitschaft misst sich an der Offenheit des Nutzers, sein Wissen über simulierte Umgebungen aufzugeben, um in die VR einzutauchen zu können. Personen, die Probleme damit haben sich auf mediale Inhalte einzulassen, weil sie beispielsweise ihre privaten Probleme nicht ausblenden können, werden wahrscheinlich ein geringes Präsenzerlebnis empfinden. Auch hohes Interesse an der Funktionsweise des Mediums vermindert die Präsenzbereitschaft, weil sich der Anwender zu jedem Zeitpunkt bewusst darüber seien muss, sich in einer Simulation zu befinden (Lombard & Ditton, 1997). Der Nutzer muss also Akzeptanz entwickeln, um sich in der VR präsent fühlen zu können.

Eine andere Sichtweise auf den Presence Begriff in virtuellen Umgebungen stellt Gemeinsamkeiten mit dem Konzept selektiver Wahrnehmung heraus. Bei selektiver Wahrnehmung konzentriert sich das Individuum auf Informationen, denen es eine Bedeutung zuschreibt, oder die dessen Interesse wecken. Es kommt zu einem Presence Erlebnis in der Virtual Reality, wenn der Nutzer in der Lage dazu ist, sich auf ein sinnvoll zusammenhängendes Konstrukt von Stimuli zu fokussieren. Wenn die Stimuli in der virtuellen Umgebung zu denen der physischen Position passen, erfährt der Nutzer Kohärenz, was wiederrum das Presence Erlebnis steigert. Die Kohärenz von charakteristischen Virtual

[...]


1 https://www.oculus.com

2 https://www.htcvive.com

3 https://www.playstation.com/explore/playstation-vr/

4 https://www.oculus.com/blog

5 http://www.ingenieur.de/Branchen/Luft-Raumfahrt/Piloten-Ausbildung-im-Flugsimulator

Details

Seiten
28
Jahr
2016
ISBN (eBook)
9783668680050
ISBN (Buch)
9783668680067
Dateigröße
1.3 MB
Sprache
Deutsch
Katalognummer
v419297
Institution / Hochschule
Universität zu Köln – Kunst und Kunsttheorie
Note
1,3
Schlagworte
Intermedia

Autor

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Titel: Über welches immersive Potential verfügen virtuelle Realitäten am Beispiel von Oculus Rift?