Ein- und Ausgabegeräte bei Spielen

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1 Ausarbeitung zur Veranstaltung Proseminar: Technik der Spieleprogrammierung an der Universität Ulm Ein- und Ausgabegeräte bei Spielen von Martin Bier

2 Inhalt 1. Einleitung 2. VirtualReality vs. Spielbedienung 3. Eingabegeräte 3.1 Klassische Eingabegeräte 3.2 Innovative Eingabegeräte 3.3 Spezielle Eingabegeräte 3.4 Neue Technologien 4. Ausgabegeräte 4.1 Sehen 4.2 Hören 4.3 Fühlen 4.4 Riechen & Schmecken Einleitung Jedes Spiel, ob nun Brettspiel, Bewegungsspiel oder Computer-/Videospiel, baut auf einer Tätigkeit auf, die vom Spielenden ausgeführt wird. Diese lässt sich bei Computer- und Videospielen als Interaktion mit dem System, auf dem das Spiel ausgeführt wird, bezeichnen. Um jedoch mit einem Computer- oder Videospielsystem interagieren zu können, muss dieses so genannte Eingabegeräte zur Verfügung stellen, die der Spielende bedient und so die für das Spiel nötige Tätigkeit ausführt. Doch anders als bei Brett- oder Bewegungsspielen muss das System erst eine Spielumgebung zur Verfügung stellen. Dies geschieht über so genannte Ausgabegeräte. Im Folgenden wollen wir unterschiedliche Arten von Ein- und Ausgabegeräten beleuchten, die für Spiele genutzt werden und in Zukunft genutzt werden könnten. 2. Virtual Reality vs. Spielebedienung Man kann Ein- und Ausgabegeräte unter zwei Gesichtspunkten betrachten. Zum einen, ob das Gerät die Interaktion mit dem System erleichtert und eine Spielsituation einfacher und intuitiver meistern lässt. Zum anderen, ob man durch das Gerät besser in das Spiel eintauchen kann bzw. die Spielerfahrung realer wirkt. Diese zwei Punkte schließen sich aber nicht gegenseitig aus. Oft ist eine realere Bedienung auch die intuitivere und einfachere. Während bei Eingabegeräten ein Trend in Richtung einfachere und intuitivere Bedienung zu verzeichnen ist, besteht eine sehr langsame aber stetige Entwicklung der Augabegeräte zur Virtual Reality (virtuelle Realität). 2

3 3. Eingabegeräte Am Anfang der Computerspielgeschichte stand dem Spieler nur eine stark begrenzte Interaktionsmöglichkeit zur Verfügung. So lies sich das erste digitale Spiel nur mit zwei Tasten bzw. Knöpfen bedienen. Doch mit der Entwicklung immer mehr komplexer Spiele wurden auch die Eingabegeräte immer umfangreicher. Bald wurde die Maus in Kombination mit der Tastatur das gängigste Bediengerät, da diese sich sowieso als Standard für die Bedienung von Computern durchgesetzt hatten. Hier werden nun aktuelle und zukünftige Möglichkeiten aufgeführt, ein Computer- bzw. Videospiel zu bedienen Klassische Eingabegeräte Kombination Maus Tastatur Die Maus ist wohl das meist genutzte Bediengerät in der Welt der Computerspiele und gut geignet für schnelle und simple Interaktionen. Sie ist eine sehr direkte Schnittstelle bei der die Hand-Augen-Koordination bestens funktioniert. Für komplexere Interaktionen die das Klicken und Bewegen übersteigen ist sie jedoch eher ungeeignet. Deshalb hat es sich bewährt, eine Kombination der Maus mit der Tastatur in Spiele einzubringen. Die Pfeiltasten der Tastatur und der Ziffernblock sind in Computerspielen oft genuzt um einzelne Spielfiguren zu steuern. Außerdem werden oft die Tasten W, A, S und D als alternative Pfeiltasten eingerichtet. Ansonsten bieten die zahlreichen Tasten genug Platz für Shortcuts aller Art, von denen aber zumeist alle allein mit der Maus über das User Interface des Spiels ausführbar wären. In diesem Fall ermöglicht die Tastatur nur eine schnellere Bedienung des Spiels. Die Belegung der Tasten von Maus und Tastatur kann sich der Spieler meist selbst einrichten bzw. anpassen. Alternativ zur klassischen Maus gibt es auch den sogenannten Trackball, bei dem das Gehäuse fest auf dem Untergrund steht und eine Kugel mit den Fingern bewegt wird, wodurch eine Bedienung wie die einer Maus möglich ist. Bei Laptops wird die Maus meist durch Touchpads oder Trackpoints ersetzt, da diese extrem kompakt eingebaut werden können. Beispiele: Spiel Silent Hunter 3: Genre Ego-Shooter: Genre Echtzeit-Strategie: Fast jede Taste auf der Tastatur ist mit einem Shortcut belegt. Die Pfeiltasten/WASD-Steuerung in Kombination mit der Maus ist elementar. Fast alle Spiele dieses Genres sind ausschließlich mit der Maus bedienbar Joystick Der Joystick ist dem Steuerknüppel eines Flugzeuges nachempfunden. Mit ihm lässt sich meist eine Spielfigur direkt bewegen oder auch ein Fahrzeug lenken. Ursprünglich wurde die Bewegung des Joysticks digital in vier Richtungen aufgenommen. So waren acht unterschiedliche Positionen des Joysticks unterscheidbar. Heutzutage sind jedoch, vor allem zum Steuern von Fahrzeugen, analoge Joysticks im Einsatz, die eine stufenlose und somit präzise Steuerung ermöglichen. Joysticks haben oft mehrere Tasten, wovon bei modernen Geräten die meisten am Knüppel angebracht sind und mit Daumen und Zeigefinger gedrückt werden. 3

4 Beispiele: Genre Flugsimulation: Genre Beat m Up: Durch analoge Joysticks lässt sich ein Flugzeug präzise steuern. Beat m Up-Spiele werden traditionell mit digitalen Joysticks bedient, bei denen alle Tasten neben dem Joystick angeordnet sind Joypad Im Gegensatz zu den Standardeingabegeräten für den PC Maus und Tastatur hat sich das Joypad, oder auch Controller, als Standard für die Bedienung von Videospielsystemen herausgebildet. Allerdings gibt es zahlreiche Joypads, die zur Spielebedienung auf einem Computer dienen. Ursprünglich hatten Controller wenige digitale Tasten. Im laufe der Zeit wurden diese von analogen Tasten ersetzt, die eine stufenlose Druckerkennung ermöglichten. Im allgemeinen sind Joypads so entworfen, dass sie gut in der Hand liegen. Dadurch ist eine schnelle und durch Kombinationen von Tasten auch umfangreiche Bedienung möglich. Heutzutage haben sich auch kleine Sticks als Bedienelemente durchgesetzt. Mit dem Steuerkreuz und den Sticks lassen sich meist Spielfiguren steuern, aber auch Funktionen ausführen, die bei Computern durch eine Maus eingegeben werden. Es gibt zahllose Varianten von Controllern, wobei jeder eine andere Anordnung unterschiedlich vieler Tasten besitzt. Beispiele: Genre Ego-Shooter: Mit einem Stick werden die Funktionen der Pfeiltasten am Computer aufgegriffen (Vor, Zurück, Seitschritt), mit einem anderen schaut man umher. Genre Beat m Up: Durch Kombination von Tasten lassen sich komplexe Schlag- Kombinationen eingeben Lenkrad Das Lenkrad ist als Eingabegerät recht eingeschränkt, da es zum Steuern von virtuellen Autos konzipiert wurde. Das Einschlagen des Lenkrades wird analog an das System weitergegeben, was bedeutet, dass das Auto stärker einschlägt je mehr das Lenkrad in eine Richtung gedreht wird. So kann man sein virtuelles Gefährt sehr präzise und sachte lenken. Zu einem Lenkrad gehören immer mindestens zwei Pedale, die ebenfalls analog sind. Diese entsprechen dem Gas- und Bremspedal eines Autos. Heutzutage ist insgesamt eine mögliche Drehung von 90 Standard. Doch es gibt auch schon ein Modell von Logitech, dass volle 2,5 Umdrehungen unterstützt, so wie bei einem richtigen Auto. Dies ist definitiv ein Schritt in Richtung Simulation und somit Virtual Reality. Ob allerdings volle 2,5 Umdrehungen die Steuerung vereinfachen ist fraglich Innovative Eingabegeräte Mikrofon Das wohl offensichtlichste Einsatzgebiet eines Mikrofons ist wohl die Kommunikation zwischen menschlichen Spielern, vorzugsweise eingesetzt bei Online-Spielen. Dadurch ist eine schnelle und unkomplizierte Verständigung möglich, um zum Beispiel ein Team zu 4

5 koordinieren. Dies ermöglicht vor allem bei Spielen neue Möglichkeiten, bei denen keine Zeit für Eingaben über die Tastatur der bisher einzigen Alternative für Online- Kommunikation besteht. Aktuell ist auch ein Trend zum Karaoke in den eigenen vier Wänden zu beobachten, wobei ein Mikrofon unerlässlich ist. Dieser neue Spielinhalt ist bisher nur bei Videospielsystemen vorhanden. Ähnlich der Kommunikation zwischen menschlichen Spielern bestehen auch erste Spiele, bei denen eine Kommunikation mit computergesteuerten Figuren per Sprachbefehle möglich ist. Dabei wird das eingehende Sprachsignal in bestimmte Frequenzbereiche aufgeteilt und an Frequenz-Modellen von möglichen Eingaben abgeglichen. Bei einer Übereinstimmung (mit gewissen Toleranzen) wird die entsprechende Aktion vom System ausgeführt. Diese Technologie entwickelt sich zur Zeit rapide weiter, wobei sich Aspekte wie das Filtern von Hintergrundgeräuschen oder das Erkennen von Befehlen verbessern. Beispiele: Genre Ego-Shooter: Die Kommunikation im Multiplayer-Modus ermöglicht taktisches Vorgehen im Team. Spiel SingStar Party: Bei diesem Karaoke-Spiel wird das Singen bewertet. Spiel RainbowSix 3: Spiel Project Rub: Durch Sprachbefehle lassen sich die computergesteuerten Teammitglieder dirigieren. Das Mikrofon erkennt, ob der Spieler pustet. So lässt sich Wind in die Segel eines Schiffchens auf dem Bildschirm pusten Lightgun & Co. Um die Lightgun hat sich ein eigenes Genre entwickelt, die sogenannten Lightgun-Shooter, die hauptsächlich auf Arcade- Automaten gespielt werden, aber immer mehr Anklang auf Videospielsystemen finden. Mit diesem Pistolen nachempfundenen Gerät wird auf ein Objekt auf dem Bildschirm gezielt und gefeuert. Beim Betätigen des Abzugs wird der Bildschirm komplett schwarz und eine Photodiode im Lauf der Waffe wird aktiviert. Daraufhin wird der Bildschirm zeilenweiße weiß. Die Diode meldet dem System, wann die anvisierte Stelle weiß wird, wodurch dieses dann die Koordinaten errechnen kann. Dieser Vorgang passiert so schnell, dass der normale Benutzer nichts davon merkt. Auf Grund der Tatsache, dass das weiße Bild zeilenweise aufgebaut werden muss, eignen sich Lightguns nur für Röhrenbildschirme und nicht für Plasma-TVs, Rückprojektions-TVs oder LCDs. Die Lightgun eignet sich fast ausschließlich für ihren eigentlichen Zweck, kann aber mit ein wenig Übung zum Bedienen grafischer Oberflächen genutzt werden Kamera Durch die Gestenerkennung mit Hilfe einer Kamera hat sich ein weiterer neuer Spielinhalt ergeben, der vor allem auf Videospielsystemen verbreitet ist. Dabei wird der Spieler direkt ins Spiel integriert und auch im Ferseher abgebildet. Durch Gesten, die die Kamera erfasst und als solche erkennt, kann man mit dem Spiel interagieren. Teilweise sind solche Spiele mit viel Bewegung verbunden oder auch genau darauf ausgelegt, weshalb ein gewisser sportlicher Aspekt aufkommt. 5

6 Ein weiteres Einsatzgebiet von Kameras ist im Multiplayer-Online-Bereich denkbar. Ähnlich einer Übermittlung eines Sprachsignals zur Kommunikation könnte bei Spielen eines Online- Spieles ein Videosignal des Gegenübers übertragen werden. Beispiele: Spiel EyeToy: Viele kleine Spiele, bei denen man Aufgaben durch Gestik erledigen muss Tanzmatte Ursprünglich nur für Arcade-Automaten gedacht, finden auch Tanzmatten immer öfter ihren Weg in die Wohnzimmer von Videospielsystembesitzern. Mit diesem auf dem Boden liegenden Eingabegerät werden ausschließlich Spiele bedient, die den Spieler passend zu einem Rhythmus zu einer bestimmten Eingabe auffordert. Diese gibt er durch das Treten auf großflächige Kontakte unter den verschiedenen Feldern der Tanzmatte ein, was eine Art Tanzbewegung ergibt. Auch diesem Gerät ist durch die viele Bewegung ein sportlicher Aspekt zuzusprechen Spezielle Eingabegeräte Es gibt viele Spiele für deren Bedienung spezielle Geräte zur Eingabe genutzt werden, ähnlich der Tanzmatte, aber nicht so verbreitet und meist sehr limitiert. Für manche werden sogar extra Eingabegeräte gebaut und mitgeliefert. So gibt es Angelrouten für virtuelle Angelausflüge, Instrumente oder auch ganze Cockpits zum Steuern unterschiedlichster Fahrzeuge. So auch bei dem Spiel Steel Battalion, das nur mit einer ca. 80 cm breiten Cockpit- Nachbildung mit zwei Joysticks, mehreren Kippschaltern und etlichen Tasten spielbar ist. Solche Geräte dienen fast ausschließlich zur realistischeren Bedienung der Spiele, weniger der besseren Bedienung Neue Technologien Touchscreen/Touchpad Eine Technologie, die schon beim Nintendo Dual Screen zum Einsatz kommt, ist der Touchscreen. Dabei handelt es sich um einen Bildschirm, über dem eine durchsichtige auf Druck reagierende Schicht liegt. Im privaten Gebrauch handelt es sich meist um einen resistiven Touchscreen. Es liegen zwei leitfähige Indiumoxidschichten übereinander, die mit Gleichspannung angesteuert werden. Zwischen den Schichten befinden sich kleine flexible Abstandshalter, sogenannte Spacer-Dots. Bei Berührung werden die Spacer-Dots zusammengedrückt und die zwei Schichten berühren sich ein elektrischer Kontakt entsteht. Durch den Widerstand verändern sich die Spannungen der Schichten, woraus sich dann die Koordinaten der Stelle errechnen lassen, an der der Kontakt aufgetreten ist. Da resistive Touchscreens eine weiche und empfindliche Oberfläche haben, kommen bevorzugt im öffentlichen Bereich die Surface-Acoustic-Wave --Touchscreens zum Einsatz. Bei den SAW-Touchscreens handelt es sich um eine Glasscheibe, auf der jeweils in x- und y- Richtung Wellen erzeugt werden, die über die Scheibe wandern, auf der anderen Seite reflektiert werden und wieder am Ursprungspunkt aufgenommen und ausgewertet werden. Berührt man die Scheibe, verändern sich die Wellen, woraus sich die Koordinaten der Berührung errechnen lassen. 6

7 Es gibt auch Touchpads, bei denen die Schichten der resistiven Technologie nicht vor einem Bildschirm liegen. Jedoch ist durch das Anbringen an einem Bildschirm eine sehr direkte und einfache Interaktion möglich. Um die Genauigkeit der Bedienung zu erhöhen und den empfindlichen Touchscreen nicht zu verschmutzen werden oft spezielle Stifte, genannt Stylus, benutzt Tracking Das Tracking dient zum Verfolgen von Objekten. Dazu ist im zu verfolgenden Objekt ein Transmitter untergebracht, der ein Funksignal (oft Infrarot) an eine oder mehrere Stationseinheiten sendet. So lässt sich die Position und oft auch die Ausrichtung des Objekts zur Station bestimmen. Tracking wird bisher kaum im Privaten eingesetzt. Lediglich die 3D-Maus, die ausschließlich zur Bedienung von 3D-Modellierungsprogrammen genutzt wird, ist verhältnismäßig weit verbreitet. Spielerisch kommt diese Technologie aber bisher nur in Prototypen oder speziellen, nicht auf dem freien Markt erhältlichen Systemen vor. So zum Beispiel bei der Dirigentensimulation You re the Conductor, die im Children s Museum in Boston steht. Allerdings plant Nintendo, die Tracking-Technologie im Controller zu ihrem in den nächsten Jahren erscheinenden Videospielsystem zu nutzen. Durch das Tracking würden neue Spielinhalte hinzukommen und zu alten Genres neue Möglichkeiten der Bedienung aufkommen. So wäre es in einer Art Zeigegerät denkbar wie auch in Geräten zur Simulation von nahezu jeder Tätigkeit Motion Capturing Bisher wird Motion Capturing hauptsächlich zur Animation von Figuren in Spielen und animierten Filmen genutzt. Dabei handelt es sich um einen längeren, während der Produktion durchgeführten Prozess. Eine Person trägt einen hautengen, schwarzen Anzug (für Ganzkörper-Animationen) oder entsprechende Vorrichtungen für bestimmte Körperbereiche, an denen weiße Bälle oder Lämpchen als Markierungspunkte angebracht sind. Spezielle Kameras erfassen die Bewegungen der Markierungen, analysieren und digitalisieren diese. Die somit erhaltenen Daten kann man dann in ein entsprechendes Computerprogramm importieren und auf ein 3D-Modell übertragen. Es ist anzunehmen, dass mit Hilfe dieser Technik im Laufe der Zeit auch die Bewegungserfassung in Echtzeit möglich ist, so dass die Bewegungen einer Person direkt in ein Spiel integriert werden können. Dazu müsste allerdings die Technik noch robuster, einfacher und schneller in der Auswertung werden. Ein Schritt in diese Richtung geht man mit den zur Zeit aktuellen Plänen, das Motion Capturing auch ohne spezielle Markierungen durchzuführen. Ein weiteres Problem beim privaten Einsatz wäre wohl, dass bei Ganzkörper-Erfassung genügend Platz vorhanden sein muss Datenhandschuh (Glove) Datenhandschuhe dienen zur Erfassung von Hand- und vor allem Fingerbewegungen. Sie werden als Gerüste an der Hand angebracht oder bei neueren Modellen - ähnlich einem normalen Handschuh angezogen. Für jedes Gelenk der Hand ist ein Sensor angebracht, der die Neigung erfasst und diese Daten an das System weiterleitet. Dabei kann die Technik zur Bestimmung der Neigung sehr unterschiedlich sein. Das System wertet die Daten aus und kann somit die Bewegungen der Hand auf eine virtuelle Hand übertragen. 7

8 Meist ist am Datenhandschuh noch ein Tracking-Transmitter angebracht, um die Position der Hand im Raum zu bestimmen. So kann man zum Beispiel einen Gegenstand an einem Ort aufnehmen und an einem anderen Ort ablegen Eye-Tracking Beim Eye-Tracking wird die Bewegung der Augen bzw. die Blickrichtung erfasst. Dazu setzt man eine Vorrichtung auf, die meist ein wenig an ein Nachtsichtgerät erinnert. Es kommen momentan mehrere Methoden zum Einsatz, um die Bewegung der Augen aufzuzeichnen. Eine davon ist, durch eine Folge starker Lichtreize so genannte Nachbilder auf der Netzhaut (auch Retina genannt) zu erzeugen, durch deren Position man auf die Augenbewegung schließen kann. Daher spricht man hier von Retinalen Nachbildern. Bei einer weiteren werden Elektroden seitlich an den Augen angebracht, die die Spannung zwischen der Netz- und der Hornhaut messen. Diese ändert sich proportional der horizontalen bzw. vertikalen Augenbewegung, was dann registriert und als Bewegung erkannt wird. Bei der Kontaktlinsen-methode handelt es sich um verspiegelte Kontaktlinsen, von wo dann die Reflexion des Bildschirms von einer Kamera aufgezeichnet wird. Außerdem gibt es mit Spulen versehene Kontaktlinsen, die einem magnetischen Feld ausgesetzt werden. Die beim Bewegen der Augen induzierten Spannung wird gemessen und ausgewertet. Unter der Cornea Reflex Methode versteht man das Erfassen der Reflexionen einer oder mehrerer Infrarot-Lichtquellen auf der Hornhaut durch eine Infrarotkamera und das Abgleichen dieser zur Pupillenposition. Momentan wird das Eye-Tracking nur in der Medizin und Marktforschung eingesetzt. Allerdings wäre durch die immer kompaktere Bauart der Vorrichtungen der Einsatz zum Bedienen des Comupters und auch von Spielen möglich und könnte die Maus, zumindest als Zeigegerät, ersetzen Gedankenerkennung Das University College London und die University of California haben von ersten Erfolgen berichtet, mittels eines Magnetresonanztomografen (zum Visualisieren von Gehirnaktivität) auf die Gedanken einer Person zu schließen. In London wurde festgestellt, dass sich die Hirnaktivität bei verschiedenen Farben unterscheidet. Anhand dieser Informationen konnten die Forscher bestimmen, ob die Versuchspersonen ein blaues oder ein rotes Bild betrachteten. In Californien hingegen wurden nicht visuelle Reize untersucht, sondern akustische. Auch dabei konnten die Wissenschaftler eine deutliche Veränderung der Hirnaktivität bei bestimmten Geräuschen feststellen. Die Forscher zeigten sich zuversichtlich, diese Technik irgendwann zum Erkennen von komplexeren Gedanken einsetzen zu können. Vorstellbar wäre dann, dass eine Bedienung ähnlich der Sprachbefehle per Mikrofon möglich würde. Das heißt es wird das Hirnbild der Person an Modellen zu verschiedenen Befehlen abgeglichen und bei einer Übereinstimmung die Aktion vom System ausgeführt. 8

9 4. Ausgabegeräte Augabegeräte stellen die virtuelle Spielumgebung für den Spielenden dar. Dies geschieht heutzutage hauptsächlich visuell und akustisch. Aber auch neuere Arten der Rückmeldung werden immer mehr bei Spielen eingebunden. Trotzdem ist und bleibt die visuelle Darstellung die wichtigste Ausgabe. Nun folgen einige Ausgabegeräte, nach den Sinnen des Menschen geordnet: 4.1. Sehen Monitor/Fernseher Die klassischen Ausgabegeräte Monitor (bei Computern) und Fernseher (bei Videospielsystemen) befinden sich in einem Wandel. Neue Technologien wie Plasma- Displays und LCDs stellen neue Herausforderungen an die Hersteller und bieten Vorteile, aber auch Nachteile für die Nutzer. Sie ersetzen nach und nach die bisherigen Röhrenbildschirme in den Haushalten. Vorteile der neuen Fernseher sind die hohe Auflösung und die extrem flache Bauart, allerdings gibt es starke unterschiede bei Kontrast, Schärfe, Farbdarstellung und auch Stromverbrauch. Ein großer Nachteil von LCDs ist die Tatsache, dass sie nur bei der Auflösung ein wirklich scharfes Bild liefern, für die der Bildschirm entwickelt wurde. Deshalb eignen sie sich für die heutige Standard-Fersehnorm nur bedingt, sind aber bestens gerüstet für das kommende HDTV D-Monitor Unter 3D-Monitoren versteht man umgebaute TFT- bzw. LCD-Monitore oder Plasma- Bildschirme. Es wird eine Schicht ausrichtbarer Prismen oder auch Linsen direkt vor dem Bild installiert. So ist das Licht jedes Pixels ablenkbar. Wenn man nun ein Stereobild eines Objekts auf dem Bildschirm darstellt (z.b. eine Spalte der einen Perspektive, eine Spalte der anderen usw.) und durch die Prismen oder Linsen den beiden Augen des Betrachters das entsprechende Teilbild zulenkt, entsteht ein dreidimensionaler Eindruck. In diesem Fall spricht man von einem stereoskopischen Bild, da zwei Perspektiven auf dem Bildschirm dargestellt sind. Allerdings muss man eine bestimmte Position zum Bildschirm einnehmen, um ein korrektes 3D-Bild zu sehen. Um dem entgegenzuwirken wurde von X3D Technologies ein Monitor zur Darstellung von acht Perspektiven entwickelt D-Brille/Shutterbrille Bei 3D-Brillen handelt es sich um Brillen, die zusammen mit einem normalen Bildschirm zum Einsatz kommen. Der Bildschirm stellt ein Stereobild dar, meist unter Verwendung unterschiedlicher Farben für die zwei Perspektiven, wobei jedes der Brillengläser nur eine dieser Farben durchlässt. So sieht das dargestellte Objekt plastisch aus. Bei Shutterbrillen werden die zwei Perspektiven immer nacheinander in sehr schneller Abfolge auf dem Bildschirm dargestellt. Die Gläser der Shutterbrille sind spezielle LCDs, die entsprechend der Ausgabe auf dem Bildschirm zwischen durchsichtig und undurchsichtig schalten. Dadurch nimmt allerdings der Betrachter ein Flimmern wahr. Der Vorteil der Shutterbrille liegt aber darin, dass das Bild in normalen Farben dargestellt werden kann Datenhelm Eine direktere Ausgabe der visuellen, virtuellen Umgebung als bei 3D-Brillen oder Monitoren ist durch Datenhelme möglich. Es werden vor den Augen je ein kleines LCD 9

10 angebracht, auf dem die entsprechende Perspektive dargestellt wird. Die reale Umgebung wird dadurch komplett ausgeblendet, weshalb dieses Gerät einen der größten Schritte in Richtung Virtual Reality geht. Die Blickrichtung des Nutzers wird meist durch Tracking- Technologie erfasst und die Darstellung der virtuellen Welt auf den Displays angepasst. Dadurch kann man sich durch Kopfbewegungen im virtuellen Raum umschauen CAVE (Cave Automatic Virtual Environment) Ein CAVE ist ein begehbarer Würfel aus Leinwänden oder Displays. Man stellt sich in diesen Würfel hinein während an jeder Wand und oft auch an Boden und Decke ein entsprechendes Bild der virtuellen Umgebung dargestellt wird. So befindet man sich im virtuellen Raum. Allerdings benötigt ein solcher CAVE viel Platz und technisches Equipment. Außerdem ist der virtuelle Eindruck nicht so ausgeprägt wie bei einem Datenhelm Holographie Heutzutage ist eine komplexe und dynamische holographische Darstellung von Personen oder Umgebungen, wie man es in manchen Science-Fiction Filmen sieht, ausschließlich ein Zukunftstraum. Allerdings ist es schon möglich, ein Hologramm von einzelnen, statischen Objekten zu erzeugen. Bei der Erstellung eines Hologramms wird ähnlich der Fotographie ein Film belichtet. Allerdings werden zwei Laser benutzt, wovon einer direkt auf den Film gerichtet ist und einer das aufzunehmende Objekt geweitet anstrahlt. Die vom Objekt auf den Film reflektierten Lichtwellen bilden auf dem Film zusammen mit dem ersten Laser ein Muster von Interferenzen. Dazu muss der Film allerdings sehr hochauflösend sein. Bei der Wiedergabe des Hologramms wird nun der Film von hinten mit einem Laser angestrahlt, wobei durch die aufgezeichneten Interferenzen genau die gleichen Lichtwellen nachgebildet werden, die das reale Objekt abgestrahlt hat. So entsteht ein perfektes Nachbild des Objekts, das im Raum zu schweben scheint Hören DTS/Dolby Jeder, der Wert auf ein gutes Filmerlebnis legt, hat zu Hause eine Surround-Anlage. Durch entsprechende Soundkarten für den Computer oder durch Microsoft s Xbox wurden solche Anlagen auch für Spieler interessant. Durch den Raumklang der Mehrkanal-Tonformate wie Dolby Surround, Dolby Digital oder DTS lassen sich Töne und Geräusche aus unterschiedlichen Richtungen orten. Dies ist vor allem interessant, wenn man ein Spiel in Ego-Perspektive spielt. Eine gute Sound-Kulisse wird immer wichtiger in Spielen. Der heutige Home-Cinema-Standard sind 5.1 Anlagen. Das heißt, dass sich das System aus fünf normalen Lautsprechern und einem Subwoofer für Bässe zusammensetzt. Allerdings geht der Trend momentan in Richtung 7.1, auf lange Sicht in Richtung n.m-systemen. Das zeigt sich bei machen Sound-Recievern, die schon 7.4 unterstützen (das heißt 7 Lautsprecher, 4 Subwoofer). 10

11 Nennenswert in diesem Zusammenhang ist die Dolby Pro Logic-Technologie, die aus einem Stereosignal Raumklang-Informationen dekodieren können. So kann man auch alte Filme und Spiele in gutem Surround-Klang genießen Fühlen ForceFeedback Unter ForceFeedback versteht man eine Rückmeldung des Systems durch ein Rütteln oder einen physischen Widerstand im Eingabegerät, entsprechend der Situation im Spiel. Heutzutage sind viele Eingabegeräte mit solchen Möglichkeiten ausgestattet. Als Standard bei Joypads zum Beispiel haben sich kleine Schwungscheiben durchgesetzt, durch die das Gerät vibriert. Wenn man mit einem virtuellen Auto gegen eine Wand stößt, spürt man einen kurzen Ruck im Joypad. Feuert man aber ein virtuelles Maschienengewehr im Dauerfeuer ab, ist ein konstantes Rütteln zu spüren. Weniger verbreitet ist der Aufbau eines Widerstandes im Gerät, wenn der Spieler eine virtuelle Grenze auslotet. In manchen Lenkrädern oder Joysticks ist sowas schon vorhanden, wenn man zum Beispiel mit einem virtuellen Auto schnell in eine Kurve fährt und das Einlenken schwerer fällt. Unter der Bezeichnung CyberTouch ist dies auch in Datenhandschuhen eingesetzt. Dabei wird durch den Widerstand ein Objekt und dessen Oberfläche simuliert. Greift man nach einem virtuellen Gegenstand, kann man die Hand nicht vollständig schließen und man merkt, ob es sich um ein weiches oder hartes Objekt handelt Klimaausgabe & ähnliches In speziellen Kinos werden zusätzlich zum Bild und Ton die klimatischen Gegebenheiten den gezeigten Szenen angepasst. So wird beispielsweise der Raum warm und feucht, wenn gerade eine Szene in tropischer Gegend gezeigt wird. Außerdem gibt es kleinere Effekte wie Wasserspritzer, wenn zum Beispiel eine Szene an einer Felsküste mit Brandung spielt. Allerdings sind solche Anlagen komplexe Spezialanfertigungen und das ablaufende Klimaund Effekteprogramm muss extra eingespielt werden. An einen Einsatz in Spielen ist momentan nicht zu denken Riechen & Schmecken Geruchsausgabe Die Firma TriSenx vertreibt Geräte, die unterschiedlichste Düfte und Gerüche versprühen. Dazu enthalten sie Duftpatronen mit bis zu 20 Grundaromen auf Ölbasis. Durch die Kombination dieser Aromen lassen sich hunderte Gerüche erzeugen. Bisher kommen solche Geräte nur im Internet bei besimmten Seiten, bevorzugt Blumengeschäfte, zum Einsatz. Doch es existieren bereits Pläne, sie auch im Bereich Computerund Videospiele einzusetzen CyberSchokolade? Bisher gibt es keine Geräte, die das Schmecken virtueller Nahrung oder sonstigem ermöglicht. Hier stellt sich auch die Frage, ob dies wirklich nötig ist, da zum Beispiel in kaum einem Spiel die gespielte Figur etwas ißt oder in den Mund nimmt. Ob in Zukunft unter Einsatz neuer Ein- und Ausgabegeräte ein solches Gerät Sinn macht, ist abzuwarten. 11

12 Quellen: web.x3dworld.de 12