Virtual Reality: Wie Valves Steam VR funktioniert

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.

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.

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Technische Daten des HTC Vive (Foto: Golem.de)

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.

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.