Fast perfekte Illusion

Um in den virtuellen Welten von ReWaVE spazieren zu gehen, ist verhältnismässig wenig Zubehör nötig: Gebraucht werden ein Head-Mounted Display (HMD) mit einem zur Decke gerichteten Positionsmessgerät und ein Laptop, der auf einem Traggestell mitgeführt wird. Weiter braucht es pro Quadratmeter Deckenfläche drei schwarz-weisse, kreisrunde Referenzmarkierungen sowie den von Nescher entwickelten Algorithmus.

Die Deckenmarkierungen dienen dem Messgerät auf dem HMD dazu, die Position des Anwenders sowie seine Kopfbewegungen zu erkennen. Im Laptop werden diese Daten in Echtzeit ausgewertet. Ohne wahrnehmbare Verzögerung sieht der Gehende die virtuelle Umgebung, die der Computer berechnet und in den HMD einspielt.

Solange der virtuelle Raum nicht grösser ist als der tatsächliche, ist dessen Erkundung kein Problem. «Um eine grössere virtuelle Welt in einem begrenzten Raum begehen zu können, braucht es allerdings einige Tricks», sagt Nescher.

Der wichtigste Kniff ist die sogenannte Redirektion. Sie verhindert, dass der Anwender in der realen Welt in eine Wand prallt. Damit er möglichst ungestört die virtuelle Umgebung begehen kann, müssen verschiedene Redirektionsmethoden intelligent voraus geplant werden. Dazu muss das System wissen, wo der Mensch im realen Raum ist und welche Laufrichtungen ihm die virtuelle Welt anbietet. Im Prinzip ist dann die «Kompression» eines Pfads von einem grossen virtuellen Raum auf einen kleinen realen Raum ein regelungstechnisches Problem. Der Algorithmus schätzt die zukünftigen Laufpfade des Anwenders ab und berechnet in Echtzeit die beste Art und Weise, um ihn im Inneren des echten Raums zu halten.