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17 Januar, 2024

Mixed Reality per Video-Passthrough: HTC VIVE XR Elite

17 Januar, 2024

Die Geräteklasse der Mixed Reality Headsets, die auf der Basis von Videodurchsicht funktionieren, erfährt seit einiger Zeit einen starken Zuwachs. Zu den Herstellern, die bereits mit verfügbaren Geräten am Markt sind, zählen die Firma HTC mit dem Headset VIVE XR Elite und Meta mit den beiden Brillen Quest Pro und Quest 3. Auch Apples „Vision Pro“ Brille, deren Verkaufsstart kurz bevorsteht, arbeitet nach diesem Funktionsprinzip. Außerdem hat Sony in Kooperation mit Siemens vor einigen Tagen ein neues Mixed Reality Headset in dieser Gerätekategorie angekündigt. Wir konnten das Funktionsprinzip und die damit verbundenen Einsatzmöglichkeiten bereits mit der VIVE XR Elite von HTC untersuchen.

Der Aufbau des Headsets entspricht der geschlossenen Bauweise, wie man sie von VR-Brillen kennt. Es gibt keine transparente Optik für die Wahrnehmung der Umgebung. Alle Inhalte werden mithilfe von zwei Displays und einem davor befindlichen Linsensystem dargestellt. Damit lässt sich einerseits eine komplett virtuelle Umgebung anzeigen. Andererseits können auch Augmented Reality Darstellungen erreicht werden, bei denen das tatsächliche Umfeld des Benutzers sichtbar bleibt. Dafür wird die Umgebung mit Kameras auf der Vorderseite des Headsets aufgezeichnet, mit 3D-Elementen überlagert und dann kombiniert auf die Displays nach innen übertragen. Auf diese Weise entsteht der Eindruck, dass sich virtuelle Objekte in der realen Umgebung des Brillenträgers befinden.

Die beiden Bilder zeigen, die VR- und AR-Darstellungsmöglichkeiten aus der Sicht des Benutzers der HTC VIVE XR Elite. Beim Betrachten des Hauptmenüs kann entweder eine komplett virtuelle Umgebung angezeigt werden oder das Fenster wird vor dem Hintergrund der tatsächlichen Umgebung angezeigt.

Das Headset ermöglicht auf diese Weise sowohl VR- als auch AR-Darstellungen und beherrscht damit auch die Kombination der beiden Mixed Reality Formen auf einem Gerät. Die Steuerung kann entweder per Handtracking erfolgen oder es lassen sich Controller, die ebenfalls im Raum erfasst werden, als Eingabegeräte verwenden.

Zu den Besonderheiten der HTC VIVE XR Elite zählt der modulare Aufbau des Geräts. Die Akku-Einheit am Hinterkopf kann komplett entfernt und durch eine tragbare Powerbank ersetzt werden, um eine leichtere Konfiguration der Brille zu erhalten. Eine zusätzlich integrierte Stromversorgung zur kurzzeitigen Überbrückung ermöglicht auch das Wechseln des Akkus im laufenden Betrieb. Außerdem verfügt das Headset über Einstellungsmöglichkeiten am Linsensystem zur Korrektur von Sehschwächen, sodass keine zusätzliche Brille getragen werden muss.

Das Darstellungsprinzip Video-Passthrough ermöglicht auf Geräten wie der VIVE XR Elite, das Einblenden von komplett undurchsichtigen 3D-Inhalten, was bei transparenten Seethrough-Geräten aufgrund der Sichtbarkeit des Hintergrunds nicht möglich ist. Damit kann zum Beispiel das CAD-Model einer Turbine eingeblendet und frei im Raum platziert werden, sodass der reale Hintergrund an dieser Stelle komplett überdeckt wird. Mithilfe der Gestensteuerung kann das Objekt beliebig gedreht und auch vergrößert werden. Mit dieser Darstellung entsteht der Eindruck, dass sich das 3D-Modell als räumlich wahrnehmbares Objekt direkt in der Umgebung befindet und es wird eine detaillierte Betrachtung des Modells ermöglicht.

Mit Headsets, die Mixed Reality per Videodurchsicht bieten, lassen sich auf diese Weise sowohl komplette VR-Umgebungen betrachten als auch AR-Inhalte mit sichtbarer realer Umgebung. Da beide Darstellungsarten auf einem Gerät unterstützt werden, lässt sich ein direktes Umschalten zwischen VR- und AR-Inhalten erreichen und es können auch fließende Übergänge zwischen den beiden Möglichkeiten umgesetzt werden. Zum Beispiel kann eine Anwendung in der realen Umgebung starten und man betritt dann durch ein Portal im Raum eine rein virtuelle Welt. Außerdem sind damit Einsatzszenarien denkbar, die bisher besser für verschiedene Geräte geeignet waren. So lässt sich beispielsweise ein Gebäude zuerst als 3D-Modell auf dem Tisch betrachten und anschließend begibt man sich für einen virtuellen Rundgang ins Innere. Damit bieten Anwendungen auf Basis von Video-Passthrough viel Potenzial für neuartige Erfahrungen, die sich zwischen Augmented Reality und Virtual Reality bewegen und so das gesamte Mixed Reality-Spektrum nutzen können.