Das kommende Windows-10-Update macht VR zur Chefsache

Virtual Reality ist im kommenden Update von Windows 10 das ganz große Thema. VR-Inhalte zu erstellen, zu betrachten und zu verteilen ist aber schon jetzt möglich.

PC-Anwendern erklärt man nun schon seit Jahrzehnten, Virtual Reality (VR) stünde kurz vor dem Durchbruch. VR steht dabei für eine völlig neue Art und Weise der Interaktion mit Computern. Leider sieht die Realität aber anders aus, denn trotz immer schnellerer Rechner, der fortschreitenden Modernisierung von Betriebssystemen und Zubehör, das immer kleiner und günstiger wurde, kann von einem Durchbruch bislang nicht die Rede sein. Halbwegs etabliert werden konnte lediglich Augmented Reality (AR), die erweiterte Realität. Darunter versteht man eine Realitätswahrnehmung, die computergestützt erweitert wird. Umgesetzt wurde das Konzept bei Spielen auf dem Handy wie beispielsweise bei Pokémon Go.

Die virtuelle Realität (VR) hingegen bedeutet, die Wirklichkeit gleichzeitig darzustellen und wahrzunehmen. Und zwar in einer virtuellen Umgebung, die in Echtzeit per Computer generiert wird und Interaktionen zulässt. Kommt dann noch entsprechendes Equipment wie Gear VR, Oculus Rift, Googles Project Cardboard (wird unter "VR-Brille für wenig Geld selber bauen" weiter unten beschrieben), Playstation VR und HTC Vive hinzu, ist das zwar ganz nett und unterhaltsam, aber lange noch kein Durchbruch von VR.

Microsoft startet nun einen neuen Versuch. Das Windows 10 Creators Update enthält mehrere Apps, bei denen es um Virtual Reality (VR), 3D und Mixed Reality (MR) geht. Wir möchten Ihnen diese Apps kurz vorstellen und Sie mit den neuesten Informationen zu aktuellem VR-Zubehör versorgen.

Microsoft versprach auf der Games Developer Conference, die Anfang März dieses Jahres in San Francisco stattfand, eine herauszubringen. Das Creators Update (1703) von Windows 10 enthielt zwar eine App "Mixed-Reality-Portal", doch leider konnte man die Funktionen noch nicht nutzen. Es ist ein offenes Geheimnis, dass Microsoft aus Windows 10 eine Plattform für Anwendungen aus dem Bereich Mixed und Virtual Reality machen möchte.

Firmen wie Hewlett-Packard, Asus und Dell haben bereits angekündigt, für jedermann erschwingliches VR-Zubehör auf den Markt zu bringen, um das Vorhaben von Microsoft zu unterstützen. Erschwinglich bedeutet in Bezug auf VR-Brillen, dass diese 300 bis 500 Euro kosten.

Zum Vergleich sollte man wissen, dass das bereits 2016 von Microsoft veröffentlichte VR-Gadget Hololens aktuell immerhin 3.299 Euro kostet. Es ist verständlich, dass Microsoft beim erneuten Versuch VR in den Massenmarkt zu bringen, nicht erneut scheitern möchte. Das A und O sind sinnvolle Apps und Anwendungen. Microsoft verfolgt mit seinem neuen Mixed-Reality-Portal genau diese Strategie. Interessierte Anwendungsentwickler können sich hier über Developer-Kits und neue Geräte informieren. Das Portal richtet sich aber auch an Games-Entwickler. Für die Erschaffung virtueller Spielewelten steht das Programm "ID@Xbox" mit erweiterten MR- und VR-Inhalten bereit. Games-Entwickler können hier ihre Titel für Windows 10 und Xbox One programmieren und vertreiben.

Entwickler-Kits wurden von Microsoft bereits zusammen mit einem Headset-Prototyp der Firma Acer geliefert. Entwickler sollen damit die Möglichkeit erhalten, Mixed-Reality-Anwendungen auf recht einfache Weise zu entwickeln. Beide Displays der Acer-Brille lösen mit 1.440 x 1.440 Pixeln auf. Die Bildwiederholfrequenz beträgt 90 Hz. Das Headset besitzt zudem eine Anschlussmöglichkeit für Kopfhörer und Mikrofon. Das HDMI-2.0-Signal wird mit dem USB-3.0-Datenstrom in einem einzigen Anschlusskabel zusammengefasst.

Über Virtual Reality und Mixed Reality hinaus gibt es im Windows 10 Creators Update weitere Neuerungen. Eine davon ist das neue Malprogramm , das mit 3D-Funktionen aufwartet. Es nicht die einzige neue App im Creators Update, die 3D unterstützt. Mit dem 3D-Viewer und dem 3D-Builder, den man unter "Windows Zubehör" findet, sind zwei weitere Apps mit 3D-Unterstützung an Bord. Den 3D-Builder gibt es übrigens schon länger in Windows 10.

Mit dem 3D-Viewer bringt Microsoft einen auf das Wesentliche beschränkten Bildbetrachter. Er unterstützt mit OBJ, STL, FBX und 3MF vier gängige Dateitypen. Die beiden letztgenannten Formate werden auch von Paint 3D beim Speichern angeboten. Viele Programme unterstützen zudem die Formate STL und OBJ. Nutzer können aus ihrer Anwendung heraus direkt auf die kreative Community zugreifen. Auf dem Microsoft-Portal können Nutzer 3D-Objekte herunterladen, die andere Nutzer mit Paint 3D gestaltet haben. Aus dem 3D-Viewer heraus lassen sich geöffnete Elemente per Menübefehl an den 3D-Builder und Paint 3D übergeben.

Mit dem 3D-Builder können Sie auf zweifache Weise drucken. Entweder direkt auf Ihrem 3D-Drucker (wenn Sie über das entsprechende Equipment verfügen) oder über einen externen Dienstleister. Klicken Sie hierzu auf "Online bestellen" und anschließend auf "Weiter", nachdem Sie den Hinweis bestätigt haben. Daraufhin gelangen Sie auf . Wählen Sie hier das gewünschte Material, die Farbe und die Größe und legen Sie die Veredelung fest. Anschließend können Sie den 3D-Druck direkt beauftragen.

Außerdem können Sie 2D-Motive, die Sie mit der integrierten Kamera erfasst haben, in dreidimensionale Objekte umwandeln. In der Praxis funktioniert das allerdings nur, wenn die Bedingungen optimal sind. Durch schwierige Lichtverhältnisse, mehrfarbige Hintergründe und vor allem Reflexionen können die 3D-Versionen jedoch tiefe Risse bekommen, sodass man sie nicht mehr gebrauchen kann. Auch wenn die Resultate noch nicht perfekt sind, muss man anerkennen, dass Microsoft viel unternimmt, um Themen wie VR, MR und 3D voranzubringen. Vielleicht gelingt diesmal der Durchbruch.

Um in virtuelle Welten einzutauchen, müssen Sie nicht Hunderte von Euro investieren. Es reicht, wenn Sie über ein einigermaßen aktuelles Smartphone verfügen. Alles Weitere wie Pappe, einen Klettverschluss, zwei kleine Magneten und zwei bikonvexe Linsen kosten nicht viel. Mit der passenden Anleitung bauen Sie Ihre VR-Brille im Handumdrehen kostengünstig zusammen.

Das "Project Cardboard" von Google ist die wohl populärste Anleitung zum Bau einer VR-Brille. Seit der Veröffentlichung im Sommer 2014 bietet sie interessierten Menschen eine Möglichkeit, Zugang zu Anwendungen mit Fokus auf Virtual Reality zu bekommen. Das Vorhaben ist ein Open-Source-Projekt und kann von jedem Interessierten kostenlos genutzt werden. Man kann den Bausatz unter kostenlos herunterladen. Die Pläne sind sehr detailliert, sodass wirklich jeder seine eigene VR-Brille selbst herstellen kann.

Wer keine Lust hat, seine VR-Brille selbst zu basteln, kann sich alternativ auch ein fertiges Cardboard-Modell bestellen. Die Cardboards werden aktuell zu Preisen zwischen 4,50 Euro und 63 Euro angeboten und unterscheiden sich im Hinblick auf Material und Tragekomfort. Grundsätzlich arbeiten die VR-Lösungen alle nach demselben Prinzip: als Halterungen für das Zusammenspiel mit dem Smartphone. Das Ergebnis beeindruckt bereits in dieser rudimentären Form. Vor allem bietet es Menschen, die keinerlei Erfahrung mit VR haben, ein eindrucksvolles Erlebnis. Mit Kopfhörern ist das Gefühl des "Mittendrinseins" sogar noch steigerungsfähig.

Das Cardboard ist zunächst einmal eine Smartphone-Halterung, um VR abzuspielen. Dabei wird das Smartphone so eingelegt, dass es quer vor den Linsen platziert wird. Aktuelle Smartphones sind durch ihre standardmäßige Ausstattung mit Sensoren für Bewegung und Beschleunigung bereits auf VR vorbereitet. Sie können damit erkennen, wie die Bewegungen Ihres Kopfes in VR umgesetzt werden. Während Full-HD mit 1920 x 1080 Bildpunkten glänzt, ist die Auflösung aktueller Handys größtenteils noch besser. Je höher die Displayauflösung ist, desto brillanter tritt die virtuelle Welt in Erscheinung. Auch wenn eine hohe Auflösung keine zwingende Voraussetzung ist, bringt sie doch eine deutlich höhere visuelle Erlebnisqualität. Alle weiteren Voraussetzungen für das Handy bleiben überschaubar. So muss bei Android-Smartphones Android 4.1 oder höher und bei iPhones mindestens iOS 8.0 installiert sein. Auch muss das Mobiltelefon mit dem Gyroskop einen zusätzlichen Sensor zur Lagebestimmung besitzen. Cardboard muss seinerseits mit einem Schalter ausgestattet sein, der Druck auf den Touchscreen ausübt, um in der virtuellen Welt zu navigieren. Ferner gibt es noch einige optionale Zusätze zur Erleichterung des Umgangs mit der Halterung. So können Sie einen NFC-Tag aufkleben und so programmieren, dass er eine VR-Anwendung startet, wenn das Handy kontaktiert wird. Durch Einsatz eines verstellbaren Kopfbands bleiben Ihre Hände frei, während Sie das Cardboard nutzen.

Der Mensch verdankt die Möglichkeit zum räumlichen Sehen seinen beiden Augen. Dabei hat jedes Auge ein anderes Sichtfeld. Dies lässt sich leicht verifizieren, wenn wir beim Betrachten eines Objekts zuerst ein Auge und danach das andere Auge schließen. Unser Gehirn errechnet aus der durch verschiedene Blickwinkel entstehenden Differenz die räumlichen Eigenschaften. Dieses doppelte Sehen nennt man auch stereoskopisch. Es ist die Voraussetzung, um Dinge dreidimensional wahrnehmen zu können. Im Cardboard erscheint das Smartphone daher in zwei getrennten Sichtflächen. Beide Flächen unterscheiden sich geringfügig voneinander. Zusätzlich wird durch das Darstellungsprogramm noch eine stereoskopische Differenz simuliert. Unserem Gehirn werden so tatsächlich fehlende Informationen vorgetäuscht, wodurch uns ein räumlicher Eindruck vermittelt wird.

Zudem kommt es aber auch auf die Linsen an, die Google zufolge unter anderem beidseitig gewölbt, also "bikonvex" sein müssen. Dies bewirkt, dass das Licht stärker gebündelt wird und der Nutzer ein größeres Sichtfeld hat. Wenn Sie Ihr Cardboard selber basteln, sollten Sie auf dieses Detail achten. Günstige Linsen sind meistens nur einfach konvex geschliffen. Auch Cardboard-ähnliche Alternativen arbeiten oft nur mit einfach konvexen Linsen. Das hat in der Regel ein kleineres Sichtfeld und eine insgesamt dunklere Darstellung zur Folge. Der downloadbare Cardboard-Bausatz beschreibt sehr genau, wie die Linsen beschaffen sein sollten.

Um die VR-Brille betreiben zu können, bedarf es einer App. Bei Cardboard ist das logischerweise die von Google. Dabei werden die beiden führenden mobilen Betriebssysteme unterstützt. Die App erläutert Ihnen in einer Einführung, welche Möglichkeiten es gibt und wie Sie Cardboard bedienen. Darüber hinaus sind noch weiter Anwendungen in der App verfügbar. Unter anderem finden Sie einen Reiseführer, mit dem Sie einen virtuellen Rundgang durch das Schloss Versailles unternehmen können. Die Räume des Schlosses können Sie dabei in einer 360-Grad-Ansicht betrachten. Zu den weiteren mit Cardboard nutzbaren Apps gehören neben Google Earth und Street View auch zahlreiche Spiele und Videos. Auch Drittanbieter mischen im App-Markt für Cardboard mit. Sie sollten unbedingt auf die WWGC-Zertifizierung achten ("Works with Google Cardboard"), denn nur WWGC-zertifizierte Apps sind für die Nutzung mit Cardboard geeignet.

Mit passenden Apps lassen sich 360-Grad-Aufnahmen, die Sie anschließend in VR betrachten können, mit Ihrer Handykamera erstellen. Wenn Sie zum Beispiel mit der App Ihre Urlaubsfotos knipsen, können Sie das Urlaubsfeeling später erneut mit allen Sinnen genießen. Mit der App Cardboard Camera, die Sie kostenlos herunterladen können, sind sogar Tonaufnahmen vor Ort möglich. Google führt Sie durch den Aufnahmeprozess. Nach dem Drücken des Aufnahmeknopfs vollziehen Sie quasi eine 360-Grad-Drehung um Ihre eigene Körperachse. Die angezeigte Ideallinie sollten Sie dabei nicht verlassen. Falls doch, macht die App Sie darauf aufmerksam. Auch werden Sie informiert, wenn Sie sich zu schnell drehen. Nach dem Aufnahmeende verarbeitet Cardboard Camera die 360-Grad-Aufnahme. Sie steht dann zum Teilen mit Ihren Freunden bereit.

Als Gamer können Sie jetzt mit dem Bilderfassungsprogramm Nvidia Ansel Screenshots in der 360-Grad-Perspektive von kompatiblen Spielen anfertigen. Ansel wird von bekannten Spielen wie Watch Dogs 2 oder Witcher 3 unterstützt, indem sich die Kamera komplett frei im Geschehen positionieren lässt. Es steht Ihnen zudem eine Vielzahl von Bildbearbeitungsoptionen zur Auswahl. Filter gehören ebenso dazu wie eine EXR-Erfassung. Profis exportieren damit ihre Aufnahmen in Adobe Photoshop. Ausschnitte, die mit Ansel aufgenommen wurden, können sowohl via Google Cardboard als auch in Photo Sphere betrachtet werden.

VR-Aufnahmen von Videos sind zwar möglich, scheitern aber zumeist an den Fähigkeiten der Smartphone-Kamera. Spezialkameras erledigen diesen Job wesentlich besser. Zu den mittlerweile erschwinglichen Modellen gehören die Samsung Gear 360 und die Kodak Pixpro SP360 4K. Während das Samsung-Modell etwa 350 Euro kostet, müssen Sie für die Kodak-Kamera rund 499 Euro berappen. In der Samsung Gear 360 sind zwei Fischaugen-Linsen verbaut, wobei jede Linse einen 180-Grad-Bereich in horizontaler und vertikaler Richtung abdeckt. Beide Aufnahmen werden vom Rechner oder Smartphone zu einem Video mit 360-Grad-Perspektive zusammengefügt. Die zugehörige Smartphone-App ermöglicht Aufnahme und Anzeige in Echtzeit. Das Samsung-Modell benötigt für die Aufnahme keine aktive Verbindung. Videos können alternativ auf der eigenen Speicherkarte gespeichert werden. 360-Grad-Videos können zudem auf Youtube und Facebook hochgeladen werden.

Noch vor wenigen Jahren waren 3D-Drucker fast ausschließlich in der Industrie und Forschung anzutreffen. Ihr Zweck war es, Unternehmen eine Möglichkeit zu geben, selbst designte Objekte in 3D herzustellen, also Entwürfe von Einzelteilen sowie maßstabsgetreue Modelle. Seinerzeit kosteten 3D-Drucker mehrere Tausend Euro. Heutzutage sind immer mehr Drucker erhältlich, die auch für Einsteiger geeignet sind. Sie sind nicht nur erheblich kompakter, sondern auch deutlich günstiger.

3D-Drucker werden zweifellos immer beliebter. Die Popularität verdanken sie dem Umstand, dass praktisch jeder in seinen vier Wänden Objekte designen und anschließend ausdrucken kann. Und zwar nicht nur künstlerische Kreationen, sondern auch Ersatz- und Bauteile. Zudem lassen sich zahlreiche nützliche Dinge designen und herstellen, die im Haushalt verwendet werden: von Tassen über Teller bis hin zu Löffeln. Die Möglichkeiten sind mannigfaltig. Das wichtigste Produktionsmittel neben dem 3D-Drucker ist eine leistungsstarke Software zum Entwerfen von Kreationen, wie zum Beispiel . Das Programm können Sie privat kostenlos nutzen. Während der ersten 30 Tage stehen Ihnen alle Funktionen der Profi-Version zur Verfügung, die rund 700 US-Dollar kostet. Doch auch die kostenlose Version hält eine Vielzahl von Werkzeugen zur Gestaltung bereit. Zudem steht ein Plug-in zur Verfügung, mit dem Sie Ihre Entwürfe in das STL-Format exportieren können. Der Drucker braucht die Surface Tesselation Language (STL), um den Entwurf korrekt zu lesen und zu drucken. Da das Programm von Beginn an in der dritten Dimension arbeitet, ist es nicht gerade einsteigerfreundlich. Laien sollten sich daher zunächst mit den Hilfestellungen befassen und die Videoanleitungen unter ansehen. Zurzeit sind die Videos allerdings nur in Englisch verfügbar.

Wenn Sie das Programm zum ersten Mal starten, werden Sie nach der Vorlagenauswahl gefragt. Wir wählen für unser Beispiel "Einfache Vorlage -> Meter". Eine Auswahl der wichtigsten Werkzeuge erscheint, wenn Sie auf "Ansicht" in der oberen Leiste und danach auf "Symbolleisten" klicken. Hier müssen Sie bei "Großer Funktionssatz" ein Häkchen setzen. Lassen Sie "Erste Schritte" am besten ausgewählt. Sie erhalten dadurch auf der rechten Seite nützliche Tipps zur Bedienung. Im darauffolgenden Schritt wird auf der linken Seite eine neue Werkzeugleiste eingeblendet. Im Editor erscheinen drei Achsen in den Farben Blau, Grün und Rot. Mit dieser Orientierungshilfe können Sie aus verschiedenen Perspektiven auf Ihr Objekt blicken. Die Achsen sind zudem eine nützliche Hilfe, um das Objekt auszurichten. Das geschieht durch ein sogenanntes "Snapping": Die gezogenen Formen richten sich dabei automatisch an den Achsen aus. Anschließend erstellen wir 2D-Formen. Hierzu sehen Sie links grundlegende 2D-Zeichnungstools wie "Kreis" oder "Rechteck". Wenn Sie beispielsweise einen tassenförmigen Gegenstand anfertigen möchten, gehen Sie wie folgt vor: Selektieren Sie das Kreis-Werkzeug und bestimmen Sie den Kreisradius. Dies geschieht mit gedrückter linker Maustaste und gleichzeitigem Ziehen vom Kreismittelpunkt nach außen. Den nächsten Kreis ziehen Sie aus demselben Mittelpunkt heraus. Der Radius muss dabei etwas kleiner ausfallen, damit ein Rand entstehen kann. Durch Klick auf das Werkzeug zum Drücken/Ziehen fügen Sie 2D-Elementen Volumen hinzu oder entfernen vorhandenes Volumen. Mit gedrückter Maustaste ziehen Sie dann den äußeren Kreis nach oben. So erhalten Sie einen Gegenstand, der ähnlich aussieht wie eine Tasse.

Achten Sie auf die Abmessungen: Unten rechts im Fenster sehen Sie in Echtzeit die Abmessungen. In unserem Beispiel ist es der Radius. Er wird der Vorlage entsprechend - in diesem Fall Meter - angezeigt. Mit dem Tool "Abmessung" können Sie zusätzlich Abstände und Radien selbst ausmessen. Klicken Sie links auf das Tool und legen Sie Start- und Endpunkte so, wie Sie es wünschen. Eine Betrachtung von allen Seiten ermöglicht das Werkzeug "Handfunktion". Damit verschieben Sie den Bildausschnitt. Mit der mittleren Maustaste können Sie zudem die Perspektive ändern.

So drucken Sie das entworfene Objekt: Als Erstes müssen Sie das Plug-in, das für den STL-Export zuständig ist, von der Sketchup-Website herunterladen. Installieren Sie das Plug-in anschließend, indem Sie auf "Fenster" und dann auf "Erweiterungs-Manager" klicken. Wählen Sie hierzu den Pfad des Plug-ins aus. Unter "Datei" können Sie das Objekt exportieren. Das Programm fragt Sie anschließend nach der Maßeinheit. Geben Sie je nach Präferenz Millimeter oder Zentimeter an. Beim Dateiformat können Sie zwischen ASCII und binär wählen. Im Gegensatz zu ASCII-Dateien beanspruchen binäre Dateien deutlich weniger Speicherplatz.

Bequemer ist es, sich vorgefertigte Modelle herunterzuladen, die von unterschiedlichen Anwendern und Firmen erstellt wurden, zumal diese Modelle kostenlos sind. Zur Auswahl gelangen Sie, indem Sie auf "Datei" und dann auf "3D Warehouse" klicken. Bei jedem einzelnen Modell können Sie mit dem Werkzeug Farbeimer Farbe, Beschaffenheit und Muster individuell verändern. Vorlagen für Ersatzteile, Spielfiguren und weitere Objekte können Sie unter herunterladen.

Bevor das Modell schließlich ausgedruckt wird, sollte die STL-Datei mit den Druckdaten noch einmal überprüft werden, um Fehler auszuschließen. Mit dem Freewaretool Netfabb Studio Basic geht das kinderleicht. Das Tool repariert im Bedarfsfall die Datei automatisch, speichert sie dann aber in einem proprietären Format. Sie umgehen das Problem, indem Sie sich die kritischen Stellen anzeigen lassen und diese in Sketchup überarbeiten. Ansonsten müssten Sie eine kostenpflichtige Version von erwerben.© IDG