Virtual Reality: Wie wirkt sich virtuelles Sehen langfristig aus?
Ein Experte für Virtual-Reality-Simulationen des US-Militärs und zwei Augenspezialisten sind sich unsicher darüber, ob das virtuelle Sehen langfristig den Augen oder gar der Wahrnehmung schaden könnte.
Steve Baker hat mehr als 25 Jahre Erfahrung bei der Entwicklung von Simulationen für das US-Militär, viele davon wurden in Kombination mit Hightech-VR-Brillen verwendet. Laut Baker sollen die Brillen des Militärs technologisch deutlich fortschrittlicher sein als die derzeitigen Verbraucher-Brillen und höhere Auflösungen samt präziserem Tracking bei einer geringeren Latenz bieten. Trotzdem würde ihm und seinen Kollegen bei den Ausflügen in die virtuelle Umgebung regelmäßig schlecht.
Nach Banks ist der sogenannte "vergence-accommodation"-Konflikt ein wesentlicher Verursacher dieser Übelkeit, da er unser Wahrnehmungssystem mit widersprüchlichen Informationen füttert. In der virtuellen Realität versucht unser Auge, ein weit entferntes Objekt zu fokussieren, das eigentlich auf einem Display unmittelbar vor dem Gesicht angezeigt wird. Unser Gehirn glaube deshalb, dass es halluziniere, schreibt Banks. Das würde als eine Vergiftungserscheinung interpretiert, die dann einen Brechreiz verursache, der den Magen entleeren und so die Wirkung des Giftes eindämmen solle.
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Der "vergence-accomodation"-Konflikt: In einer VR-Brille schaut man nur gefühlt in die Ferne, eigentlich muss das Auge das nahe Display fokussieren. Dauerhafte Nebenwirkungen dieses Effekts sind nicht erforscht. BILD: Hoffman et al., JOURNAL OF VISION 2008
Lichtfeldtechnologie als Lösung?
Eine prototypische VR-Brille der Standford Universität und von Nvidia arbeitet bereits mit der so genannten Lichtfeldtechnologie, die eine verbesserte 3D-Tiefendarstellung von Räumen und Gegenständen ermöglicht. Das Auge kann das Sichtfeld natürlich scharf stellen, Fokuspunkt und Peripherie werden korrekt dargestellt und wie in der Wirklichkeit wahrgenommen.
Das Lichtfeld entsteht durch ein spezielles Display, das in mehreren Schichten aufgebaut ist. Es besteht aus zwei transparenten LCD-Panels mit Flüssigkristallen und einer Auflösung von 1280x800 Pixeln. Die Panels sind mit einem Abstandhalter hintereinander angebracht, dadurch entsteht zwischen den Schichten ein sichtbares Lichtfeld für jedes Auge. Das Licht trifft so von vorne und von der Seite in das Auge des Trägers, so wie es auch ohne VR-Brille der Fall ist. Weiter entfernte Objekte werden korrekt fokussiert und es entsteht ein natürlicher Tiefeneindruck. Unter anderem aufgrund der hohen Latenz und der geringen Auflösung der verwendeten Displays ist der Prototyp aber noch weit von der Marktreife entfernt. Weitere Details gibt es in diesem Paper (PDF).
Eine mögliche Milderung der durch den "vergence-accommodation"-Konflikt hevorgerufenen Übelkeit könnte auch das Eye-Tracking samt Foveated Rendering bringen. Dabei wird das natürliche Sehen unterstützt, indem die genaue Blickrichtung in der VR-Brille ausgewertet und dann nur die Stelle des Bildes scharf angezeigt wird, die der Brillenträger auch fokussiert. Unter anderem haben die VR-Brille Fove oder StarVR Eye-Tracking-Lösungen implementiert. Schon die zweite Generation VR-Brillen könnte mit dieser Technologie ausgestattet werden.
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