Vom antiken Bühnenbild zum Cyberhelm
Matthias Schüssler
Der Wunsch, Kultur mit allen Sinnen zu erleben, ist uralt: Er führte über viele Entwicklungsschritte zur virtuellen Realität von heute.
Geschichte der Immersion und Virtual Reality
Packende Bühnenbilder in der Antike
Unter virtueller Realität versteht man technisch-digitale Anwendungen, bei denen der Nutzer mit künstlich generierten Szenen interagiert. Im Idealfall ist die Illusion so überzeugend, dass der Betrachter vollkommen in sie eintaucht und die reale Umgebung komplett ausblendet. Das nennt sich Immersion – und sie ist beileibe nicht erst seit den Computerbrillen und Cybersuits eines der grossen Ziele in der Kunst.
Schon in der Antike sind die Theaterschaffenden bestrebt, ihrem Publikum ein Erlebnis zu vermitteln, das die Grenzen des Aufführungsraums sprengt. Die szenografischen Bühnenbilder arbeiten mit perspektivischen Tricks, um die Abgrenzung zum Zuschauerraum zu überwinden und den Zuschauer direkter am Geschehen teilnehmen zu lassen.
Das Theater hat seit jeher versucht, die Grenzen der Bühne zu sprengen. Bild: Wikipedia.org, Marek Blahus, CC BY-SA 3.0
Die Rundbilder des 17. und 18. Jahrhunderts
Wenn man Immersion als den Versuch definiert, den Zuschauer komplett durch eine künstlerische Szene zu vereinnahmen, dann zählen die Panoramabilder des 18. Jahrhunderts zu den ersten Vorläufern. Diese Rundbilder zeigen Schlachtengetümmel, Stadt- und Landschaftsansichten und sind oft in abgedunkelten Rundgebäuden untergebracht. Die Ränder des Gemäldes werden kaschiert, damit sie aus Sicht des Betrachters nahtlos in reliefartig gestaltete Vordergründe übergehen.
Als ältestes erhalten gebliebenes Rundbild der Welt gilt das Panorama von Thun von Marquard Wocher, das 1809 bis 1814 gemalt wird und dem Betrachter den Blick von einem Dachbalkon über die Altstadt eröffnet.
Virtuelle Ferienreisen mit dem View-Master
Der 1939 öffentlich vorgestellte View-Master ist ein entfernt wie ein Feldstecher aussehendes Kästchen mit zwei Gucklöchern. Es wird mit Kartonscheiben bestückt, die sieben transparente Bildpaare enthalten. Vor eine Lichtquelle gehalten, tun sich vor dem staunenden Betrachter Bilder mit Tiefenwirkung auf: Touristische Ziele, Bildergeschichten und Bildungsinhalte können mit einer räumlichen Dimension erlebt werden.
Die Grundlagen für die räumliche Fotografie hat der britische Physiker Charles Wheatstone gelegt. Er erfindet 1833 das Spiegelstereoskop. Und Spielzeughersteller Mattel nennt seine virtuelle Brille heute in Anlehnung an den analogen Klassiker wiederum View Master.
Der Flugsimulator des Zweiten Weltkriegs
Der Link Trainer ist ein stationärer Flugsimulator. 1929 von Aviatikpionier Ed Link erfunden, wird er während des Zweiten Weltkriegs von fast jeder am Krieg beteiligten Nation zur Pilotenausbildung genutzt. Die Piloten werden im Instrumentenflug ausgebildet, und ein Trainingsfilm der US-Armee verspricht den Rekruten ein «Erlebnis wie beim richtigen Fliegen» im Innern des pneumatisch bewegten Simulationscockpits. Trotzdem findet ein reiner Blindflug statt, nur die Instrumentenanzeige kann simuliert werden. Zur Auswertung trägt der «course plotter» den Flug auf einer Landkarte ein.
1935 wurde die VR-Brille erdacht
Stanley G. Weinbaum denkt sich für die Kurzgeschichte «Pygmalion’s Spectacles» eine Brille aus, die alles vorwegnimmt, was die heutigen VR-Brillen leisten – und noch ein bisschen mehr. Die Hauptfigur namens Dan Burke trifft den Professor Albert Ludwig. Seine Brille versetzt den Träger in einen Film, der Bild und Ton, ein sensorisches Empfinden, Geruch und Geschmack vermittelt.
Mit folgenden Worten preist der Professor seine Erfindung an: «Du befindest dich mitten in der Geschichte, sprichst mit den anderen Figuren, und die Figuren geben Antwort.
Und statt auf der Leinwand zu spielen, dreht sich die Geschichte ganz um dich, und du bist mitten drin.»
Die erste Realitäts-Simulation
Das MIT konstruiert zwischen 1945 und 1952 im Auftrag der US-Marine einen Computer, der zum ersten Mal Daten in Echtzeit berechnen und auf einem Kathodenstrahlröhrenbildschirm visualisieren kann. Der Computer Whirlwind soll für Flugsimulationen und zur Ausbildung von Bomber-Crews benutzt werden. Mittels hochentwickelter Analogtechnik werden Boden, Himmel und Instrumente visualisiert.
Immersion als Konkurrenz zum Fernsehen
1952 erfindet Fred Waller das Cinerama: Auf einer gebogenen Leinwand von 30 auf 10 Metern wird mithilfe von drei Projektoren ein Filmerlebnis erzeugt, das mit 146 Grad das Gesichtsfeld der Zuschauer komplett abdeckt: Ein «überwältigendes» Erlebnis mit 7-Kanal-Ton, mit dem sich das Kino über ein immersives Erlebnis vom immer populärer werdenden Fernsehen absetzen kann.
Bild: Wikipedia.org
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Das Kino zum Fühlen und Riechen
Kino sollte nicht nur die Augen und Ohren bedienen, sondern auch die anderen Sinne ansprechen: Die Idee, Filme mit Gerüchen auszustatten, geht bis zum Jahr 1906 zurück, allerdings sind die Anfänge simpel: Es werden Parfüms mithilfe von Ventilatoren oder getränkten Tüchern in den Kinosälen verbreitet. Walt Disney will seinen 1940er-Film «Fantasia» mit Geruch ausstatten, entscheidet sich aber aus Kostengründen dagegen.
General Electric bringt 1953 ein System namens Smell-O-Rama auf den Markt, das 3-D-Blumenbilder mit Gerüchen verbindet. Das System Smell-O-Vision verwendete 30 Gerüche, die, durch den Filmsoundtrack ausgelöst, in den Kinosaal entlassen werden. Dieses System kommt allerdings nur einmal, nämlich 1960 zum Einsatz.
Sensorama von Morton Heilig – der heute als Virtual-Reality-Pionier gilt – treibt die Sache noch eine Stufe weiter: Sein Sensorama arbeitet mit künstlichem Wind, Vibrationen und Gerüchen, um eine komplett authentische Motorradfahrt durch Brooklyn zu simulieren. Die hohen Kosten verhindern sein «Kino der Zukunft».
Die Phantomatik als perfekte Illusion
Der polnische Autor Stanislaw Lem dachte in den 1960er- und 1970er-Jahren über neuronale Netze, virtuelle Realität und Nanotechnik nach. Im Buch «Summa technologiae» von 1964 taucht die virtuelle Realität unter der Bezeichnung «Phantomatik» auf. Auch die künstliche Intelligenz fliesst ins Werk ein. Sie nennt Lem «Intellektronik».
«Das Schwert des Damokles»
Computerpionier Ivan Sutherland entwickelt 1968 das erste am Kopf befestigte Display (Head-Mounted Display oder HMD), das sowohl für virtuelle Realität als auch für die erweiterte Realität Verwendung finden sollte. Das Gerät heisst The Sword of Damocles (Das Schwert des Damokles) und setzt zwei Miniatur-Röhrenmonitore vor die Augen des Trägers, auf denen Drahtgittermodelle angezeigt werden können.
So hat Erfinder Sutherland seine VR-Brille im Paper für die University of Utah beschrieben.
Das Steuergerät für virtuelle Welten
Um sich in virtuellen Welten zu bewegen, bedarf es eines speziellen Steuerungsgeräts. Es gibt mehrere Vorläufermodelle (der Sayre Glove von Electronic Visualization Laboratory von 1977 und ein Handschuh von AT&T Bells Labs im Jahr 1983). Der erste kommerziell erhältliche Handschuh ist der Data Glove von Thomas G. Zimmerman, der 1982 patentiert wird und der über Sensoren feststellen kann, wenn die Finger gebeugt werden.
Der Power Glove von 1989 für das NES von Nintendo.
Die Terminologie entsteht
Computerkünstler Myron W. Krueger verwendet den Begriff der künstlichen Realität (Artificial reality) 1983 als Titel für ein Buch. Krueger gilt als einer der ersten Forscher auf den Gebieten der virtuellen und erweiterten Realität.
Das erste Auftreten des Begriffs der «Virtual Reality» ist schwer zu datieren. Viele sind der Ansicht, dass Damien Francis Broderick ihn zum ersten Mal im Roman «The Judas Mandala» von 1982 verwendete.
In den Computerschaltkreisen gefangen
1982 wird im Disney-Film «Tron» zum ersten Mal eine virtuelle, im Computer existierende Welt gezeigt. Viele der Sequenzen sind computeranimiert, eine Premiere.
Zwei Jahre später inspiriert der Roman «Neuromancer» von William Gibson mit seiner Vorstellung einer virtuellen Welt Forschung und Fans von Science-Fiction-Literatur gleichermassen. Sein Begriff «Cyberspace» wird zum Synonym für das World Wide Web – auch wenn das textbasierte Internet wenig Gemeinsamkeiten mit dem «Datenraum» hat, wie ihn sich Gibson ausgemalt hat.
Die Nasa steigt ein
Anfang der 1980er-Jahre geht die Nasa die Entwicklung von ferngesteuerten Robotern an. Diese sollten in gefährlichen Umgebungen operieren und von Menschen gesteuert werden. Zu dem Projekt gehört auch das Virtual Environment Display System, ein am Kopf befestigtes Display, das mit LCD-Displays arbeiten sollte. Da das Entwicklerteam nur ein kleines Budget zur Verfügung hatte, wurden die LCD-Anzeigen aus Sony Walkmen ausgebaut und für die Brille verwendet.
Erste Kommerzialisierungsbemühungen
Mitte der 1980er-Jahre gründet der ehemalige Atari-Mitarbeiter Jaron Lanier zusammen mit dem Erfinder des Data Glove, Thomas Zimmerman, das Unternehmen Virtual Programming Languages mit dem Ziel, die Virtuelle Realität zu kommerzialisieren. Das Unternehmen geht 1990 Konkurs, dennoch gilt Lanier als prägende Figur. Zu den Entwicklungen des Unternehmens gehören die Eye Phones – kein Telefon, sondern eine VR-Brille.
Eine Art Holodeck
Das Electronic Visualization Laboratory der University of Illinois in Chicago baut 1991 einen Raum, in dem sich mehrere Personen in einer virtuellen Umgebung aufhalten können. Dieser «Cave» genannte Raum arbeitet mit 3-D-Video. Er ermöglicht eine Navigation mit VR-Eingabegeräten und soll auf diese Weise seine Szenarien überaus realistisch präsentieren.
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Der erste erschwingliche Cyberhelm
An der Computermesse CES zeigt der Hersteller Forte im Jahr 1994 den ersten für Heimanwender erschwinglichen Cyberhelm. Der VFX1 hat eine Headtracking-Funktion, zwei eingebaute Kopfhörermuscheln, 3-D-Anzeige, arbeitet mit MS-DOS 5.0 zusammen und kostet 695 US-Dollar.
Nintendo scheitert mit einer VR-Konsole
Spielhersteller Nintendo bringt 1995 eine VR-Spielkonsole auf den Markt. Virtual Boy ermöglicht einen 3-D-Effekt und sieht aus wie ein Head-Mounted Display, ist aber keines: Sie wird mit einem Ständer vor dem Spieler aufgebaut und per Gamepad gesteuert. Die Anzeige ist monochrom rot auf schwarzem Grund. Virtual Boy ist ein Flop und wird nur in Japan und den USA veröffentlicht.
Götterdämmerung für die «moderne» VR
2013 löst der Erfolg der Kickstarter-Kampagne für die Oculus-Rift-Brille einen neuen Virtual-Reality-Boom aus. Diverse Hersteller springen auf den Zug auf, und Entwickler werden aufmerksam. Viele der angekündigten Produkte kommen 2016 auf den Markt.
Bild: Kevork Djansezian/Reuters
Die alte Sehnsucht nach der Immersion – sie zeigte sich schon bei den Anfängen des Theaters und rückt heute dank dem technischen Fortschritt in greifbare Nähe. Bild: Stephane Mahe/Reuters