Virtual Reality hat eine lange Geschichte – doch während sich die Technologie in den vergangenen Jahrzehnten nur sehr langsam weiterentwickelte und lange ein Nischendasein fristete, überschlugen sich die Entwicklungen in den letzten Jahren geradezu.
Consumer VR: Eine neue Ära
VR-Chronologie bis 2018. Bildquelle: learn.g2.com
Die Hard- und Software zum Erzeugen virtueller Welten hatte lange mit Startschwierigkeiten zu kämpfen: Teure Entwicklungs- und Herstellungskosten sorgten dafür, dass VR-Headsets bzw. deren Technologien für den Konsumentenmarkt nicht massentauglich genug waren.
Eine Kickstarter-Kampagne brachte im Jahr 2012 die Dinge dann aber ins Rollen: Entwickler Palmer Luckey, der schon seit einigen Jahren an Prototypen von VR-Headsets bastelte, finanzierte so die Entwicklung seines neuesten Headsets, das auf den Namen „Oculus Rift“ hören sollte. Unter den Endorsements fanden sich prominente Namen der Entwicklerszene, die – aus heutiger Perspektive – sofort ins Auge stechen: Beispielsweise der von John Carmack von id Software (der später CTO bei Oculus werden sollte) und Gabe Newell, dem Gründer von Valve.
Um uns den endgültigen VR-Durchbruch auf Consumer-Ebene vor Augen führen zu können, müssen wir jedoch nach der erfolgreichen Kickstarterkampagne noch einige Zeit verstreichen lassen und rund 5 Jahre zurück blicken.
2014 übernahm Facebook Oculus VR. Die Bedenken der Enthusiasten war groß, ist Facebook doch nicht unbedingt für Offenheit und Datenschutz bekannt. Der Social-Media-Riese hatte aber Ambitionen, die ein Unternehmen kleinerer Größe wohl nie hätte stemmen können: Virtual Reality endlich für den Konsumentenmarkt zugänglich machen und VR-Headsets zu erschwinglichen Preisen anbieten.
Facebook investierte erheblich in Forschung und Entwicklung. So sollte 2016 das erste große Jahr der virtuellen Realität werden: Im Januar veröffentlichte Oculus die erste Consumer-Version der Rift, doch die Konkurrenz lies nicht lange auf sich warten: Auch Valve hatte in den Jahren seit dem Kickstarter-Projekt von Palmer Luckey einige Forschung in die Produktion eines eigenen VR-Systems investiert und veröffentlichte so schon im Frühjahr desselben Jahres in Zusammenarbeit mit HTC die HTC Vive.
Die HTC Vive erhielt schon 2015 auf der Gamescom, der weltweit besucherstärksten Messe für interaktive Unterhaltung, den Preis für die beste Hardware. Das markerbasierte Inside-Out-Trackingsystem war zu dieser Zeit ausgefeilt genug, um mit den Lighthouse-Stationen einen Aktionsradius von rund 16 Quadratmetern und ein freieres Spiel zu ermöglichen.
Die erste Generation moderner VR-Systeme war nun endgültig angebrochen.
Google Cardboard. Bildquelle: welt.de
Während sich Valve und HTC durch das Roomscale-Tracking (das die Oculus erst später einführte) ausschließlich im High-End-Sektor profilierten, hatte Oculus – ganz getreu den selbst gesteckten Zielen – auch Nutzer aus einem viel breiteren Sektor im Blick: Smartphone-Besitzer. Als Kooperationsprojekt mit Samsung erschien die Gear VR, ein Gestell mit eingebautem Gyroskop, in das ein Samsung Smartphone gesteckt werden kann. Das Smartphone-Display wird so zu einer einfachen VR-Brille, die allerdings nur drei Freiheitsgrade unterstützt. Ein noch einfacherer Einstieg in die virtuelle Realität hatte schon Google mit seiner Vorrichtung Google Cardboard entwickelt. VR-Apps wurden im Handumdrehen für Jedermann erlebbar und die selbst faltbaren Pappgestelle schon bald zum beliebten Give-Away.
Ab diesem Zeitpunkt sind VR-Brillen vom Konsumenten-Markt nicht mehr wegzudenken. Wer 2016 oder 2017 Marktanalysten fragte, wie sich VR in den kommenden Jahren entwickeln würde, der erhielt meist geradezu astronomische Prognosen – typisch für eine so grundlegend revolutionäre Technologie. Das Modell des Hype-Zyklus des Marktforschungsinstituts Garner Inc. nennt diese Phase „Gipfel der überzogenen Erwartungen„. Über dieses Phänomen haben wir bereits im August 2017 auf diesem Blog berichtet, als sich die Industrie noch in dieser Phase befand.
So kam es für uns nicht überraschend, dass sich die euphorischen Prognosen nicht bewahrheiten sollten: Auf den Gipfel der überzogenen Erwartungen folgt das „Tal der Enttäuschung“ – der Tiefpunkt im Hype-Zyklus. Dennoch, der Markt wuchs weiter – wenn auch nicht ganz so schnell wie anfangs gehofft.
Bildquelle: pwc.de
Augmented Reality
VR befindet sich mittlerweile in der nächsten Phase des Hype-Zyklus, dem „Pfad der Erleuchtung“ – die Phase, in der die Technologie umfassender verstanden und zielgerichtet weiterentwickelt wird, um sinnvolle Einsatzmöglichkeiten zu schaffen. Eine Phase, die eine andere Technologie im Jahr 2020 vielleicht noch nicht ganz erreicht hat:
Mitte 2016 begann nämlich auch die Augmented und Mixed Reality den Aufstieg hin zum „Gipfel der überzogenen Erwartungen“. Microsoft veröffentlichte die erste Version der HoloLens. Mit dem Mixed-Reality-Headset wird nicht komplett in die virtuelle Realität eingetaucht, sondern die reale Umgebung um virtuelle holographische Elemente erweitert, die durch Fingerbewegungen manipuliert werden können. Die Datenbrille ist schon preislich alles andere als ein Produkt für eine breite Öffentlichkeit, hat aber schon jetzt verschiedene Arbeits- und Geschäftsbereiche erobert.
Smartphone VR ist tot, lang lebe Mobile VR
VR-Halterungen für Smartphones sind heute kein relevantes Segment mehr. Samsungs neue Smartphones unterstützen die Gear VR nicht mehr, auch Google hat die eigene Plattform „Daydream View“ eingestellt und selbst Unity unterstützt in der neuesten Version die virtuelle Realität auf Smartphones nicht mehr. Woran hat es gelegen? Carmack analysierte in seiner „Grabrede auf Mobile VR„, dass die Friktion – also der Aufwand, in die virtuelle Realität einzutauchen – zu groß war. Das Smartphone musste in die Brille eingespannt werden, ein neues App-Ökosystem geöffnet werden, die Ausrichtung des Controllers musste angepasst werden… Das alles motivierte Nutzer nicht dazu, die Brille regelmäßig aufzusetzen. Dazu kam, dass der Batterieverbrauch zu hoch war, wenn man bedenkt, dass das Smartphone für viele ein unverzichtbarer Teil des Alltags ist.
Smartphone VR war ohnehin sehr eingeschränkt: Wurden doch nur drei Bewegungsachsen erkannt. Wirklich hervorragend eignete sich diese Technik eigentlich nur für eines: 360-Grad-Videos.
360-Grad-Videos sind sozusagen eine Weiterentwicklung der Panoramafotografie: Der komplette 360-Grad-Bereich um eine Kamera wird aufgenommen und „zusammengenäht“. Mit einem VR-Headset (oder durch ein „Magic Window“ am Smartphone oder Computer) können sich Nutzer während des Films in alle Richtungen umsehen.
Die Produktion solcher Videos war – gerade in den ersten Jahren – sehr umständlich. Kamerarigs, die meist aus GoPro-Actionkameras bestanden, waren für anspruchsvollere Arbeiten nicht ausgelegt. Sie waren fehleranfällig, großteils nicht untereinander synchronisiert und lieferten Rohmaterial, das nicht für die weitere professionelle Nachbearbeitung optimiert war. Erst High-End-All-In-One-Kamerasysteme wie die Nokia Ozo ermöglichten einen Workflow, wie er aus traditionellen Filmproduktionen vertraut war. Doch preislich waren derartige Kameras lange Zeit nur Profis vorbehalten.
Mittlerweile gibt es auf dem Markt eine Vielzahl interessanter 360-Grad-Kameras für Konsumenten, Prosumer und Profis mit jeweils eigenen Vorzügen für jeden Anspruch. Viele dieser Modelle können Videomaterial als 360-Grad-Livestream zur Verfügung stellen: Live-Events wie Konzerte werden über das VR-Headset in Echtzeit übertragen und lassen Zuschauer, trotz räumlicher Entfernung, an jedem Ort der Welt unmittelbar an Ereignissen teilhaben.
360-Grad-Videos haben sich inzwischen fest im Markt etabliert. Warum also musste Smartphone VR dennoch zu Grabe getragen werden – wo es doch lange Zeit gerade für 360-Grad-Videos die perfekte Plattform bot? Nun, Smartphone VR mag im Jahr 2020 nicht mehr relevant sein, Mobile VR ist es aber umso mehr wieder.
Im Jahr 2018 wurden erste Standalone-Headsets wie Oculus Go veröffentlicht: VR-Headsets, die ganz ohne zusätzliche Hardware auskommen – User können aber trotzdem bereits am Mobiltelefon Spiele, Apps oder andere Anwendungen herunterladen und mit dem Headset synchronisieren. Es gibt auch kein Kabel, das die Bewegungsfreiheit stören würde. Das Ziel, die Friktion zu minimieren, konnte so also endlich erzielt werden.
Etablierung von VR-Headsets
Grundlegend kann man sagen, dass sich zwischen 2014 und 2017 der Markt neben PC-gebundenen Headsets über mobile Headsets (Cardboard, Samsung Gear VR) hin zu autarken VR-Brillen entwickelt hat.
Auf der CES 2017 wurden rund 50 neue VR-Brillen und Prototypen vorgestellt. Ein Jahr später ergab sich allein für Deutschland ein Umsatzplus von 38 Prozent in Sachen VR-Software.
Auch im Jahr 2019 wurden eine ganze Reihe fortschrittlicher VR-Headsets angekündigt. Wesentliche Veränderungen betrafen v.a. die Auflösung der Displays bzw. deren Bauart und die Tracking-Technologie.
Die eigentliche Sensation des Jahres und den nächsten wichtigen Schritt auf dem Weg zum Massenmarkt lieferte aber Oculus: Die Oculus Quest ist ein Standalone-Headset, das umfassendes Raumtracking mit 6DoF unterstützt: die Bewegungen des Headsets und der Eingabegeräte wird auf allen Raumachsen verfolgt und entsprechend in die virtuelle Welt übersetzt. So kommen Nutzer in den Genuss einer vollimmersiven Erfahrung – ganz ohne an einen Computer gebunden zu sein. Seit dem Release im Mai letzten Jahres hat sich das Headset über 700.000 mal verkauft.
Ein noch breiteres Anwendungsfeld für die Quest schuf Oculus zudem jüngst mit Oculus Link: hier können Nutzer via USB-Kabel das Headset mit einem PC verbinden und auf diese Weise auch Applikationen nutzen, die nicht auf den mobilen Prozessor der Oculus Quest ausgelegt sind.
Wie große Schritte VR in Richtung Massenmarkt gemacht hat, zeigt auch ein Blick auf die Hardwarepreise: Die Oculus Rift kostete 2016 in Deutschland noch über 700 Euro. Mit weiterentwickelten Technologien an Bord (beispielsweise dem Inside-Out-Tracking) liegt der Preis einer Oculus Rift S, wie auch der Oculus Quest, im Jahr 2020 bei rund 450 Euro.
Wesentliche Fortschritte gab es in den letzten Jahren auch in der Verminderung von Motion Sickness: zu niedrige Bildwiederholraten (Bilder pro Sekunde/fps) sorgten bei Usern regelmäßig für Übelkeit und Schwindel. Neue Prozessoren und Grafikkarten, die minimalste Latenzzeit sicherstellen können und mit erweiterten Features bessere Rendering-Leistungen unterstützen, bieten beste Voraussetzungen für ein immersives Erlebnis. Auch softwareseitig haben Entwickler viele Methoden dazugelernt, Übelkeit zu vermeiden. Zu Motion Sickness kommt es so vor allem dann, wenn sich die virtuelle Kamera unabhängig vom Nutzer bewegt. Um diesem Warnmechanismus des Körpers entgegenzusteuern, wurden diverse Methoden entwickelt: Während man vor einigen Jahren noch fast ausschließlich auf Teleportationsmechaniken setzte, kommen heutzutage verschiedene Bewegungsmethoden wie das Einblenden einer Vignette im Sichtfeld oder die Stimulation des Gleichgewichtssinns durch eine aktive Bewegung des Nutzers zum Einsatz.
Vive Cosmos/gfycat.com
Die Welt der VR ist vielfältiger geworden: Hersteller wie HTC bieten häufig verschiedene Versionen eines Headsets sowohl für Konsumenten als auch für Unternehmen oder Gamer an. So gibt es die VR-Brille Vive Cosmos mittlerweile in drei Versionen, u.a. die Vive Cosmos Elite mit externen Trackingstationen.
Für den Verleih in Spiele-Arcades, auf Festivals und in Unternehmen sind VR-Headsets inzwischen auch in Sachen Hygiene besser ausgerüstet: vielfach lassen sich verschiedene Komponenten unkompliziert auseinander nehmen und umfassend desinfizieren.
Neue Übungsszenarien in herkömmlichen Anwendungsfeldern
Durch die technischen und wirtschaftlichen Voraussetzungen angetrieben, wurde auch mehr zum Thema VR geforscht. Man weiß so beispielsweise heute, dass sich mit VR nachweislich Aufmerksamkeitslevel und Konzentration steigern lassen und die eigene Aktivität und Entscheidungsfindung durch interaktive VR-Apps angeregt werden kann.
In dutzenden von Trainingsbereichen setzen Ausbilder immer mehr auf Virtual Reality: in der Luftfahrtindustrie können Auszubildende und angehende Ingenieure unter dem VR-Headset Abläufe üben; selbst in der Chirurgie lernen junge Mediziner über virtuelle Szenarien in Echtzeit.
Auch im Produktdesign haben sich immersive Werkzeuge im Jahre 2020 fest etabliert: Der Mehrwert, eine virtuelle Umgebung selbst zu erleben und dreidimensional zu verändern, ist enorm groß.
VR-Mehrwert & neue Formate
Doch die Anwendungen gehen über reine industrielle Kontexte hinaus. So gibt es inzwischen eine Reihe von Einrichtungen, die VR auch therapeutisch nutzen, etwa als Alternative zum Anästhetikum bei Schmerzbehandlungen. Auch mit Blick auf Autismus-Spektrum-Störungen trägt VR dazu bei, die spezifische Wahrnehmung Betroffener für Außenstehende nachempfindbar zu machen.
Für Produkte und Dienstleitungen ist VR indes ein spannendes Tool zur Gestaltung von interaktiven & personalisierten Marketingkampagnen.
Auf einigen Filmfestivals ist Immersive Storytelling mit VR ein fester Bestandteil geworden, z.B. beim New Frontier/Sundance Festival oder dem Tribeca Immersive. Auf vielen anderen Festivals wird Virtual Reality mehr und mehr in das Programm einbezogen.
Dieser Umstand trägt auch dazu bei, VR zu immer mehr Popularität zu verhelfen: Besucher, für die VR bislang ein sehr abstrakter Begriff ohne Praxisbezug war, können nun die unendlichen Möglichkeiten & Potentiale virtueller Technologien in einem konkreten, persönlichen Kontext erfahren.
VR-Festivals bieten für Filmemacher, Programmierer und Künstler heutzutage eine wichtige Plattform für die Entwicklung neuer VR-Formate.
Auch wir von Aspekteins haben Möglichkeiten entwickelt, 360°- und VR-Erfahrungen zu gestalten, wie sie noch vor wenigen Jahren unmöglich gewesen wären. Mit unserer Hyperresponsive-Virtual-Reality-Technologie (HRVR) können wir beispielsweise 360°-Realfilme produzieren, die sich auf das Verhalten des Nutzers anpassen. So können Nutzer mit Blicken, Sprache und anderen Interaktionen mit gefilmten Darstellern interagieren, ohne dass wir auf störende Interface-Elemente oder Unterbrechungen im Storytelling zurückgreifen müssen. Die mit dieser Technik erstellten Applikationen können auf Wunsch auch weitere Daten wie Standort, Uhrzeit, Akkustand oder Wetter auslesen, um eine noch individuellere Erfahrung zu ermöglichen.
Weiterentwicklung von VR-Technologien
Es mehren sich inzwischen auch haptische Technologien, die virtuelle Daten in physische Empfindungen umwandeln können. VR-Handschuhe, wie der Forte Data Glove für Oculus-Quest, sind mit winzigen künstlichen Sinneszellen ausgestattet. Diese sog. Aktuatoren können auf Grundlage virtueller Interaktionen real empfundene Berührungs- und Temperaturreize an den Anwender weiterleiten.
Ein Blick auf industrielle VR-Brillen zeigt schon heute, was die Zukunft der VR bereithält: Das finnische StartUp Varjo experimentierte für das sog. Bionic Display der Varjo VR 1 mit zwei verschiedenen (OLED-)Displays, um Unschärfeprobleme zu beseitigen. Das nachfolgende Modell Varjo XR 1 kann die Umgebung zusätzlich in Echtzeit filmen und auf das Display streamen, wodurch die reale Welt um virtuelle Elemente erweitert wird (i.S. v. Mixed-Reality). Dazu gibt es ein 3D Interface namens Workspace:
Mit Eyetracking, wie bei der Vive Eye Pro, lässt sich nicht nur Rechenleistung einsparen und „Foveated Rendering“ nutzen, auch Konsumentenverhalten lässt sich besser durch die Blickrichtung erforschen. In psychologischen und soziologischen Kontexten ergibt sich auch hier ein spannender und wichtiger Mehrwert: wie reagieren Bürger auf die längst geplante Stadtentwicklung im Kiez? Mit VR lassen sich Betroffene z.B. im Rahmen einer partizipativen Stadtentwicklung in wichtige Entscheidungsprozesse einbinden.
Die VR-Technologie ist auf dem besten Weg, die letzte Phase des Hype-Zyklus zu erreichen: Das „Plateau der Produktivität„. Die Phase, in der sich die Technologie endgültig auch im Massenmarkt etabliert, sich flächendeckend verbreitet und zu einem essentiellen Teil unseres Alltags wird.
In diesem Sinne:
„It’s not the technology that entertains people, it’s what you do with the technology.“
John Lasseter, Chief Creative Pixar Studios
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