Technische Merkmale von VR-Systemen

Grundsätzlich bestehen VR-Systeme aus Sensoren, Effektoren und deren Koppelung. Wichtige Hardware-Bestandteile sind nach Bullinger et al. (1997) folgende:

Displays zur Präsentation der virtuellen Umgebung: Zur visuellen Präsentation Monitore, Head Mounted Devices (HMD), Binocular OmniOriented Monitors (BOOMs, die vor die Augen des Benutzers gehalten werden), Projektionssysteme; aber auch auditorische oder taktile Displays.

Positionierungs- und Orientierungssysteme, um die Position und Orientierung des Benutzers zu erfassen: Hier wird unterschieden zwischen position tracking (absolute Position wird bestimmt) und angle measurement (die Beugung von Gelenken wird gemessen); es werden elektromagnetische, kinematische, akustische, optische, bildverarbeitende oder auf Trägheit beruhende Prozeduren eingesetzt.

Interaktions- und Manipulationssysteme zum Handeln in der virtuellen Umgebung: Hierfür wurden Zeigegeräte, taktile Geräte, Force-Feedback und Geräte zur Produktion von Reizen wie Temperatur entwickelt; häufig eingesetzt werden Datenhandschuhe und 3D-Joysticks/Spaceballs. Auch Sprachsteuerung ist in diesem Zusammenhang zu nennen.

Berechnungssysteme zur Erzeugung der virtuellen Umgebung: Computerhardware.

Netzwerke zur Integration verschiedener Benutzer, durch die sich neue Formen der Zusammenarbeit entwickeln können.

Folgende Softwaretechnologien werden zur Verarbeitung der Benutzereingaben und zur Präsentation der virtuellen Welten eingesetzt (cf. Bullinger et al., 1997):

Modellierung: Aus dem geometrischen Modell der virtuellen Umgebung werden die Daten einzelner Objekte abgeleitet und durch Farb- und Oberflächendaten angereichert. Die funktionale Modellierung legt die Freiheitsgrade der Objekte und deren Verhalten fest.

Die Kontrolle der Simulation erfolgt durch ständige Berechnung der Objektkonfiguration auf der Grundlage einer Datenbank, in der die Objekte enthalten sind, und der Interaktionen des Benutzers sowie der Verhaltensparameter autonomer Objekte.

Kommunikation ist zur Koordinierung von Input und Output und zur Kontrolle der Simulation erforderlich sowie zum Austausch von Daten zwischen Benutzern und anderen Einheiten.

Rendering ist die Transformation des parametrischen Datenmodells in diskrete Bilder und Klänge, wobei mindestens 20 Bilder pro Sekunde für realistische Bewegungen erforderlich sind. Lokale Modelle bestimmen die Oberflächeneigenschaften einzelner Objekte, globale Modelle berechnen die wechselseitige Abhängigkeit von Beleuchtungen und Reflexionen. Es werden unterschiedliche Detaillierungsgrade (levels of detail, LOD) realisiert.

Last modified 10-29-98