Seit Virtual Reality ein geläufiger Begriff ist und “immersive Technologien” auch von Otto-Normalverbraucher*innen im Handel erworben werden können, herrscht um die genauen Begriffsbezeichnungen ein reines Chaos. Dabei sollte grundsätzlich erwähnt werden, dass die bekanntesten Begriffe – Virtual Reality, Mixed Reality und Augmented Reality – allesamt dazu dienen, Abstufungen von Realität zu beschreiben:
Virtual Reality (VR) beschreibt die voll-immersive Simulation des physischen Raums, also das komplette Eintauchen in eine virtuelle Umgebung. Durch die stetige technologische Entwicklung sind zukünftige virtuelle Realitäten womöglich nicht mehr von der realen Welt zu unterscheiden. Beispielhaft für VR sind interaktive Erlebniswelten, in welche die Nutzer*innen mit Virtual-Reality-Brillen eintauchen können.
Wie funktioniert so eine Virtual-Reality-Brille?
Dank ihrer zwei Augen können Menschen räumlich sehen: Die Blickwinkel der beiden Augen unterscheiden sich leicht und im Gehirn werden die verschiedenen Bildinformationen so übereinander gelegt, dass ein dreidimensionales Bild entsteht. Dieses Prinzip des „doppeläugigen Sehens“ wird durch die VR-Brille genutzt: Sie besteht aus zwei Bildschirmen und Linsen, die das digitale Bild für jedes Auge leicht anders ausrichten. Die Augen nehmen die Bilder dann so wahr, als wären sie die Wirklichkeit und im Gehirn entsteht ein virtueller Raum. Zudem verfolgt das Virtual-Reality-Headset die Kopfbewegungen der Person, die es trägt und berechnet so die Blickrichtung im virtuellen Raum. So entsteht für die VR-Nutzer:innen der Eindruck, dass sie sich frei in der simulierten Welt bewegen können. Unterschiedlichste Eingabegeräte wie zum Beispiel Controller, Datenhandschuhe oder Laufbänder ermöglichen Interaktionen mit der simulierten Umwelt.
Der Begriff der Immersion beschreibt im Zusammenhang mit VR das Eintauchen in eine künstliche, digitale Umgebung. Der Grad der Immersion wird dabei sehr stark von der Qualität des Erlebnisses bestimmt, sowie der Bereitschaft der Rezipient:innen, die Künstlichkeit der virtuellen Welten als natürlich zu akzeptieren. Je höher der Grad der Immersion, desto stärker ist auch die Präsenz der Benutzer:innen im virtuellen Erlebnis: Die Wahrnehmung der eigenen Existenz verlagert sich von der physischen Umgebung in die simulierte Umgebung. Der Vorgang der Immersion und der Zustand der Präsenz in einer künstlichen Welt sind die Hauptcharakteristika von Virtual Reality und Grundlage ihrer besonderen Potenziale. Im Game Design unterscheidet man vier unterschiedliche Formen der Immersion: räumliche, emotionale, kognitive und sensorisch-motorische Immersion.
Räumliche Immersion entsteht durch die visuelle Qualität des Erlebnisses und bestimmt die Bereitschaft der Rezipient:innen, die Künstlichkeit der virtuellen Welt als natürlich zu akzeptieren. Emotionale Immersion wird möglich, wenn ein erzählerischer Inhalt zu gefühlsmäßiger Erregung und dadurch zur Absorption durch die Geschichte führt – sie ähnelt damit der Wirkung einer spannenden Lektüre oder eines packenden Theaterstücks. Kognitive Immersion basiert auf konzentriertem abstrakten und kreativen Denken und wird in der Regel durch das Lösen komplexer oder gestalterischer Aufgabenstellungen erreicht. Sensorisch-motorische Immersion ist das Ergebnis von Rückkopplungsschleifen zwischen den körperlichen Aktionen der Nutzer:innen und ihren Auswirkungen auf das (Spiel-)geschehen, wobei sich die Wahrnehmung der eigenen körperlichen Existenz von der physischen Umgebung in die simulierte Umgebung verlagern kann.
Anders als bei der Virtuellen Realität wird die physische Realität bei Augmented Reality „nur” mit digitalen Inhalten angereichert. Dies kann zum einen über den Bildschirm eines Smartphones oder Tablets geschehen, indem das durch die Kamera erfasste Bild um digitale Objekte erweitert wird. Zum anderen gibt es auch Datenbrillen und AR-Headsets, bei denen die Realität durch transparente Gläser sichtbar bleibt und durch digitale Bildinhalte überlagert wird. Ein Anwendungsbeispiel für AR sind Applikationen im musealen Raum, bei denen Besucher:innen mittels Smartphone- oder Tabletkamera ein Gemälde an der Wand erfassen können und die Darstellung auf ihrem Gerät durch neue digitale Ebenen, wie etwa frühen Skizzen des Werkes oder Röntgenaufnahmen, ergänzt wird.
Extended Reality (kurz auch: XR, deutsch: erweiterte Realität) ist ein Überbegriff für die gesamte Bandbreite der Virtualität. Diese reicht gemäß dem von Paul Milgram eingeführtem Virtualitätskontinuum von komplett real bis zu komplett virtuell. Darum umfasst XR neben Virtual und Augmented Reality auch Mischformen wie Augmented Virtuality: die Erweiterung einer VR-Inszenierung durch physische Objekte und Requisiten.
Zu diesen Neuentwicklungen, die im Laufe der Projektlaufzeit entstanden sind, gehört unter anderem auch die innovative WebXR-Schnittstelle. Diese ermöglicht es, webbasierte Anwendungen zu entwickeln, um dreidimensionale Inhalte auf einer Reihe unterschiedlicher AR- und VR-Endgeräte darzustellen. Weil dieser neue Standard hersteller- und geräteunabhängige und damit übertragbare Softwareentwicklungen zulässt, haben wir ihn in ausgewählten Teilprojekten thematisiert und darauf aufbauende Prototypen entwickelt.
Die WebXR-Schnittstelle ermöglicht es, webbasierte Anwendungen zu entwickeln, um dreidimensionale Inhalte „geräteunabhängig” – also sowohl auf VR-Brillen, als auch auf AR-tauglichen Geräten – darzustellen.
Der relativ junge Standard wird derzeit von einem Konsortium aus Google, Microsoft, Mozilla und weiteren XR-Branchengrößen entwickelt. Ziel des gemeinsam von den Hard- und Softwareherstellern entwickelten Standards ist es, unabhängig von spezifischen Produkten vorhandene VR- und AR-Geräte und ihre technischen Spezifikationen zu erkennen und 3D-Inhalte entsprechend darzustellen. Durch die Integration in moderne Browser wird der Zugang zu entsprechenden 3D-Apps leicht: Es muss keine besondere Software installiert werden – ein Klick reicht aus, um sie zu starten.
Der größte Vorteil, der sich hierdurch ergibt, ist die entstehende Reichweite bei gleichzeitiger Verringerung des Programmieraufwandes: Statt mit einer Anwendung oder App nur einen Gerätetyp oder sogar nur ein spezifisches Produkt anzusteuern, kann eine WebXR-Website beispielsweise am Bildschirm (mit Navigation über Maus und / oder Tastatur), einem Smartphone im AR-Modus oder durch eine High-End-VR-Brille genutzt werden. Aufgrund dieser Vorteile sehen viele Experten WebXR als Schlüsselelement künftiger immersiver Technologien an.
Doch dabei muss bedacht werden, dass die Nutzung einer so umfassenden Schnittstelle auch mit einigen Nachteilen einhergeht: Wo normalerweise Game Engines die Entwicklung von AR- und VR-Anwendungen vereinfachen, muss für WebXR das meiste (noch) „von Hand” programmiert werden. Gleichzeitig bedeutet die angestrebte hohe Kompatibilität mit verschiedensten Geräten und unterschiedlichen Darstellungsleistungen, dass bei der visuellen Qualität und Komplexität Abstriche gemacht werden müssen.
Autor:innen: Pablo Dornhege, Franziska Ritter