NMY Mixed-Reality Communication

R&D

Motion Sickness in Virtual Reality

Datum
31. März 2017
R&D

Motion Sickness in Virtual Reality

Mit dem Einzug von Virtual Reality in die moderne Medienwelt und der Entstehung neuer visueller Welten und Erfahrungen treten auch eine Vielzahl neuer Herausforderungen für Entwickler und Designer in Erscheinung. Eines der größten, mit VR einhergehenden Probleme ist die sogenannte Motion Sickness. 

Motion Sickness (deutsch Bewegungskrankheit) äußert sich in VR durch die gleichen Symptome wie gewöhnliche Reise- oder Seekrankheit: Übelkeit, Unwohlsein, Kopfschmerzen und im schlimmsten Fall sogar Kreislaufprobleme. Verursacht werden diese Phänomene durch widersprüchliche Informationen verschiedener Sinnesorgane. Beispielsweise verursacht der Konflikt zwischen Sehsinn (Horizont) und Lage-/Gleichgewichtssinn (Wellengang) bei der klassischen Seekrankheit Unwohlsein. Im Gegensatz dazu fehlt in VR die zur simulierten Wirklichkeit und dem visuellen Eindruck korrespondierende körperliche Wahrnehmung. Die Ausprägung der Motion Sickness verschlimmert sich mit zunehmender Bewegungsintensität innerhalb der Simulation.

Während der Entwicklung eines VR-Rennspiels hatten wir die Gelegenheit, uns mit dieser Problematik genauer auseinanderzusetzen. Der Aufbau unseres Forschungsprojekts bestand aus einem Racing-Seat, einer Oculus Rift und einer Leap Motion. Mit der Leap Motion, einem Hand- und Gestensensor, wurde der Grad der Immersion erhöht indem die realen Hände des Benutzers in die virtuelle Welt übertragen wurden.

Virtuelle Realtät
 

Erste Versuche und Erkenntnisse

Direkt nach der ersten Probefahrt machten sich die Auswirkungen von Motion Sickness bereits in vollen Zügen bemerkbar. Obwohl die Fahrstrecke zunächst aus einer ebenen Fläche bestand, stellte sich bereits nach wenigen Minuten Unwohlsein ein. Eine Verschlimmerung der Symptome konnte bei Testläufen auf einer Rennstrecke mit Höhenunterschieden festgestellt werden. Geschwindigkeitserhöhung, schnelle Drehbewegungen und die realitätsnahe Fahrphysik wurden als mögliche Ursachen der Motion Sickness identifiziert. Die Kombination von starken Bewegungen im gesamten Sichtfeld und fehlender Wahrnehmung der physischen Kräfte, die dabei normalerweise auf den Körper wirken müssten, intensivierten die Beschwerden. Darüber hinaus wurde schnell klar, dass Kollisionen jeglicher Form unbedingt zu vermeiden sind, da der Körper automatisch auf einen bevorstehenden Aufprall reagiert - selbst wenn dieser lediglich in einer virtuellen Welt stattfindet. 

Unser erster Ansatz, die Beschwerden zu lindern, bestand darin, das Sichtfeld deutlich einzuschränken (z.B. durch eine Vignette). Des Weiteren hatten wir die Idee, durch das visuelle Hervorheben des Streckenverlaufs den Blick der Nutzer auf die Straße und damit auf einen festen Punkt, zu fixieren. Tatsächlich resultierten bereits hieraus deutlich wahrnehmbare Verbesserungen.

Darauf folgend wurde versucht, die Realitätsnähe zu minimieren und Kollisionen zu verhindern. Anstelle eines ebenen Fahrbahnuntergrundes fuhr das Fahrzeug nun, ähnlich wie bei einem Bob, durch eine Röhre. Leider stellte sich dies aufgrund der Fahrzeugneigung sehr schnell als kontraproduktiv heraus und verschlimmerte die Symptome.

VR Racing Seat
 

Resultate

Nach wiederholter Feinjustierung der Fahrphysik, wie z.B. das Verhindern vom Ausbrechen des Fahrzeugs, konnte der Motion Sickness entgegen gewirkt werden. Auch eine leichte Realitätsentfremdung mittels eines futuristischen Cockpits, sowie das Einfügen einer Silhouette zur Einschränkung des Sichtfeldes beugten Beschwerden vor. Ebenso stellte es sich als förderlich heraus, das Fahrzeug, wie bei einer Carrera-Rennbann, „geführt” über die Strecke zu leiten. Diese Herangehensweise bietet sich jedoch nicht für jedes Projekt an und zieht besonders den Verlust des Spielspaßes mit sich, da man dem Nutzer die Kontrolle ein Stück weit entzieht. Idealerweise sollte eine Racing-Installation über eine Hydraulik, die physische Bewegungen realistisch wiedergibt, verfügen um das Problem der Motion Sickness komplett zu beheben.

Leap Motion
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