Grundlagen Virtual Reality

Medizin und Psychologie
In der Medizin kommen vor allem Augmented-Reality-Systeme vor. Dies ist insofern sehr nützlich, als dass der Arzt bei einer Operation die vergrößerte Ansicht direkt vor Augen hat. Außerdem kommen VR-Systeme bei Operations-Vorbereitungen oder bei der Ausbildung zum Einsatz; die Medizinstudenten können auf diese Weise realitätsnäher ausgebildet werden. Die VR-Forscher und Mediziner können sich auch Remote-Operationen vorstellen, bei denen sich Spezialisten mittels VR-Techniken bei komplizierten Operationen einklinken. Derartige Systeme würden sich auch in Gebieten eignen, in denen die Ärztedichte sehr gering ist oder beispielsweise um Verwundete an Frontlinien zu behandeln.

Mit Hilfe von VR werden auch Phobien untersucht. So beschäftigt sich eine Gruppe am GVU (Graphic, Visualization and Usability Center) des Georgia Institute of Technology mit der Höhenangst. Die Versuchspersonen betreten einen virtuellen Fahrstuhl und fahren in den 50. Stock;. Selbst bei sehr geringer Bildschirmauflösung werden noch die typischen Symptome der Höhenangst festgestellt

Ein Problem für die VR in der Medizin stellt die lange Entwicklungszeit dar, denn es müssen langwierige Testphasen durchlaufen werden, um mögliche Fehler zu vermeiden. Besonders in den USA ist in den letzten Jahren die Angst vor möglichen Schadensersatzklagen durch Patienten gestiegen und so ist besondere Vorsicht bei neuen Technologien angebracht.

Wissenschaftliche Visualisierungen
Mittels Virtual Reality kann man sich auf Atomgröße schrumpfen lassen und eine phantastische Reise durch das Universum oder etwa durch einen Apfel oder auch Organe des menschlichen Körpers unternehmen. Ein anderer Ansatz wäre, Aktien an der Wertpapierbörse durch ein Weizenfeld darzustellen. Steigt der Kurs einer Aktie, reift die Pflanze heran, fällt er, verfault sie. Mittels VR kann man nun über das Feld fliegen und die geeignete Aktie ernten.

Militär und Raumfahrt
Hier hatte die VR ihren Ursprung. Durch Einsatz einer VR in einem Flugsimulator wirkt der Flug realer und dem Piloten können auch zusätzliche Informationen in seinen halb-transparenten VR-Helm projiziert werden, die ihm helfen Informationen besser zu verarbeiten. Das Militär hat auch ein auch reges Interesse an der Telerobotik, da Roboter als Kampfeinheiten oder als Bergungseinheiten dienen könnten. Ebenso hat die NASA Interesse an der Telerobotik. Für anfallende Reparaturen an Satelliten müsste nicht immer eine bemannte Raumsonde ins All geschickt werden. Auch können die wissenschaftlichen Daten, zum Beispiel die eines Planeten, dazu genutzt werden eine 3D-Ansicht des Gegenstandes zu modellieren.

Architektur und Planung
Eines der Hauptanwendungsgebiete der VR ist die Architektur. Die bereits vorhandenen 3D-CAD-Daten können sehr einfach zur Generierung der virtuellen Welt herangezogen werden. Dadurch lässt sich wesentlich besser abschätzen, wie ein zukünftiges Gebäude wirkt, ob seine Zimmer groß genug sind, wie die Lichtverhältnisse sind usw. Gerade Inneneinrichtungen lassen sich so hervorragend erstellen, indem Tische, Stühle, Wände etc. in der virtuellen Welt verschoben werden. Dies erleichtert auch die Interaktion zwischen Architekt und Kunde, denn für den Kunden ist es oft sehr schwierig, wenn er sich das fertige Produkt auf einer 2D-Vorlage vorstellen muss. Dadurch dass der Kunde sich schon vor Fertigstellung des Projektes ein virtuelles Bild verschaffen kann, ist es möglich, ihn noch stärker in Designfragen einzubinden. In Japan wird diese Methode bereits wirtschaftlich eingesetzt. So können etwa Kunden eines Kücheneinrichters die Maße ihrer Küche angeben und können diese dann in der virtuellen Welt einrichten. Die Unterstützung der Planung materieller Objekte durch VR-Technik hat bereits eine Vielzahl von Anwendungen gefunden: die Visualisierung von architektonischen Projekten, geographische Informationssysteme, das Sichtbarmachen von bisher Unsichtbarem sowie die computergestützte Zusammenarbeit.

Simulation
Die Entwicklung von Flugsimulatoren trug wesentlich zur Entstehung der Virtual Reality bei. Neben Flugzeugcockpits lassen sich aber auch Autos, LKWs, Bagger, Schiffe und dergleichen simulieren. Tatsächlich ist es nicht nur sicherer, simulierte Geräte zu Trainingsmaßnahmen zu verwenden, sondern auch kostengünstiger. Außerdem können in Simulatoren gezielte Umstände und bestimmten Voraussetzungen trainiert werden.

Unterhaltung
Auch als Computerspiele sind Simulatoren sehr begehrt. In der Tat ist die Unterhaltung der dritte Hauptbereich der VR-Industrie (PowerGlove von Mattel). Sega und andere große Spielekonsolenhersteller entwickeln derzeit auch günstige HMDs für die nächste Konsolengeneration. Auch in Filmen, wie etwa der Rasenmähermann, Minority Report oder Matrix, kommen Elemente der Virtual Reality zum Einsatz.

Bildung
Lebenslanges Lernen, Bildung als wichtigster Karrierefaktor, Flexibilität im Beruf, Training on the job sind nur einige Begriffe, die im Zusammenhang mit Bildung immer mehr an Bedeutung gewinnen. Ein nicht aufzuhaltender Paradigmenwechsel am Bildungssektor nimmt seinen Lauf. So ist es nicht verwunderlich, dass virtuelle Realitäten auch für den Einsatz am Bildungssektor interessant werden. Virtuelle Klassenzimmer und Universitäten sind Erfolg versprechende Elemente des E-LEarning. Beispielsweise könnte folgendes Szenario eine alternative zur klassischen Form eines Studiums werden.

Simone B. studiert in an Universitäten in New York, Paris und Tokio Kunstgeschichte. Sie interessiert sich dabei besonders für die kulturellen Unterschiede und Symbole in der Malerei. Dafür muss sie aber nicht in der Weltgeschichte herumreisen, sondern sie kann alles bequem von ihrem Wohnzimmer aus erledigen. Sie nimmt nämlich an einem gemeinsamen Online-Kurs der drei vertretenen Universitäten teil und kann sich darüber mit Studierenden aus aller Welt austauschen.

Virtuelle Universitäten
Die Virtuelle Universität ist eine wissenschaftliche Einrichtung für Forschung und Ausbildung, die nicht wirklich, sondern nur auf dem Rechner existiert. Es handelt sich also, streng genommen, um eine nicht reell vorhandene Universität. Jedoch müsste diese virtuelle Universität all das bieten, was eine reelle Universität umfasst und zwar in einer virtuellen, nur auf Computern vorhandenen Form: Lehrveranstaltungen, Studienmaterial, Bibliotheken, Orte zur Kommunikation mit Lehrenden und Studenten. Die Vorteile einer solchen Einrichtung sind vor allem Flexibilität in Ort und Zeit für Studierende und Lehrende.

Kunst
Die Geschichte der virtuellen Kunst beginnt in der frühzeitlichen Höhle, wo Wandmalereien auf das tiefe menschliche Bedürfnis verweisen, sich mit medialen Mitteln eine fiktive Gegenwelt zu schaffen, in der Mythen und Götter Platz finden. In der Antike ist es der Tempel, dem die Funktion zukommt, Sitz der Götter und Bühne für die Darstellung göttlicher und menschlicher Schicksale mit bildnerischen oder bildhauerischen Mitteln zu sein. Mit Mosaiken oder Fresken ausgeschmückte Kirchenräume vom Mittelalter bis zum Barock knüpfen an diese Tradition an. In modernen Zeiten bringt das menschliche Bedürfnis nach Illusion und Imagination unter anderem das Kino hervor, das fortan als wichtige Projektionsfläche für die Ängste und Sehnsüchte der Menschen fungiert. Moderne VR Installationen der heutigen Zeit werden nachfolgend angeführt.

Oliver Grau »Vom Rundfresko zum interaktiven Bildraum«
Maurice Benayoun »World Skin«
Monika Fleischmann, Wolfgang Strauss »Murmuring Fields«
Luc Courchesne »Landscape One«
Gerhard Funk »Ruhe - Raum - Bewegung«