Einleitung


In dem Praxisprojekt „Informatisierung der Alltagswelt“ wurden Themen aus aktuellen Forschungsrichtungen, die neue Softwaresysteme für zukünftige Anwendungen entwickeln vorgestellt. Hierzu zählt auch der Einsatzbereich der virtuellen Realität. Als virtuelle Realität wird die Darstellung und gleichzeitige Wahrnehmung der Wirklichkeit und ihrer physikalischen Eigenschaften in einer in Echtzeit computergenerierten interaktiven virtuellen Umgebung bezeichnet. Diese „scheinbare Wirklichkeit“ ist eine durch elektronische Medien hervorgerufene Sinnestäuschung, die wirklich gelebte Eindrücke wie sehen, hören, fühlen, handeln und reagieren sehr nahe bringt.²Virtuelle Realität findet heutzutage immer mehr Publikation, sei es im akademischen, industriellen oder im Unterhaltungsbereich. Da diese Bereiche einer sehr großen Bandbreite zugehören, spezialisieren wir uns auf den Bereich der Unterhaltung, sowie der Computer- und Videospielindustrie, wie auch auf die virtuelle Welt, „Second Life“. In den folgenden Abschnitten wird näheres über die Anwendung von virtueller Realität, über Eingabe- und Ausgabegeräte sowie die Entwicklungsgeschichte der Computer- und Videospiele erläutert. Des Weiteren werden Perspektiven und Auswirkungen dieser Unterhaltungselektronik vorgestellt.



Anwendung von virtueller Realität


Um die virtuelle Realität wahrnehmen zu können gibt es drei verschiedene Möglichkeiten.


Es gibt zunächst die Möglichkeit des passiven Erlebens, wobei der Nutzer durch einen animierten Raum geführt wird. Der Nutzer bekommt hierbei den Eindruck sich tatsächlich in dieser Umgebung zu befinden, da er Dinge, wie im normalen Leben, sehen und hören kann. Ein Beispiel ist ein vorprogrammierter Flug durch einen dreidimensionalen Raum.


Die zweite Möglichkeit besteht darin, die virtuelle Realität aktiv wahrzunehmen. Der Nutzer kann mit Hilfe der Maus oder Tastatur einen Raum eigenständig erkunden und sich die Dinge näher ansehen, die ihn interessieren, wenn entsprechenden Befehle beim Programmieren hinterlegt wurden. Beispiel hierfür sind virtuelle Rundgänge durch ein Gebäude und dort z.B. das Klicken auf Türen, um den nächsten Raum zu betreten.


Die dritte Möglichkeit lässt den Nutzer interaktiv an der virtuellen Realität teilhaben. Es können Dinge bewegt und verändert werden, in dem per Mausklick diese Befehle ausführt werden. Er kann z.B. einen Gegenstand von A nach B befördern. Der Nutzer nimmt somit eigenständig Einfluss auf eine ihm dargebotene dreidimensionale Welt wie zum Beispiel „Second Life“.



Eingabegeräte


Datenhandschuh (Data Glove)


Der von der Firma VPL Research 1985 entwickelte Datenhandschuh gilt als einer der bekanntesten und wichtigsten Eingabegeräte für virtuelle Anwendungen.


Er besteht aus dehnbarem Lycra-Material und passt sich somit optimal an die Hand an. Nach dem Überziehen werden reale Hand- und Fingerbewegungen erfasst und in eine virtuelle Welt übersetzt. Bei vielen Anwendungen sieht der Benutzer auf dem Bildschirm eine virtuelle Hand, die sich simultan zur eigenen Hand bewegt. So lassen sich virtuelle Objekte greifen, sowie bestimmte Oberflächen sogar erfühlen (Taktiles Feedback).


Für die Übertragung von Finger– und Handbewegungen müssen zwei Aspekte beachtet werden:

  1. Die absolute Position der Hand im Raum sowie die Richtung der Bewegung: Dies geschieht über verschiedene Trackingverfahren, mit denen dem Computer die Position des entsprechenden Eingabegerätes übermittelt wird.
  2. Die Fingerkrümmungen: Dazu stehen verschiedene Verfahren zur Auswahl, z.B.

Ein optisch arbeitender Handschuh

Optisch:

Über den Fingern und Handrücken sind Glasfiberkabel befestigt, durch die Licht geleitet wird. Sensoren an den Gelenken messen das durchgelassene Licht, woraus die Krümmung der Finger berechnet werden kann.

Vorteil: Diese Methode ist relativ schnell

Nachteil: Glasfiberkabel sehr bruchempfindlich und die Handschuhe müssen häufig neu kalibriert werden, um die Genauigkeit zu erhalten.


Ein elektrisch arbeitender Handschuh

Elektrisch:

Winkelsensoren an den Gelenken ändern ihren elektrischen Widerstand gemäß Fingerkrümmung ab. Dadurch können die Bewegungen von Finger und Hand errechnet werden. Die elektrische Methode ist wesentlich genauer als die optische.



Ausgabegeräte


Optik


Head-Mounted-Display

Head-Mounted-Displays gelten als die klassischen Ausgabegeräten Es handelt sich dabei um einen Helm, der es dem Benutzer erlaubt, sämtliche visuellen und akustischen Wahrnehmungen durch die einer künstlichen audiovisuellen Welt zu ersetzen. Head-Mounted-Displays bestehen meistens aus zwei bis vier LCD Bildschirmen, die das natürliche, sich überlagernde Sichtfeld simulieren und zwei Optiken, die den Blickwinkel weiten und somit eine Fokussierung trotz der kurzen Distanz zwischen Display und menschlichem Auge ermöglichen. Darüber hinaus sind fast alle HMDs mit Kopfhörern ausgestattet.


Akustik


Akustische Ausgabegeräte sind für einen realistischen Eindruck von virtueller Realität extrem wichtig. Sie ermöglichen es dem Benutzer, noch intensiver in eine virtuelle Welt einzutauchen und unterstützen die Optik zudem. So können z.B. Ereignisse dargestellt werden, die sich außerhalb des Sichtfeldes des Betrachters befinden. Dazu gehören beispielsweise Geräusche, die hinter dem Betrachter, hinter verschlossenen Türen oder ähnliches auftreten. Als Ausgabegeräte sind hier vor allem oder Lautsprecher zu nennen, die so angesteuert werden, dass sie einen dreidimensionalen Eindruck vermitteln.


Haptik


Dieser Aspekt soll sich sowohl auf den Tastsinn beziehen, als auch auf Rezeptoren im Körper, die auf Druck- oder Temperaturunterschiede reagieren. Um ein virtuelles Erlebnis so realistisch wie möglich dazustellen, ist es wichtig, Gegenstände, die berührt werden, auch als solche wahrzunehmen, z.B. Rückstöße oder Druck.


Jedoch gibt es bis heute noch keine echte Simulation taktiler Sinneseindrücke. Vielmehr konzentriert man sich darauf, den Kontakt mit Gegenständen überhaupt spürbar zu machen, was in der Praxis zum Beispiel mit Kapillaren, Vibratoren oder Thermoelementen ermöglicht wird.


Olfaktorisch


Einen weiteren, wichtigen Wahrnehmungskanal des Menschen stellt der Geruchssinn dar. Olfaktorische Ausgaben, d.h. die Imitation geruchsorientierter Reize scheint nach momentanem Wissenstand jedoch zwecklos zu sein. Zum einen wäre eine Zerlegung sämtlicher Düfte in künstliche Elementargerüche notwendig, was derzeit nicht möglich ist. Zum anderen müssten diese Duftstoffe über Ventilatoren direkt in Mund- und Nasenbereich befördert werden, was nicht nur hygienisch bedachten Menschen, sondern vor allem auch Allergikern Probleme bereiten dürfte.



Entwicklungsgeschichte der Computerspiele


Die Entwicklungsgeschichte der Computerspiele ist an die Entwicklung der Informationstechnik gekoppelt. Im Lauf der Zeit wurde die Technik ausgereifter, wodurch immer mehr eine realer wirkende Programmierung der Spiele möglich ist. Auf Grund der Vielzahl der Computerspiele werden im Folgenden die einschlägigsten exemplarisch dargestellt.


Die 50er Jahre


Oszilloskop; wird für die schreibende Anzeige von elektr. Spannungen verwende

Der Anfang liegt in den 50er Jahren, also zur Zeit des kalten Kriegs. Das Militär wurde mit, für die damalige Zeit, hoch entwickelten Technologien ausgestattet und das Radar-Gerät wurde entwickelt. Das erste Computerspiel entstand dadurch, dass sich Besucher der Militärlabors langweilten. Um sie zu unterhalten, wurden mit Hilfe eines Oszillographen ein Punkt und zwei Striche dargestellt und es konnten zwei Personen gegeneinander Tennis spielen. Das Militär bot somit also die erste Grundlage für die Entwicklung von Computerspielen.


Die erste Generation (1972 – 1979)


In den Jahren 1962 bis 1977 hat sich die Technologie der Rechensysteme rapide verändert. Allerdings waren die Anfänge schwer, da die Computer zu groß und zu teuer waren und zudem viel Platz benötigten, um sie Privatleuten anbieten zu können. Doch im Jahr 1972 erschien die erste Spielkonsole „Magnavox Odyssey“. Das Gerät wurde an handelsübliche Fernseher angeschlossen und „Pong“, entwickelt von Nolan Bushnell, war eines der ersten Spiele, das für diese Konsole entwickelt wurde. Leider fehlte es dem Spiel an Spannung, da es zu dieser Zeit noch keine Microchips entwickelt waren und somit nur ein Punkt und zwei Striche dargestellt werden konnten. Ein weiterer Nachteil war, dass die erspielten Punkte nicht automatisch gespeichert wurden, sondern schriftlich notiert werden mussten. Eine ähnliche Entwicklung zeigte sich zunächst bei den Spielautomaten. Nachdem Nolan Bushnell seine Firma „Atari“ gegründet hatte, ließ er „Pong“ noch einmal neu programmieren. Nach dieser technischen Überarbeitung wurde das Spiel i n den Spielhallen sehr beliebt. Fünf Jahre nach diesem Erfolg brachte Atari die erste Spielkonsole „Atari Video Computer System 2600“ auf den Markt. Der Nutzer hatte erstmals die Möglichkeit verschiedene Schwierigkeitsstufen einzustellen und mit Hilfe eines „Joysticks“ (dieser Begriff wurde ebenfalls von Atari geschaffen) seine Spielfigur in acht verschiedene Richtungen bewegen zu können. Das Gerät arbeitete mit einem 8-Bit Prozessor und besaß einen ROM-Speicher von 128 Byte. Die Spiele hatten eine Größe von zunächst 2 KByte und wurden später bis zu 16 KByte aufgestockt.


Die zweite Generation (1976 – 1983)


Auch in Japan fanden Videospiele einen hohen Absatz. Da aber der Export von amerikanischen Automaten zu kompliziert und teuer war, entwarf die Firma „Taito“ das Spiel „Space Invaders“. Dies war ein großer Erfolg und eroberte in kürzester Zeit die ganze Welt. Firmen wie „„Nintendo““ und „Sega Enterprises“ wurden gegründet, um dem amerikanischen Markt Konkurrenz zu machen.


Pac Man

Im Jahr 1980 wurde das Videospiel „Pac Man“ von der Firma „Namco“ entwickelt und hatte großen Erfolg. Es ging hierbei um eine runde Erscheinung, die Punkte fressend durch ein Labyrinth geführt werden und dabei Gespenstern ausweichen musste. Sie konnte aber auch zum Jäger werden, wenn sie eine Kraftpille frisst und so die Gespenster für einen vorgegebenen Zeitraum fressen kann. Doch auch hier gab es technische Grenzen. Da der Levelzähler ein 8 Bit großer vorzeichenloser Ganzzahlwert war, war das Level 256 auf Grund dieses technischen Problems nicht lösbar. Die eine Hälfte des Spielfeldes zeigte das übliche Labyrinth, während die andere mit zusammenhanglosen Buchstaben und Zeichen gefüllt war. Doch trotz dieses Umstandes sprach das so genannte „Funny Game“ zum ersten Mal auch weibliche Nutzer an, die sich mit den Weltraumspielen nicht identifizieren konnten. Es weckte ihren mütterlichen Instinkt, da sie den „Pac Man“ vor Gefahr bewahren mussten und das Labyrinth von den Punkten „reinigten“. Die männlichen Nutzer dachten an den Wettbewerb, der mit Hilfe der „High Score Liste“ ermöglicht wurde. Durch diesen Wettbewerb wurden Videospiele von einer breiten Masse akzeptiert und Kritiker verloren ihr Hauptargument, dass Videospiele Kinder zu zukünftigen Killern ausbilden.


Commodore64

Während zuvor die Computerspiele in den meisten Konsolen fest integriert waren, wurde mit Computern, wie z.B. „Apple II“, ein Gerät entwickelt, bei denen der Nutzer die Möglichkeit hatte Module für neue Spiele auszutauschen. Mit einem RAM-Speicher von 64 KByte hatte man Gelegenheit aus seiner Konsole ein Multitalent für Musik, mathematische Aufgaben, Textverarbeitung und Spiele zu machen. Unter den so genannten „Homecomputern“ war der „C64“ der Herausragenste für den Nutzer. Er war einfach zu bedienen und zu programmieren und es stand schnell eine große Menge an Software zur Verfügung. Man bediente sich zunächst der Tonbandkassetten, welche später durch 5 ¼ Disketten mit ihrer Speicherkapazität von 170 KByte/Seite ersetzt wurden. Mit Hilfe dieser Speichergrößen war es möglich „einzelne Spielabschnitte in den Hauptspeicher der Computer einzuladen“. Mit Hilfe dieser Speicherkapazität war es möglich realistischere Bewegungsabläufe der Spielfiguren zu erzeugen. Des Weiteren waren die Nutzer nicht mehr auf den begrenzten Speicher der Module angewiesen, sondern ein vollendeten Spielabschnitt konnte gelöscht und ein neuer Abschnitt nachgeladen werden. So gewannen Brettspiele wie Risiko, Monopoly und Flugsimulatoren, Rollenspiele und Adventures an immer mehr Beliebtheit. Auch Wirtschaftssimulatoren wie „Sim City“ waren sehr begehrt. Die Nutzer hatten die Gelegenheit spielerisch eine wirtschaftliche Rolle zu übernehmen, wobei sie eine eigene Stadt bauten und diese mit Infrastruktur, Wasser und Strom versorgen konnten. Auf der anderen Seite konnten sie die Rolle eines Helden übernehmen, wie z.B. in dem Adventure „Monkey Island“. Der Nutzer konnte die Hauptfigur per Mausklick bewegen und mit anderen Figuren interagieren lassen. Hierbei mussten Rätsel gelöst und Aufgaben erfüllt werden, um an sein Ziel zu gelangen.


Die dritte Generation (1985 und später)


erste Version des Game Boy; 1989

„Nintendo“ brachte Mitte der 80er Jahre „Donkey Kong“ auf den Spielmarkt und konnte damit nach „Pac Man“ einen weltweiten Erfolg verzeichnen. Das Spiel wurde dahin gehend weiterentwickelt, dass ein Affe ein Mädchen entführt und ein Klempner durch ihre Rettung zum Helden wurde. Die Spielfigur „Mario“ wurde geboren. Ihn zeichnete vor allem ein dicker Bauch so wie eine Mütze aus, da extreme Formen und Haare zu der Zeit schwer zu programmieren waren und zudem viel Rechenkapazität verlangten. Auf Grund des Erfolgs kamen in den folgenden Jahren immer neue Super Mario Spiele auf den Computermarkt. Wenige Jahre später entwickelte „Nintendo“ den „Game Boy“. Zuvor schon hatte das Unternehmen „Sega“ eine Videospielkonsole mit Farbdisplay „für unterwegs“ auf den Markt gebracht. Jedoch konnte „Nintendo“ mit dem „Game Boy“ eine wesentlich günstigere Variante anbieten, da die Darstellung Schwarz/Grün war und somit weniger Energie verbraucht wurde.


Die vierte und fünfte Generation (Anfang der 1990er bis Ende der 1990er)


Während der 90er Jahre wurden 16-Bit-Konsolen wie das „Super Nintendo Entertainment System“ und der „Sega Mega Drive“ auf den Markt gebracht. In folgenden Modellen wie der „Playstation“ fand ein Wechsel von der 2D in eine 3D-Darstellung statt und auch für PC’s konnten die Nutzer erstmals 3D-Beschleuniger-Karten erwerben um eine dreidimensionale Darstellung der Spiele auf ihrem PC zu erzeugen. Zudem wurden netzwerkfähige Spiele programmiert, die es möglich machten, dass mehrere Nutzer gleichzeitig miteinander spielen konnten. Hierbei war es erstmals möglich das Spiel nicht nur auf dem Bildschirm zu sehen sondern auch mit Hilfe von Vibrationsfunktionen an Controllern zu fühlen.


Die sechste und siebte Generation (Ende der 1990er bis heute)


Playstation 3; 2007

Heute ist es mit „Eye Toy“ von Playstation oder der „Wii“ von Nintendo möglich auf eine neue Art mit dem Spiel zu interagieren. So findet der Spielvorgang nicht mehr nur auf dem Bildschirm und im Kopf statt, sondern wird mit dem ganzen Körper wahrgenommen. Die Bewegungen des Nutzers werden hierbei von einer Kamera aufgezeichnet bzw. die Armbewegungen durch Kontroller registriert und in das Spiel integriert. Der Nutzer hat im Lauf der Entwicklung von Computerspielen immer mehr die Möglichkeit bekommen stärker mit dem Spiel zu interagieren und in eine andere Welt einzutauchen.



Perspektiven und Auswirkungen der Unterhaltungselektronik


Computer- und Videospiele gehören zunehmend in den Spielalltag von Kindern und Jugendlichen. Sie befriedigen Bedürfnisse, wie Spaß, spannende Unterhaltung und Herausforderung. Selbst für einige Erwachsene hält diese Unterhaltungselektronik zunehmend Einzug in deren Alltag ein. Über die Auswirkungen von Computer- und Videospiele wird in wissenschaftlichen Betrachtungen eher zwiespältig diskutiert. In mehreren Untersuchungen sind Begriffe wie Sucht, soziale Isolation und erhöhte Gewalttätigkeit durch Gewaltspiele am häufigsten gefallen. Nach der Untersuchung einer interdisziplinären Suchtforschungsgruppe, melden sich immer mehr Computer- und Videospielsüchtige in Suchtberatungsstellen. Geschätzte zehn Prozent können ohne den PC oder der Spielkonsole kein erfülltes Leben mehr führen. Zudem münden sie häufig auf direktem Weg in die soziale Isolation.¹Auch über Gewaltspiele wird kritisch diskutiert. Neuerdings gibt es immer mehr ausgefeilte Spiele, die dem Spieler anschaulichere Grafiken und realistischere Gewaltakte bieten. Nun stellt sich die Frage, ob diese Gewaltsimulation wirklich Schaden anrichten kann. Einige Untersuchungen gehen davon aus, dass es einen Zusammenhang zwischen brutalen Spielen und gesteigerter Aggressivität der Spieler gibt. Aber aufgrund fehlender Langzeitstudien kann auch hier keine eindeutige Antwort auf die Auswirkung von Gewaltspielen gegeben werden. Wie auch in der Annahme, der Gefahr einer sozialen Isolation, gehen manche pädagogisch-psychologischen Wissenschaftler von der Gegenannahme aus. Computer- und Videospiele fördern den sozialen Kontakt und die Kommunikation unter gleich Interessierten. Es gibt ebenfalls eine große Bandbreite von Computer- und Videospielangeboten, die Geschicklichkeit, Strategie, sowie dem Logik- und Denkvermögen weiterhelfen können. Schlussendlich finden die Perspektiven und Entwicklungen von virtueller Realität kein Ende. Im Bezug auf die Unterhaltungselektronik wird es immer positive wie auch negative Kritik und Auswirkungen geben. Ein sehr gutes Beispiel dafür ist die virtuelle Welt, „Second Life“ welche in den nächsten Abschnitten intensiv erläutert wird.



Autoren: Verena Marx, Dorthe Schütz


Quellen



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