Die Technik von Valves Steam Lighthouse erklärt

0
Mit Steam Lighthouse hat Valve eine geniale wie einfache Lösung zum Head-Tracking vorgestellt

Das Steam Lighthouse genannte System zum Head-Tracking und zur Positionsbestimmung der HTC Re Vive wurde von Valve entwickelt. Das steckt hinter der einfachen, kostengünstigen und bislang besten Tracking-Lösung.

Die virtuelle Realität galt bei Valve schon seit einigen Jahren als das Next Big Thing in der Spieleindustrie. Entsprechend tief tauchte Valve in die Erfoschung dieser Technologie ein, leistete viel Grundlagenarbeit und zeichnet deshalb für zahlreiche wichtige Erkenntnisse verantwortlich, etwa zur Vermeidung von Motion Sickness. Mit Steam Lighthouse zeigte Valve auf der GDC 2015 nun nicht nur eine Lösung für das Head-Tracking, die alle bisherigen Lösungen in Funktionalität und Kosteneffektivität in den Schatten stellt. Steam Lighthouse funktioniert gleichzeitig auch als Positionsbestimmung im Raum.

Die Lösung, derer sich Valve bedient, ist dabei ausgesprochen clever und erinnert an das GPS. Zwei Basisstationen werden in einem Raum aufgestellt, in gegenüberliegenden Ecken an der Decke. An der Decke deshalb, weil es dort die geringsten Sichtbehinderungen in den Raum hinein gibt. Die Basisstationen senden dann jeweils zwei Class 1 Laserstrahlen aus, einen horizontalen und einen vertikalen, und leuchten damit einen Bereich von 15 mal 15 Fuß aus. Das entspricht umgerechnet 4,572 Metern Seitenlänge respektive einer Fläche von 20,9 Quadratmetern. Das reicht aus, um die meisten Wohn-, Arbeits- und Spielzimmer abzudecken.

Die Basisstationen senden einen horizontalen und einen vertikalen Laser aus, die von der VR-Brille erfasst und zum Head-Tracking genutzt werden
Die Basisstationen senden einen horizontalen und einen vertikalen Laser aus, die von der VR-Brille erfasst und zum Head-Tracking genutzt werden

Die Virtual-Reality-Brille, etwa die HTC Re Vive, ist mit zahlreichen Fotosensoren ausgestattet, die sowohl an der Vorderseite aber auch an den schmalen Rahmenseiten sitzen. Treffen die je zwei horizontalen und vertikalen Laser auf die Sensoren, dann bestimmt die Brille anhand der unterschiedlichen Messwerte der Sensoren die eigene Position und Lage innerhalb des Raumes. Dazu braucht die Brille nur wenige Millisekunden und nimmt die Berechnung auf ein Zehntel Grad genau vor.

Mit der VR-Brille auf dem Kopf, die konzeptbedingt das komplette Sichtfeld des Spielers einnimmt, besteht durch die Bewegungsfreiheit aber die Gefahr, dass man gegen Mobiliar oder Wände läuft. Steam Lighthouse legt zum Schutz des Spielers einen sicheren Spielbereich fest, in dessen Grenzen er sich frei von Hindernissen bewegen kann. Erreicht der Spieler die Grenzen des Bereichs, dann wird ihm das in der virtuellen Realität durch eine Art Kraftfeld dargestellt. Je näher eine Wand kommt, desto deutlicher ist die virtuelle Grenze zu sehen.

Im Ergebnis kann der Spieler also nicht nur den Kopf um insgesamt 360 Grad drehen, nach oben und unten blicken oder den Kopf schräg halten. Er kann sich selbst auch vollkommen frei auf einer über 20 Quadrameter großen Fläche bewegen. Ferner können durch Steam Lighthouse gleich mehrere VR-Brillen bedient werden, womit auch lokale Multiplayer-Partien möglich sind. Die Kosten für die Leuchtfeuer sind aufgrund ihres einfachen Aufbaus sehr gering. Und sie müssen auch nicht mit dem PC verbunden werden, benötigen stattdessen lediglich einen Stromanschluss.

Allerdings handelt es sich dabei nur um einen der möglichen Betriebsmodi für Steam Lighthouse. Die Devkits der HTC Re Vive sollen etwa weitere Betriebsmodi unterstützen. Details dazu gibt es allerdings erst später.

Die Oculus Rift funktioniert hingegen anders. Sie sendet per Infrarotdioden selbst Licht aus. Eine Kamera, die auf dem Monitor platziert werden muss, fängt die Signale auf und errechnet daraus die Lage der Brille. Das bedeutet, dass die Vorderseite der Brille zur Kamera gucken muss und pro Kamera zudem nur eine Brille erfasst werden kann. Außerdem darf der Abstand zwischen der Brille und der Kamera nicht zu groß werden, weil die Erfassung sonst nicht mehr funktioniert.