Original-URL des Artikels: https://www.golem.de/news/oculus-rift-dk2-im-test-pixeldichte-schlaegt-pentile-matrix-1408-108227.html    Veröffentlicht: 01.08.2014 07:00    Kurz-URL: https://glm.io/108227

Oculus Rift DK2 im Test

Pixeldichte schlägt Pentile-Matrix

Das Development Kit 2 des Oculus Rift ist toll, hat aber seine Schwächen: Die Kameraerfassung klappt gut, das neue Display ist Fluch und Segen zugleich. Bei der Spieleunterstützung braucht es Geduld.

Die Revolution ist Oculus VR bereits 2013 gelungen, die Evolution macht 2014 einen großen Schritt nach vorne: Wir haben die letzten Tage ausführlich das Development Kit 2 (Rift DK2) ausprobiert und sind auf hohem Niveau enttäuscht - aber der Reihe nach.

Das erste Development Kit stellte einen großen Schritt im Bereich der Head-mounted Displays dar. So revolutionär das DK1 war, die geringe Bildschirmauflösung und die Panel-Technik störten die Immersion und sorgten für Simulator Sickness. Folgerichtig hatte Oculus VR das Crystal Cove entwickelt - auf diesem Prototyp basiert das DK2. Dem Immersionsverlust wirkt das neue Panel teilweise entgegen, eine zusätzliche Kamera ermöglicht eine Körpersteuerung.

Verbessert hat der Hersteller auch den Rest des Head-mounted Displays: Zwar wiegt das DK2 mit 440 Gramm immerhin 60 Gramm mehr als das DK1, dafür sitzt es etwas straffer am Kopf. Somit fühlt sich das neue Rift nicht allzu schwer an, im Sommer wurde uns aber so schneller heiß. Die Verkabelung hat Oculus VR eleganter gelöst: Statt einer großen Box plus Netzteil ist nur ein kleiner Splitter vorhanden, der mit dem DK2, einem USB-Port, einem HDMI-Ausgang und der Kamera verbunden wird.

Größtes Manko des DK1 ist das 7-Zoll-Display: Dieses löst mit geringen 1.280 x 800 Bildpunkten auf, die Pixeldichte beträgt gerade einmal 215 ppi - die Vergrößerung mittels Lupenlinsen zeigt erst recht einen "Fliegengitter-Effekt" (Screen Door Effect). Das IPS-Panel hat zudem den Nachteil der recht hohen Reaktionszeit, das Bild schliert aufgrund der langsamen Schaltgeschwindigkeit der Pixel.

Um dieses Problem zu beheben und zugleich eine bessere Kontrastdarstellung sowie exzellente Schwarzwerte zu erreichen, hat Oculus VR im DK2 ein 5,7-Zoll-Display mit OLED-Panel verbaut.

Das Problem der Subpixel-Anordnung

Dieses entspricht dem des Galaxy Note 3 und bietet (übertaktet) 75 statt 60 Hz, die höhere Bildwiederholrate verringert die Simulator Sickness. Auch die Auflösung ist mit 1.920 x 1.080 Bildpunkten (388 ppi) deutlich besser, das Panel nutzt jedoch eine Pentile-Matrix.

Bei einem LC-Display mit IPS-Technik besteht ein Pixel aus drei Subpixeln (rot, grün, blau - kurz RGB). Eine Pentile-Matrix verfolgt einen anderen Ansatz: Auf ein grünes Subpixel folgt ein rotes, wieder ein grünes und so weiter, das gleiche eine Pixelzeile darunter mit grünen und blauen Subpixeln.

Ein Pixel setzt sich daher nicht aus drei Subpixeln zusammen, was gleich mehrere Nachteile birgt: Kanten sind leicht ausgefranst und erscheinen bunt - gerade an den Rändern von hellen Flächen stört es, dass die roten und blauen Subpixel von grünen umgeben sind.

Diese Problematik ist bei einem Smartphone-Display, das aus 30 bis 40 Zentimetern Abstand betrachtet wird, bereits für manche erkennbar. Beim Rift DK2 treten die Nachteile des OLED-Pentile-Panels viel mehr in den Vordergrund, da die Linsen die Subpixel stark vergrößern.

Das ist aber Meckern auf hohem Niveau: Im direkten Vergleich mit dem DK1 zeigt sich, dass die fast verdoppelte Pixeldichte trotz weniger Subpixeln ein gewaltiger Vorteil ist.

In Project Cars beispielsweise ist das Ende einiger Kurven mit dem DK1 kaum zu erkennen, mit dem DK2 steuern wir sicher durch noch so scharfe S-Kurven. Auch filigrane Strukturen wie Zäune sind früher zu sehen, da sie nicht im Pixelmatsch verschwinden.



Farbsäume und Low Persistence

Ein weiteres Problem neben der Subpixel-Matrix sind die neuen Lupenlinsen: Die beiden (statt bisher drei) von Oculus VR beigelegten Pärchen sind viel dicker, ihre Brechung eine andere. Die so entstehende chromatische Aberration rechnet die Software eigentlich heraus.

Beim DK2 klappt das aber nur bedingt, daher sind oft Farbsäume an Kanten zu sehen. In der Millennium Falcon Experience ziehen schwarze Kabel heftig lila Schlieren, die Leiter sieht aus der Distanz aus wie durch ein Kaleidoskop.

Neben der 75-Hz-Verbesserung gibt es einen "Low Persistence"-Modus, der nur dank des OLED-Panels funktioniert: Bei 75 Hz leuchten ein Pixel und seine Subpixel für etwas mehr als 13 Millisekunden. Das ist so lange, dass die menschliche Wahrnehmung es als Störung empfindet. Im "Low Persistence"-Modus bleibt die Leuchtdiode nur eine Millisekunde an und schaltet dann ab.

In der überarbeiteten Tuscany-Demo konnten wir uns per Tastendruck ein Bild davon machen, wie sich der "Low Persistence"-Modus auswirkt: Die subjektiv empfundene Helligkeit sinkt, schnelle Kopfbewegungen aber fühlen sich viel natürlicher an, da das Bild weniger verschwimmt.

Bei einem IPS-Panel klappt das nicht, da alle Pixel von einer gemeinsamen LED-Hintergrundbeleuchtung angestrahlt werden und anders als einzelne OLED-Pixel bei Stromzufuhr nicht von selbst leuchten.

Weniger Schwindel ...

Bereits die geringere Reaktionszeit sowie Leuchtdauer der OLED-Pixel und die auf 75 Hz erhöhte Bildwiederholrate haben in unserer Redaktion viele Testprobanden als deutliche Verbesserung empfunden: Beim DK1 setzte die Simulator Sickness bereits nach weniger als einer Minute ein.

Mit dem DK2 konnten diese Nutzer problemlos eine Viertelstunde spielen, ohne dass ihnen schwindelig oder gar übel wurde. Zwei unserer Redakteure haben mehrfach über 30, zum Teil über 45 Minuten am Stück das DK2 genutzt und dabei eine interessante Erfahrung gemacht.

Da die virtuelle Realität die visuelle Tiefe vorgibt, das Display aber immer den gleichen Abstand zum Auge hat, hatten wir nach dem Absetzen des Rift DK2 einige Minuten Fokussierungsprobleme.

Unser Sehmechanismus musste sich erst wieder an die echte Tiefe gewöhnen. Das räumliche Sehen und die Fähigkeit, Schriften auf dem Bildschirm scharf zu sehen, waren kurzzeitig gestört. Nach einiger Zeit verschwand dieses Problem zwar, wir wissen aber nicht, ob es noch länger anhielte, wenn beispielsweise zwei oder drei Stunden am Stück gespielt würde.

Neben dem "Head Tracking" mit 1.000 Hz, das es Spielern ermöglicht, den Kopf virtuell zu drehen und nach unten oder oben zu schauen, ist "Positional Tracking" der nächste wichtige Immersionsfaktor.



... mehr Immersion

Eine Kamera auf der Oberkante des Bildschirms erfasst in das DK2 eingearbeitete Infrarot-LEDs an der Front und an den Seiten des Rift. Aus diesen Informationen berechnet die Software, wo sich Kopf und Oberkörper des Spielers im Raum befinden.

Somit erkennen angepasste Spiele Bewegungen wie nach vorn beugen oder zurückschrecken. Aber auch seitliches Lehnen um Ecken herum, wie es in Shootern üblich ist, funktioniert wunderbar. Eines der wenigen Spiele mit "Positional Tracking" und Beta-DK2-Unterstützung ist die Steam-Version von Euro Truck Simulator 2: Wer sich nicht nach vorne beugt, sieht durch das Fahrerfenster beim Abbiegen kaum etwas.

Die neue Technik bietet zudem äußerst intensive Szenen in Project Cars: Ein schlecht gewählter Bremspunkt und unser Audi R8 bricht aus - wir reißen die Hände hoch, als der Rennwagen in die Streckenbegrenzung schleudert. Unwillkürlich bewegen wir uns mit, lehnen also den Oberkörper nach vorne in Richtung gesplitterter Windschutzscheibe. Erschreckend real, aber toll.

Das Rennspiel ist dank integrierter Downsampling-Kantenglättung und einstellbarem Pre-Render-Limit ein sehr guter Vorzeigetitel für das Development Kit 2. Derzeit startet es auf dem Rift aber nur mit viel Feintuning, denn alle Entwickler müssen ihre Spiele erst per Patch an das DK2 und das SKD 0.4.0 Beta anpassen.

Dieses ermöglicht besagtes "Positional Tracking", zudem können Spiele direkt auf das Rift gerendert werden, statt zugleich gespiegelt auf dem Monitor zu laufen. Einige Unity-Spiele unterstützen die neue Kamera und den "Direct Display Mode" bereits. Praktisch: Der Bildschirm des DK2 geht erst dann an, wenn die Anwendung läuft.



Spiele-Unterstützung ausbaufähig

Weitere Spiele, die wir ausprobiert haben, waren die neue DX11-Version von Kokiri Forest (mit Musik!) und Proton Pulse Rift. Während Ersteres einen friedlichen Rundgang im Startgebiet von Zelda Ocarina of Time ermöglicht, ist bei Letzterem ziemlich schnell die Farbhölle los: Mit Kopf- und Körperbewegungen steuern wir eine Kugel, die Blöcke zerschlägt - das Spielprinzip ist vermeintlich simpel, macht aber süchtig und brennt in späteren Leveln ein Netzhautfeuerwerk ab.

Bisher nicht vom DK2 unterstützt werden Half-Life 2, Hawken und Star Citizen - schade. Theoretisch sollte hier der gleiche Trick klappen wie bei Project Cars: Das Desktop wird erweitert, mit Bilagos Oculus Runtime Untility der VR-Dienst beendet und dann das Spiel gestartet. Uns ist es dennoch (auch mit erweiterter Verknüpfung sowie user.cfg-Datei) nicht gelungen, die beiden Shooter und das Weltraumspiel auf der neuen Rift zu starten.

Wichtig beim DK2 ist die zumindest für anspruchsvolle Spiele notwendige Leistung: Die Immersion leidet enorm, wenn Grafikkarte und Prozessor nicht konstant 75 fps bei 75 Hz liefern. Beim DK2 müssen verglichen mit dem DK1 doppelte so viele Pixel für eine native Darstellung berechnet werden, weshalb bei Titeln wie Project Cars ein deutlich schnellerer PC erforderlich ist.

Ist zugleich noch Supersampling-Kantenglättung wie DS4X (jede Achse wird doppelt berechnet, d. h. intern Ultra HD) aktiv, sind nur noch High-End-Rechner flott genug. Oculus VR empfiehlt Entwicklern SSAA in ihr Spiel zu integrieren: Hier wird das komplette Bild - Polygone, Texturen, Shader - geglättet und die Darstellung sehr beruhigt. Folgerichtig sollen die Studios auf flimmeranfällige, sehr kleine Objekte verzichten.

Auch wenn wir eine hohe Bildqualität mit feiner Kantenglättung sehr zu schätzen wissen: Beim DK2 ist das Pixelraster weiterhin zu erkennen, konstant 75 fps sind schlicht wichtiger. Die vertikale Synchronisation sollte immer aktiviert sein, damit Tearing nicht das Bild zerreißt und Triple-Buffering sollte falls möglich abgeschaltet werden (in Titeln wie Battlefield 4 via Kommandozeile).

Das verhindert zwar fps-Drops, wenn die Leistung nicht für 75 Bilder pro Sekunde ausreicht, fügt aber einen weiteren Frame Latenz hinzu. Im Idealfall ist zudem das Pre-Render-Limit auf einen statt drei Frames gestellt (per Treiber, über Tools oder in manchen Spielen als Option).

Verfügbarkeit und Fazit

Das Development Kit 2 des Rift ist bei Oculus VR bestellbar. Der Hersteller betont, dass es sich hierbei nicht um ein Consumer-Gerät handelt. Voraussetzung für den Kauf des 350 US-Dollar teuren Head-mounted Displays (zuzüglich Steuern und Versand etwa 360 Euro) ist ein kostenloser Entwickler-Account. Wer dieser Tage ordert, dürfte sein DK2 noch 2014 erhalten.

Fazit

Evolution ist etwas, das in Schritten geschieht und auch kleinere Rückschläge beinhalten kann: Das hochauflösende 1080p-Display des Rift DK2 zeigt deutlich mehr Details als das des DK1, allerdings verringert die niedrigere Subpixelzahl die Bildqualität. Prinzipiell überwiegen aber die Vorteile des OLED-Panels: Die Pixel schalten bedeutend schneller und ermöglichen sehr kurze Beleuchtungszyklen für angenehmeres "Head Tracking", zudem sind Kontrast und Farben viel besser.

Insbesondere in Kombination mit der externen Kamera und der so entstehenden Körpersteuerung ("Positional Tracking") erschafft das Development Kit 2 nach wenigen Minuten eine viel tiefere Immersion als sein Vorgänger. Kurz gesagt: Das DK2 macht einfach mehr Spaß, die Evolution geht insgesamt in die richtige Richtung. Wer noch nie mit einem Head-mounted Display gespielt hat, ist gerade in den ersten Minuten sehr beeindruckt.

Für die erste Consumer-Version des Rift, die 2015 in den Handel kommen dürfte, wird Oculus VR vermutlich ein OLED-Panel mit grob 2.560 x 1.440 Bildpunkten verwenden. Von AU Optronics gibt es bereits entsprechende 5,7-Zoll-Displays, wenngleich uns nicht bekannt ist, ob sie ohne Pentile-Matrix sind. Mittelfristig werden wir ein Rift mit 4K-Panel sehen. Bis dahin braucht es aber noch ein paar Evolutionsschritte.  (ms)


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