Welten aus dem Computer

Als Facebook 2014 für zwei Milliarden Dollar die Startup-Firma Oculus kaufte, machte ein altes Gebiet der Informatik wieder Schlagzeilen: die Virtuelle Realität oder VR. Oculus fertigt Datenhelme, die den Träger in solche Welten entführen. Technische Vorläufer gab es schon in den 1960er-Jahren, und in den Neuzigern erlebte die Welt die erste Welle der VR-Begeisterung.

Schon lange streben Menschen danach, künstliche Welten zu schaffen, sei es auch nur für kurze Zeit oder in kleinem Maßstab. In der Steinzeit bemalte ein unbekannter Künstler die Altamira-Höhle in Nordspanien. Er konzentrierte sich auf Vorsprünge in der Höhlendecke; heraus kamen lebensechte Bisons. 1838 erfand Charles Wheatstone den Stereobetrachter, 1952 startete der Hollywood-Film Bwana, der Teufel den ersten 3D-Boom des Kinos. Hier ist er zwei- und hier dreidimensional; bitte eine Rot-Grün-Brille aufsetzen, falls zur Hand.

Drei Jahre später schrieb der in Mexiko lebende Amerikaner Morton Heilig einen Aufsatz über Das Kino der Zukunft. Der 1926 geborene Heilig war Kameramann. Sein Text ist die Geburtsurkunde einer neuen Medientechnik, die in den 1980er-Jahren den Namen „Virtuelle Realität“ erhielt. In Heiligs Filmtheater erlebt der Zuschauer eine völlige Ausfüllung des Gesichtsfelds. Dazu kommen 3D-Projektion, Stereoton und Substanzen in der Luft, die zu jeder Szene den passenden Geruch liefern.

1957 meldete Heilig ein Patent für einen Stereoscopic-Television Apparatus an, der das Kino für eine Person realisierte. Diese schnallt sich kleine Fernseher um den Kopf, dazu kommen Kopfhörer und die Zufuhr von Duftstoffen. Die Bildschirme zeigen die beiden Teile eines 3D-Films, aus denen Augen und Gehirn eine räumliche Sicht erzeugen. Eine „Fernsehbrille“ fiel dem Science-Fiction-Autor und Zeitschriftenverleger Hugo Gernsback schon in den 1930er-Jahren ein; 1963 entstand ein Modell. Der 3D-Effekt macht Heiligs Apparat aber zum ersten, noch analogen Datenhelm oder „Head-Mounted Display“ HMD.

1961 folgte eine Patentanmeldung für den Sensorama Simulator. Er übertrug das Konzept des 3D-Helms auf einen Filmprojektor. Der Benutzer setzt sich direkt vor das Gerät, steckt den Kopf hinein und erlebt eine virtuelle Welt. Morton Heilig hat das Sensorama gebaut und Filme dafür gedreht. Ein Video aus den frühen 1980er-Jahren zeigt ihn mit seiner Erfindung. 1965 erhielt er auch ein westdeutsches Patent für ein „Gerät zur Nachahmung von mit menschlichen Sinnesorganen wahrnehmbaren tatsächlichen Erfahrungen“. Er starb 1997.

Zweiter Vater der virtuellen Realität ist Ivan Sutherland. Geboren 1938 im US-Bundesstaat Nebraska, promovierte er am Massachusetts Institute of Technology mit dem Programm Sketchpad. Nach einer Zwischenstation in der ARPA, den Forschungsbüro des Pentagon, lehrte Sutherland von 1965 bis 1968 an der Harvard-Universität. Hier entwickelte er ein Gerät, das auf dem Kopf einer Versuchsperson saß. Es simulierte echte Seherfahrungen und nahm zugleich die Kopfbewegungen auf.

Das Damoklesschwert, wie das Gerät in der Uni hieß, versteht man am besten durch ein 22-Sekunden-Video, das YouTube liefert. Man sieht darin einen Würfel, den der ans Schwert angeschlossene Computer erzeugt. Die Bilder des Würfels, eins für das rechte und eins für das linke Auge, erscheinen auf kleinen TV-Monitoren, die der Träger über Spiegel betrachtet. Technischen Details finden sich in einem Vortrag, den Sutherland 1968 auf einer Informatik-Konferenz in San Francisco hielt.

„Sword of Damocles“ ohne Gestänge (Foto Computer History Museum)

Das Gerät des Harvard-Forschers sieht einfach aus, es erfüllt aber die grundlegenden Voraussetzungen für die virtuelle Realität, wobei der Begriff damals noch nicht existierte. Der Computer berechnet Bild für Bild zwei digitale Animationen und leitet sie dem User zu. Die Grafik-Paare der Animationen ergeben, mit beiden Augen betrachtet, Gebilde im Raum, in diesem Fall einen schwebenden Würfel. Jede Bewegung des Kopfes wird gemessen und dem Computer gemeldet, der die Position und Ausrichtung des Würfels laufend ändert. Das alles löst im Betrachter die Empfindung eines realen Objekts aus.

1968 ist also das Geburtsjahr der neuen Medientechnik. Nach seinem Geniestreich wandte sich Ivan Sutherland anderen Themen der Computergrafik zu. Er gehörte zu den fleißigsten Innovatoren des Fachs und gewann den Turing-Preis, höchste Auszeichnung der Informatik. Sein Damoklesschwert liegt mittlerweile im Depot des kalifornischen Computermuseums. Die Virtuelle Realität beschränkte sich nach 1968 auf Kunst und Film, siehe die Welt am Draht von Rainer Werner Fassbinder. In den 1980er-Jahren hob sie dann aber richtig ab.

Besonders aktiv waren Wissenschaftler und Ingenieure im Ames-Forschungszentrum der NASA im Silicon Valley. Als wichtigstes Produkt entstand dort die Virtual Interface Environment Workstation VIEW mit einem praktikablen Datenhelm. Projektpartner war die von Jaron Lanier gegründete Firma VPL Research – er soll den Ausdruck „Virtual Reality“ geprägt haben. Aus der Kooperation ging auch der Datenhandschuh hervor, der eine virtuelle Welt zum Anfassen erschafft. Helm und Handschuhe zeigt unser Eingangsbild.

In der Science-Fiction machte sich parallel dazu der Cyberspace breit, den der Held mit Computerhilfe erobert. 1990 nahm sich das österreichische Kunstfestival ars electronica der virtuellen Welten an, ebenso der SPIEGEL. Drei Jahre später folgte der Cover-füllende Cyber-Sex. Jugendfrei waren eine Dokumentation des US-Senders ABC von 1991 und eine Folge der Serie Computer Chronicles von 1992. In diesem Jahr erschien bei uns auch ein Buch zum Thema, verfasst von Howard Rheingold.

Die frühen Neunziger entwickelten sich zur goldenen Ära der virtuellen Realität. Sie brachten neben Konferenzen, Artikeln und Büchern diverse Spielfilme hervor. Zu nennen sind „Der Rasenmähermann“ – hier ist der Trailer – oder „Enthüllung“ – hier ist die VR-Szene – nach dem Buch von Erfolgsautor Michael Crichton. Mit Systemen der englischen Virtuality Group drang die 3D-Welle in Spielhallen ein. Heute kann man im Computerspielemuseum von Berlin eines ihrer Produkte erleben, siehe das Bild unten.

1997 musste Virtuality Konkurs anmelden. Ein VR-Winter begann, und das Interesse der Öffentlichkeit sank erheblich. Der Aufstieg des Datenhelm-Herstellers Oculus könnte nun ein Tauwetter anzeigen. Allerdings sind die zwei Milliarden Dollar, die Facebook 2014 für die Firma hinblätterte, gering im Vergleich zu den Geldmengen, die 2D-Spiele auf dem Globus einbringen. In virtuellen Welten ist jedoch vieles möglich, und wer weiß, was aus dem 1992 vom Science-Fiction-Autor Neal Stephenson erfundenen Metaverse noch wird.

(Foto Computerspielemuseum Berlin)