Was ist Virtual Reality: Eine Einführung in die VR-Technologie

Digitalisierung By: Dr. Harald Dreher - Mai 17, 2024

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Was genau ist Virtual Reality und wie verändert sie unsere Interaktion mit digitalen Welten? Dieser Artikel taucht in die spannende Welt der VR ein, erklärt deren Funktionsweise und zeigt auf, wie sie revolutionäre Anwendungen in verschiedenen Industriezweigen ermöglicht.

Was genau ist Virtual Reality und wie verändert sie unsere Interaktion mit digitalen Welten? Dieser Artikel taucht in die spannende Welt der VR ein, erklärt deren Funktionsweise und zeigt auf, wie sie revolutionäre Anwendungen in verschiedenen Industriezweigen ermöglicht.

 

Das Wichtigste auf einen Blick

  • Virtual Reality schafft über spezialisierte Software und VR-Headsets wie Oculus Rift und Varjo XR-4 eine immersiv erlebbare, digitale Welt, die von Augmented und Mixed Reality abzugrenzen ist.

  • VR-Hardware ermöglicht Benutzern nicht nur das visuelle Eintauchen in virtuelle Welten, sondern auch deren Interaktion mithilfe von Eingabegeräten wie 3D-Mäusen und Datenhandschuhen, sowie Problemlösungen wie Bewegungsübelkeit durch technische Optimierungen.

  • Die Anwendungen von VR reichen von Bildung, Training und Medizin bis hin zum Business-Bereich, wobei VR insbesondere für Visualisierungen, komplexe Simulationen und das praktische Üben von Fähigkeiten genutzt wird.

Inhaltsverzeichnis

  1. Virtual Reality vs. Augmented Reality: Hauptunterschiede
  2. Hardware für Virtual Reality
  3. Software und Plattformen für VR
  4. Einsatzmöglichkeiten von Virtual Reality
  5. Virtuelle Realität im Business
  6. Herausforderungen und Zukunft von Virtual Reality
  7. Zusammenfassung
  8. Häufig gestellte Fragen

Die Grundlagen der Virtuellen Realität

Die virtuelle Realität ist eine künstliche, digitale Welt, die mithilfe spezieller Software und Hardware erlebbar gemacht wird. Sie bietet eine vollständig computergenerierte, dreidimensionale Realität, die sich stark von den Konzepten der Augmented Reality (AR) und Mixed Reality (MR) unterscheidet. Während AR digitale Informationen zur physischen Welt hinzufügt, vermischt MR beide Realitäten miteinander. Die Virtual Reality, abgekürzt als “virtual reality vr”, eröffnet uns den Zugang zu vollständig neuen Welten und Erfahrungen, die nur durch unsere Vorstellungskraft begrenzt sind, wie zum Beispiel in einer “cave automatic virtual environment”.

Ein zentrales Konzept der virtuellen Realität ist die Immersion, das Eintauchen in die VR. Diese wird durch Technologien unterstützt, die die Sinne ansprechen und eine Ortsillusion vermitteln. Ein weiterer wichtiger Aspekt ist die Präsenz, das subjektive Gefühl, physisch in der virtuellen Realität anwesend zu sein. Mit fortschrittlicher Hardware wie VR-Headsets und 3D-Mäusen und innovativen Entwicklungen wie der Oculus VR können Nutzer tief in die virtuelle Realität eintauchen. All diese Faktoren tragen zum Begriff der Immersion bei.

 

Virtual Reality vs. Augmented Reality: Hauptunterschiede

Obwohl Virtual Reality und Augmented Reality oft in einem Atemzug genannt werden, handelt es sich um zwei unterschiedliche Technologien. Virtual Reality bietet über ein Headset ein vollständig immersives Erlebnis, während Augmented Reality digitale Inhalte in die physische Welt einblendet. Beide Technologien haben ihre eigenen Stärken und sind im Begriff, die Art und Weise, wie wir mit digitalen Inhalten interagieren, zu verändern.

Der Hauptunterschied zwischen beiden liegt jedoch im Grad der Immersion, den sie bieten. Während VR Sie in eine vollständig virtuelle Welt eintauchen lässt, erweitert AR die reale Welt um eine Ebene digitaler Inhalte. Dieser grundlegende Unterschied hat zu einzigartigen Anwendungen für jede Technologie geführt, wobei VR eher für Unterhaltungs- und Schulungsanwendungen eingesetzt wird, während AR in Bereichen wie Einzelhandel, Immobilien und Fertigung Verwendung findet.

Geschätzte weltweite Umsätze in den Segmenten Augmented und Virtual Reality

Definition von Augmented Reality

Augmented Reality ist eine interaktive Erfahrung, die die reale Welt mit computergenerierten Wahrnehmungsinformationen erweitert, wie z. B:

  • digitale Inhalte, die physischen Umgebungen und Objekten überlagert werden

  • virtuelle Figuren oder Objekte, die mit der realen Welt zu interagieren scheinen

  • Echtzeit-Informationseinblendungen, wie z. B. Wegbeschreibungen oder Produktinformationen

In gewissem Sinne ist AR eine Brücke zwischen der realen und der virtuellen Welt, die beide zu einem interaktiven Erlebnis verschmelzen.

AR hat ein breites Spektrum an potenziellen Einsatzmöglichkeiten, darunter:

  • Gesundheitswesen

  • Bildung

  • Unterhaltung

  • Schaffung immersiver Erlebnisse, wie virtuelle Touren und interaktive Displays

Trotz gewisser Herausforderungen und Einschränkungen könnte sich die Augmented Reality zu einem beeindruckenden Instrument zur Verbesserung von Erfahrungen in der realen Welt entwickeln, wenn die notwendigen Investitionen und Forschungsarbeiten getätigt werden.

 

VR- und AR-Technologien im Vergleich

VR und AR sind zwar beide transformative Technologien, unterscheiden sich aber in ihren Kerneigenschaften erheblich. Wie bereits erwähnt, bietet VR eine vollständig immersive Erfahrung, die es den Nutzern ermöglicht, in eine virtuelle Welt einzutauchen. AR hingegen erweitert die reale Welt, indem sie digitale Inhalte überlagert.

Diese Unterschiede erstrecken sich auch auf andere Aspekte. Zum Beispiel:

  • Bei VR müssen die Nutzer mit einer simulierten Umgebung interagieren.

  • AR ermöglicht es den Nutzern, mit der tatsächlichen Umgebung zu interagieren

  • VR erfordert spezielle Hardware (wie VR-Headsets)

  • AR ist mit einer breiten Palette von Geräten kompatibel, darunter Smartphones und Tablets.

Trotz ihrer Unterschiede bergen sowohl VR als auch AR ein immenses Potenzial und sind bereit, die Art und Weise, wie wir mit digitalen Inhalten interagieren, neu zu definieren.

Unterschiede zwischen Virtual Reality und Augmented Reality

Hardware für Virtual Reality

Die Hardware ist ein entscheidender Bestandteil der virtuellen Realität. Sie macht die digitalen Welten erlebbar und ermöglicht es uns, mit ihnen zu interagieren. Mit der Vorstellung des ersten VR-Headsets Oculus Rift im Jahr 2012 begann eine neue Ära in der Entwicklung von VR. Heute gehören Firmen wie Oculus Rift und Oculus Quest (jetzt Meta Quest) zu den führenden Herstellern von VR-Headsets.

Die neuesten Headsets wie das Varjo XR-4 bieten eine sehr hohe Auflösung von 3840 x 3744 pro Auge und ein breites Sichtfeld von 120° x 105°. Dank dieser Entwicklungen sind VR-Headsets und AR-Brille nun einfacher zu bedienen, benötigen keine zusätzliche Hardware und sind preislich attraktiver geworden. Mit dem VIVE Ultimate Tracker wurde das Inside-out-Tracking eingeführt, das präzises Tracking ohne externe Sensoren ermöglicht.

 

Head Mounted Displays

Die Head Mounted Displays, kurz HMDs, sind vielleicht das bekannteste Gesicht der virtuellen Realität. Mit einem Head Mounted Display auf dem Kopf können Benutzer in die virtuelle Welt eintauchen und sie aus erster Hand erleben. Sie verwenden Linsen, um Bilder zu brechen, und eine Stereoprojektion von zwei Bildern aus unterschiedlichen Perspektiven, um den Benutzern einen dreidimensionalen Eindruck zu vermitteln. Die Welt der virtuellen Realität öffnet sich direkt vor ihren Augen, und sie können in ihr navigieren und interagieren, als ob sie tatsächlich dort wären.

Um jedoch ein flüssiges und realistisches VR-Erlebnis zu gewährleisten, müssen HMDs bestimmte technische Anforderungen erfüllen. Dazu gehören eine hohe Leistungsfähigkeit und reaktionsschnelle Darstellung, die durch die Optimierung von Grafik, Physiksimulationen und Benutzerinteraktionen erreicht werden. Ein Problem bei der Nutzung von VR ist die sogenannte VR-Krankheit oder auch Simulatorkrankheit. Entwickler arbeiten intensiv daran, dieses Phänomen zu reduzieren, indem sie auf eine geringe Latenzzeit achten und abrupte Bewegungen sowie Diskrepanzen zwischen visuellen und körperlichen Wahrnehmungen vermeiden, um ein angenehmes und immersives Erlebnis zu gewährleisten.

 

Eingabegeräte und Sensoren

Neben den Headsets sind auch die Eingabegeräte und Sensoren entscheidend für das Erlebnis in der virtuellen Realität. Sie ermöglichen es den Nutzern, sich in der virtuellen Welt zu bewegen und mit ihr zu interagieren. Dazu gehören vielfältige Geräte wie:

  • 3D-Mäuse

  • Datenhandschuhe

  • Flysticks

  • omnidirektionale Laufbänder

Auch Handgesten und Buttons am Headset werden zur Interaktion verwendet. Mit diesen Geräten können Nutzer Objekte in der virtuellen Welt greifen, bewegen und manipulieren, was zu einem immersiven und interaktiven Erlebnis führt.

 

Software und Plattformen für VR

Das Herzstück der virtuellen Realität ist die Software. Sie erzeugt die virtuellen Welten, in die wir eintauchen, und ermöglicht es uns, mit ihnen zu interagieren. Es gibt eine Vielzahl von Unternehmen, die spezialisierte Virtual-Reality-Software für die unterschiedlichsten Branchen anbieten.

Mit der Einführung der Oculus Quest 3 im Oktober 2023 hat sich der Absatz von VR-Anwendungen deutlich erhöht. Ob für Spiele, Ausbildung, Medizin, Architektur oder Industrie - für fast jeden Bereich gibt es spezialisierte VR-Software und -Plattformen.

 

VR-Anwendungen und -Plattformen

Es gibt eine Vielzahl von VR-Anwendungen und Plattformen, die unterschiedliche Funktionen bieten. Hier sind einige Beispiele:

  • GoPro VR Player: Mit dieser Anwendung können 360-Grad-Videos und -Fotos auf dem Computer betrachtet werden. Sie unterstützt VR-Headsets wie HTC Vive und Oculus Rift.

  • VRChat: Diese Anwendung bietet einen freien Virtual Reality Chat-Raum an, der mit oder ohne VR-Headset zugänglich ist.

  • AAA VR Cinema: Diese Medien-Player-App ist für Android konzipiert und unterstützt Google Cardboard und ähnliche VR-Headsets.

Einige Plattformen haben sich speziell auf die Bereitstellung von VR-Inhalten spezialisiert. Hier sind einige Beispiele:

  • Oculus-App: ermöglicht die Einrichtung von Oculus Go-Headsets und fungiert als Plattform für den Zugriff auf eine breite Palette von VR-Apps.

  • Cardboard Camera App: ermöglicht Benutzern das Aufnehmen von VR-Fotos und das Ansehen dieser Fotos in einer VR-Brille.

  • ‘360 Video Metadata Tool’ von Google: hilft bei der Bereitstellung der erforderlichen Metadaten für 360-Grad-Videos auf Plattformen wie YouTube und Facebook.

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Einsatzmöglichkeiten von Virtual Reality

Die virtuelle Realität findet in vielen Bereichen Anwendung. Von der Ausbildung und dem Training über die Medizin bis hin zur Kultur - die Möglichkeiten sind nahezu grenzenlos. Im Unternehmensbereich wird VR unter anderem in folgenden Bereichen genutzt:

  • Projektplanung

  • Immobilienbranche

  • Bauwesen

  • Marketing

  • medizinische Trainings

  • Bildung

  • virtuelle Showrooms

  • Produktvisualisierungen

  • Simulation von Erlebnissen

  • Soft Skill-Trainings

Darüber hinaus eröffnet Virtual Reality auch in der Produktentwicklung und im Prototyping neue Wege. Unternehmen können Produkte in einer virtuellen Umgebung entwickeln und testen, was Zeit und Kosten spart und gleichzeitig die Kreativität fördert. In der Automobilindustrie zum Beispiel ermöglicht VR den Ingenieuren, Fahrzeuge zu entwerfen und zu optimieren, bevor ein physischer Prototyp hergestellt wird.

Zwei Chirurgen lernen via Virtual Reality

In der Eventbranche werden virtuelle Veranstaltungen immer beliebter, da sie es Menschen aus aller Welt ermöglichen, an Konferenzen, Konzerten oder Messen teilzunehmen, ohne physisch anwesend zu sein. Dies erweitert nicht nur die Reichweite der Veranstaltungen, sondern trägt auch zur Nachhaltigkeit bei, indem Reisen und damit verbundene CO2-Emissionen reduziert werden.

Im Bereich der Kundeninteraktion und des Kundenservice können Unternehmen durch den Einsatz von VR beeindruckende Produkteinführungen und interaktive Kundenschulungen anbieten. Kunden können Produkte in einer virtuellen Umgebung ausprobieren und sich so ein besseres Bild davon machen, was zu einer höheren Kundenzufriedenheit und stärkeren Kundenbindung führen kann.

Schließlich wird VR auch im Bereich der Mitarbeiterausbildung und -entwicklung eingesetzt, um realistische Trainingsumgebungen zu schaffen, in denen Mitarbeiter ohne Risiko für Mensch oder Maschine lernen und ihre Fähigkeiten verbessern können. Dies ist besonders wertvoll in Branchen wie der Luft- und Raumfahrt, der Medizin und dem Katastrophenschutz, wo Fehler schwerwiegende Konsequenzen haben können.

Auch in der Unterhaltungsbranche revolutioniert Virtual Reality die Erlebniswelten bei Spielen, Filmen und Musik durch das Eintauchen in realistische und interaktive Umgebungen.

Die virtuelle Realität bietet auch in spezifischen Branchen einzigartige Vorteile, wie zum Beispiel in der Immobilienbranche und der Raumplanung. Sie ermöglicht:

  • virtuelle Begehungen von Räumlichkeiten

  • die Visualisierung des Landschaftsbildes bei Infrastrukturmaßnahmen

  • die Simulation von Arbeitssystemen und Phasen des Produktlebenszyklus im Arbeitsschutz

Durch diese Anwendungen können Arbeitnehmer in Bezug auf ihre Aufgaben vorbereitet werden.

 

Bildung und Training

Einer der spannendsten Anwendungsbereiche von VR ist die Bildung und das Training. Durch die Nutzung von VR können Studierende:

  • komplexe Prozesse visualisieren

  • in einer sicheren Umgebung praktische Erfahrungen sammeln

  • Lerninhalte realistisch explorieren und praktisch anwenden

  • ihr Verständnis fördern

Auch in virtuellen Laboren können Schüler risikofrei in Fachgebieten wie Biologie und Chemie experimentieren – ein fortschrittliches Lernwerkzeug.

Darüber hinaus trägt Virtual Reality zur Inklusion im Bildungsbereich bei, indem es Zugangsbarrieren überwindet und bisher unmögliche Erfahrungen ermöglicht. So können Schüler zum Beispiel:

  • virtuelle Exkursionen zu sonst schwer zugänglichen Orten unternehmen

  • die Welt bereisen, ohne das Klassenzimmer zu verlassen

  • auf eine ganz neue Art und Weise lernen und erleben

Medizin und Therapie

Auch in der Medizin und Therapie bietet Virtual Reality zahlreiche Vorteile. Die Anwendung von VR in der Medizin wird seit den 1990er Jahren untersucht. Heute ermöglicht VR in der Diagnostik und Therapie das Erstellen kontrollierbarer, immersiver und interaktiver virtueller Umgebungen, was insbesondere bei der Behandlung von psychischen Störungen genutzt wird.

In der medizinischen Ausbildung ermöglicht VR den Studierenden, Operationen und medizinische Verfahren in einer sicheren und kontrollierten Umgebung zu üben. Sie können ihre Fähigkeiten verfeinern und ihr Wissen erweitern, bevor sie an realen Patienten arbeiten. Auch in der Psychotherapie wird VR immer häufiger eingesetzt. Es ermöglicht Therapeuten, ihre Patienten in kontrollierte Umgebungen zu versetzen, in denen sie ihre Ängste und Phobien sicher konfrontieren können.

Diese und viele andere Anwendungen zeigen das enorme Potenzial von VR in der Medizin und Therapie.

Einsatz von Virtual Reality im Gesundheitswesen

Virtuelle Realität im Business

Aber die Anwendungen von VR beschränken sich nicht nur auf Bildung und Medizin. Auch im Business-Bereich findet VR immer mehr Anwendung und revolutioniert die Art und Weise, wie wir arbeiten und Geschäfte machen. Unabhängig von der Branche kann VR dazu beitragen, die Effizienz und Effektivität zu steigern. So nutzen beispielsweise die Automobilindustrie, der Maschinenbau, die Architektur, die Logistik und der Tourismus VR für verschiedene Zwecke, von der Produktentwicklung über die Wartung und Reparatur bis hin zur Kundenbetreuung. In der Unternehmensberatung wird VR eingesetzt, um komplexe Datenanalysen und Geschäftsprozesse anschaulich zu machen, Trainings und Workshops interaktiv zu gestalten sowie die Zusammenarbeit in virtuellen Teams zu optimieren.

Die Immobilienbranche nutzt VR, um virtuelle Besichtigungen zu ermöglichen und Renovierungen zu planen. Im Finanzwesen unterstützt VR bei virtuellen Meetings und der Visualisierung bei der Vermögensverwaltung. Und im Gesundheitswesen werden VR und MR für medizinische Ausbildungen, Trainings und die Behandlung von Phobien und posttraumatischen Belastungsstörungen eingesetzt. All diese Anwendungen zeigen das enorme Potenzial von VR im Business-Bereich und lassen erahnen, wie die Zukunft der Arbeit aussehen könnte.

 

Herausforderungen und Zukunft von Virtual Reality

Trotz aller Fortschritte und Möglichkeiten gibt es auch Herausforderungen in der virtuellen Realität. Eine davon ist die Bewegungsübelkeit, die bei einigen Nutzern auftreten kann. Eine weitere Herausforderung sind die hohen Kosten für die VR-Hardware, die für viele potenzielle Nutzer eine Barriere darstellen können. Trotz dieser Herausforderungen erkennen Wirtschaft und Industrie die hohe Bedeutung und die vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten von VR-Technologien an.

Die Zukunft von Virtual Reality sieht vielversprechend aus. Die wirtschaftliche Bedeutung und das Engagement von Anbietern und Benutzern deuten auf ein starkes zukünftiges Wachstum und Entwicklungspotenziale der VR-Technologie hin. Mit der Weiterentwicklung der Technologie und der Überwindung der bestehenden Herausforderungen könnten wir in den kommenden Jahren noch spannendere und realistischere VR-Erlebnisse erwarten.

 

Zusammenfassung

Wir haben in diesem Artikel die Grundlagen der Virtual Reality, die verwendete Hardware und Software sowie ihre vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten kennengelernt. Wir haben gesehen, wie VR in Bildung und Training, in der Medizin und Therapie und im Business eingesetzt wird und welche Vorteile sie bietet. Wir haben auch die Herausforderungen diskutiert, die es noch zu überwinden gilt, und einen Blick in die Zukunft der VR geworfen. Es ist klar, dass die virtuelle Realität ein enormes Potenzial hat und uns in den kommenden Jahren noch viele spannende Entwicklungen erwarten.

 

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Häufig gestellte Fragen

Was ist mit Virtual-Reality gemeint?

Virtual Reality (VR) bezeichnet eine computergenerierte Umgebung, die mit speziellen Headsets erlebbar gemacht wird. Sie ermöglicht es Nutzern, in eine künstliche Welt einzutauchen und diese interaktiv zu erfahren.

 

Unter VR, oder Virtual Reality, versteht man die Darstellung und gleichzeitige Wahrnehmung einer in Echtzeit computergenerierten, interaktiven Umgebung.

VR steht für Virtual Reality und schafft eine vollständig virtuelle Welt, in die der Nutzer eintaucht. AR, oder Augmented Reality, ergänzt die reale Welt um virtuelle Aspekte, indem Informationen oder Objekte in das Blickfeld des Nutzers eingeblendet werden.

Ein Virtual-Reality Gerät, oft auch VR-Headset genannt, ist eine tragbare Vorrichtung, die vor die Augen gesetzt wird und es dem Nutzer ermöglicht, in eine virtuelle Realität einzutauchen.

Virtuelles Sehen ist das visuelle Erleben einer künstlichen, dreidimensionalen Welt, die durch ein VR-Headset oder eine andere VR-Anzeigetechnologie ermöglicht wird.

Das Wort "immersive" bezieht sich auf ein tiefgehendes Eintauchen in eine andere Umgebung oder Erfahrung, die die realen Umgebungsreize ausblendet und den Nutzer vollständig in die virtuelle Welt eintauchen lässt.

Ein immersives Erlebnis ist eine Erfahrung, bei der der Nutzer vollständig in eine Aktivität oder Umgebung eingebunden ist und die reale Welt um ihn herum vergisst.

Eine immersive Umgebung ist eine künstlich geschaffene Realität, die so gestaltet ist, dass der Nutzer sich vollständig darin gefangen fühlt, als wäre er physisch anwesend.

Eine immersive Inszenierung ist die Gestaltung eines Ereignisses oder einer Umgebung, die darauf abzielt, den Teilnehmer komplett in die Erfahrung einzubinden und ein Gefühl der Präsenz in einer anderen Realität zu erzeugen.

 

 

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Mit der Weiterentwicklung der Technologie können wir davon ausgehen, dass VR immer stärker in unser tägliches Leben integriert wird." - Dr. Harald Dreher