Virtual RealityWahrnehmung

Marc Kirchner AI5 23.05.2016

Gliederung1. Was ist Virtual Reality?2. Wozu Virtual Reality?3. Immersion und Präsenz4. Wahrnehmung5. Chancen und Probleme der Wahrnehmung6. Bewertung und eigene Meinung zu VR7. Quellen

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Was ist Virtual Reality?

„Virtual Reality (VR) refers to the use of three-dimensional displays and interaction devices to explore real-time computer-generated environments.“

(Steve Bryson, Call for Participation 1993 IEEE Symposium on Research Frontiers in Virtual Reality)

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Oculus Touch. Image: Oculus VR

5Von TheGrenzebachGroup - Eigenes Werk, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=28172269

Was ist Virtual Reality?● eine Mensch-Maschine-Schnittstelle● suggeriert eine Illusion der Anwesenheit in der Virtuellen Welt● ein Echtzeit-System● immersiv

→ ermöglicht durch fortgeschrittene Displayhardware, neue Interaktionsgeräte und genauere Trackingsysteme

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Wozu Virtual Reality?● Dinge visualisieren und greifbarer machen● Prototypen erstellen● Entertainment● Extrem- und Gefahrensituationen trainieren● dosierte Behandlung von Phobien und Ängsten

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Immersion● “Grad des Eintauchens”● erzielt durch objektive, quantifizierbare Stimuli● nach Slater und Wilbur (1997) erzielt durch:

○ Sinneseindrücke möglichst nur durch Computer generiert○ möglichst viele Sinne sollen angesprochen werden○ Nutzer soll vollständig von Ausgabegeräten umgeben sein○ Ausgabegeräte sollen “lebendige” Darstellung bieten

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(Vgl. Dörner, Jung, Grimm, Broll 2013)

Präsenz● subjektives Gefühl, welches durch hohe Immersion entsteht● virtuelle Umgebung wird real für den Benutzer● Reize aus der realen Umgebung werden ausgeblendet● Nutzer verhält sich wie in der realen Welt

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(Vgl. Dörner, Jung, Grimm, Broll 2013)

Wahrnehmung● essentiell für die Gestaltung von Virtuellen Welten

● für VR besonders wichtig:○ visuelle Wahrnehmung (Sehen)○ akustische Wahrnehmung (Hören)○ haptische Wahrnehmung (Erfühlen)

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11(Abb.1.: Modell der Menschlichen Informationsverarbeitung (Dörner, Steinicke 2013))

Visuelle Wahrnehmung● Netzhaut wird gereizt● Nervenimpulse (verändert) an das Gehirn geschickt● im hinteren Teil des Gehirns verarbeitet● zwei Augen, aber nur ein Bild● zweidimensionales Bild auf der Netzhaut● dreidimensionales Bild im Kopf

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Visuelle Wahrnehmung vs. Realität● Farbfehlsichtigkeit● Individuum nimmt gleiches unterschiedlich wahr● das visuelle System adaptiert sich● Farbe ist keine physikalische Eigenschaft● Farbe ist subjektive Empfindung

→ Wahrnehmung nicht gleich Realität ⇒ Spielraum für Manipulation

13(Abb.2.: Hermann-Gitter (Dörner, Jung, Grimm, Broll 2013))

Chancen durch menschliche Wahrnehmung● Stereosehen (räumliches Sehen)

○ Konvergenz○ Disparität

→ plastischen, dreidimensionalen Bildeindruck ⇒ Konvergenz & Disparität genutzt für Stereodisplays

14(Abb.3.: Konvergenz und Disparität(Dörner & Steinicke 2013))

Chancen durch menschliche Wahrnehmung● Suspension of Disbelief (willentliches Ausblenden des Unglaubens)

● Tiefenhinweise

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(Abb.4.: Liste von Tiefenhinweisen(Dörner & Steinicke 2013)) 16

Chancen durch menschliche Wahrnehmung● Salienz

○ Inattentional Blindness (Blindheit durch Unaufmerksamkeit)○ Reduzierung der Details○ Berechnung einer Salienz Map○ muss aufwändig von 2D auf 3D rückgerechnet werden

● Nutzerführung○ Virtuelle Welt größer als Bereich des Hardware-Aufbaus ○ omnidirektionale Laufbänder oder Cyberspheres ○ virtuelle Welt rotieren → 20m Radius

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Phänomene und Probleme● Abweichende Betrachtungsparameter● Doppelbilder(Diplopie)● Frame Cancellation

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Phänomene und Probleme● Vergence-Focus-Konflikt● Diskrepanzen in der Raumwahrnehmung● Diskrepanzen in der Bewegungswahrnehmung● Cybersickness

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Bewertung von VR● gespannt auf die zukünftige Immersivität● nützlich für bestimmte Branchen:

○ Entwicklung von Prototypen○ Erproben von gefährlichen Situationen

● neues Level an Entertainment● Risiko, dass Menschen sich in virtuellen Welten verlieren

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Quellen1. Dörner, R. & Jung, B. & Grimm, P. & Broll, W. & Göbel, M. (2013): Einleitung. In: Dörner, R. & Broll,

W. & Grimm, P. & Jung, B. (Hrsg.): Virtual und Augmented Reality (VR/AR). Grundlagen und Methoden der Virtuellen und Augmentierten Realität, S. 1-32. Berlin: Springer.

2. Dörner, R. & Steinicke, F. (2013): Wahrnehmungsaspekte von VR. In: Dörner, R. & Broll, W. & Grimm, P. & Jung, B. (Hrsg.): Virtual und Augmented Reality (VR/AR). Grundlagen und Methoden der Virtuellen und Augmentierten Realität, S. 33-64. Berlin: Springer.

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