Virtual Reality Know-How

Virtual Reality, kurz VR, hat bereits eine lange Historie, entwickelte aber seit 2012 eine atemberaubende und teilweise unbemerkte Dynamik. Diese Entwicklung war nur mithilfe der Informations- und Kommunikationstechnologie sowie immer leitungsfähigerer Prozessoren, Grafikkarten und hochauflösenden, kostengünstigen Displays möglich.

Im Jahr 2016 wurden VR- und AR-Anwendungen schließlich für den Massenmarkt zugänglich, was den endgültigen Durchbruch für die Technologie brachte.

Inhalt

1. Definitionen

Was ist Virtual Reality?

Durch Virtual Reality kann man mithilfe eines Computers und einer speziellen Brille in eine digitale, computergestützte und dreidimensionale Umgebung eintauchen. Die VR-Brille ist mit einem Display und zwei vorgelagerten Linsen ausgestatten, sodass den Nutzer: innen mithilfe einer speziellen Software die dreidimensionale Sichtweise ermöglicht wird.

Oft ist es möglich sich in dieser Umgebung zu bewegen und mit ihr mithilfe eines Controllers zu interagieren, beispielsweise bei Videospielen oder Ausstellungen auf Messen. Der realistische Eindruck wird mithilfe eines entsprechenden VR-Headsets verstärkt. Durch das Head Tracking der VR-Brille sowie durch das Motion Tracking des VR-Headset erkennt das System jegliche Art von Bewegungen und kann diese in der virtuellen Realität umsetzen.

Um die Erkennung der Position, Lage sowie die Messung der Bewegungsänderungen des Anwendenden zu gewährleisten, nutzen Trackingsysteme entweder Gyro-Sensoren oder mehrere Kameras. Aufgrund dieser Daten steuert die VR-Anwendung die Bewegungen im virtuellen Raum und fokussiert mithilfe des Eye-Trackers im Headset die entsprechenden Gegenstände. Dadurch verschwimmt die echte Umgebung mit der virtuellen und lässt uns vollkommen in die neue Umgebung eintauchen. Dieses Eintauchen wird auch „Immersion“ genannt, was durch die Kombination aus Bild und Ton sowie dem Tracking der Bewegungen ermöglich wird.

Allerdings kann es bei VR-Anwendungen auch zu einer Bewegungsübelkeit, der sogenannten „Motion Sickness“ kommen. Dies ist der Fall, wenn ein Unterschied zwischen den Eindrücken der Virtual Reality auf das Gehirn und dem Gleichgewichtssinn des Körpers entsteht. So eine Motion Sickness kann entstehen, wenn man beispielsweise auf der Couch sitzt, in der Virtual Reality allerdings herumläuft.

Definition Immersion

Definition Motion Sickness

Was ist Augmented Reality?

Augmented Reality, kurz AR, taucht oft gemeinsam mit Virtual Reality auf und bedeutet übersetzt „erweiterte Realität“. Im Gegensatz zur virtuellen Realität handelt es sich hierbei um eine Erweiterung der normal sichtbaren Umgebung mittels virtueller Elemente. Die Realität wird den Nutzer: innen hierbei nicht vorenthalten, sondern lediglich um weitere Informationen und Emotionen erweitert.

AR bietet Anwender: innen die Möglichkeit mehr über die eigene Umgebung zu erfahren, indem beispielsweise Navigationsanweisungen oder Informationen zu Gebäuden auf dem Bild angezeigt werden, das eine Smartphone-Kamera eingefangen hat. Um AR zu nutzen ist lediglich eine App notwendig, die mittels Sensoren im mobilen Endgerät das virtuelle Bild mit der Realität abgleicht. Ein Paradebeispiel für eine solche App ist Pokémon Go.

Was sind 360-Grad-Videos?

Neben VR und AR gewinnen 360-Grad-Inhalte immer mehr an Bedeutung. Sie gehören wie Videos, Bilder, GIFs oder Infographiken zum visuellen Content, verknüpfen mehrere Aufnahmen zu einem Ganzen und geben Nutzer: innen die Möglichkeit, vom Inhalt umgeben zu sein und den Blick frei zu steuern. Diese Steuerung ist mithilfe einer Maus, der Tastatur, das Schwenken des Displays oder einer Kopfbewegung möglich, weshalb der Konsum auf verschiedenen Geräten wie Desktops, Tablets oder Smartphones möglich ist.

Da der Fotograf die Perspektive des 360-Grad Fotos festlegt, können Konsument: innen die eigene Position bei Bilderinhalten nicht verändern. Der Konsum von 360-Grad-Inhalten findet daher immer nur von einer festgelegten Position aus statt. Im Videoformat ist es Nutzer: innen möglich in Inhalte einzutauchen und die virtuelle Umgebung eigenständig zu erkunden sowie mit ihr zu interagieren.

Dadurch bietet dieser Content Nutzerinnen und Nutzer einen schnellen Überblick über Situationen oder Sachverhalte und gibt ihnen eine bessere Vorstellung von Produkten und Dienstleistungen, sowie deren Einsatzmöglichkeiten.

2. Realitäts-Virtualitäts-Kontinuum

Das Realitäts-Virtualitäts-Kontinuum von Paul Milgram bildet das gesamte Spektrum von der Realität bis hin zur Virtualität ab.

Die Realität beschreibt unsere reale Welt, in der wir leben, umfasst aber auch 360-Grad-Videos. Solche Videos sind zwar digital verfügbar, stellen aber ein Abbild der realen Welt dar und veranschaulichen somit den Ist-Zustand.

In der Virtualität blenden wir unsere physische Realität komplett aus und tauchen in die virtuelle Welt ein.

In der Mitte dieses Modells beschreibt Milgram die Mixed Reality, in welcher es zu einer Kombination aus realen und virtuellen Objekten kommt. Mixed Realität dient hierbei als Oberbegriff und beinhaltet Augmented Reality (erweiterte Realität) sowie Augmented Virtuality (erweiterte Virtualität). Um diese beiden Begriffe zu unterscheiden ist der Grad der Virtualität entscheidend.

Während in der erweiterten Realität die reale Welt nur um virtuelle Elemente erweitert wird, basiert die erweiterte Virtualität auf einer vorrangigen virtuellen Welt, in welche reale Elemente wie Personen oder Objekte eingeblendet werden. Ein Beispiel für AV ist eine Einblendung von Videokonferenzteilnehmern in die virtuelle Welt.

Bidl-Realitäts-Virtualitäts-Kontinuum

3. Unterscheidung von 360-Grad-Inhalten

Zum 360-Grad-Content gehören sowohl 360-Grad-Videos als auch Virtual Reality, weshalb diese häufig als Synonyme gebraucht werden. Allerdings sind die Darstellungsformen der beiden Content-Inhalte voneinander abzugrenzen.

Während wir bei Virtual Reality in eine digitale Umgebung eintauchen, in der wir uns frei bewegen können, sind 360-Grad-Inhalte lediglich eine Aufnahme eines Ist-Zustandes der realen Welt (Reality Capture).

Neben dieser Unterscheidung ist auch die Betrachtung der möglichen Rotationsachsen erforderlich, um eine weitere Abgrenzung zu gewährleisten. Hierbei spricht man von Freiheitsgraden, den sogenannten Degrees of Freedom (DoF). Bei 360-Grad-Videos sind drei solcher Rotationsachsen erkennbar: horizontal, vertikal und diagonal, weshalb man hierbei von 3DoF spricht. Bei Virtual Reality handelt es sich hingegen um 6DoF, da der Konsument: innen neben der Blickrichtung auch ihre Position horizontal, vertikal und diagonal im Raum frei bewegen können.

Da es sich bei VR um eine interaktive, virtuelle Welt handelt, in der sich Nutzer: innen frei bewegen können, aktualisiert der Computer die Anwendung kontinuierlich. Hierbei handelt es sich um eine Echtzeitcomputergrafik, weshalb das System sich den Handlungen der Nutzenden anpasst. Bei 360-Grad-Videos hingegen entfällt eine solche Echtzeitberechnung, da durch die Änderungen des Blickwinkels lediglich die bereits aufgezeichneten Inhalte neu berechnet werden müssen.

4. SWOT-Analyse von Virtual Reality

Unter einer SWOT-Analyse versteht man die Analyse eines Ist-Zustandes, um die verfügbaren Potenziale und die notwendigen Maßnahmen zu bestimmen sowie um Gefahren einzudämmen. Die englische Abkürzung SWOT steht hierbei für die Wörter Strengths, Weaknesses, Opportunities und Threats.

Im Folgenden wird Virtual Reality anhand dieses Schemas analysiert:

Strengths

Beginnen wir mit den Stärken von Virtual Reality.

Diese liegen darin, dass VR Konsument: innen ermöglicht in eine virtuelle Welt einzutauchen und Dinge erlebbar zu machen. Meistens handelt es sich hierbei um Dinge, die in der Realität zu teuer, gefährlich, selten oder unmöglich wären. Zudem hat es die einzigartige Fähigkeit Gefühle sowie Erlebnisse, Interaktionen, Begegnungen oder körperliche Nähe zu vermitteln.

Durch die einfache Installation ist VR innerhalb weniger Minuten flexibel einsetzbar – egal ob im Alltag, bei Messen, im B2B oder B2C-Bereich. Neben der Einsetzbarkeit ist die Darstellung eine weitere Stärke der Virtual Reality. Wenn nötig, ermöglicht VR eine 1:1 Darstellung und Veranschaulichung der Produkte, was eine große Bedeutung bei Messeauftritte bekommt. Produkte lassen sich nicht immer auf einer Messe darstellen, weshalb VR die Lösung bietet: Mithilfe einer VR-Brille können Interessent: innen nun auch große und komplexe Produkte, die sonst nicht auf einer Messe aufgestellt werden können, demonstriert und nähergebracht werden. Dies kann Konsument: innen bei ihrer Kaufentscheidung helfen.

Ein starkes Einsatzgebiet hat die virtuelle Realität für Arbeiten im Unternehmen: Sei es, dass mehrere Mitarbeiter: innen gleichzeitig in einem virtuellen Raum arbeiten können, oder dass eine einfache Bearbeitung der Produkte gewährleistet wird.

Virtual Reality verändert nicht nur Messeauftritte, sondern auch virtuelle Meetings, welche durch die Coronavirus-Pandemie fest in unseren Alltag integriert sind. Mithilfe von VR können diese Meetings noch nahtloser gestaltet werden. Auch wenn die Teilnehmer: innen an unterschiedlichen Standorten sind, können sie dieselbe Erfahrung machen, als wären sie live beim Event. Durch erweiterte 360-Grad-Kameras und –Perspektiven ist es möglich, den Teilnehmer: innen den Eindruck zu vermitteln, dass ihr Gesprächspartner unmittelbar in der Nähe steht.

Ein weiteres Einsatzgebiet ist im Produktdesign und der -entwicklung. Es fördert die Kreativität und spart Geld sowie Zeit.

Weaknesses

Eine Schwäche von Virtual Reality ist die sogenannte „Motion Sickness“. Dazu kommt es, wenn ein Unterschied zwischen den Eindrücken der Virtual Reality auf das Gehirn und dem Gleichgewichtssinn des Körpers entsteht. Ein Beispiel ist das Sitzen auf der Couch in der realen Welt, während man in der virtuellen Welt herumläuft.

Eine Einschränkung von VR ist, dass virtuelle Simulationen noch nicht in allen Bereichen realistisch sind. Durch eine weitere Verfeinerung von VR-Ansätzen kann dies allerdings leicht umgesetzt werden.

Opportunities

Durch die Covid19-Pandemie waren digitale Lösungen gefragter denn je. Alles was auch virtuell möglich war, wie beispielsweise Online-Events, Homeoffice, digitale Meetings und Vorstellungsgespräche, wurde zu unserer neuen Normalität.

Durch das Angebot dieser virtuellen Alternativen lassen sich temporäre, aber auch langfristige Lösungen finden. Während eine Messe oder ein Event nur temporär virtuell dargestellt werden kann, ist es möglich mithilfe von 3D-Showrooms eine langfristige Anlaufstelle für Kund: innen und Interessent: innen zu gewährleisten. Diese Showrooms bieten Produkt- und Serviceinnovationen für die Zielgruppe und machen eine anschauliche Darstellung von komplexen Produkten möglich, welche den Käufer: innen ein besseres Gefühl für die Produkte gibt. Durch die Verwendung solcher innovativen Technologien können sich Unternehmen anschließend das Vorreiter-Image sichern.

VR hat abgesehen davon ein hohes Potenzial für die Kosteneinsparung in Bereichen der internen Unternehmensprozesse wie Marketing, Vertrieb und Aftersales, sowie im Forschungs- und Entwicklungsbereich.

Threats

Virtual Reality kann gemäß den Chancen vielfältig eingesetzt werden. Wenn es allerdings zu oft an den falschen Stellen und eingesetzt wird, kann der Hype rund um VR verschwinden.

Neben der sogenannten „Motion Sickness“ aus dem Bereich der Schwächen, kann es außerdem dazu kommen, dass Konsument: innen durch die virtuelle Welt den Bezug zur Realität verlieren. Daher ist äußerste Vorsicht geboten, wenn es zu einem häufigen Einsatz von VR kommt.

Zusammenfassung

SWOT-Analyse von VR

Wenn Unternehmen die Vorteile der Stärken und Chancen nutzen und die Herausforderungen der Schwächen und Risiken angehen, kann ein sicherer Umgang mit Virtual Reality gewährleistet werden.

Aus dieser SWOT-Analyse ist folglich abzuleiten, dass die Schwächen und Risiken mithilfe von Zeit und neuen Innovationen zwangsläufig abnehmen werden und somit die Stärken und Chancen der VR-Technologie deutlich überwiegen.

5. Virtual Reality-Headsets

In den vergangenen Jahren gewinnt Virtual Reality immer mehr an Bedeutung. Die Ursache ist die zunehmende Zugänglichkeit für Konsument: innen in Bezug auf die Benutzerfreundlichkeit und den Preisen für VR-Headsets und -Brillen.

Primax Vision 8K X

Dieses PC-Virtual-Reality-Headset verfügt über einen horizontalen Blickwinkel von 150 Grad, was das höchste Sichtfeld auf dem derzeitigen Markt darstellt. Durch das Dual-4K-Display bietet das Gerät pro Auge ein Display mit 4K-Auflösung und ist somit ideal für Anwendungsfälle mit hoher Präzision und Detailgenauigkeit, wie beispielsweise die Medizin, industrielle Fertigung oder in der Flugsimulation.  

Gegenüber der hohen Bildwiederholungsfrequenz und dem Zugang zu allen SteamVR- und Oculus Home-Inhalten steht das Gewicht des Geräts. Mit Kopfbügel ist das Headset mit 850 Gramm ziemlich schwer und benötigt zudem für die Anwendung einen leistungsstarken PC.  

Oculus Quest 2

Das VR-Headset Oculus Quest 2 kann sowohl allein als auch in Verbindung zum PC angewendet werden und gehört zu den günstigsten Headsets auf dem Markt. Es ist kabellos bedienbar und verfügt über Pass-Through-Kameras sowie Hand- und Inside-Out-Tracking, weshalb keine Tracking-Stations notwendig sind.

Die Oculus Quest 2 setzt auf ein einzelnes LCD-Display mit 1832 x 1920 Pixeln pro Auge anstatt auf zwei getrennte OLEDs mit je 1440 x 1600 Bildpunkten, weshalb das Headset zwar an Auflösung und Schärfe gewinnt, mit dem Vorgänger in Bezug auf die Schwarzwerte jedoch nicht mithalten kann. Hinzukommt ein obligatorischer Facebook-Login, welcher für die Verwendung notwendig ist.

HTC VivePro 2

Die aktualisierte Version des HTC Vive Pro verfügt über zwei Displays mit einer Auflösung von 2448 x 2448 Pixeln, einem Blickwinkel von 120 Grad und einer Bildwiederholungsfrequenz von 120 Hz. Es besitzt somit das beste Display in seiner Klasse, benötigt allerdings einen High-End-Gaming-Computer für die Verwendung.

Wenn ein solcher Computer vorhanden ist, kann HTC VivePro 2 sowohl mit Kabel als auch ohne Wireless benutzt werden. Obwohl die Kabelführung des Headsets die Anwendung kaum behindern, können User den VIVE Wireless Adapter für die drahtlose Verbindung nutzen, was allerdings die Auflösung auf 90 Hz limitiert.

HTC setzt für das Tracking auf die SteamVR Lighthouse Hardware, welche zwar kostenintensiv und zeitaufwendig einzurichten ist, allerdings mit einem lückenlosen und sehr genauen Tracking überzeugt.

HP Reverb G2

Dieses VR-Headset kombiniert eine der höchsten Pixelzahlen mit einigen der besten Objektive. Es verfügt über eine Auflösung von 2160 x 2160 pro Auge, eine 120Hz Bildwiederholrate und über eine Inside-Tracking-Kameras, sowie ein komfortables Design. Durch die eingebauten Mikrofone und Kopfhörer ist ein externes Headset überflüssig und macht ein 3D-Sound-Erlebnis möglich.

Zwar ist aufgrund der Zusammenarbeit mit Valve und Microsoft ist die Nutzung von Windows Mixed Reality und SteamVR möglich, jedoch benötigen User für die Anwendung einen leistungsstarken Gaming-PC.

6. Augmented Reality-Brillen

Neben VR-Brillen sind mittlerweile ebenfalls AR-Brillen auf dem Markt. Unternehmen stellen sich daher zunehmend die Frage, welche Brille besonders gut und für was sie am besten geeignet ist.

Im Folgenden wollen wir auf vier AR-Brillen eingehen und deren Stärken veranschaulichen.

HoloLens 2

Beginnen wir mit der AR-Brille der zweiten Generation von Microsoft: HoloLens 2. Sie bietet einen 3 mal höheren Tragekomfort sowie ein 2 mal größeres Sichtfeld als ihr Vorreiter, was dazu führt, dass die AR-Projektionen gut sichtbar und ohne Zittern in 3D in die Realität eingebettet werden können. Neue Tiefensensoren und Künstliche Intelligenz unterstützen das sogenannte Spatial Mapping, was zu einer präziseren Erkennung der Oberflächen führt.

HoloLens 2 bietet die Möglichkeit virtuelle Gegenstände mit eigenen Händen zu verschieben, verkleinern oder zu vergrößern sowie diese im realen Raum zu platzieren. Wenn die Hände für die Arbeitsschritte frei bleiben sollen, kann die Bille auch dank Eyetracking und Sprachbefehlen gut bedient werden.

Einige technische Besonderheiten sind die 2K-Auflösung und das diagonale Sichtfeld von ca. 50 Grad. Das optische System der Brille wird bei Brillenträger: innen für die Augen der Nutzer: innen optimiert. Dies ist dank der Eyetracking-Technologie bereits vollautomatisch beim ersten Aufsetzten möglich. Eine weitere Funktion des Eyetrackings ist die neue Form der Steuerung und Interaktion mit der HoloLens, welche beispielsweise das Markieren von Objekten nur mithilfe der Augen ermöglicht.

Ein unbeschwertes Tragen der Brille über einen längeren Zeitraum ist trotz eines Gewichtes von 560 Gramm durch die gut konstruierte Kopfhalterung möglich, bei der das Visier hochklappbar ist.

Ein großes Einsatzgebiet ist die Anwendung in Verbindung mit Azure Remote Rendering (ARR). Dieser Mixed-Reality-Service von Microsoft ermöglicht einen Stream von hochwertigen, interaktiven 3D-Modellen ohne Detailverluste.

Google Glass Enterprise Edition 2

Das Smart Glass wurde speziell für Business-Anwendungen konzipiert und erfordert eine längere Nutzung. Durch das geringe Gewicht von gerade einmal 80 Gramm ist sie besonders leicht und komfortabel und eignet sich daher gut für umfangreiche Aufgaben. Durch Bilder, Videos und Anleitungen, die das Smart Glass direkt im Sichtfeld darstellt, ermöglicht die Brille einen sofortigen Zugriff auf zusätzlich benötigte Information. Somit ermöglicht Google Glass 2 eine effizientere Aufgabenbewältigung als mit Anleitungen auf dem Papier sowie dem Tablet.

Mithilfe von Sprachbefehlen sind Bildaufnahmen sowie ein Wechsel zum nächsten Bild oder zur nächsten Anzeige möglich. Eine Bedienung der Brille ist weiter über Wischen oder Tippen am Brillengestell möglich.

Durch die IPX3 Zertifizierung ist die Brille gegen fallendes Sprühwasser geschützt, wobei sie nicht für extreme Wetterbedingungen oder intensive Belastung durch starke Temperaturunterschiede geeignet ist.

Zu den technischen Besonderheiten gehört eine 8-Megapixel-Kamera und die drei integrierten Mikrofone sowie ein Mono-Lautsprecher. Durch diese Tools kann Google Glass Videos und Fotos aufnehmen sowie Ton-Aufnahmen und Audio-Wiedergaben abspielen. Zudem sind über die WiFi-Schnittstelle Live-Video-Streams, beispielsweise mit Remote-Experten, realisierbar.

Die Quick-Charge-Funktion ermöglicht eine Akkuwiederherstellung von 50% innerhalb von 20 Minuten und wenn der Akku vollgeladen ist, hält er je nach Anwendung bis zu acht Stunden.

Magic Leap 1

Diese AR-Brille überzeugt mit sehr guter grafischer Leistung und satten Farben. Die Interaktion mit 3D-Objekten wird durch die zugänglich gestaltete Benutzeroberfläche erleichtert. Die Bedienung erfolgt mittels Controller oder Handgesten. Ein Taschencomputer, der sogenannte „Lightpack“, welcher per Kabel mit der Brille verbunden ist, liefert die Rechenleistung. Zur Ausstattung der Brille („Lightwear“) gehört ein Nvidia Tegra X2-Chip, welcher hochwertige Infotainment-Systeme betreibt und eine erhöhte Leistungsfähigkeit aufweist.

Magic Leap 1 erlangt durch ein Lichtleiterdisplay mit zwei Fokusebenen ein Alleinstellungsmerkmal in der Bilderzeugung. Durch das integrierte Eyetracking ähnelt das Sehen durch die Brille dem realen Sehen, indem die Brille den Punkt in der Nähe oder der Ferne erfasst, den Sie fixieren. Dadurch reduziert sich der Stress für die Augen.

Magic Leap bietet Unternehmen eine „Enterprise Suite“ mit unterschiedlichen Services und Garantien an.

Nreal Light

Wenn man die Brille ansieht, erkennt man ihre Ähnlichkeit zu einer herkömmlichen Sonnenbrille eindeutig. Doch nicht nur das Aussehen, sondern auch das Gewicht von 88 Gramm zeigt, dass sich Nreal Light direkt an Konsumenten richtet. Die Brille wird mit dem Smartphone gekoppelt, welches die benötigte Rechenleistung liefert und bietet vollwertige, räumlich verortete AR-Projektionen in 3D.

Mit ihrer Bildqualität und 3D-Darstellungen kann Nreal Light die HoloLens 2 sowie Magic Leap übertreffen und bietet in Innenräumen ein scharfes und kontrastreiches Bild sowie gut lesbare Texte.

Kritikpunkte sind allerdings die mangelnde Durchschlagskraft der 3D-Bilder in hellen Umgebungen und der Tragekomfort der Brille.

Zu den technischen Besonderheiten gehören, die in der Brille verbauten Bewegungs-, Näherungs- und Umgebungslichtsensoren, zwei Schwarzlichtkameras, die für das räumliche Tracking notwendig sind, sowie eine RGB-Kamera mit fünf Megapixeln. Das Sichtfeld beträgt 52 Grad und das räumliche Tracking sowie die Verankerungen von 3D-Objekten im Raum funktionieren gut.

Zudem bietet Nreal Light Brillenträger: innen die Möglichkeit die eigene Brille oder Kontaktlinsen zu tragen.

Die Einrichtung des Geräts ist schnell und universell und eine Nutzung sämtlicher Android-Smartphone Apps in einer 3D-AR-Umgebung ist problemlos möglich. Besonders für Unternehmen, die Im Bereich Design oder Produktentwicklung arbeiten, ist die Nreal Light interessant.

7. Anwendungskontext

Heutzutage nutzen zahlreiche Unternehmen aus unterschiedlichen Brachen AR und/ oder VR basierte Lösungen. Damit eine Erhöhung der Reife, Zukunfts- und Wettbewerbsfähigkeit des Unternehmens möglich ist, setzen Unternehmen einige Ziele. Dazu gehören die Einsparung von Zeit und Kosten, die Verbesserung bestehender Prozess- und Organisationsqualität sowie die Umsetzung von Innovationen und neuen Geschäftsmodellen.

Branchenneutrale Tätigkeitsschwerpunkte

Visualisierung von komplexen Sachverhalten, Modellierung und Simulation

Virtual Reality (VR) kann in verschiedenen Bereichen wie der Entwicklung von Maschinen, Fahrzeugen und anderen komplexen Projekten für das Prototyping genutzt werden. Dies ermöglicht mithilfe einer Konstruktionssoftware auf Basis einer realen Vorlage die Erstellung eines digitalen Zwillings. Nachdem das digitale Abbild erstellt ist, kann gefahrlos mit den komplexen Objekten, die physisch nicht zur Verfügung stehen, interagiert werden. Infolgedessen kann das reale Produkt tatsächlich produziert oder projektiert werden.

Wissensaustausch, Lehren und Lernen, einschließlich Gamification Ansätze

In der beruflichen Weiterbildung ist der Einsatz von Virtual und Augmented Reality (AR) branchenübergreifend umfassend. Sei es bei diversen Trainings für Verkaufs- oder Beratungsgespräche, komplexe Servicefälle oder schwernachstellbare beziehungsweise kostenintensiven Situationen wie Brände und Notfälle. Dies ist nur ein Bruchteil der Anwendungsmöglichkeiten, die sich durch VR und AR abbilden lassen.

Der Vorteil von diesen ist die Möglichkeit, Lerninhalte unmittelbar zu erleben und nicht nur mithilfe von „traditionellen“ Lernmaterialien zu erlernen. Somit können virtuelle Prozesse und Objekte, die in der Realität nicht erlebbar sind, zur Wissensvermittlung genutzt werden.

Mithilfe dieser neuartigen Lernszenarien lassen sich sowohl Sachverhalte aus den Geisteswissenschaften als auch aus den Naturwissenschaften veranschaulichen. Zukünftig könnten beispielsweise Laborversuche ohne physische Präsenz durchgeführt werden.

Kollaboration/ Zusammenarbeit, einschließlich interner Kommunikation

Die Nutzung von AR und VR bietet sich hierbei besonders für das Onboarding von neuem Personal oder zur Bearbeitung gemeinsamer Aufgaben und Projekte, wie Design-Thinking-Prozesse an. Um neuste Trends zu unterstützen, gibt es sogenannte Collaborative Virtual Environments (CVE). Diese VR-Umgebungen sind speziell für arbeitsbezogene und kollaborative Nutzungen entwickelt.

Externe Kommunikation (Unternehmenskommunikation)

Auch in diesem Bereich kann Augmented und Virtual Reality zum Einsatz kommen. VR hilft beispielsweise bei der Herstellung von Transparenz jeglicher Prozesse für Kunden, die zu gefährlich, regulatorisch, aufwändig oder unzuverlässig wären, um diese durchzuführen. Eine weitere Anwendungsmöglichkeit ist die Bereitstellung von Showrooms, virtuellen Messeständen oder Pressekonferenzen, um Distanz zum Produkt abzubauen und überfüllte Räume zu vermeiden.

Branchenbeispiele

Produktion und Handel

Im stationären Einzelhandel bietet Augmented Reality Kund: Innen die Möglichkeit diverse Optionen zu finden, die den eigenen Vorstellungen entsprechen. Das können beispielsweise Kleidungsstücke oder Kosmetikartikel sein. Auch VR bietet viele Einsatzmöglichkeiten wie beispielsweise das Visualisieren von Einrichtungs- oder Autohäusern, um einen unmittelbaren Eindruck für Interessent: Innen zu ermöglichen.

Neben diesen Anwendungsfeldern und dem Einsatz von AR und VR im E-Commerce sind erste Unternehmen in der Lage die gesamte Entwicklung ins Virtuelle zu verlagern. Dies ermöglicht eine schnelle, kostengünstige und nachhaltige Simulation, um Alternativen zu erkunden. Auch in Servicefällen von Maschinen oder gesamten Anlagen unterstützen AR-Lösungen das Servicepersonal mit begleitenden Informationen sowie Kosten- und Ausfallzeitreduktion.

Gesundheitswesen

Das Einsetzen von Virtual Reality im Gesundheitswesen ermöglicht unter anderem das Training von komplexen Operationen sowie Behandlungen zur Beruhigung oder Ablenkung von Patient: Innen. AR kann in der Telemedizin genutzt werden, um Diagnosen vor allem im ländlichen Raum zu verbessern.

Spiele und Unterhaltungsindustrie

Sowohl die Filmindustrie als auch die Spieleindustrie erkannten früh die Chancen von AR und VR. Heutzutage muss nicht immer ein Abbild der Realität vorliegen. Mithilfe von Kombinationen mit Virtualität lassen sich neue Dimensionen erschließen: Somit ist es Nutzer: Innen von VR-Spielen möglich sich mit Fähigkeiten auszustatten, die in der Realität nicht möglich wären. Durch die Verbesserung der Darstellungen und Interaktionsmöglichkeiten verschwimmt zunehmend die Grenze zwischen Virtualität und Realität.

Chancen und Herausforderungen für Organisationen

VR- und AR-Anwendungen sind bereits heute vielfältig einsetzbar, jedoch bieten sie zukünftig ein noch viel größeres Potenzial. Während heutzutage die meisten Anwendungsfälle prototypisch umgesetzt werden, werden in Zukunft die Anwendungsbereiche durch die Weiterentwicklung von digitalen Lösungen und Technologien immer mehr ausgeweitet.

VR und AR bietet die Möglichkeit komplexe Ursache-Wirkungsketten, vor allem im IT- und Cyberkontext, zu ermöglichen. Dies führt zum besseren Verständnis solcher Ketten, zu risikolosen Durchläufen sowie Tests. Wenn man VR in Verbindung mit anderen Technologien wie Künstliche Intelligenz setzt, könnten auch klassische Fragestellungen aus der Betriebswirtschaft unterstützt werden.

Durch den zunehmenden Einsatz von Augmented und Virtual Reality verändern sich ebenfalls die Qualifikationsprofile des Personals. Während aufgrund der Entwicklung von AR- und VR-Lösungen immer mehr Fachleute benötigt werden, verändert sich langfristig auch die Bedienung von Maschinen sowie die Nutzungsformen von Anwendungssysteme. Aufgrund der zunehmenden Bedeutung der Digitalkompetenzen ist Akzeptanz für VR-Projekte und -lösungen zu schaffen. Diese kann mithilfe von Kommunikation und aktiver Einbindung des Personals in entsprechende Projekte und Weiterbildungsangebote generiert werden.

Anwendungsbeispiele AR/ VR

8. E-Learning und Virtual Reality

Definition

E-Learning (electronic learning) hat eine Vielzahl an unterschiedlichen Definitionen, welche durch die hohe Dynamik der technischen und didaktischen Bedingungen schnell wieder veraltet sein können. Eine weitgefasste Definition von Michael Kerres besagt:

E-Learning ist ein „Oberbegriff für alle Varianten der Nutzung digitaler Medien zu Lehr- und Lernzwecken, bei denen elektronische oder digitale Medien für die Präsentation und Distribution von Lernmaterialien und/ oder zur Unterstützung zwischenmenschlicher Kommunikation zum Einsatz kommen.“

Wie die Definition schon erahnen lässt, umfasst E-Learning eine große Bandbreite von unterschiedlichen Methoden, um Informationen und Lerninhalte zu vermitteln. Es geht von der Informationsverteilung über Mischformate zwischen Präsenz und E-Learning (Blended Learning) bis hin zu Face-to-Face-Coachings. Es bezieht sich also auf elektronische Medien, welche alle Formen des Lernens unterstützen. Beispiele sind Lernplattformen wie Moodle, interaktive Lernvideos sowie mobile Lernsysteme. Durch E-Learning ist die Präsenz für den Wissenserwerb nicht mehr an einen bestimmten Ort oder an eine bestimmte Zeit gebunden, sondern jederzeit verfügbar.

Technologie

Die Basis von E-Learning-Systemen sind IT-Technologien, welche analog zu jeder Technologie einen Lebenszyklus durchlaufen. Somit bietet jede neue IT-Technologie eine neue Entwicklungsmöglichkeit für innovative E-Learning-Systeme. Derzeit befindet sich die Virtual Reality Technologie stark in der Wachstumsphase. Diese ermöglicht jedoch die Entwicklung von virtuellen Lernumgebungen, um ein intensives Lernerlebnis in einer virtuellen Welt zu führen.

Herausforderungen

Wie jede andere Innovation bringt der Einsatz von E-Learning Anwendungen mit Virtual Reality technologische und bildungsspezifische Herausforderungen mit sich. Durch die Notwendigkeit der Verwendung von professionellen VR-Headsets oder VR-Kameras sind die Investitionskosten sehr hoch. Zudem dominieren am Markt proprietäre Lösungen für virtuelle Technologien, welche nur die Hardware bestimmter Hersteller unterstützen. Eine weitere Herausforderung stellt die hohe Dynamik sowie die große Technologievielfalt dar, mit welcher sich Virtual Reality Technologien entwickeln. Infolgedessen müssen IT-Abteilungen von Schulungsanbietern in gleicher Geschwindigkeit ihre Hardware aktualisieren und in ihre IT-Infrastruktur integrieren. Um einen effektiven Einsatz von VR im E-Learning zu gewährleisten, benötigen Lehrende eine hohe Medienkompetenz, welche die Fähigkeit Hardware und Software von VR-Lösungen sicher zu beherrschen darstellt. Eine abschließende Herausforderung stellen die gesundheitlichen Bedenken der Lernenden dar. Beschwerden wie Übelkeit, Schwindel oder Augenschmerzen können beim derzeitigen Stand der VR-Technik nicht ausgeschlossen werden.

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Fabian Brechlin
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