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.
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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“.
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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:
Ein optisch arbeitender Handschuh
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
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.
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Head-Mounted-Display
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.
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.
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.
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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.
Oszilloskop; wird für die schreibende Anzeige von elektr. Spannungen verwende
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.
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
Commodore64
erste Version des Game Boy; 1989
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.
Playstation 3; 2007
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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.
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Autoren: Verena Marx, Dorthe Schütz
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