Virtual Reality

1996

Virtuelle Realität – Virtual Reality (VR) – ist eine Wirklichkeit neben der "wirklichen" Wirklichkeit: Begriffe, die angesichts der immer "realer" werdenden Simulationen, Animationen und Grafiken viel von ihrer Bedeutungsschwere verloren haben. Wer in die virtuelle Realität eintaucht, betritt eine Welt, die im Computer erschaffen wurde. Eine Wirklichkeit aber, in der sich der Besucher nicht nur umsehen und bewegen, sondern in der er auch handeln und Prozesse auslösen kann.

In der Ebene "Virtual Reality" im ersten Untergeschoß werden die Themen Computeranimation, -simulation und -grafik behandelt.

Werkzeuge der Wirklichkeit

Um die Welt wahrnehmen zu können, die es "eigentlich" nicht gibt und die vom Science-Fiction-Autor William Gibson prophetisch "Cyberspace" getauft wurde, sind bestimmte Werkzeuge vonnöten. Für den Programmierer sind das leistungsstarke und schnelle Rechner sowie ein Bündel an hochwertiger Software. Experimente zur Entwicklung der Virtual-Reality-Technologie gehen bis in die 60er Jahre zurück: Am Bostoner MIT (Massachusetts Institute for Technology) entwickelte Ivan Sutherland erste Prototypen eines Datenhelmes. Mit ähnlichen Versuchen beschäftigte sich zur gleichen Zeit Raymond Goertz am Argonne National Laboratory. Für den Betrachter setzt sich der Werkzeugkoffer wahlweise aus Datenhelm und Datenbrille oder Datenhandschuh zusammen. Die Datenbrille öffnet der Wahrnehmung die Pforte in die Wirklichkeitsentwürfe aus dem Rechner. Entscheidendes Merkmal der Virtual-Reality-Technologie ist die Dreidimensionalität der Simulation, die dem Betrachter – anders als bei Simulationen, die auf Bildschirmoberflächen ablaufen – das Gefühl geben, sich "wirklich" in einem Raum zu bewegen.

Das verfolgte Auge

Je besser die Rechenleistung, desto realer die Simulation. Eine in die Wand eingelassene Kamera nimmt die Augen des Betrachters auf. Diese Bilder werden von einem Eye-Tracker ausgewertet und als Bildkoordinaten an den Rechner weitergeleitet. Der Computer rechnet die Grafik permanent so um, dass sich die virtuelle Welt ständig dem Blickwinkel des Betrachters anpasst. Die virtuelle Umgebung reagiert in jedem Sekundenbruchteil auf die Handlungen und Perspektive des Betrachters. Datenbrille und Datenhandschuh ermöglichen Begegnungen mit computergenerierten Environments, wie sie mit Maus und Tastatur alleine nicht möglich sind.

Simulation in der Realität

Was auf den ersten Blick wie ein geniales Spielzeug aussieht, hat sich längst als unverzichtbares Test-, Übungs- und Überprüfungsverfahren in verschiedensten Anwendungsgebieten jenseits der Unterhaltungsindustrie bewährt.

Doktor Data

In der Medizin dienen Virtual-Reality-Techniken vor allem in der Ausbildung dazu, die komplexen Vorgänge im biomechanischen System des menschlichen Körpers durch Visualisierung verständlich zu machen und das Risiko des ärztlichen Kunstfehlers bei komplizierten Operationen durch Üben unter den lebensnahen Bedingungen der Virtual Reality zu minimieren. Während der "echten" Operation kommen die Simulationstechniken vor allem im Bereich der Endoskopie zur Anwendung. An erweiterten Einsatzmöglichkeiten wie etwa Teleoperationen wird schon erfolgreich gearbeitet (vgl. die Installation "Virtual Touch").

Mit Bits bauen und basteln

Unbeschadet der hohen Kosten von Virtual-Reality-Technik hilft sie doch, bereits in der Planungs- oder Produktentwicklungsphase Fehler zu beseitigen und Fehlentwicklungen zu vermeiden – eine oft immense Kostenersparnis. Paradebeispiele für die Anwendbarkeit von Virtual Reality sind Architektur, Bauwesen, Stadtplanung und Produktdesign. Dank Virtual Reality lässt sich das geplante Gebäude bereits vor der Grundsteinlegung begehen und abschätzen, ob sich ein Neubau homogen in die städtebauliche Struktur einfügt oder nicht. In der Produktentwicklung kommt Virtual Reality vor allen in und als Testverfahren zum Einsatz. Die Strömungseigenschaften von Flugzeugen und Schiffen oder die Auswirkungen von Autozusammenstößen lassen sich virtuell billiger und weniger aufwendig prüfen.

Raumfahrt zu ebener Erde

Nicht nur Flugzeugpiloten, sondern auch Astronauten werden in simulierten Umgebungen ausgebildet und trainiert. Gerade in der Raumfahrt, wo die Kosten für bemannte Flüge immens hoch sind, sparen Virtual-Reality-Techniken auf der Ausgabenseite. Auf der Basis vorhandener Daten können mittels Virtual Reality Planeten vom Erdboden aus erforscht werden. Darüber hinaus werden in militärischen Anwendungen Manöver simuliert.