Wie viele Freiheitsgrade braucht mein Headset für das Metaversum?

Meine eigenen Erfahrungen mit dem Metaversum (die Virtuelle Realität, die wir sehen, sobald wir ein Virtual Reality Headset aufsetzen) beschränken sich auf einen Besuch bei der Grünen Woche vor ein paar Jahren in Berlin. Damals stellte einer der Aussteller aus Thüringen eine Virtual Reality Brille zur Verfügung. Setzte man die Brille auf, dann brachte sie einen auf die Spitze eines Thüringer Berges. Beim Aufsetzen der Brille wusste ich, dass ich mich auf der Grünen Woche in Berlin befand. Als mir das Headset aber die Aussicht auf dem Berg zeigte, hatte ich tatsächlich Höhenangst und wollte so schnell wie möglich wieder von diesem Berg runter, sprich die Brille absetzen.

Da mein eigener Kontakt mit dem Metaversum etwas gruselig war, nähere ich mich dem Thema nun erst einmal ganz entspannt mit Hilfe von Büchern, wie dem folgenden

Cathy Hackl: Into the Metaverse.

Wenn unsere Autorin etwas über die Freiheitsgrade von Headsets für das Metaversum schreibt, laufe ich nicht Gefahr, dabei Höhenangst zu empfinden. Der „Nachteil“ dieser Art des Kontaktes mit dem Metaversum ist, dass ich mehr Dinge recherchieren muss, weil ich sie nicht einfach erleben kann.

In ihrem Buch stellt Cathy unterschiedliche Headsets für das Metaversum vor und weist auf Vor- und Nachteile hin. Sie erwähnt, dass der Headset-Hersteller Pico mit dem Goblin ein Modell im Angebot hat, das seinem Nutzer 3 Freiheitsgrade bietet. Und der Hersteller hat eine Headset Serie namens Neo, die ihrem Nutzer gleich 6 Freiheitsgrade bietet.

Zudem erfahren wir, dass Freiheitsgrade bei Headsets für das Metaversum im Englischen „Degrees of Freedom“ heißen und dass dies gern mit DoF abgekürzt wird. Was ich nicht verstehe, ist,

• was genau diese Freiheitsgrade sind,
• welche Freiheitsgrade es gibt und
• ob 3 Freiheitsgrade das Minimum und 6 das Maximum darstellen.

Lass uns doch einmal schauen, ob uns das Internet Antworten auf diese Fragen liefern kann.

Was genau sind Freiheitsgrade?

Die Freiheitsgrade eines Headsets für das Metaverse beschreiben die Bewegungsmöglichkeiten im Metaverse. Das Headset nimmt Deine Bewegungen wahr und überträgt diese auf Deinen Metaverse Avatar. Je mehr Deiner Bewegungen das Headset wahrnimmt, desto mehr Bewegungsfreiheit hast Du im Metaverse. Hätte Dein Headset nur einen Freiheitsgrad könntest Du Dich im Metaverse lediglich von rechts nach links bewegen.

Welche Freiheitsgrade gibt es? 

Auf der Webseite vrdirect.com erfahren wir, dass es 6 Freiheitsgrade gibt. Zudem verrät uns die Seite die Namen der 6 Freiheitsgrade und was genau jeder einzelne Freiheitsgrad macht:

1. Schwenken – Bewegung nach links und rechts auf der X-Achse.
2. Heben – Aufwärts- und Abwärtsbewegung auf der Y-Achse.
3. Wogen – Vorwärts- und Rückwärtsbewegung auf der Z-Achse..
4. Neigung – Bewegung zwischen der X- und Y-Achse.
5. Gieren – Bewegung zwischen der X- und der Z-Achse.
6. Rollen – Bewegung zwischen Z- und Y-Achse.

Da ich in Mathe nicht aufgepasst habe, bringt mir die Beschreibung auf der Webseite nicht die Klarheit, die ich brauche, um zu verstehen, welcher Freiheitgrad was genau macht. Daher habe ich die 6 Freiheitsgrade einfach in Form einer Sketchnote visualisiert.

Normalerweise verschafft mir eine Sketchnote Klarheit, doch dieses Mal nicht. Das Problem ist, dass die Sketchnote ein starres und kein bewegliches Bild ist. Doch zum Glück habe ich dieses YouTube Video gefunden, das uns binnen 5 Sekunden zeigt, worin der Unterschied zwischen einem Headset mit 3 Freiheitsgraden und einem mit 6 Freiheitsgraden ist.

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Sind 3 Freiheitsgrade das Minimum und 6 das Maximum?

Ja, 3 Freiheitsgrade sind das Minimum und 6 Freiheitsgrade sind das Maximum. Laut dieses YouTube Video ermöglichen es uns die 3 Freiheitsgrade der Rotation in der Virtuellen Realität den Kopf zu bewegen:

• Kopf nach rechts drehen
• Kopf nach links drehen
• Kopf neigen

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Die 3 Freiheitsgrade der Translation geben uns die Möglichkeit, auch unseren Körper in der Virtuellen Realität zu bewegen

• vor und zurück
• rechts und links
• hoch und runter

Ein Headset mit 3 Freiheitsgraden ermöglicht uns also, den Kopf zu bewegen, ein Headset mit 6 Freiheitsgraden schenkt uns die Freiheit, den Kopf und den Körper durch den virtuellen Raum zu bewegen.

Wie genau funktioniert die Translation?

Seitdem ich weiß, dass es das Metaverse, bzw. die Virtuelle Realität gibt, frage ich mich, wie genau das mit der Translation funktionieren soll. Auch wenn mich mein Headset ins Metaverse bringt, bleibt mein Körper in der realen Welt. In der realen Welt befinde ich mich möglicherweise in meinem Wohnzimmer, dass 4 massive Wände und Möbel hat, die meinen Bewegungsraum einschränken. Gleichzeitig befinde ich mich im Metaverse vielleicht gerade in einem Park, der keine Wände hat. Wenn ich nun entscheide, durch den Park zu laufen, muss mein Körper doch unweigerlich gegen eine Wand in meinem Wohnzimmer prallen, oder?

In diesem YouTube Video ist schön zu sehen, wie die Translation funktioniert. Die Bewegungen im Raum werden hier durch Hilfsmittel wie einen fahrenden Waggon realisiert. Dieser bewegt sich, ohne dass ich mich bewegen muss. Ich stehe einfach auf dem Waggon und neige meinen Körper ein wenig nach links oder rechts, um diesen zu steuern. Und schon kann ich mich durch die virtuelle Realität bewegen, ohne dass ich mich groß in meinem realen Wohnzimmer bewegen muss. 

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Die Antwort auf meine Frage bietet dieses YouTube Video ab Minute 17:55. Wir sehen, wie sich der Spieler mit einem Neo Headset des Herstellers Pico durch das Spiel bewegt und im Realen Raum steht. Die Laufbewegung in der Virtuellen Realität wird also nicht über die körperliche Bewegung im Raum realisiert, sondern irgendwie anders. Leider habe ich nicht herausgefunden, wie genau die Laufbewegung des Avatars gesteuert wird. Ich vermute, dass dies ähnlich wie bei einer Spielkonsole über die Handcontroller realisiert wird, die bei einigen Virtual Reality Headsets bereits im Lieferumfang enthalten sind.

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Fazit

Wir wissen nun, was Freiheitsgrade sind und können daher nun endlich unsere heutige Frage beantworten: Für das Metaversum werden mindestens 3 und maximal 6 Freiheitsgrade gebraucht. Ob Du 3 oder 6 brauchst, hängt davon ab, was Du im Metaverse vor hast. Wenn es im Metaverse für Dich ausreichend ist, den Kopf zu bewegen, bist Du mit 3 Freiheitsgraden gut versorgt. Wenn Du Dich richtig bewegen möchtest und zum Beispiel Objekte im Metaverse von allen 3 Seiten betrachten möchtest, solltest Du Dich für ein Headset mit 6 Freiheitsgraden entscheiden.