Motion Sickness – die VR-Bewegungskrankheit

Immernoch haben Leute Berührungsängste und Vorbehalte gegenüber der VR-Technologie, weil Sie glauben, bei der Benutzung wird Ihnen zwangsläufig übel. Wir erklären, was es wirklich mit der VR-Übelkeit auf sich hat, was wir als Entwickler-Firma dagegen tun und warum das Problem heutzutage schon oft der Vergangenheit angehört.

Was ist Motion Sickness und wie entsteht sie?

Im Bereich Virtual Reality wird von Motion Sickness oder VR-Bewegungskrankheit gesprochen, wenn während der Benutzung einer VR-Brille, Schwindelgefühle und Übelkeit auftreten.

Dies steht im Zusammenhang mit unseren Sinnesorganen. Unser Gleichgewichtssinn registriert nicht nur die Neigung unseres Kopfes. Es registriert auch die Beschleunigung des Körpers. Das Gehirn stimmt dabei verschiedene Sinne miteinander ab.

Bewegung in der realen Welt

Laufen wir also in der realen Welt nach vorn, sieht unser Auge, wie sich der Körper bewegt. Auch die Bewegung selbst wird durch das Gehirn gesteuert. Werden diese beiden Informationen nun mit der Beschleunigung im Gleichgewichtssinn kombiniert, ist für unser Gehirn alles klar: Wir bewegen uns!

Bewegung in der Virtual Reality

In der Virtuellen Realität, werden unsere Sinne mit digitalem Input gefüttert. Gleichzeitig befindet sich unser Körper aber immernoch in der Realität. Dies führt zu einer für das Gehirn ungewöhnlichen Kombination der Sinne.

Ein Beispiel: VR-Autofahrt

Nehmen wir als Beispiel eine VR-Fahrt in einem Auto. Der Nutzer kann sehen, wie sich das Auto bewegt und auch auf den Input der Hände reagiert. Was der Nutzer jedoch nicht spüren kann, ist die Beschleunigung des Fahrzeuges, da sich der Körper nicht wirklich bewegt.

Je nachdem wie anfällig der Nutzer nun für Motion Sickness ist, verursacht dieser Unterschied Übelkeit und Schwindel. Diese Reaktion ist kein Fehler des Gehirns, sondern ein Schutz, den wir durch die Evolution erhalten haben.

Schutzfunktion unseres Gehirns – In der Vergangenheit konnte eine solche Diskrepanz zwischen den Sinnesorganen zum Beispiel durch eine Halluzination entstehen, hervorgerufen durch eine Vergiftung. In einer solchen Situation ist ein spontaner Brechreiz ein wichtiger Schutz, um das Überleben sicherzustellen.

Motion Sickness früher und heute, was hat sich getan?

Bessere Performance

Durch die ständige Weiterentwicklung von Computerhardware haben sich auch die grafischen Möglichkeiten der Darstellungen deutlich verbessert. Dies bedeutet zum Beispiel, dass die heutigen Systeme in der Lage sind, mehr Bilder pro Sekunde zu berechnen. Eine hohe FPS-Zahl (Frames per Second) trägt maßgeblich dazu bei, das menschliche Auge besser „auszutricksen“.

Bessere Auflösung

Das gleiche gilt auch für die Entwicklung der Brillen-Hardware. Durch eine höhere Auflösung des Bildschirmes in der Brille, kann der sogenannte „Screendoor Effect“ verhindert werden. Dieser Effekt beschreibt die Wahrnehmung der Pixel des Bildschirmes als eine Art Raster. Mit der Erhöhung der Auflösung ist dieser Effekt bei den neuesten Brillen bereits heute kaum noch zu bemerken, und bei einer laufenden Anwendung verschwindet er bei vielen Nutzern sogar gänzlich aus der Wahrnehmung.

Inside-Out Tracking

Durch neue Möglichkeiten des Inside-Out Trackings, die Bewegungen des Kopfes zu verfolgen, ist es nicht mehr nötig hierfür externe Sensoren aufzustellen. Dies bedeutet vor allem für mobile Lösungen nicht mehr auf das Erfassen der Kopfbewegung verzichten zu müssen. Lösungen, die nur die Rotation verwenden, wird es deswegen schon bald nicht mehr geben.

Was kann man tun, um Motion Sickness zu verhindern?

  1. Pausen einlegen
  2. Entscheidung für die richtige Software

Regelmäßige Pausen sind wichtig. VR-Brillen können auf Dauer schwer und der nahe Bildschirm für die Augen anstrengend werden. Und eben auch Übelkeit kann durch zu langes Verwenden der Brille gefördert werden. Wir empfehlen deshalb zumindest halbstündlich eine Pause einzulegen.

Wer bereits von der eigenen Motion Sickness weiß, kann schon vorab die richtige Software wählen. Meist gibt es für die gleiche Aufgabe schon verschiedene Lösungen. Hierbei kann darauf geachtet werden, dass die gewählte Software besonders verträglich ist. Wir von der WAY Digital Solutions achten bereits in der Entwicklung darauf, nur verträgliche Interaktionen zu verwenden, damit so viele Nutzer wie möglich die Software verwenden können.

Was tun wir, um Motion Sickness zu bekämpfen?

Durchdachtes Fortbewegungssystem

Wie wir bereits in der Definition von Motion Sickness festgestellt haben, ist die Fortbewegung ein zentraler Grund für die auftretende Übelkeit. Aus diesem Grund wählen wir für jedes Projekt die optimale Art der Bewegung aus. Möchten Sie beispielsweise die VR-Erfahrung im Sitzen genießen, so gibt es die Möglichkeit der freien, oder auch eingeschränkten Teleportierung. In der freien Teleportierung kann der Nutzer auf einen Punkt im Raum zeigen und sich durch einen Tastendruck sofort zu diesem Punkt bewegen. In der eingeschränkten Teleportierung gibt es visuell hervorgehobene Punkte, zu denen sich der User mittels Tastendruck teleportieren kann. Der Vorteil des Einschränkens ergibt sich, vor allem für unerfahrene VR Nutzer, da so die Aufmerksamkeit auf bestimmte Orte gelenkt werden kann.

Möchten Sie VR im Stehen erleben, können wir Sie mit den zwei großen Tracking Arten unterstützen:

Out-In Tracking:Inside-Out Tracking:
Hier werden zur Brille gehörige Sensoren aufgestellt. Dies benötigt eine gewisse Setup-Zeit. Sobald die Sensoren jedoch aufgestellt und konfiguriert sind, ermöglichen sie ein sehr genaues Erkennen der Bewegungen. So kann man sich in einem eingeschränkten Bereich hervorragend in einer virtuellen Umgebung bewegen.Spezielle Brillen wie die Oculus Quest haben Kameras, die es dem Computer ermöglichen, die Umgebung zu verstehen. Somit kann der Nutzer sofort, und ohne Sensoren aufstellen zu müssen, sich in der VR-Umgebung bewegen. Sollte dabei ein zuvor festgelegter Bereich verlassen werden, wird der Nutzer gewarnt, um Verletzungen zu vermeiden. Diese Lösung ist sehr schnell und einfach, und ist damit vor allem für einen mobilen Einsatz perfekt geeignet.

Leistungsoptimierung

Leistung (Performance) ist ein wichtiges Thema in der VR-Entwicklung. Da für jedes Auge ein eigenes Bild berechnet werden muss, ist die Menge an Berechnungen im Vergleich zu einer Desktop Anwendung mit nur einem Bildschirm deutlich größer. Dies wiederum wirkt sich auf die „Frames per Second“ aus, also auf die Anzahl der Bilder, die pro Sekunde erneuert werden. Bei Virtual Reality empfehlen wir eine Mindestanzahl von 60 Frames per Second, um Motion Sickness zu vermeiden. Viele VR-Brillen unterstützen jedoch auch eine höhere Bildwiederholungsrate von 90 oder sogar 120 Bilder die Sekunde. Dies führt zu einer noch besseren Verträglichkeit und einem flüssigeren VR-Erlebnis. Einen Vergleich der aktuellen Brillen-Modelle haben wir Ihnen hier zusammengestellt.

Um die Leistung zu optimieren, gibt es viele technische Möglichkeiten. Worauf wir jedoch besonders stolz sind, ist die KI-gestützte Optimierung von 3D-Objekten. 3D-Objekte können per Hand oder auch durch Scans erstellt werden. Dabei sind oft wesentlich mehr Informationen im Objekt gespeichert, als für eine gute Darstellung in VR nötig sind. Wir haben die Möglichkeit, diese Informationen zu reduzieren, ohne die Grafische Qualität unnötig stark zu beeinflussen.

Verwendung neuester Hardware

Als Experten im Bereich VR und AR kennen wir natürlich auch den Markt der Hardware sehr gut. Hier bieten wir technisch sinnvolle Vorschläge zur Auswahl der richtigen Hardware an. Je nach Einsatz, muss es nicht immer die neueste und teuerste Lösung sein. Gleichzeitig können wir Sie jedoch auch vor einem Fehlkauf von veralteter Hardware schützen.

Ist AR auch davon betroffen?

Augmented Reality bedeutet im Deutschen, „Erweiterte Realität“. Hierbei wird also die Realität genommen und digital erweitert. Hierfür gibt es aktuell zwei verschiedene Lösungen. Zum einen AR mit Handy – Hier wird die Realität mit einer Kamera aufgezeichnet und das Kamerabild durch digitale Inhalte ergänzt. Zum anderen AR mit einer Brille: Hier trägt der Nutzer eine Brille mit einem durchsichtigen Display. Auf diesem Display werden nur die digitalen Einhalte eingeblendet. Dies hat den Vorteil, dass der Nutzer nicht nur die Hände frei hat, sondern auch nicht an eine Bildwiederholungsrate einer Kamera gebunden ist.

Zur Wiederholung: Motion Sickness hängt mit nicht übereinstimmenden Meldungen unserer Sinne zusammen. Da in VR die komplette Welt digital ist, ist es dort wesentlich einfacher, Fehler zu begehen, die Motion Sickness hervorrufen. In der Augmented Reality, wird jedoch die Realität nur erweitert. Dies reduziert diese Möglichkeiten. Zum Beispiel ist eine Achterbahnfahrt in AR nicht sinnvoll, da sich die Realität schließlich nicht verändern lässt. Im Rückschluss ist AR in den meisten Fällen nicht von Motion Sickness betroffen.

Statistiken zum Thema Motion Sickness

Hier gibts spannende Zahlen zum Thema Motion Sickness