Virtual-Reality-Spiel - Virtual reality game
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Ein Virtual-Reality-Spiel oder VR-Spiel ist ein Videospiel, das auf Virtual-Reality- Hardware (VR) gespielt wird. Die meisten VR-Spiele basieren auf dem Eintauchen des Spielers , normalerweise über eine am Kopf angebrachte Anzeigeeinheit oder ein Headset und einen oder mehrere Controller . Das Headset bietet typischerweise zwei stereoskopische Displays vor den Augen des Benutzers, um einen 3D-Raum zu simulieren.
Die Videospiel - Industrie gemacht frühe Versuche VR in den 1980er Jahren, vor allem mit Mattel ‚s Power - Glove und Nintendo ‘ s Virtual Boy . Mit der Einführung des ersten verbraucherfertigen VR-Produkts, der Oculus Rift , im Jahr 2013 folgten bald VR-Spiele, darunter bestehende Spiele, die für die VR-Hardware angepasst wurden, und neue Spiele, die direkt für VR entwickelt wurden. Während VR-Hardware und -Spiele für den Rest der 2010er Jahre bescheiden wuchsen, galt Half-Life: Alyx , ein von Valve entwickeltes vollständiges VR-Spiel , als die Killer-Anwendung für VR-Spiele.
Geschichte
Frühe VR-Spiele (1980er-2000er)
Die Erforschung von Hardware und Software für virtuelle Realität (VR) begann bereits 1968, aber die meisten Geräte waren für den Verbraucher zu teuer und ihre Verwendung für Spiele war begrenzt. In den späten 1980er Jahren begannen Jaron Lanier und Thomas G. Zimmerman, ehemalige Programmierer bei Atari, Inc. , unter dem Namen VPL Research mit der Entwicklung von Hardware , wobei Lanier den Begriff "Virtual Reality" für ihre Produkte prägte. Eines der Produkte von VPL war der VPL DataGlove, ein Handschuh, der die Fingerbewegung des Benutzers erfasst und in Computereingaben übersetzt. Die Idee inspirierte die Ingenieure von Abrams/Gentile Entertainment (AGE) dazu, mit Mattel und Nintendo zusammenzuarbeiten , um eine kostengünstige Version des DataGlove für das Nintendo Entertainment System (NES) zu entwickeln, bei der ein Großteil der technischen Raffinesse und Bewegungsempfindlichkeit der DataGlove, um angemessene Verbraucherkosten zu erzielen. Der Power Glove wurde 1989 veröffentlicht. Die Spiele Super Glove Ball und Bad Street Brawler wurden speziell für die Verwendung des Power Glove entwickelt, während andere NES-Spiele mit dem Power Glove gespielt werden konnten, indem seine Ausgabe auf verschiedene Steuerungen abgebildet wurde. Ungefähr eine Million Power Glove-Einheiten wurden verkauft, bevor Mattel es 1990 einstellte. Die geringen Kosten im Vergleich zum DataGlove und anderen ähnlichen Handschuhen veranlassten Akademiker, das Gerät für ihre eigene Forschung zu kaufen.
Das Interesse an VR wuchs in den 1990er Jahren, insbesondere nach dem Film Lawnmower Man von 1992 , der dazu beitrug, die Idee von VR-Headsets in der breiten Öffentlichkeit bekannt zu machen. Reflection Technology, Inc. (RTI) hatte ein kopfmontiertes, stereoskopisches Head-Tracking- System entwickelt, das Leuchtdioden- (LED)-Displays verwendet, das Private Eye. Eine Anwendung, die sie getestet hatten, beinhaltete ein Panzerspiel. Suche nach Finanzierungsmöglichkeiten für eine größere Produktion, lizenziert RTI die Technologie zu Nintendo und unter Gunpei Yokoi entwickelte Nintendo die Virtual Boy , veröffentlicht im Jahr 1995. Der Virtual Boy verwendete rote LED - Displays eher als Vollfarb - diejenigen, wie sie produzieren die preiswerteste waren , und erforderte die Montage an einem Ständer, um gespielt zu werden, anstatt am Kopf montiert. Das System war daher sowohl durch den Blick in den Betrachter als auch durch die Überanstrengung der Augen durch die roten LEDs umständlich zu bedienen. Nur 22 Spiele wurden für den Virtual Boy produziert, und es wurde als einer der kommerziellen Misserfolge von Nintendo angesehen. Sega entwickelte in den frühen 1990er Jahren ein kostengünstiges VR-Gerät, den Sega VR , für seine Arcade-Spiele und Heimkonsolen; das Gerät kam nicht über das Prototypenstadium hinaus, obwohl Sega einen Teil seiner Head-Tracking-Technologie in seine Arcade-Kabinen einbaute.
In den 1990er Jahren wurden auch VR-Systeme ohne Head-Mounted-Hardware entwickelt, darunter die Cave Automatic Virtual Environment (CAVE). CAVE-Systeme umfassten mehrere Flachbildschirme, typischerweise mindestens drei Wände, um den menschlichen Spieler zu umgeben, und beinhalteten eine Art Tracking-Sensorsystem, um die Bilder an den Wänden in die Richtung des Spielers abzugleichen. Frühe Anwendungen des CAVE-Systems waren spielbasierte Demonstrationen, aber die Kosten für den kommerziellen Einsatz blieben selbst in den 2010er Jahren unerschwinglich.
Ungefähr zur gleichen Zeit in den 1990er Jahren wurden wichtige Innovationen in der Echtzeit- 3D-Grafik in Computer-, Konsolen- und Arcade-Spielen eingeführt, und mit weiteren Verbesserungen bei erschwinglichen Verbrauchertechnologien begannen Arcade-Spiele zu sinken, da sie mit diesen Innovationen nicht konkurrieren konnten . Die Hersteller von Arcade-Spielen konzentrierten sich stattdessen darauf, Spiele anzubieten, die nicht einfach zu Hause repliziert werden konnten, einschließlich der Einführung von VR-basierten Arcade-Spielen. Zum Beispiel produzierte die Virtuality Group ab den frühen 1990er Jahren ihre Virtuality- Reihe von Arcade-Spielen, die typischerweise ein VR-Headset mit Head-Tracking und anderen Funktionen enthielt. Die Kosten und der Unterhalt dieser Maschinen machten es jedoch schwierig, sie weiterhin zu unterstützen.
In den 2000er Jahren blieb ein starkes Interesse von Akademikern bestehen, zu untersuchen, was VR zusammen mit Augmented Reality und anderen Mixed-Reality- Systemen für Videospiele bringen könnte, aber diese Spiele wurden hauptsächlich für Forschungs-Proof-of-Concepts vorbereitet, um die Interaktion von VR zu demonstrieren Hardware, Software und menschlicher Bewegung statt für die kommerzielle Veröffentlichung, da die Hardwarekosten immer noch hoch waren.
Einführung von Consumer-Ready-Hardware (2010-heute)
Nach jahrzehntelangen Versuchen seit seiner Einführung erschien in den 2010er Jahren kostengünstige VR-Hardware für Verbraucher. Die Oculus Rift gilt als erstes konsumententaugliches VR-Headset und wurde erstmals 2016 veröffentlicht. Das Gerät wurde von Palmer Luckey entwickelt und erstmals 2013 als kostengünstige VR-Option für Videospiele angekündigt. Während der Tests hatte Luckey die Hilfe von John Carmack von id Software gewonnen , um eine VR-Version von Doom 3 für Oculus zu entwickeln. Während dies dazu beitrug, Oculus erfolgreich zu demonstrieren, was dazu führte, dass Facebook Oculus 2014 für 2 Milliarden US-Dollar erwarb , führte es auch zu einer Klage zwischen ZeniMax Media , der Muttergesellschaft von id, gegen Oculus wegen Diebstahls von geistigem Eigentum wegen der Beteiligung von Carmack. Der Fall wurde außergerichtlich beigelegt. Neun Spiele waren zum Start verfügbar und Oculus hatte eine Reihe von Partnerschaften geschlossen, um nach der Veröffentlichung weitere Spiele bereitzustellen.
Die Ankündigung von Oculus Rift führte zu anderen VR-Entwicklungen. Sony Computer Entertainment entwickelte das PlayStation VR- System für die PlayStation 4 , während Valve mit HTC zusammenarbeitete, um das HTC Vive zu entwickeln ; beide Geräte wurden 2016 veröffentlicht. Valve entwickelte später ein eigenes Headset ohne HTC, das Valve Index , das 2019 veröffentlicht wurde.
Es wurden auch Headsets veröffentlicht, die für mobile Geräte konzipiert sind und die Geräte verwenden, um die stereoskopische Anzeige, einige der Positionierungsfunktionen und andere VR-Trackings zu erstellen, die in die zusätzliche Hardware eingebettet sind. Im Jahr 2014 Google eingeführt Google Karton , ein kostengünstiges Headset - Paket , das aus Karton für die Verwendung mit Android - Handys aufgebaut ist ; Das fertige Headset schafft den notwendigen visuellen Raum, um die stereoskopische Ansicht vom Display des Telefons zu unterstützen. Samsung hat 2015 in Zusammenarbeit mit Oculus die Samsung Gear VR veröffentlicht, um seine Samsung Galaxy- Smartphones zu unterstützen; Dienste für die Gear VR endeten im Jahr 2020. Nintendo veröffentlichte 2019 das Nintendo Labo VR Kit als Teil seiner Labo- Serie von Spielzeug-zum-Leben- Kartonprodukten. Eine Handvoll Nintendo Switch- Spiele unterstützen die Labo VR-Funktionalität, wie die 2017er Spiele Super Mario Odyssey und The Legend of Zelda: Breath of the Wild .
Trotz der Verfügbarkeit von kostengünstiger Hardware für VR war die Technologie bis 2018 immer noch nicht für Videospiele durchgesetzt, wie es bei der Ankündigung der Oculus Rift erwartet wurde. Dies wurde dem Fehlen einer Killer-Anwendung zugeschrieben , einem Spiel, das die Leute dazu bringen würde, die Hardware zu kaufen, um es zu spielen. Es hatte mehrere Spiele kleinerer Studios gegeben, die als erfolgreich galten, wie Superhot VR und Beat Sabre , aber die Triple-A- Studios hatten sich nicht in die Gegend gewagt. Der Verkauf von VR-Hardware war seit 2016 stetig gestiegen, lag aber 2018 immer noch unter 10 Millionen Einheiten, und es gab Anzeichen dafür, dass die Hersteller in diesem Bereich begannen, sich zurückzuziehen.
Viele Journalisten erklärt , dass die erste „Killer - Applikation“ VR - Spiel war Half-Life: Alyx , entwickelt von Ventil und freigegeben März 2020 Alyx eine Reihe neuer Steuersysteme umfasst das vermeiden Reisekrankheit Probleme der bisherigen VR - Spiele, wie die 2019er Indie-Titel Boneworks . Innerhalb einer Woche von Alyx ' Ankündigung, verkaufte Ventil aus ihrem Bestand an Index - Einheiten und begann Vorbestellungen mit Erwartungen Einnahme vor der Veröffentlichung des Spiels zu erfüllen. Andere VR-Hardware, einschließlich der Oculus, verzeichnete steigende Verkäufe, was zur Veröffentlichung von Alyx führte .
Hardware
Nahezu alle VR-Spiele erfordern, wie allgemein definiert, die Verwendung eines VR-Headsets, das stereoskopische Displays bietet, die die dreidimensionale Realität simulieren und für den Spieler ein Eintauchen schaffen. Die meisten Headsets enthalten einige Mittel zur Positionsverfolgung, um eine Kopfverfolgung zu ermöglichen (d. h. um zu erkennen, in welche Richtung der Kopf eines Spielers schaut), entweder durch in das Gerät integrierte Sensoren oder durch externe Sensoren oder Kameras, die an den Ecken des Geräts angebracht sind der Spielbereich. Einige Headsets bieten darüber hinaus Eye-Tracking . Um ein immersives Audio zu bieten, werden entweder Surround-Sound- Lautsprechersysteme verwendet oder Headsets können mit Lautsprechern oder Kopfhörern für den Player ausgestattet werden, die 3D-Audioeffekte bereitstellen .
Es ist auch eine Art von Spielereingabe erforderlich. Dies wird am häufigsten durch die Verwendung eines oder mehrerer Gamecontroller bereitgestellt . Ein Controller kann so einfach wie eine Tastatur und Maus (KBM) oder ein Standard-Game-Controller sein oder kann eine spezielle Hardware sein, die eine Positionsverfolgung umfasst. Meistens hat der Spieler bei spezialisierter VR-Hardware zwei Controller, einen für jede Hand. Diese Controller können dem Benutzer auch ein haptisches Feedback bereitstellen .
Kontrollen
Fast alle VR-Spiele werden aus der First-Person-Perspektive gespielt , um die Immersion des Headsets zu nutzen. Die Spielereingaben, die die Bewegung ihres Kopfes, ihrer Hände und ihres Körpers sowie alle Controller-Tasten oder Auslöser umfassen, die sie drücken, werden in Aktionen innerhalb des Spiels umgesetzt. Am häufigsten wird die Sicht des Spielers auf die Umgebung des Spiels verfolgt, wie er seine Hand bewegt, und ihm werden virtuelle Hände gezeigt, die ihn bei der Interaktion mit der Umgebung anleiten, wobei VR die Bewegungen des Spielers eins zu eins mit der virtuellen übersetzt Anhänge. Während Spiele über herkömmliche Steuerelemente wie KBM oder Standard-Konsolencontroller gesteuert werden können, brechen diese Schnittstellen die Immersion und stattdessen spezialisiertere Controller, die normalerweise so konzipiert sind, dass sie auf natürliche Weise in die Hand eines Spielers passen.
VR bietet mehrere neuartige Kontrollschemata – wie der Spieler seinen Spielcharakter durch die Spielwelt und die Richtung, in die er schaut, manipuliert – im Vergleich zum traditionellen freien Look oder Mauslook des traditionellen KBM- oder Standard-Controllers. Bewegung und Zielen können zwischen dem Headset und den Controllern gekoppelt oder entkoppelt sein, wobei typischerweise das Headset die Bewegungsrichtung und das Controller das Ziel steuert, was im Allgemeinen zu immersiveren Erfahrungen führt.
Einige VR - Systeme wie der HTC Vive und Oculus Angebot Raum Skala Tracking, die nicht nur die Bewegungen des Spielers übernehmen , aber wo sie physisch in einem bestimmten Gebiet und die physikalischen Positionierung ihres Körpers. Dies ermöglicht es dem Spieler, sich im Rahmen des VR-Erlebnisses in der Umgebung zu bewegen. Spiele machen dies normalerweise zu einer optionalen Erfahrung, da nicht alle VR-Systeme dies unterstützen und nicht alle Spieler Platz haben, um sich zu bewegen. Beispiele für Spiele, die die Verfolgung von Raummaßstäben unterstützen, sind Job Simulator und Rec Room . Wenn der Raummaßstab nicht verfügbar ist, wurden alternative Bewegungsschemata entwickelt, wenn eine Charakterbewegung erforderlich ist. Ein Spieler kann nach Bedarf automatisch durch das Spiel bewegt werden, ein Spieler muss sich möglicherweise einen Zielort ansehen und durch ein Steuerungsschema seinen Wunsch angeben, seinen Charakter an diese Stelle zu bewegen, oder der Spieler kann traditionellere Steuerungen wie ein analoges verwenden Stick oder Tastatur drückt, um ihren Charakter zu bewegen.
Überlegungen zum Entwurf
VR-Spiele wurden entwickelt, um das Eintauchen zu verbessern – die Wahrnehmung, dass man sich tatsächlich in der virtuellen Welt befindet – und Präsenz – den psychologischen Effekt, dass sie tatsächlich mit der virtuellen Welt außerhalb ihres physischen Körpers interagieren – Konzepte, die mit traditionellen "flachen" nicht ohne weiteres möglich sind Bildschirm"-Spiele, die auf einem Computermonitor oder Fernseher gespielt werden.
Ein limitierender Faktor für VR - Spiele , bis die 2010er Jahre war das Gesamtsystem Latenz zwischen einem Spieler der Aktionen und dem Feedback , das sie am Headset sah. Damit VR als immersives Erlebnis empfunden wird, muss die Latenz so gering wie möglich sein, damit der Spieler das Feedback möglichst in Echtzeit zu seinen Aktionen sieht. Technologieengpässe stammten von zwei Hauptkomponenten von VR-Systemen. Ein Bereich war die Rendering-Geschwindigkeit von Computerhardware, um die 3D-Displays mit einer ausreichend schnellen Bildrate zu aktualisieren . Bildraten von 20 Hz oder weniger erscheinen den meisten Benutzern als eine Reihe separater Bilder und nicht als kontinuierlicher Videostream und unterbrechen das Eintauchen. Ende der 1990er Jahre war diese Rechenleistung nur noch von Hochleistungs-Workstations wie denen von Sun Microsystems und Silicon Graphics vernünftig zu bekommen . Seitdem haben Verbesserungen der Grafikprozessortechnologie und Spiele-Engines mit optimierten Rendering-Systemen Hardware der Verbraucherklasse in die Lage versetzt, Hochgeschwindigkeits-Echtzeit-3D-Rendering mit 60 Hz oder höher bei für VR-Anwendungen geeigneten Auflösungen durchzuführen.
Der zweite Engpass ist die Verarbeitungszeit, um die Informationen des Tracking-Sensors in Feedback umzuwandeln, das in das Spiel integriert wird. Frühere VR-Systeme brauchten einige Zeit, um alle Tracking-Sensorinformationen in ein brauchbares Feedback für den Benutzer zu erfassen, aber dies war im Vergleich zu den herkömmlichen Eingaben und dem Display-Feedback-Zyklus längerfristig. Seitdem wurden Verbesserungen in der Sensortechnologie und den Softwarebibliotheken zur Registrierung von Bewegungen vorgenommen, und VR-Spiele können auch andere Methoden umfassen, wie z. Beide Probleme verbinden sich zu dem Gesamtfaktor der Synchronisation zwischen den Rückkopplungsschleifen. Wenn das Spiel zu lange braucht, um auf die Aktion eines Spielers zu reagieren, selbst wenn es mehr als etwa 25 Millisekunden dauert, wird das Gefühl des Eintauchens weiter unterbrochen. Während viele der Latenzprobleme mit der VR-Hardware der 2010er Jahre gelöst sind, müssen VR-Spiele immer noch unter Berücksichtigung dieser Bedenken programmiert werden.
Andere VR-Spiele
In seiner aktuellen Bedeutung wurde "virtuelle Realität" im Allgemeinen dazu verwendet, beim Spieler immersion und Präsenz zu erzeugen, indem ein neuer visueller Reiz (z. B. durch ein VR-Headset) erzeugt wird, der die Sicht der realen Welt verdeckt. Diese Definition unterscheidet VR von Augmented Reality, bei der zusätzliche visuelle Informationen über der realen Weltansicht hinzugefügt werden. Eine breitere Definition von virtueller Realität kann als jede Anwendung angesehen werden, die einen oder mehrere der menschlichen Sinne durch einen virtuellen ersetzt. Somit könnten Spiele, die ein beliebiges alternatives Steuerungsschema im Vergleich zu einem typischen Gamecontroller oder einem Tastatur-und-Maus-System aufweisen, als Virtual-Reality-Spiel betrachtet werden, bei dem der Berührungssinn dieser traditionellen Steuerungen durch ein neuartiges Schema ersetzt wird. Zu solchen Spielen gehören Spiele mit alternativen Peripheriegeräten wie Dance Dance Revolution und Guitar Hero oder Spiele mit Bewegungssteuerung wie viele Wii- basierte Spiele. Mit der Erweiterung der VR-Hardware in den 2010er Jahren wurde jedoch die Verwendung von "Virtual Reality" für diese Art von Spielen eingestellt.