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VR
also die computertgenerierten virtuellen Realität ist eher als Oberbegriff zu sehen statt als klar definierbare Begrifflichkeit. Es gibt sehr viele verschiedene Formen der virtuellen Realität die alle in direkter Abhängigkeit ihres Nutzens stehen. Gemeinsamkeit ist die Darstellung künstlich generierter Formen und Räume. Ich sehe den Begriff VR durch seine Zweiteilung in “Virtuell” und “Realität” immer im direkten Zusammenhang zu einem Raum. Die Physische Realität umfasst alle Gegenstände der Außenwelt also die objektive Wirklichkeit. (Nach Kants Erkentnistheorie könnte man auch sagen die Außenwelt bezeichnet man als die „Dinge an sich“.)

In die Objektive Wirklichkeit
werden alledings oft auch sozialsystemische, ästhetische oder historische Gegebenheiten einbezogen, also abstrakte Strukturen, die vom menschlichen Denken abhängen. Bezeichnet man die Realität als das Wahrnehmbare schließt man möglicherweise existierendes, aber für den Menschen nicht wahrnehmbares aus. Ich sehe also die virtuelle Realität als Mittel der Wahrnehmung in der Realität nicht existierender Sinnesreize, Darstellungen usw. erfahrbar und wahrnehmbar zu machen. Stellt man das Wirkliche in den Gegensatz zur Phantasie wird der Begrif VR in diesem Zusammenhang auch im Realitätzsbegriff zu etwas künstlichem. Dies passiert zum Teil beispielsweise in SecondLive.

Immersivität
Wirkliche VR bedarf der Darstellung in einem durch möglichst viele Sinneskanäle immersiv erlebbaren Raum hierfür gibt es bis heute nur Hilfskonstrukte die einen mehr oder weniger guten Eindruck vermitteln - meist handelt es sich nur um ein zweidimensionales Abbild eines dreidimensionalen, interaktven Raumes.

Interaktivität
ist ein zentraler Aspekt der VR - im Optimalfall wäre sie so uneigeschränkt wie, vielmehr sogar erweitert gegenüber ihrer realen Repräsentanz. der Interaktivitätsbegriff (lat.: “inter agere” also wechselseitig und aufeinander bezogen) muss für meine Konstruktion dualer als seine allgemeine Bedeutung (actio gleich reactio) gesehen werden, da Interaktivität in meinem System einen Wechselwirkungskreislauf bildet.

Wissenschaftlicher Realitätsbegriff
In der Wissenschaftstheorie reicht aber die Möglichkeit der Auffassungen von einem strengen metaphysischen Realismus bis hin zu der Sichtweise, dass die Objekte der Wissenschaft Abstraktionen sind. Bei Aussagen der Wissenschaft über die Realität ist heute kaum noch umstritten, dass

• sie die Wirklichkeit in Symbole (mathematische Zeichen und eine Theoriesprache) übersetzt und
• die wissenschaftlichen Daten aufgrund von Theorien entstehen (theoriebeladen sind) und interpretiert sind.

Dementsprechend kann man vom Gegenstand der Naturwissenschaften ebenso von möglichen Naturen sprechen, wie die Philosophie von möglichen Welten spricht.

Jean Baudrillard (Agonie des Realen) als Denker des Poststrukturalismus sieht Ende des 20. Jahrhunderts die aktuelle Realität durch eine “Agonie fester Bezüge, Agonie des Realen und Rationalen” bestimmt, mit dem das Zeitalter der Simulation Einzug hält. Die Geschichte habe sich “zurückgezogen”, einen “Nebel der Indifferenz hinter sich zurücklassend, durchquert zwar von Strömen, aber all ihrer Bezüge entleert”. Baudrillard stellt Theorien der Hyperrealität auf, in der das Zeichen auf Kosten des ursprünglich von ihm Bezeichneten an Macht gewinnt.

Meine VR-Definition
Hier sehe ich einen Teil der Definition des in meiner Arbeit zu verwendeten Vr-Begriffs: Die Hyperrealität ist das Abbild von etwas, das es in der Realität nicht gibt, sondern sein eigenes Simulacrum ist oder das überhöhte, idealisierte, der Vorstellungen entsprechende Bild eines wirklich existierenden Objektes oder eine Modulation dessen. Der Begriff “Realitäts - Simulation” durch VR kommt dem schon näher.

Die Definition der Hyperrealität (man könnte auch den Begriff metaphysische Realität verwenden) setzt voraus, dass es eine auf einfache, dingliche Begriffe reduzierbare Realität gibt und jede Kommunikation und alle Systemwerte diese Realität durch modifizierte Weitergabe von Informationen bzw. deren Wahrnehmungen in eine Hyperrealität verwandeln kann.

Die Simulation
ist eine Vorgehensweise überwiegend zur Analyse dynamischer Systeme (hier des gesamten interaktiven, selbstreferentiellen Systems Mensch). Bei der Simulation werden Experimente an einem Modell durchgeführt, um Erkenntnisse über das reale System zu gewinnen oder Reaktionen auf Aktionen, Einflüsse und Wahrnehmungen vorausbestimmen zu können. Im Zusammenhang mit Simulation spricht man von dem zu simulierenden System, hier dem Menschen selbst, und von einem Simulator als Implementation oder Realisation eines Simulationsmodells, hier die VR-Umgebung. Letzteres kann durchaus eine Abstraktion des zu simulierenden Systems darstellen (Struktur, Funktion, Verhalten). Der Ablauf des Simulators mit konkreten Werten (Parametrisation) wird als Simulationsexperiment bezeichnet. Dessen Ergebnisse können dann interpretiert und auf das zu simulierende System übertragen werden - es kann so beispielsweise eine Rückkopplung stattfinden.

Der Virtuelle Realitätsraum entspricht in meinem System dem Realraum in dem ich mich bewege, also einer virtuellen Repräsentanz - oder auch Matrix der Realität. Er ist somit eine über die Realität gestülpter virtueller, bespielbarer Raum. Die Begrifflichkeit erweiterte Realität wäre hier nicht ganz zutreffend, da im Hintergrund eine Simulation dahintersteckt (zur utopischen Vorstellung eine Komplettsimulation) welche ein multipel intelligentes und wissendes System impliziert. Aber sicherlich würde eine Überblendung der Realwelt mit ihrer virtuellen Hyperrealität die immersivsten Wahrnehmungsmöglichkeiten bieten. Theoretisch ist mein System so angedacht.
Wettersimulation der Realwelt in der virtuellen Phantasiewelt Second Live:

Quelle der in SL Visualisierten Wetter-Daten:

http://www.weather.gov/forecasts/graphical/sectors/conus.php#tabs

Neben den bekannten Ausprägungen der virtuellen Erlebbarkeit unserer Welt wie googel, nasa und co gibt es eine vielzahl von kleinen oft Projektbezogenen Versuchen unsere Welt zu digitalisieren und so virtuell erfahrbar zu machen.

Das VirtuelTerrainProjekt ist beispielsweise ein so ein Versuch diesen Prozess anzustossen. Hierbei gibt es je nach Bedarf und Funktion eine vielzahl an Zwischenschriten zwischen idealisierung, Schematisierung und absoluter Realitätsnähe:

http://vterrain.org/

Ein paar andere Projektbeispiele:

Geodigitalisierung
http://dvg.uncc.edu/research/vgis.html
http://www.ai.sri.com/digital-earth/+
http://money.cnn.com/2006/05/11/technology/business2_futureboy_0511/index.htm?section=cnn_tech
http://www.openskies.net/
http://www.geosim.co.il/
http://www.geosim.co.il/sol_municipalities.htm
http://www.skylinesoft.com/corporate/corporate_home.asp
http://www.edp24.co.uk/content/news/2002/06/asp/020605coasterode.asp
http://www2.cnn.com/TECH/9512/virtual_bosnia/index.html
http://www.geog.le.ac.uk/vfc/
http://www.gsd.harvard.edu/users/gsd98mf2/studios/china.html
http://lrg.ethz.ch/visulands/fs_visulands.html
http://www.openplans.org/

Datenvisualisierung - Wetter und Strahlung
http://gtresearchnews.gatech.edu/newsrelease/WEATHER.html
http://dashboardspy.com/dashboard-screenshot-3D-stereogram-dashboards.html
http://dvg.uncc.edu/
http://human-factors.arc.nasa.gov/ihh/cdti/cdti.html
http://www.cplus.org/rmw/english1.html

Globerendering
http://star-www.st-and.ac.uk/~fv/webnotes/index.html
http://www.flipcode.com/articles/article_skydomes.shtml
http://www.cs.utah.edu/vissim/papers/sunsky/
http://www.geocities.com/ngdash/whitepapers/skydomecolor.html
http://nis-lab.is.s.u-tokyo.ac.jp/~nis/abs_cgi.html#pas96
http://stud.ics.p.lodz.pl/~keyei/lab/atmoseng/
http://www.sundog-soft.com/
http://www.skypaint.com/
http://www.philohome.com/skycollec/skycollec.htm
http://lfgrafix.com/
http://www.xs4all.nl/~reije081/skyboxes/index.html

Virtualisierung zu Tourismuszwecken /Kulturerbe
http://digitalo.com/deleon/vrglades/
http://www.jfp.co.jp/walk/index_e.htm
http://www.bishopmuseum.org/research/cultstud/kaho/pictures.htm
http://www.geographx.co.nz/
http://www.viewtec.ch/techdiv/terrainviewwebplugin_e.html
http://doris.ooe.gv.at/
http://www.rete.toscana.it/sett/pta/cartografia_sit/sit/elba3d/it/start.htm
http://www.netgate.co.uk/
http://www.ust.ucla.edu/ustweb/Projects/israel.htm

Mit meinem Diplom hatte ich mit Studien der Verortete Visualisierung Menschbezogener Werte begonnen. Bei diesen Studien ging es in erster Linie um die verortete Darstellung von Werten im Raum. Dies wurde in einer dreidimensionalen Testumgebung realisiert. Das Programm war zwar so aufgebaut, dass sowohl eine Echtzeitbetrachtung als auch Datenbankabfragen möglich sind. Der Nutzen der Gleichzeitigkeit war hier allerdings zweitrangig. Sowohl Interface als auch Datenaufbereitung und Visualisierung sind zwar einer Interpretation und möglichen Korrelationsaussage von nutze, die Visualisierungen allerdings sind nicht für eine feedbackkonforme Darstellung geeignet. - Es waren erste Studien der Darstellung im Raum.

In meinem Master geht es mir um dieses Feedback. Es geht um die Wahrnehmung der eigenen Werte in Gleichzeitigkeit und um die Wahrnehmung von Werten der umgebenden Systeme. Bei meinen Gedankenmodellen gehe ich davon aus, dass die zur optimierten Wahrnehmung transformierten Informationen und Werte (ich sage hier bewust nicht Visualisierten) in den Realraum projeziert werden … den Realraum also ergänzen. Nur so kann sich der Nutzer frei im Realraum bewegen. Die Realisierungsfrage des AR Trackings ist hier eine rein technische, welche sich sinnvoll in den nächsten 1-2 Jahren erübrigen wird. Für meine Masterarbeit werde ich mich mit Studien im virtuell simulierten Realraum behelfen (den ich in VR u.a. mit Hilfe von Worldwinddata konstruiere), welche sich in einem weiteren Schritt in eine erweiterte Realität transformieren lassen müssten.

die Wahrnehmung der Werte ist als duales Feedback denkbar:

• meine Werte reagieren auf den Raum und dessen Werte
  (passive Wahrnehmung)
• ich reagiere auf die im Raum Dargestellten eigenen Werte
  (aktive Wahrnehmung)
• ich reagiere auf die im Raum Dargestellten äußeren Werte
  (aktive Wahrnehmung
• ich als selbstrefferentielles System reagiere auf den Umgebungsraum
• Der Raum (das System) reagiert auf mich. Raum als reaktives
  und möglicherweise metamorphes System.

So ein dualer Wahrnehmungskreislauf impliziert ein inteligentes System - also einen Inteligenten Systemraum. Die menschliche Wahrnehmung ist hier nicht unbedingt als bewusste Handlung sondern sondern als unbewusstes Feedback zu verstehen.

Im Unterschied zu der passiven, filmischen Immersion erreicht die Immersion in der Virtuellen Realität durch die Interaktion mit der virtuellen Umgebung eine wesentlich höhere Intensität. Um eine weitere Feedbackkomponente zu haben müsste der User möglicherweise als Avatar selbst in seiner Systemszene wahrnehmbar sein um noch direkter mit seiner Umwelt zu interagieren. Ich werde so selbst in einer Panoramatische Apperzeption für mich selbst wahrnehmbar.

Die Heyewall am igd. Beispiele für das immersive Erleben virtueller Darstellungen

Als panoramatische Apperzeption bezeichnet man eine visuelle Wahrnehmung, welche die Rahmenschau sprengt, auf die Immersion zielt, also der “Eintritt des Beobachters in den Bildraum und somit in sein äußeres system”. Der “Reale Mensch” wird so Beobachter seines virtuellen Repräsentanten. Apperzeption (lateinisch ad: zu und perceptio: Wahrnehmung) bezeichnet das bewusste, willensgesteuerte Erfassen und Verarbeiten von Sinneseindrücken. Im Gegensatz dazu beschränkt sich die Perzeption lediglich auf die Wahrnehmung als physiologischen Vorgang ohne gedankliche Verarbeitung und die Rezeption auf passive Aufnahme von Sinneseindrücken.
Die Entwicklung zu einer panoramatischen Apperzeption geht einher mit der Ablösung der klassischen Zentralperspektive des Quattrocento; die Devise “Ich sehe mich mich sehen” (Paul Valéry) wurde abgelöst durch “Ich will selbst im Geschehen sein”. Mit VR vollzog sich konsequenterweise der alte Menschheitstraum, in anderen, möglichen Welten zu sein, also den Eintritt des Beobachters in den Bildraum. In meinem Szenario ist es dem Menschen möglich in seinen eigenen Bildraum einzusteigen ihn zu erfahren, ihn aktiv oder passiv zu beeinflussen.

“Er tritt dem Bild nicht mehr als grimmige Entität gegenüber, er will im Bild sein. Ein Sein-im-Bild verdrängt das hermeneutische Sein-zum-Bild - ein Beschwören der Ferne, so nah sie auch sein mag.” (Paul Valéry)  Klar, daß unter solchen Bedingungen weder Subjektivität noch Intersubjektivität unversehrt bleiben. Der Mensch ist unendlich mehr Möglichkeit als Wirklichkeit, auch ästhetisch betrachtet. Das Bild dient nicht mehr dazu, ein Abbild der Wirklichkeit zu konstruieren oder sich die Abbildung eines Bildes zu schaffen, sondern diese ganzheitliche Bild- und Raumvorstellung ist Voraussetzung, um ein Bild zu produzieren.

So wäre durch die Loskopplung des Physischen Menschen von seinem virtuellen Repräsentanten die virtuelle Auflösung der Raum-/Zeitabhängigkeit möglich. Das Feedback als Vorausschau könnte weitere Beeinflussungsfaktoren und so Entscheidungsfaktoren liefern.

Mit der virtuellen Realität tritt zur panoramatischen Bilderfahrung so auch die sensomotorische Erkundung einer den Schein von Belebung repräsentierenden Bildsphäre. Der dreidimensional erfahrbar gewordene Raum wandelt unsere Vorstellung vom zweidimensionalen Bild zu einem multisensorischen interaktiven Erfahrungsraum, der in einem prozessualen und systemischen Zusammenhang steht. Er eröffnet Objekte, Bildräume und Zusammenhänge die zuvor nicht dargestellt werden konnten. Die Raumzeitparameter können beliebig gewandelt und das Virtuelle als Modell-, Erfahrungs- und Interaktionsraum genutzt werden.

In einer VR-Umgebung (oder auch in einer durch virtuelle Informationen ergänzte oder veränderte Umgebung) können sich die Sinne durch Gewichtungsverschiebung verändern und so die Wahrnehmung stören. Dies wird deutlich indem man die Anzahl und die Qualität der vorhandenen Ein- und Ausgabekanäle eines VR-Systems betrachtet. Je schlechter einige Kanäle ausgebildet sind (Hard- und Software), desto schlechter wird der entsprechende Sinneskanal stimuliert. Fehlt z.B. ein haptischer Kanal, was heute die Regel ist, so werden andere Sinne stärker stimuliert. Es kommt zu einer Verschiebung der Bedeutung der Sinne. Daraus können sich wiederum veränderte Ausdrucksformen herausbilden. Fehlende Kanalgüte kann außerdem auch zu erheblichen Beeinträchtigungen der Gesundheit führen. Werden die Bilder der virtuellen Welt beispielsweise nicht in Echtzeit dargestellt oder kommt es zu Verzögerungen zwischen Positionsmessung und Reaktion im System, so führt dies zur sogenannten Simulator-Krankheit.

Dies ist grob der Kybernetische Regelkreis von Wahrnehmung und Handlung der die Interaktion zwischen Mensch und Umwelt beschreibt. Die Sinne stellen dem Menschen Informationen über seine Umwelt bereit. Über sein Verhalten steht dieser mit seiner Umwelt in Verbindung und kann dadurch die Umwelt selbst verändern bzw. seine Wahrnehmung von ihr (z.B. indem er einen anderen Standpunkt einnimmt). Die Aufgabe der Wahrnehmung ist es dabei, den gesamten Kreislauf optimal zu unterstützen, um dadurch situationsgerechtes Verhalten zu ermöglichen. Während in der realen Umgebung der Informationskreislauf von Wahrnehmung und Handlung in einem geschlossenen Regelkreis stattfindet, gibt es auch Umgebungen mit nur sehr eingeschränkten Interaktionsmöglichkeiten was ein aktives Feedback betrifft. Hier wird der Kreislauf zwischen den Effektoren und der Systemwelt unterbrochen (zum beispiel bei einer rein filmischen Wahrnehmung). Aber eben um diesen Kreislaufsstrang geht es mir bei meinen feedbackmodellen.

In V- und AR-Umgebungen befindet sich der Mensch in einem geschlossenen Regelkreis mit der virtuellen Umwelt, die wiederum in die natürliche Umgebung eingebettet ist. Dies wird in erweiterten Realitäten noch deutlicher. Der Mensch befindet sich zwar physikalisch in der realen Umgebung, interagiert möglicherweise jedoch (über reale Ein- und Ausgabegeräte) mit der virtuellen Umgebung. Die Interfacefrage wird sich noch zu einem anderen Zeitpunkt stellen. Durch dieses Einfügen einer Schnittstelle zwischen Mensch und (virtueller) Umwelt ist einerseits vollständige Kenntnis über die Interaktion des Menschen mit der virtuellen Umgebung möglich, andererseits läßt sich der dem Menschen präsentierte Stimulus genau kontrollieren und reproduzieren. Die virtuell verortete Informationsvisualisierung könnte so den natürlichen Regelkreis ergänzen und in beide Kanalrichtungen manipulieren.

Sinne

Ein Sinnesorgan nimmt Reize bestimmter Modalitäten als Sinneswahrnehmung (z.B. visuelle Wahrnehmung) auf und setzt damit einen Sinn um. Die Summe aller Sinneswahrnehmungen entspricht der Wahrnehmung als Ganzes. Man unterscheidet folgende Sinneswahrnehmungen des Menschen:

• Visuelle Wahrnehmung
auch Gesichtssinn oder Sehen. Dient der Wahrnehmung von visuellen Reizen wie z.B. Helligkeit, Farbe, Kontrast, Linien, Form und Gestalt, Bewegung und Räumlichkeit. Das zuständige Sinnesorgan ist das Auge. Besonders in künstlerischem Kontext bezeichnet man ein wahrgenommenes Bild oder eine Szene als Sehereignis.

• Auditive Wahrnehmung oder akustische Wahrnehmung
auch Gehörsinn, Gehör oder Hören. Dient der Wahrnehmung von Schall, insbesondere von Geräuschen, Tönen und Klängen. Das zuständige Sinnesorgan ist in erster Linie das Ohr. Sehr laute Schallereignisse können jedoch auch mit dem ganzen Körper, insbesondere durch den Tastsinn wahrgenommen werden. Sehr niederfrequente Schallereignisse werden ebenfalls mit anderen Organen als dem Ohr wahrgenommen. Im Kontext der Psychoakustik wird ein wahrgenommenes Schallereignis Hörereignis genannt, dessen Richtung und Entfernung durch Richtungshören und Entfernungshören bestimmt wird.

• Sensibilität
auch Tastsinn, Gefühl oder Fühlen. Sie ist die Vereinigung von Taktiler Wahrnehmung und Tiefensensibilität und dient damit der Wahrnehmung von (körperlichen) Gefühlen wie beispielsweise Berührungen, Härte oder Hitze. Zuständig für diese Sinneswahrnehmung ist die Gesamtheit aller Tast-, Wärme- und Kälte-Rezeptoren, die in den folgenden Untersystemen angeordnet sind:

• Tiefensensibilität
  Dient der Wahrnehmung der Stellung der Körperglieder zueinander und damit der Körperhaltung. Anstatt eines einzelnen Organs ist eine Vielzahl von Rezeptoren in Gelenken, Muskeln und Sehnen für die Reizaufnahme zuständig, die meistens unter dem Begriff Muskelsinn zusammengefasst werden. Zu diesem System wird außerdem die propriozeptive Wahrnehmung gerechnet, die die Wahrnehmungen der eigenen Organe umfasst.

• Taktile Wahrnehmung
  Dient der Wahrnehmung von Druck, Berührung und Vibrationen sowie der Temperatur. Das zuständige Sinnesorgan ist die Haut und zwar sowohl deren Tast- als auch Wärme- und Kälterezeptoren. Man unterscheidet Untersysteme.

• Trigeminale Wahrnehmung
  Dient der taktilen Wahrnehmung im Gesicht (beispielsweise des Windes) und unterstützt die olfaktorische und die gustatorische Wahrnehmung. Für diese Sinneswahrnehmung ist der Nerv Trigeminus zuständig, dessen freie Nervenenden in der Gesichtshaut und den Schleimhäuten der Nase, der Mundhöhle und der Augen enden.

• Olfaktorische Wahrnehmung
auch Geruch oder riechen. Dient der Wahrnehmung von Riech- und Duftstoffen. Das zuständige Sinnesorgan ist die Nase, genauer gesagt deren Riechschleimhaut. Geruchswahrnehmungen werden im Gedächtnis stark mit Emotionen assoziiert.

• Gustatorische Wahrnehmung
auch Geschmack oder schmecken. Dient der Wahrnehmung von chemischen Qualitäten von Nahrung. Das zuständige Sinnesorgan ist die Zunge mit ihren Geschmacksknospen.

• Vestibuläre Wahrnehmung
auch Gleichgewichtssinn. Dient der Wahrnehmung von Lageveränderungen im Verhältnis zu einem Schwerefeld zur Wahrung des Gleichgewichts und der Kontrolle von Bewegungen, zusammen mit Augen und Muskelsinn. Das zuständige Sinnesorgan ist das Gleichgewichtsorgan im Innenohr.

• Zeitwahrnehmung
Die Zeit ist eine Form der Wahrnehmung, die nicht als Sinneswahrnehmung, sondern als kognitive Wahrnehmung aufgefasst wird: Sie ist eine zwar abstrakte, aber reale Eigenschaft der Umwelt und die grundlegenden Informationen über sie werden über die Sinne aufgenommen (manche Philosophen bezweifeln die Realität der Zeit). Deshalb bildet die Zeitwahrnehmung zwar eine echte Form der Wahrnehmung, es handelt sich aber nicht um eine Sinneswahrnehmung, denn die Zeitwahrnehmung entsteht erst durch kognitive Vorgänge. Beim Menschen unterscheidet man die beiden Formen Wahrnehmung der zeitlichen Folge (Sequenz) und die Wahrnehmung von Zeitintervallen.

In der Tierwelt existieren weitere Sinneswahrnehmungen:

Wahrnehmung von Druck auf Distanz, elektrischer Felder, Magnetfeldern, Thermische Wahrnehmung, Vibratorische Wahrnehmung