„Head-Mounted Display“ – Versionsunterschied

[gesichtete Version][gesichtete Version]
Inhalt gelöscht Inhalt hinzugefügt
→‎Geschichte: Nutze Vorlage Patent
→‎Geschichte: Timeline mit einigen wichtigen Vertretern fortgesetzt.
 
(6 dazwischenliegende Versionen von 6 Benutzern werden nicht angezeigt)
Zeile 7:
 
== Arten ==
Es gibt verschiedene Arten von Head-Mounted Displays, die je nach Verwendungszweck ausgestattet sind.
 
=== Videobrille ===
Die einfachste Form eines Head-Mounted Displays ist eine Videobrille, bei der es sich um eine Brille ohne weitere Sensoren handelt. Diese Brille besteht aus einem Kopfbügel, zwei Kleinstbildschirmen, einem Kopfhörer oder Ohrstöpseln und meist zusätzlichen Sichtblenden, die es ermöglichen, Videoinformation ungestört von externen optischen Reizen zu betrachten. Videobrillen werden im privaten Bereich zum Betrachten von DVDs oder Fernsehprogrammen verwendet, ebenso für Computerspiele. Im medizinischen Bereich können die Systeme zur Angst- oder Schmerzablenkung, zum Beispiel beim Zahnarzt oder anderen ambulanten Therapien, verwendet werden.
=== FPV-Brille ===
Eine Sonderform der Videobrille ist die [[First Person View|FPV]]-Brille. Ausgestattet wie eine normale Videobrille befindet sich zusätzlich ein Modulschacht an der Seite der Brille. Hier wird ein 5,8-GhzGHz-Modul zum Empfang des Videobilds eines Quadrocopters eingesetzt. Mit der FPV-Brille ist es möglich, das Live-Videobild des Quadrocopters zu empfangen. Rund um die FPV-Brille sind ganze Rennserien entstanden – das sogenannte [[FPV Racing]].<ref>[https://www.rotorjunkies.de/fpv/was-bedeutet-eigentlich-fpv-quadrocopter/ Was bedeutet eigentlich FPV Quadrocopter?] Artikel bei Rotorjunkies.de. Zuletzt abgerufen am 7. November 2018.</ref>
 
=== Virtual Reality-Headset ===
Zeile 22:
{{Hauptartikel|Smartglasses}}
 
Die [[Erweiterte Realität|Augmented-Reality]]-Brille (auch Datenbrille genannt) projiziert virtuell Informationen vor die Augen des Brillenträgers, während er weiterhin visuell nicht von der Außenwelt abgeschirmt ist. Von Brille zu Brille unterschiedlich, können Internetseiten angezeigt (Display bei [[Google Glass]]), aber auch „Hologramme“„[[Holografie|Hologramme]]“, d.&nbsp;h.also 3D-Grafiken in das Sichtfeld projiziert werden (z.&nbsp;B.zum Beispiel mit der [[Microsoft HoloLens]]). Ferner werden auch [[EyeTap]]s, [[Head-up-Display]]s und [[Kontaktlinse]]n eingesetzt. Eine besondere Variante stellen Systeme dar, die dazu verwendet werden, künstliche [[Hologramm]]eHologramme zu erzeugen, wie die Microsoft HoloLens.
 
=== Helmet-Mounted Display ===
Eine Sonderform des HMDs ist das [[Head tracking-Tracking#Helmet-Mounted-Display-System|Helmet-Mounted Display]]. Hier ist das HMD Teil eines Helms, beispielsweise eines Helms für Piloten.
 
== Wirkung und Nutzen ==
Zeile 34 ⟶ 35:
* 1957: [[Morton Heilig]] reicht den Patentantrag für seinen „Stereoscopic-Television Apparatus for Individual Use“ (auch „Telesphere Mask“ genannt) beim US Patent Office ein, welcher 1960 gewährt wird.<ref>{{Patent| Land=US| V-Nr=2955156| Code=A| Titel=Stereoscopic-television apparatus for individual use| A-Datum=1957-05-24| V-Datum=1960-10-04| Erfinder=Morton L. Heilig}}</ref> Die Telesphere Mask kann als erstes HMD zur Darstellung dreidimensionaler Bewegtbilder angesehen werden, verfügte allerdings nicht über [[Head-Tracking]].
* 1966: [[Ivan Sutherland]] ([[Massachusetts Institute of Technology|MIT]]) und Raymond Goertz ([[Argonne National Laboratory]]) experimentieren mit einem HMD-[[Prototyp (Technik)|Prototyp]] sowie einem [[Datenhandschuh]].
* 1968: Ivan Sutherland baut das erste funktionsfähige Head-Mounted Display mit [[Head-Tracking]], das sogenannte „Sword of Damocles“ [[:en:The Sword of Damocles (virtual reality)|(en: Sword of Damocles]]). Dieses HMD ist so schwer, dass es zusätzlich von der Raumdecke getragen werden muss.
* 1985: Am [[Ames Research Center]], einem Forschungszentrum der [[NASA]], werden Anwendungen für [[Virtuelle Realität|Virtual Reality]] entwickelt. Es entsteht die Workstation ''VIEW''.
* 1985: Das [[Militär]] entwickelt das ''Integrated Helmet and Display Sight System'' für den [[Boeing AH-64|Hughes AH-64]]. Dieses System ist in den Helm des Piloten integriert. Es ist unter anderem mit einer Projektionsfläche vor dem rechten Auge, einem [[Nachtsichtgerät]] und einem Kopf/Sicht-Richtungssystem für die Bewaffnung des Helikopters ausgestattet.
* 1991: Das [[Virtuelle Netzhautanzeige|Virtual Retinal Display]] wird im Human Interface Technology Lab (HIT) entwickelt.
* 1993: Forscher der Columbia State University nutzen einen [[Wearable Computing|Wearable Computer]], der Informationen nicht auf einem Bildschirm, sondern auf einer Datenbrille zeigt.
* 1994: [[Steve Mann]], Professor am MIT, welcher seit den 1980er Jahren mit ''Wearable Computers'' experimentiert, verbindet einen mit einer [[Webcam]]. Per Funk stellt er die entstehenden Bilder ins Internet. Dies kommentiert er mit den Worten: ''„It's„It’s fun being a cyborg.“''
* 1994: Mit [[Forte VFX1]] erscheint einer der ersten VR-Helme, welcher preislich für Endverbraucher erschwinglich ist. Einige bekannte Computerspiele-Hersteller unterstützen den VR-Helm.
* 2000: Microvisione entwickelt für die [[Luftstreitkräfte|Air Force]] ein [[High Definition Television|HDTV]]-HMD mit 1920×1080 Pixeln.
* 2003: Die Serienproduktion des [[Eurofighter Typhoon|Eurofighters]] beginnt, dessen Piloten mit einem HMD ausgerüstet sind.
* 2006: eMagin stellt ein neues HMD vor. Mit dem Namen ''Eyebud 800'' ist es für den direkten Anschluss an den [[iPod|Apple iPod]] gedacht.
Zeile 47 ⟶ 48:
* 2009: Das [[Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme]] (IPMS) in [[Dresden]] stellt eine interaktive Datenbrille vor, die Kontrollvorgänge durch Augenbewegungen auslösen kann.
* 2011: [[Sony]] stellt mit dem ''HMZ-T1'' das erste 3D-fähige HMD mit HD-[[Organische Leuchtdiode|OLED]]-Display vor.
* 2012: [[John Carmack]] stellt auf der [[Electronic Entertainment Expo|E3]] ein eigens konzipiertes HMD vor, welches ein großes Sichtfeld (etwa 90°) mit geringer [[Latenzzeit (Technik)|Latenz]] (etwa 20&nbsp;ms) und potenziell niedrigem Preis kombiniert.
* 2012: Die neu gegründete Firma [[Oculus VR]] startet eine [[Crowdfunding]]-Kampagne, über welche die Entwicklung des [[Oculus Rift]] (110° diagonales Sichtfeld, 50&nbsp;ms Latenz) finanziert werden soll und wird.
* 2012: [[Google Glass]] wird der Öffentlichkeit vorgestellt.
* 2013: Das [[Oculus Rift#Development Kit 1|Oculus Rift Development Kit 1]] kommt für 350 US-Dollar in den Verkauf.
* 2014: Sony präsentiert auf der [[Game Developers Conference]] mit dem [[PlayStation VR|Project Morpheus]] (später umbenannt in ''PlayStation VR'') den Prototyp einer Virtual-Reality-Brille für die [[PlayStation 4]].
* 2015: [[Microsoft]] präsentiert im Zusammenhang mit seinem neusten Betriebssystem [[Microsoft Windows 10|Windows 10]] seine dazu passende Datenbrille, die [[Microsoft HoloLens]]. Sie ermöglicht das Einbetten dreidimensionaler Hologramme in die reale Welt sowie eine Interaktion mit diesen.<ref>[https://www.heise.de/newsticker/meldung/HoloLens-Augmented-Reality-Brille-fuer-Windows-10-2525390.html HoloLens: Augmented-Reality-Brille für Windows 10] Artikel bei heise online. Zuletzt abgerufen am 7. November 2018.</ref>
* 2016: Das Oculus Rift kommt als Endverbraucher-Version auf den Markt, gefolgt vom Konkurrenzprodukt [[HTC Vive]], das durch seine laserbasierte Positionsbestimmung von Brille und Controllern freie Bewegung innerhalb typischer Zimmer erlaubt.<ref>[https://www.heise.de/newsticker/meldung/MWC-2016-HTC-Vive-kostet-799-US-Dollar-und-spricht-mit-Handys-3113172.html MWC 2016: HTC Vive kostet 799 US-Dollar und spricht mit Handys] Artikel bei heise online. Zuletzt abgerufen am 7. November 2018.</ref> Im Oktober kommt [[PlayStation VR]] in den Verkauf – deutlich günstiger als die zuvor genannten Produkte und mit ungenauerer Positionsbestimmung per Stereo-Kamera, was von den Spielen aber meist gut kaschiert wird.<ref>[https://www.heise.de/newsticker/meldung/Playstation-VR-Tipps-zum-Anschluss-und-erste-Eindruecke-3347552.html Playstation VR: Tipps zum Anschluss und erste Eindrücke] Artikel bei heise online. Zuletzt abgerufen am 7. November 2018.</ref>
* 2018: [[Lenovo]] bringt mit dem Lenovo Explorer ein VR-Komplettpaket auf den Markt das [[Windows Mixed Reality]] (WMR) nutzt.<ref>[{{Webarchiv|url=https://www.techstage.de/test/Test-Lenovo-Explorer-Virtual-Reality-mit-Microsoft-4128360.html?wt_mc=rss.ho.beitrag.rdf |wayback=20180807002249 |text=Test Lenovo Explorer: Virtual Reality mit Microsoft] |archiv-bot=2023-05-26 13:43:35 InternetArchiveBot }} Artikel bei TechStage. Zuletzt abgerufen am 7. November 2018.</ref>
* 2020: [[Meta Quest 2]]
* 2023: [[Meta Quest 3]]
* 2024: Apple bringt die [[Apple Vision Pro]] für 3499 USD auf den Markt und macht einige MacOS-Anwendungen dafür verfügbar.
 
== Technik ==
Zeile 63 ⟶ 67:
Datenbrillen der ersten Generation waren mit je einer vor jedem Auge befestigten Kathodenstrahlröhre ausgestattet.
 
Heutige HMDs sind meist mit zwei [[FlüssigkristallbildschirmFlüssigkristallanzeige|LCD]]- oder [[Organische Leuchtdiode|OLED]]-Monitoren ausgestattet. Diese sind in eine Brille oder einen Datenhelm integriert.
 
HMDs können auch über ein ''[[Virtuelle Netzhautanzeige|Virtual Retinal Display]]'' (VRD) verfügen. Diese Technik projiziert ein Bild direkt auf die Netzhaut. Somit entsteht ein Bild, als ob die Daten vor dem Auge schweben würden. Zusammen mit einer transparenten bzw. transluzenten Brille kann das Auge die Umgebung sowie die Darstellungen der Brille gleichzeitig erfassen. Ein weiterer Vorteil ist, dass das Bild skaliert werden kann und so das gesamte Blickfeld ausgenutzt wird. Moderne HMDs sind mit einer [[Bildauflösung]] von 1280 × 1024 Pixel erhältlich.
Ein weiterer Vorteil ist, dass das Bild skaliert werden kann und so das gesamte Blickfeld ausgenutzt wird. Moderne HMDs sind mit einer [[Bildauflösung]] von 1280 × 1024 Pixel erhältlich.
 
Ausgestattet mit einem ''Head [[TrackerTracking (GerätSpurverfolgung)|Tracker]]'' (dt.:deutsch ‚Kopf-Verfolger‘) kann das Bild an die momentane Blickrichtung angepasst werden. Anhand von Referenzpunkten an dem HMD kann der Head Tracker die Kopfbewegung erfassen. Mit den gesammelten Positionsdaten des Kopfes kann das projizierte Bild in Echtzeit verändert werden. Somit entsteht auch bei Bewegung das Gefühl, Teil der Anwendung zu sein. Verzögerte und unscharfe Darstellung kann zu unangenehmen Nebenerscheinungen wie der ''[[Simulator Sickness]]'' (Simulatorübelkeit) und einer Herabsetzung der Präsenz oder des Grades der [[Immersion (virtuelle Realität)|Immersion]] führen.
 
Wichtigste technische Kenngröße ist neben [[Stereoskopie]]-Fähigkeit, Gewicht, Auflösung der Bildschirme vor allem das [[Sichtfeld]] (engl.: ''Field of View'', kurz FOV), das bei gut dokumentierten Geräten als horizontales und vertikales FOV angegeben wird.
Zeile 91 ⟶ 94:
* [http://www.artmuseum.net/w2vr/timeline/Sutherland.html Ivan Sutherlands erstes Head-Mounted Display]
* [http://ieeexplore.ieee.org/xpls/abs_all.jsp?isnumber=35281&arnumber=1677544&count=21&index=0 Cakmakci and Rolland. Head-Worn Displays: A Review. Journal of Display Technology. Vol. 2, Issue 3, 2006.]
* [http://www.sony.net/SonyInfo/CorporateInfo/History/sonyhistory-n.html Sony Global - Product & Technology Milestones-Projector Head Mounted Display] (5. Februar 2014)
* [http://www.vdc-fellbach.de/files/Whitepaper/2014_VDC-Whitepaper_Head_Mounted_Displays_&_Datenbrillen.pdf Weißbuch Head Mounted Displays & Datenbrillen - Einsatz und Systeme] mit Produktvergleich und grundsätzlichen HMD-Einsatzfeldern vom [[Virtual Dimension Center]] (21. Oktober 2014)
 
== Einzelnachweise ==