Eagle Flight: Wie es den Entwicklern gelang, Motion Sickness vorzubeugen

19.12.2016 Tomislav Bezmalinovic

Auf der Virtual Reality Developers Conference hielt der leitende Spieldesigner von "Eagle Flight" einen Vortrag, in welchem er einen Einblick in die umfangreiche Forschung gibt, die in die Entwicklung des Spiels geflossen ist. Die Entwickler von Ubisoft haben sich intensiv mit den Ursachen von Bewegungsübelkeit auseinandergesetzt und eine Zahl raffinierter Strategien dagegen entwickelt.

Eines der größten Probleme von Virtual Reality ist, dass vielen Menschen beim Spielen schlecht wird. Die sogenannte "Motion Sickness" tritt vor allem bei künstlicher Fortbewegung auf, also dann, wenn man sich mit dem virtuellen Körper fortbewegt, während der reale Körper ruht.

Eagle Flight ist ein Extrembeispiel für künstliche Fortbewegung: Man schlüpft in das Federkleid eines Adlers und fliegt mit hoher Geschwindigkeit durch Paris. Dass einem dabei nicht schlecht wird, ist verwunderlich, aber sicher keinem Zufall geschuldet.

Ein natürlicher Abwehrmechanismus

Das Team um Olivier Palmieri hat sich eingehend mit dem menschlichen Gleichgewichtsorgan befasst und wissenschaftliche Arbeiten durchgeackert, um zu verstehen, was Bewegungsübelkeit verursacht. Palmieri zufolge kommt diese genau dann auf, wenn im Gehirn ein Widerspruch entsteht zwischen dem, was das Auge sieht und das Innenohr spürt.

Letzteres verfügt über Wahrnehmungsorgane, die Informationen über die Position und die Bewegungen des Kopfes ans Hirn weiterleiten. Außerdem kann es Beschleunigungen registrieren. Wenn das Auge nun Bewegungen wahrnimmt, das Gleichgewichtsorgan hingegen nicht, entsteht im Gehirn ein Konflikt, der es in einen Alarmzustand versetzt.

Das Gehirn glaubt nämlich, dass ein Gift in den Organismus eingedrungen ist, der die Wahrnehmung durcheinanderbringt. Es sorgt anschließend dafür, dass Übelkeit aufkommt, damit man brechen muss und das vermeintliche Gift auf diese Weise aus dem Körper befördert. Es handelt sich um einen natürlichen Abwehrmechanismus.

Wenn das Auge und das Ohr Widersprüchliches berichten

Die Bewegungsübelkeit tritt vor allem in zwei Fällen auf. Im ersten Fall spürt das Innenohr Bewegungen, die das Auge nicht sieht. Das ist bei der Seekrankheit  der Fall. Diese tritt besonders stark auf, wenn man sich in einer geschlossenen Schiffskabine aufhält: Das Auge kann keine Bewegung erkennen, das Innenohr hingegen registriert, dass man sich fortbewegt. Dasselbe Prinzip in Kraft, wenn man in einem fahrenden Auto sitzt und für längere Zeit in ein Buch starrt.

Im zweiten Fall passiert das Gegenteil: Das Auge sieht Bewegungen, die das Innenohr nicht spürt. Astronauten, die zum ersten Mal Schwerelosigkeit erleben, wird in der Regel schlecht, weil das Innenohr bei fehlender Gravitation keine Bewegungen mehr registriert, während das Auge diese klar wahrnimmt. Auch bei VR-Spielen, die auf künstliche Fortbewegung zurückgreifen, ist das der Fall.

In Eagle Flight steuert man die Flugrichtung durch ein Heben und Senken, sowie ein seitliches Neigen des Kopfes. Das sei nicht nur eine intuitive Art der Steuerung, sagt Palmieri. Sie würde auch die Wahrnehmungsorgane im Innenohr einbeziehen, so dass die Bewegungen des Kopfes mit den Bewegungen, die das Auge durch die VR-Brille hindurch wahrnimmt, übereinstimmen. Auf diese Weise wird der Übelkeit vorgebeugt.

Abrupte Beschleunigung und Stopps sind zu vermeiden

Da das Innenohr auch Beschleunigung wahrnehmen kann, haben die Entwickler auf diesen Aspekt ein besonderes Augenmerk gelegt. In Eagle Flight gibt es Flugparcours, bei denen man durch Ringe fliegen muss. Fliegt man genau durch deren Mitte, erhält man einen kurzen Geschwindigkeitsbonus. Das Team habe hier sehr viel experimentiert, um herauszufinden, wieviel Beschleunigung man dem Gehirn zumuten kann.

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Doch nicht nur Beschleunigung, sondern auch abrupte Stopps können Übelkeit verursachen. In Eagle Flight kommt es häufiger vor, dass man gegen Objekte oder Wände prallt. Damit dem Spieler in solchen Situationen nicht schlecht wird, wird das Bild nach einem Aufprall sofort in Schwarz überblendet - bis auf einige Partikeleffekte, die den Eindruck erwecken, man wäre noch Stück weiter geflogen.

Dass die Texteinblendung "Du bist abgestürzt" erst ein paar Sekunden später auftaucht, geschieht ebenfalls nicht zufällig. All diese subtilen Kunstgriffe dienen dazu, den visuellen Effekt des Aufpralls zu vermindern und damit dem Aufkommen von Bewegungsübelkeit entgegenzuwirken.

Dynamische Scheuklappen

Ein weiteres Mittel, zu dem die Entwickler gegriffen haben, ist der virtuelle Schnabel, der in die Bildmitte hineinragt. Palmieri zufolge ist das Gehirn weniger desorientiert, wenn es diesen Referenzpunkt habe. Das Gehirn würde die eigene Nase jederzeit wahrnehmen, diese im Alltag aber gleichsam ausblenden. Wenn man sich eine VR-Brille aufsetzt, würde die Nase verschwinden, was das Gehirn irritiere.

Gegen das Ende seines Vortrags kommt Palmieri auf den Tunnelblick zu sprechen, den Eagle Flight verwendet. Palmieri macht hier einen kleinen Exkurs in das Tierreich und vergleicht das Sichtfeld von Raubtieren und Beutetieren. Der Entwickler erzählt, dass Raubtiere ein ungewöhnlich schmales Sichtfeld haben. Das sei durch die Jagd bedingt, die ein Fokussieren der Beute erforderlich mache. Beutetiere hingegen hätten ein sehr weites Sichtfeld, um Gefahr frühzeitig erkennen zu können. Ziegen zum Beispiel verfügen über ein Sichtfeld von 320 Grad.

Das Sichtfeld des Menschen liege mit 200 Grad zwischen dem von Raubtieren und Beutetieren, aber wie beim Beutetier nimmt das Gehirn Bewegungen am Rande des Sichtfelds besonders stark wahr. Das sei der Grund dafür, weshalb das Entwicklerteam "dynamische Scheuklappen" eingeführt habe, die die Peripherie des Sichtfelds verdunkeln, wenn man scharf nach rechts oder links abdreht oder nah an Objekten vorbeifliegt.

"Jeder liebt das Fliegen", sagt Palmieri am Ende seines Vortrags. Sein Team wollte ein Spiel für die virtuelle Realität schaffen, das diesen Traum wahr werden lässt. Hierfür sei es aber notwendig gewesen, das Medium eingehend zu studieren,  und das Spiel auf der Grundlage dieser Erkenntnisse aufzubauen.

Eagle Flight ist für Playstation VR, Oculus Rift und ab dem 20. Dezember auch für HTC Vive erhältlich. Unseren Test findet ihr hier.

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