virtuelle Realität: Dreidimensionale Räume

virtuelle Realität: Dreidimensionale Räume

 

Unter virtueller Realität (VR) fasst man alle Methoden und Techniken zusammen, die benötigt werden, um einen Menschen in eine vom Computer erzeugte künstliche dreidimensionale Umgebung zu versetzen. Um diese dreidimensionalen Angebote bereitstellen zu können, musste eine Sprache entwickelt werden, mit deren Hilfe dreidimensionale Objekte beschrieben werden können. Es entstand die Virtual Reality Modelling Language (VRML). Diese Beschreibungssprache ist plattformübergreifend (d. h. an keinen Rechnertyp gebunden), erweiterbar und auch bei niedrigen Übertragungsbandbreiten einsetzbar. Die VR ist ein Teilgebiet der künstlichen Intelligenz und wird häufig als Cyberspace bezeichnet.

 

 VR-Geräte

 

Neben der Beschreibungssprache VRML werden für die VR auch spezielle VR-Geräte benötigt, um Aktionen des Benutzers an den Computer zu melden. Dazu gehören Positions- und Orientierungsverfolger (englisch tracker) sowie Datenhandschuhe (englisch data gloves). Datenhandschuhe arbeiten oftmals auf der Basis von faseroptischen Kabeln. Diese Glasfaserkabel sind an den Fingergelenken künstlich beschädigt und senden je nach Krümmung des Fingers unterschiedlich starke Lichtimpulse aus, die von Sensoren (Leuchtdioden, Fototransistoren) auf der Handschuhoberfläche aufgenommen, in elektrische Signale umgewandelt und an den Computer weitergeleitet werden. Der Tastsinn kann bislang nur unzureichend mit verschiedenen Verfahren, z.B. mithilfe kleiner Luftbläschen im Handschuh, simuliert werden.

 

Als Ausgabegeräte für die vom Computer simulierte virtuelle Welt kommen große Projektionsbildschirme oder spezielle Helme (englisch eyephone) zum Einsatz. Beim Eyephone betrachtet der Benutzer zwei eingebaute Bildschirme mit Raster- oder holographischen Linsen. Der dreidimensionale Bildeindruck wird dadurch erreicht, dass in jedem Augenblick nur einem der beiden Augen ein Bild übermittelt wird. Ist die Bildfrequenz nicht hoch genug, so flackert das Bild. Über eingebaute Lautsprecher versorgt der Computer den Benutzer mit Geräuschen.

 

 VRML-Beschreibungssprache

 

Um virtuelle Welten beschreiben zu können, bedient man sich der Beschreibungssprache VRML. Diese Sprache hat sehr viel Ähnlichkeit mit der Beschreibungssprache HTML (Hypertext Markup Language), mit deren Hilfe die Seiten im Internet beschrieben werden. Die grundlegenden Bausteine von VRML sind geometrische Objekte wie Punkte, Linien, Würfel etc. Diese werden zu virtuellen Räumen zusammengebaut. Um nun 3-D-Welten auf dem Computer darstellen zu können, wird eine spezielle Software benötigt. Analog zu einem Browser (Programm zum Anschauen von WWW-Seiten, z.B. Netscape Navigator, Internet Explorer) für die Darstellung von 2-D-Seiten des WWW wird ein VRML-Browser oder ein VRML-Viewer zur Darstellung dreidimensionaler Szenarien benötigt. Dabei sind VRML-Browser eigenständige Programme, die sowohl HTML als auch VRML darstellen können. Ein VRML-Viewer dagegen ist eine Erweiterung (»Plug-in«) für einen Browser, der dann gestartet wird, wenn man im Internet eine VRML-Datei anfordert. Da die Beschreibungen in VR-Anwendungen sehr groß sein können, ist eine leistungsfähige Hardware (schneller Prozessor, großer Arbeitsspeicher, schnelle Internetanbindung) nötig, um in den Genuss von Echtzeitdarstellungen zu kommen.

 

 VR-Anwendungsgebiete

 

Mit immer schneller werdender Geschwindigkeit verbreiten sich VR-Anwendungen im Internet. Der Einsatz von VR kennt praktisch keine Grenzen. Es wird versucht, alles mithilfe von virtuellen Welten so naturgetreu wie möglich nachzubilden. Daraus ergeben sich insbesondere für folgende Bereiche Einsatzmöglichkeiten von VR:

 

∙ Kunst: Es können Museen, Schlösser und andere Bauwerke nachgebildet werden und so über das Netz neue Interessenten erreicht werden. »Besucher« können auf diese Weise in aller Ruhe zu Hause durch die Ausstellungen schlendern.

 

∙ Unterhaltung: Im Unterhaltungsbereich könnten interaktive Spiele für mehrere Spieler angeboten werden.

 

∙ Ausbildung: Bei der Ausbildung können dreidimensionale Modelle zur Veranschaulichung herangezogen werden.

 

∙ Forschung: In der Forschung können wissenschaftliche Ergebnisse aus Chemie, Biologie, Physik und Medizin mithilfe von dreidimensionalen Modellen besser dargestellt werden.

 

∙ Industrie: In der Industrie können ganze Produktionsverfahren überwacht und simuliert werden.

 

∙ Warenhäuser: Unternehmen können ihre Produkte in Form von elektronischen Katalogen und Einkaufspassagen anbieten.