Virtuelle Realität (VR) ist die Schaffung einer scheinbaren Welt in die der Betrachter eintauchen, sich in ihr bewegen und seine Fantasien und Vorstellungen umsetzen
kann. Es ist eine vom Computer geschaffene Welt ohne reale Gegenstände. Virtual Reality bildet
eine hochwertige Benutzerschnittstelle, die über Kopf- und Handbewegungen, über die Sprache
oder den Tastsinn gesteuert wird.
Funktional ist virtuelle Realität eine Simulation bei
der mittels Computergrafik eine realistisch erscheinende Umgebung generiert wird. Diese synthetische Umgebung ist nicht statisch, sie
reagiert vielmehr auf Benutzereingaben. Zwischen dem Benutzer und seiner virtuellen Umgebung besteht somit eine direkte Interaktion.
Die Benutzereingaben werden über Datenhandschuhe und Datenhelme
vorgenommen und unmittelbar in Steuerbefehle umgesetzt. Sie wirken sich direkt auf die virtuelle Umgebung aus. Dreht sich beispielsweise der Betrachter, dann ändern sich dadurch die
Perspektive und die Größe der virtuellen Umgebung. Oder greift der Betrachter nach einem virtuellen Gegenstand, dann werden diese Tastbewegungen im Datenhandschuh durch haptische Sensoren umgesetzt. Durch diese Interaktionen taucht der Betrachter in die virtuelle
Welt ein, er wird Teil der Aktion und kann darin seine Vorstellungen umsetzen.
Aufbau eines VR-Systems
Ein
VR-System besteht aus einem Hochleistungsrechner, der VR-Engine, mit der entsprechenden
Software und
Datenbank.
Die VR-Engine ist die zentrale Komponente des VR-Systems. Sie erhält die eingegebenen Steuerbefehle, greift auf die Datenbank für die entsprechende Aufgabe zu und setzt die
Befehle in
Echtzeit um, wodurch sich die virtuelle Umgebung augenblicklich ändert. Der Benutzer selbst ist
Teil des VR-Systems und steuert über die
Peripheriegeräte die VR-Engine. Die Steuerbefehle werden durch Datenhandschuhe und Datenhelme
generiert und wirken sich direkt in der projizierten Darstellung oder der Steuerung von Maschinen oder
Roboter aus. In den VR-Datenhelmen
sind entsprechende Sensoren vorhanden, die die Kopfbewegungen in 3D-Steuerbefehle umsetzen damit die Darstellung der Bewegung kontinuierlich folgen kann. Diese Technik nennt sich
Head Tracking.
Einsatz von VR-Systemen
Die virtuelle Realität kann die Simulation von Vorgängen, Verfahren oder Geräten
unterstützen. Die vielfältigen Anwendungen liegen im Bereich der Aus- und Weiterbildung, Flugsimulation, Entwicklung, Produktion und Fertigung, der Modellbildung von Naturereignissen,
der
Architektur, des Messebaus, der Medizin, der Touristik, der
Qualitätskontrolle und natürlich
bei der Entwicklung von
Computerspielen.
Die dreidimensionale Darstellung wird durch die stereoskopische
Projektion,
bei der auf jedes Auge ein geringfügig versetztes
Bild projiziert wird, erst zur virtuellen 3D-Darstellung. Für diese Projektionen gibt
es Datenhelme,
VR-Brillen,
VR-Headsets,
Videobrillen,
Farbfilterbrillen,
Polarisationsbrillen und
Shutterbrillen.
Damit der Betrachter in der virtuellen Welt auch interagieren kann, werden Bewegungen des Körpers, des Kopfes oder der Hand über Sensoren abgetastet und in die virtuelle Realität
einbezogen.
