Merkmale/definitionen/begriffe

In eine künstlich generierte Welt einzusteigen war schon immer ein großes Interesse der Menschen in den letzten Jahren. Aktiv mitzuwirken und einzugreifen bietet einen so großen Reiz, daß auf diesem Sektor sehr viel geforscht und entwickelt wurde.
Durch gewisse Komponenten erfolgt eine Eingabe, der Computer wertet diese aus und reagiert dementsprechend, manipuliert also die Sinne des Benutzers.
Eingeteilt werden VR-Systeme nach dem Grad der Immersion. Dieser gibt an, wie intensiv der Benutzer in die künstliche Welt eindringt.

Stufen der Immersion:
 Desktop VR - manchmal auch Window on World (WoW) Systeme genannt. Das ist die einfachste Art von Virtual Reality. Das System basiert lediglich auf einem konventionellem einfachen Monitor.
 Fish Tank VR - ist eine erweiterte Version des Desktop VR. Bei diesem System wird zusätzlich Head Tracking (siehe 2.1.1) angewandt. Sehr oft werden LCD Shutter Glasses für stereoskopische Effekte verwendet. Im Allgemeinen gibt es aber keine Sensor-Output-Unterstützung.
 Immersive systems - sind die besten, der Realität am Nächsten, Systeme. Sie lassen den Benutzer vollkommen in die künstliche Welt eintauchen. Mit Hilfe von HMDs, welche stereoskopische Sicht ermöglichen, wird auf die Einflüsse des Users reagiert. Weiters sind solche Immersive Systeme mit Audio- und Sensorinterfaces ausgestattet.


Oft hört man von Synthetic Experience, Virtual Worlds, Artificial Worlds oder Artificial Reality. All dieses Begriffe bedeuten eigentlich das Selbe:

 Interaktive Graphiken in Echtzeit mit dreidimensionalen Objekten und Modellen, kombiniert mit einer Technologie zur Darstellung, welche es dem Benutzer erlaubt in eine Virtuelle Welt einzutauchen und zu manipulieren.
 Mehr die Illusion der Beteiligung in einer künstlichen Welt, als nur die Beobachtung einer solchen. Virtual Reality stützt sich auf dreidimensionale, stereoskopische head-tracker displays, hand/body tracking und binaural sound. Virtual Reality ist ein interaktives, multisensorisches Projekt.
 Computersimulationen, welche 3D-Graphiken und Geräte benutzen, wie den Datenhandschuh, die dem Benutzer erlauben, die Simulation zu beeinflussen.
 Virtual Reality basiert auf interaktiven, multisensorischen, betrachterzentrierten, dreidimensionalen Computer generierten Umgebungen mit der Kombination von Technologien, die zur Erstellung dieser benötigt werden.
 Virtual Reality erlaubt, in einer dreidimensionalen Welt mit six degrees of freedom, zu navigieren. Im Endeffekt ist Virtual Reality eine Kopie von physischen Gegebenheiten.


 Telepresence - ist eine spezielle Form von Virtual Reality, welche ein reales Umfeld simuliert. Eine andere präzisere Definition besagt, daß Telepresence dann vorliegt, wenn der Operator auf der \"Arbeitsseite\" durch normale menschliche Funktionen Manipulationen durchführen kann und quantitativ und qualitativ genügend Feedback bekommt, um den Eindruck zu erhalten tatsächlich am Ort des Geschehens zu sein.
 Cyberspace - wurde von William Gibson erfunden. Er definiert Cyberspace als eine übereinstimmende Halluzination, der sich täglich Milliarden von legitimierten Benutzern erfahren (...) eine graphische Abstraktion der Daten eines jeden Computers in menschlichen Systemen.



1.2 Geschichte

 Sensorama -in den Jahren 1960-1962 erbaute Morton Heilig einen Multi-Sensor-Simulator. Ein wiederholt aufgenommener Film in Farbe und Stereo wurde mit "Sound Machines", Windmaschinen und Vibrationseinrichtungen kombiniert. Das war der erste Versuch in Richtung Virtual Reality, aber es war nicht interaktiv.
 The Ultimate Display -1965 brachte Ivan Sutherland die ultimative Idee von Virtual Reality: Ein Konzept zur Erstellung eines kompletten VR-Systems mit interaktiven Grafiken, Force Feedback, Sound, Geruch und Geschmack.
 "The Sword of Damocles" - war das erste VR-Konzept, das wirklich hardwaremäßig in die Realität umgesetzt wurde. Ivan Sutherland konstruierte ein Gerät, das als das erste Head Mounted Display (HMD - siehe weiter unten) bekannt wurde, das Head Tracking (siehe weiter unten) realisierte. Es unterstützte Stereosicht, welche korrekt zur aktuellen Position des Kopfes des Benutzers orientiert war.
 GROPE - war der erste Prototyp mit Force Feedback, realisiert an der Universität von North Carolina.
 VIDEOPLACE -künstliche Realität, erzeugt 1975 von Myron Krueger. Die Silhouetten der Benutzer wurden von einer Kamera aufgenommen und auf eine Leinwand projiziert. Den Teilnehmern war die Möglichkeit gegeben miteinander zu kommunizieren. Die erste Form von Telepresence.
 VCASS - 1982 entwickelte Thomas Furness in den US Air Force's Armstrong Medical Research Laboratories den Visually Coupled Airborne Systems Simulator, ein erweiterter Flugsimulator. Der Pilot trug ein HMD, welches die künstlich erzeugte Außenwelt wiedergab.
 VIVED - Virtual Visual Environment Display, konstruiert 1984 von der NASA, mit einem stereoskopischen Monochrom HMD.
 VPL - entwickelte 1985 den populären Datenhandschuh und 1988 das Eyephone HMD, das erste kommerziell erhältliche Ausgabegerät.
 BOOM - besteht aus einem Gehäuse, in dem zwei kleine CRT-Bildschirme eingebaut waren, das auf einem mechanischen Arm befestigt ist. Der Benutzer muß die Monitore vor Augen führen um in die virtuelle Welt einzusteigen. Durch die Bewegung des Armes, konnte die Position und Orientierung gemessen bzw. berechnet werden.
 UNC Walkthrough project - in der zweiten Hälfte der 80er wurde an der Universität von North Carolina eine architectural walkthrough application entwickelt.
 Virtual Wind Tunnel - entwickelt in den frühen 90ern von der NASA. Mit Hilfe von BOOMs und des Datenhandschuhes, konnten Experimente bezüglich Luftwiderstand und Luftbewegungen gemacht werden.

 CAVE -wurde 1992 präsentiert. CAVE (CAVE Automatic Virtual Environment) ist ein Virtual Reality und wissenschaftliches Darstellungssystem. Hierbei trägt der Benutzer kein HMD sondern LCD shutter glasses (siehe weiter unten). Auf alle Wände werden stereoskopische Bilder projiziert. Dieses System sichert eine weitaus höhere Qualität und Auflösung der Bilder als System die auf HMDs basieren.
 Augmented Reality (AR) - ist eine Technologie, die die reale Welt mehr \"präsentiert\" als ersetzt. Mit Hilfe von durchsichtigen HMDs ist es möglich, virtuelle dreidimensionale Objekte, die reale Welt überlagernd, darzustellen. Ursprünglich wurde dieses Verfahren für Piloten von Kampfflugzeugen eingesetzt, um ihnen wichtige Informationen anzuzeigen, ohne daß der Pilot auf ein eigenes Display schauen muß (VCASS). Dank der vielseitigen Anwendungsmöglichkeiten, rückte Augmented Reality immer mehr in den Mittelpunkt zahlreicher Projekte in den frühen 90er Jahre.