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Virtual Reality: Wie Valves Steam VR funktioniert

Fluch und Segen zugleich: Valves Steam VR kombiniert HTCs Vive mit zwei Controllern und einem Tracking-System. Lighthouse ist so simpel wie genial, stellt Entwickler aber vor Herausforderungen.

Artikel von und veröffentlicht am
Steam VR scannt mit Lighthouse
Steam VR scannt mit Lighthouse (Bild: Valve)

Egal wer in den letzten Tagen Valves Steam VR ausprobiert hat - er oder sie waren begeistert. Die Präsenz in einer virtuellen Realität ist weitaus besser als das, was andere Hersteller - Oculus VR inklusive - bisher bieten können. Das liegt aber nicht nur an HTCs Vive, obwohl das in Teilbereichen den Rift-Prototyp Crescent Bay schlägt. Es ist Valves Lighthouse-System, das die Position des Vive samt Controllern im Raum bestimmt. Statt zu stehen und zuzuschauen, lässt Steam VR den Spieler umherlaufen und mit der Umgebung interagieren.

Inhalt:
  1. Virtual Reality: Wie Valves Steam VR funktioniert
  2. Schlaues Vive und doofe Laser

Valve selbst gibt an, über drei Jahre an Steam VR gearbeitet zu haben, all die gesammelte Erfahrung steckt in HTCs Vive Developer Edition. Rein von den technischen Daten her ähnelt das Vive Oculus VRs Rift Dev Kit 2 und Sonys Project Morpheus: Die Auflösung pro Auge beträgt 1.080 x 1.200 Pixel, beide Panels zusammen zeigen also 2.160 x 1.200 Bildpunkte.

Das Rift Dev Kit 2 und Project Morpheus bieten je 1.920 x 1.080 Pixel, zum Crescent Bay gibt es keine gesicherten Angaben - die zwei Panels dürften aber jeweils 1.080 x 1.200 Pixel zeigen. Wichtiges Detail: Project Morpheus setzt auf drei Subpixel in Form einer RGB-Matrix, Oculus VR zumindest beim Rift Dev Kit 2 und HTC beim bisherigen Vive auf eine RGBG-Pentile-Anordnung mit weniger Subpixeln bei nominell gleicher Auflösung.

Alle aktuellen Head-mounted Displays nutzen ein OLED-Panel, bei dem die Pixel, anders als bei einem IPS-Panel, nicht von einer Hintergrundbeleuchtung angestrahlt werden, sondern selbst leuchten. Der Rift-Prototyp liefert wie das HTC Vive 90 Hz, Project Morpheus schafft sogar 120 Hz. Da die Playstation 4 wenig Leistung liefert, können auch 60 fps gerendert und hochskaliert werden. John Carmack zufolge würde das aber nur bei Grafik auf PS3-Niveau klappen.

  • Technische Daten des HTC Vive (Foto: Golem.de)
  • Vergleich des Vive-Rendertargets mit anderen Auflösungen (Foto: Golem.de)
  • Vor- und Nachteile von Single-GPU-Rendering (Foto: Golem.de)
  • Vor- und Nachteile von Multi-GPU-Rendering (Foto: Golem.de)
  • Lighthouse scannt das HTC Vive. (Foto: Golem.de)
  • Das HTC Vive ist mit Fotowiderständen versehen. (Foto: Golem.de)
  • Ohne Kabel geht's noch nicht. (Foto: Golem.de)
  • Die Kamera am Vive dient unbekannten Zwecken. (Foto: Golem.de)
Technische Daten des HTC Vive (Foto: Golem.de)
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Da die Rendering-Auflösung durch die Linsen-Verzerrung des Bildes höher liegt als die Ausgabe-Auflösung, berechnet Valve 1.512 x 1.680 Pixel pro Auge und das 90-mal die Sekunde. Das entspricht etwa einem 60-Hz-Monitor mit Ultra-HD-Auflösung, weshalb Valves SDK je eine Grafikkarte pro Auge unterstützt, und das Vive mit einem HDMI- wie USB-Kabel mit dem Rechner verbunden ist.

Bei 90 Hz wird rechnerisch alle 11,1 Millisekunden ein Frame dargestellt. Zu sehen bekommt der Nutzer diesen für etwa 2 Millisekunden, dann wird das Bild bis zum nächsten Frame schwarz. Diese Technik nennt sich Low Persistence, das Bild verschwimmt weniger und wirkt für das Auge angenehmer.

Unser vertikales Gesichtssichtfeld (Field of View) beträgt inklusive peripherem Sehen rund 180 Grad, abhängig vom Alter etwas weniger. Das Field of View beim Crescent Bay und beim Project Morpheus liegt bei 100 Grad - das Vive schafft mit 110 Grad etwas mehr und fühlt sich daher natürlicher an.

HTC ViveOculus VR Rift DK2Sony Project Morpheus
Display5,x Zoll (OLED, Low Persistence, Global)5,7 Zoll (OLED-Panel, Low Persistence, Rolling?)5,7 Zoll (OLED-Panel, Low Persistence, Rolling?)
Auflösung1.080 x 1.200 Pixel pro Auge, Pentile-Matrix960 x 1.080 Pixel pro Auge, Pentile-Matrix960 x 1.080 Pixel pro Auge, RGB-Matrix
Bildwiederholrate90 Hz75 Hz120 Hz
Field of View110 Grad100 Grad100 Grad
Head-mounted Displays im Vergleich

Valve verbaut ein sogenanntes Global Display und kein Rolling Display - Pixel werden nicht zeilenweise aktualisiert, sondern alle gleichzeitig. Michael Abrash, früher bei Valve und heute bei Oculus VR angestellt, zufolge nehmen Nutzer bei einem Global Display weniger Fehldarstellungen wahr.

Durch das OLED-Panel und Low Persistence ist der Unterschied allerdings nicht so groß wie bei Abrashs Beispiel mit einem 60-Hz-LCD.

Schlaues Vive und doofe Laser 
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Strongground 15. Jun 2015

Nein. Es ist natürlich abhängig von dem eigentlichen Spiel, aber bei HL2 ist es so: Du...

Shao-Lee 10. Mär 2015

....mit welcher Wucht im Internet und auch hier auf Golem über die Vive berichtet wird...

Dwalinn 09. Mär 2015

Dort waren sie aber auf keinen Raum beschränkt sondern konnte sich in dieser Welt...

omfglol 09. Mär 2015

Genau, 600-800¤ soll es kosten. Es gab noch keine konkreten Preise aber auf die...

angrydanielnerd 09. Mär 2015

Ich sag nur: Fließband Simulator 2015 da reichen dann auch die paar m² Fläche aus die...


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