VR-Brillen im Vergleich

Produkte und Hersteller: Marktübersicht

Auf dieser Seite bieten wir eine Übersicht über die wichtigsten VR-Brillen, die aktuell in Entwicklung oder bereits erhältlich sind. Im Vergleich sind aktuelle VR-Headsets und Prototypen wie Playstation VR, Oculus Rift, Samsung Gear-VR, HTC Vive mit Steam VR, Google Cardboard oder Razor OSVR. Wir haben die wichtigsten Fakten recherchiert wie Auflösung des Displays, Latenz, Blickfeld (Field of View), Erscheinungsdatum und Preis. Diese Übersicht wird regelmäßig aktualisiert und auf den neusten Stand gebracht. Unsere einfache Vergleichsfunktion hilft dabei, den Überblick über alle technischen Daten zu behalten.

VR-Brillen im Technikcheck

VR-Brillen bestehen aus einer Vielzahl von verschiedenen Technologien, die auf ganz unterschiedliche Art zusammenarbeiten, um ein immersives VR-Erlebnis möglich zu machen. Wir erklären die wichtigsten technischen Begriffe und sagen, was wirklich wichtig ist, um in eine glaubhaft simulierte “virtuelle Realität” einzutauchen.

Latenz/ Low Latency

Die Latenz oder auch Verzögerung bestimmt darüber ob beispielsweise Kopf- oder Handbewegungen möglichst exakt und ohne Pause in die virtuelle Welt übertragen werden. Laut Entwicklern muss dabei mindestens eine Zeit von 20ms unterschritten werden, um eine glaubhafte Simulation zu ermöglichen. Liegt die VR-Brille über diesem Wert, kann die VR-Erfahrung sogar Übelkeit beim Nutzer hervorrufen. Spitzenreiter unter den VR-Protoypen ist aktuell Playstation VR mit weniger als 18 Millisekunden. Ob eine niedrige Latenz erreicht wird, hängt von vielen verschiedenen Faktoren ab: Der Qualität des Displays, der Rechenleistung von verbauten CPUs, die Empfindlichkeit der Sensoren und der maximalen Bildwiederholrate. Natürlich spielt auch die Software eine entscheidende Rolle. Entwickler müssen darauf achten, dass ihre Anwendungen mit einer stabilen Wiederholrate von mindestens 60 Bildern pro Sekunden laufen (besser 120 Bilder pro Sekunde).

Sichtfeld/Field of View

Das menschliche Auge hat ein horizontales Sichtfeld von etwa 180 Grad für beide Augen. Das vertikale Sichtfeld liegt bei rund 60 Grad. Eine VR-Brille sollte daher mindestens einen Blickwinkel von 100 Grad haben, um eine überzeugende Darstellung der virtuellen Realität möglich zu machen. Ein zu enger Blickwinkel sorgt schnell für einen “Tunnelblick”, der Nutzer fühlt sich beengt oder nimmt die VR-Simulation nicht als glaubhaft wahr. Das begünstigt auch Motion Sickness. Mehr ist besser: Beispielsweise hat Vive von HTC einen Blickwinkel von 110 Grad. VR-Ingenieure arbeiten intensiv daran, diesen Wert weiter zu verbessern. So hat die VR-Smartphone-Brille Wearality Sky dank spezieller Linsen schon jetzt ein Sichtfeld von über 150° und ist dabei nah am Seherlebnis, wie wir es auch aus unserem Alltag kennen. Die VR-Brille StarVR von Starbreeze setzt  noch einen drauf und bringt es gar auf fast 210 Grad. Bei so einem weiten Sichtfeld nimmt man die virtuelle Umgebung beinahe wie die echte Welt wahr.

Bildwiederholrate/Refreshrate

Die maximale Bildwiederholrate (in Hz) für das Display gibt an, wie häufig ein Bild pro Sekunde wiederholt werden kann. Natürlich hängt es auch von der Software ab, die diese Anzahl an Bildern auch liefern muss. Eine hohe Bildwiederholrate ist wichtig für eine flüssige Bildwiedergabe. In der virtuellen Realität reagiert das menschliche Gehirn noch viel sensibler auf Abweichungen wie “Ruckeln” oder “Bildstocker”. Während wir bei Kinofilmen recht problemlos eine Bildwiederholrate von 24 Bildern pro Sekunden akzeptieren sind für VR-Erlebnisse 60 Bilder pro Sekunde die absolute Untergrenze. Alles darunter würde der Nutzer als stark ruckelnd und unangenehm empfinden. Razer OSVR erfüllt hier gerade die Mindestvoraussetzung, während Playstation VR die 120Hz (mit Tricks) schon beherrscht. Oculus Rift und HTC Vive setzen sich mit 90hHz genau ins Mittelfeld, allerdings werden die Prototypen bis zum Launch sicher noch verbessert. 120Hz sollten sich mittelfristig als Standard etablieren.

Displayauflösung

Die Auflösung des Displays ist auch bei VR-Brillen erst einmal nichts anderes als bei jedem Smartphone, TV oder PC-Monitor, also eine Angabe über die Gesamtmenge an Pixeln auf einem Display. In Kombination mit der Displaygröße ergibt sich dann die Pixeldichte (DPI), die für den Seheindruck besonders relevant ist. Bei Virtual-Reality-Anwendungen ist eine hohe Bildschirmauflösung und Pixeldichte besonders wichtig. Dadurch, dass das Display so nah vor dem Gesicht ist, kann man bei zu niedrigen Auflösungen jeden Pixel einzeln zählen. 1080p ist die Mindestauflösung, die man für ein halbwegs ordentliches VR-Erlebnis braucht. Bei der Datenübersicht ist zu beachten, dass einige Hersteller die Auflösung pro Auge angeben, da diese bei separaten Displays gesplittet wird. Eine Displayauflösung von 1920×1080 Pixeln insgesamt wird so schnell zu einer Auflösung von nur 960×1080 Pixeln pro Auge. Das ist zwar erträglich aber noch nicht wirklich toll.

Entwickler arbeiten daran Displays bis 8k-Auflösung zu implementieren. Davon ist die Technik noch weit entfernt, sowohl was die Hardware als auch die Software angeht. Denn die muss schließlich auch in diesen extrem hohen Auflösungen noch flüssige Bildwiederholraten von bis zu 120 Bildern pro Sekunde liefern – was eine sehr hohe Rechenleistung erfordert. Aktueller Auflösungssieger bei den Prototypen ist Vive von HTC mit 2160×1200 Pixel, also 1200×1800 Pixel pro Auge. Neben der Auflösung sind auch die verwendete Technologie (bspw. OLED) und das Bildschirmformat wichtig für eine gelungene VR-Erfahrung.

Low-Persistence-Display

Sogenannte “Low-Persistence-Technologie” ist erst seit den OLED-Displays möglich und wird seit dem zweiten Developer-Kit von Oculus Rift bei VR-Brillen eingesetzt. Bei einem Full-Persistence-Display leuchten die Pixel durchgehend, Low-Persistence-Displays dagegen zeigen exakt nur die aktuell berechnete Szene. Zwischen zwei Berechnungen sind die Pixel schwarz. Dies geschieht allerdings dank hoher Refreshraten ab 75Hz derart schnell, dass das menschliche Auge ein durchgängiges, flimmerfreies Bild sieht. In der Praxis führt Low-Persistence zu signifikant reduzierten Schmier- und Nachzieheffekten und potenziell auch zu weniger Problemen mit Motion Sickness.

Tracking und Sensoren

Das Tracking oder Tracking-System bestimmt darüber ob und wie die Bewegungen des Nutzers registriert und in die virtuelle Realität übertragen werden. Das ist wichtig, da die VR-Erfahrung durch ein präzises Tracking deutlich glaubhafter werden kann. Ein schlechtes oder verzögertes Tracking kann hingegen Übelkeit auslösen. Erst durch das Tracking kann sich der Nutzer im virtuellen Raum umsehen oder es können sogar komplette Körperbewegungen registriert werden, beispielsweise wenn ein Spieler sich in einem Computerspiel nach vorne oder zur Seite lehnt. Dafür sind in den meisten VR-Brillen eine Reihe an Sensoren verbaut, um die Beschleunigung, Rotation (Gyrometer) oder die Blickrichtung (Magnetometer) zu messen. Zusätzlich werden aber auch externe Kameras eingesetzt, die Bewegungen korrekt erkennen können. Vive von HTC kann die Bewegungen des Nutzers über zwei externe Infrarotkameras sogar in einem 5x5m großen Raum registrieren, der sich in diesem Umkreis völlig frei bewegen kann. Über spezielle Controller, die ebenfalls von den externen Kameras erkannt werden, werden außerdem Hand- und Greifbewegungen in die virtuelle Realität umgesetzt. Im Tracking-Bereich sind in den kommenden Jahren die größten Entwicklungssprünge zu erwarten, da die Technologie noch in den Kinderschuhen steckt. Das Problem ist dabei weniger die Hardware als die Software, die extrem schnell sehr komplexe Berechnungen durchführen muss.

Eye-Tracking

Beim Eye-Tracking werden Augenbewegungen und Blickrichtung des Brillenträgers gemessen. So kann man beispielsweise Spiele oder Interfaces über Blicke steuern oder mit virtuellen Charakteren Blickkkontakt aufnehmen. Das Tracking funktioniert über Infrarotkameras, die in der Brille angebracht sind und ist bei der VR-Brille FOVE bis auf 0,2 Grad genau. FOVE war die erste VR-Brille, die dieses Feature integrierte. Mittlerweile haben auch die Entwickler von StarVR bekannt gegeben, dass die VR-Brille mit eingebautem Eye-Tracking erscheinen soll. Und auch Palmer Luckey, Erfinder von Oculus Rift, sagt: Das ist ein wichtiges Feature für die Zukunft. Es sieht so aus, dass ein potenzieller Nachfolger der Oculus-Rift-Brille dieses dann auch spendiert bekommt.

3D-Audio

VR ist kein rein visuelles Thema, natürlich braucht es auch den passenden 3D-Sound. Normaler Stereoton in einer virtuellen Umgebung würde den Nutzer schnell verwirren. Bisher gibt es unterschiedliche Lösungen für das Problem – sowohl über entsprechend aufgeteilte Lautsprecher im Headset selbst als auch exakt angepasste Algorithmen kann auch mit nur zwei Kopfhörern ein überzeugender Surround-Sound erzeugt werden. Eine entsprechende Demo dafür gibt es hier – diese Technologie wurde unter anderem von Oculus VR lizenziert. Bei den meisten VR-Brillen lassen sich auch externe Kopfhörer anschließen, zumindest bei den aktuellen Prototypen.

Kompatibilität/Anschlüsse

Bislang gibt es keine VR-Brille, die als ein komplett in sich geschlossenes System funktioniert. Jedes Device muss entweder mit einem Smartphone oder mit einem PC verbunden werden. Sony setzt mit Playstation VR vorerst exklusiv auf die Playstation 4 – nur in Verbindung mit der Spielekonsole wird man die VR-Brille nutzen können. Andere VR-Brillen wie Oculus Rift oder HTC Vive setzen vorerst auf den Windows-PC als Plattform. Samsung Gear, Google Cardboard und gerüchteweise zukünftig auch eine Apple VR-Brille nutzen hingegen das Smartphone als Display und als Betriebssystem für das VR-Erlebnis. Samsungs Gear VR funktioniert aktuell nur der Galaxy S6/S7 Reihe, in Google Cardboard und vergleichbare Smartphone-Halterungen kann man jedes beliebige Smartphone einsetzen. Allerdings braucht es schon ein Highend-Gerät wie das Note 4 und aufwärts, damit die virtuelle Realität auch flüssig dargestellt werden.

Einen entscheidenden Vorteil haben die Smartphone-Lösungen noch: Sie müssen nicht über Kabel mit einem anderen Gerät verbunden werden, sind also deutlich mobiler als Oculus Rift und Co. Allerdings bieten dezidierte VR-Brillen für den PC dafür mittel- bis langfristig deutlich mehr Potenzial, da sie von viel leistungsfähigerer Hardware angetrieben werden können. Wer in Virtual Reality reinschnuppern will, der ist mit den Smartphone-VR-Brillen für den Anfang gut bedient, da das Preis- Leistungsverhältnis meistens stimmt (vorausgesetzt man besitzt bereits ein entsprechend leistungsfähiges Endgerät). Wer mehr will, wartet weiter auf den Release von HTC Vive und Oculus Rift.

Immersion und Präsenz in Virtual Reality

Immersion beschreibt die Überzeugungskraft der virtuellen Umgebung auf den Zuschauer. Umso besser die Immersion, desto stärker ist das Gefühl, dass man sich an einem anderen Ort befindet. Man vergisst die Welt um sich herum und kann vollständig in die neue Umgebung eintauchen. Eine gute Immersion hängt von sehr vielen Faktoren ab, die sowohl die VR-Brille als auch die Anwendung an sich betreffen. Ein weites Sichtfeld ist beispielsweise genauso Grundvoraussetzung für Immersion wie eine stabile Bildwiederholrate. Aber auch das Design der virtuellen Welt, das in sich stimmig und überzeugend sein muss, spielt eine entscheidende Rolle. Bei VR-Filmen und 360-Videos ist die Aufnahmetechnik entscheidend. Aktuell ist bei vielen VR-Filmen die Auflösung noch zu gering, um wirkliche Immersion zu erzeugen. Eine weitere Herausforderung ist die Interaktion in der virtuellen Realität: Meist bricht die Immersion in dem Moment, in dem man versucht in der virtuellen Welt beispielsweise einen Gegenstand anzufassen, man aber nur ins Leere greift. Interaktionsmöglichkeiten wie die Controller von HTC Vive oder Oculus Rift und Gestensteuerung wie von Leap Motion sollen dieses Problem in Zukunft beseitigen, indem sie dem Anwender virtuelle Hände zur Verfügung stellen. In Kombination mit einer Bewegungserkennung des ganzen Körpers kann so ein deutlich bessere Immersion erreicht werden. Immersion wird häufig auch als Präsenz beschrieben, also das Gefühl, an einem virtuellen Ort tatsächlich präsent zu sein.

Motion Sickness / Übelkeit bei Virtual-Reality-Anwendungen

Eines der größten Probleme bei aktuellen VR-Brillen ist, dass einem Teil der Nutzer nach einer gewissen Zeit übel wird. Wissenschaftler und Unternehmen arbeiten noch daran dieses Problem zu verstehen und zu lösen. Gründe dafür sind vielfältig und daher ist das Thema komplex. Neben Verzögerungen beim Zusammenspiel zwischen Soft- und Hardware spielen auch Interaktionsmöglichkeiten, Breite und Höhe des Sichtfelds, die Displayauflösung, die Bildwiederholrate und natürlich der Inhalt an sich eine Rolle. So kann dem gleichen Nutzer bei Anwendung A innerhalb weniger Minuten übel werden, während er bei Anwendung B stundenlang problemlos in der virtuellen Realität verweilen kann. Angeblich soll Motion Sickness bei der neusten Generation VR-Brillen weitgehend gelöst sein, allerdings weist Palmer Luckey, Macher von Oculus Rift, darauf hin, dass es immer einen bestimmten Prozentsatz an Nutzern geben wird, die mit Übelkeit zu kämpfen haben werden. Wem schon bei normalen 2D-Spielen am Computer oder gar Filmen schnell übel wird, der sollte vor dem Kauf einer VR-Brille lieber erstmal ausprobieren, ob der Magen der ungewohnten virtuellen Umgebung auch standhält. Übrigens ist Motion Sickness eine Vergiftungserscheinung: Wenn Gehirn und Körper unterschiedliche Wahrnehmungen haben, glaubt der Körper, dass man Gift im Blut hat – und löst Übelkeit aus, damit es erbrochen wird.

Screen Door Effect

Der Screen Door Effect (z. dt. Fliegengittereffekt) beschreibt ein gerastertes Muster, das sich auf ein ansonsten hochaufgelöstes Bild legt. Ausgelöst wird der Effekt durch die Anordnung der Pixel. Die schwarzen Lücken zwischen einzelnen Pixeln werden durch die Linsen der VR-Brille so stark vergrößert, dass sie als Raster erkennbar werden. Für die finalen Versionen von HTC Vive und Oculus Rift wurde der Effekt deutlich eingedämmt, sichtbar ist er aber noch immer. Besonders gut soll dank Full-RGB das Display von Playstation VR abschneiden, trotz der niedrigeren Auflösung von nur 1080p.

HMD

HMD steht für “Head Mounted Device” und wird häufig im englischen Sprachraum als Ausdruck für die VR-Brille verwendet. Alternative Ausdrücke sind außerdem VR-Headset oder VR-Device.

Zu den VR-Brillen: