Virtual Reality oder 360° – Finde die richtige Technik für dein Projekt

Auf den ersten Blick sind sich Virtual Reality und 360°-Aufnahmen sehr ähnlich. Man setzt ein Virtual Reality Headset auf und befindet sich in einer komplett anderen Umgebung. Wenn man den Kopf dreht, sieht man in eine andere Richtung in der virtuellen Umgebung.

Virtual Reality und 360° können mit VR-Brillen betrachtet werden.
Virtual Reality oder 360° mit VR-Brille

Der Unterschied wird aber sofort sichtbar, wenn man einen Schritt zur Seite macht. Die 360°-Aufnahme ist wie ein kugelförmiges Bild, welches von genau einem Punkt aufgenommen wurde. Daher kann man das Bild auch nur von diesem Punkt aus betrachten. Bei Virtual Reality dagegen wird die virtuelle Umgebung tatsächlich mittels 3D-Geometrie dargestellt. Das heißt, man kann die Szene von verschiedenen Standpunkten betrachten. Zum Beispiel kann man nachsehen, was sich hinter einem Tisch befindet.

In diesem Artikel erkläre ich euch den Unterschied zwischen Virtual Reality und 360°-Aufnahmen. Wodurch unterscheiden sich die Formate? Wie kann man die Daten erstellen und ansehen? Zum Schluss zeige ich euch, welches Format für welche Anwendung besser passt.

Virtual Reality und 360° Formate

Zunächst sehen wir uns an, aus welchen Daten die verschiedenen Formate eigentlich bestehen. Bei Virtual Reality ist die Definition einfach. Die Szene ist komplett als 3D-Modell vorhanden.

Für Virtual Reality wird ein 3D Modell verwendet
3D Modell für Virtual Reality – Visualisierung mit Gitternetzlinien

Bei 360°-Aufnahmen gibt es unterschiedliche Formate. Ein statisches 360°-Foto ist ein kugelförmiges (sphärisches) Bild. 360°-Videos sind eine Aneinanderreihung von mehreren 360°-Bildern. Es können sich sowohl Objekte in der Szene als auch die Kamera selbst bewegen. Abgespeichert werden die Aufnahmen als normale, rechteckige Bilder. Die kugelförmige Projektion ist deutlich zu sehen.

360° Mono-Bild
Mono 360° Bild. Die sphärische Verzerrung ist eindeutig zu sehen.

Zusätzlich gibt es die Unterscheidung zwischen Mono und Stereo. Mono-360°-Aufnahmen bestehen aus einem sphärischen Bild. Stereo360°-Aufnahmen bestehen aus zwei sphärischen Bildern, eines für das linke Auge und eines für das rechte Auge. Dadurch ist die Tiefenwahrnehmung der Szene möglich, wenn man ein VR Headset verwendet.

360° Stereo-Bild
Stereo 360° Bild. Im Viewer wird das obere Bild für das linke Auge verwendet und das untere Bild für das rechte Auge.

Manchmal werden auch Panoramafotos als 360°-Fotos bezeichnet. In diesem Artikel meine ich mit 360° allerdings immer das Kugelpanorama, welches in allen Dimensionen 360° abdeckt.

Inhalte erstellen

360° Aufnahmen erstellen

Für die Erstellung von 360°-Aufnahmen muss man zunächst zwischen 360°-Videos und statischen 360°-Fotos unterscheiden. Bei 360°-Fotos wird die Szene zu genau einem Zeitpunkt aufgenommen. Bei 360°-Videos wird die Szene über einen längeren Zeitpunkt aufgenommen.

Einzelne 360°-Fotos können mit einer einzigen Kamera erstellt werden. Man bewegt die Kamera rundherum und mit der richtigen Software werden die einzelnen Bilder zu einem kugelförmigen 360°-Bild zusammengefügt. Wichtig ist, dass sich die Szene während der Aufnahme möglichst wenig ändert. Ansonsten kommt es zu lustigen Artefakten, dass Personen halb abgeschnitten oder zweimal sichtbar sind.

Für 360°-Videos benötigt man spezielle Hardware, denn die Szene muss gleichzeitig in alle Richtungen aufgenommen werden. Multikamera-Rigs haben Steckplätze für mehrere Kameras. Üblicherweise werden sechs Kameras verwendet. Omnisphärische Kameras verwenden zwei oder mehr Fisheye-Objektive, um die Szene aus allen Richtungen aufzunehmen. Die Erstellung von 360°-Videos ist nicht immer einfach, dazu gibt es hier wertvolle Tipps.

360°-Aufnahmen werden hauptsächlich für reale Szenen verwendet. Wie bei 2D-Videos ist es auch möglich, fiktionale 3D Szenen aufzunehmen oder reale Szenen mit Visual Effects zu bearbeiten.

Virtual Reality Szenen erstellen

Virtual Reality Inhalte bestehen aus 3D-Modellen. Diese werden üblicherweise von Profis mit 3D-Modeling-Software erstellt. Einfachere Szenen kann man mit fertigen Objekten aus 3D-Bibliotheken zusammenstellen.

Mit Virtual Reality werden meist fiktionale Umgebungen gezeigt, welche nicht einer realen Szene entsprechen. Wenn jedoch eine reale Szene dargestellt werden soll, gibt es drei Möglichkeiten für die Erstellung:

  • Die reale Umgebung wird von 3D-Profis nachmodelliert
  • Es gibt bereits CAD-Modelle von der Planung, welche automatisch in VR-fähige 3D-Modelle umgewandelt werden können
  • Die reale Umgebung wird rekonstruiert. Dazu wird meistens ein Laserscan aufgenommen, aus dem automatisch ein 3D-Modell erstellt wird.

VR und 360° betrachten

Wie vorher beschrieben, kann man beide Formate – VR und 360° – mit einer VR-Brille betrachten. Damit taucht man richtig in die Umgebung ein und kann sie in alle Richtungen betrachten. Bei 360°-Aufnahmen gibt es drei Freiheitsgrade (3-DoF). Man kann den Kopf nach links und rechts drehen, nach oben und unten drehen sowie zur Seite neigen. Bei Virtual Reality gibt es zusätzlich noch drei Freiheitsgrade für die Position. Hier sind also insgesamt sechs Freiheitsgrade (6-DoF) vorhanden. Mehr Informationen zu den Freiheitsgraden findet ihr auch in meinem Artikel zu VR-Brillen.

Sowohl VR-Inhalte als auch 360°-Aufnahmen lassen sich auch auf ganz normalen Displays darstellen. VR-Inhalte werden als 3D-Modelle dargestellt, so wie man das von Computerspielen kennt. Allerdings nennt man es dann nicht mehr Virtual Reality, da die immersive Darstellung wegfällt. Bei 360°-Aufnahmen sieht man immer den aktuellen Ausschnitt als zwei-dimensionales Bild.

Mit VR-Brillen wird der eigene Standpunkt sowie der Blickwinkel ganz einfach durch Bewegung ausgewählt. Ähnlich funktioniert die Navigation bei Smartphones und Tablets, da die Bewegungen von Gyroskop und anderen Sensoren ausgewertet werden. Bei Desktop-Displays sind hingegen Schaltflächen, Maus- oder Keyboard-Eingaben notwendig.

Youtube ist eine gute Quelle, um sich verschiedene 360°-Videos anzusehen. Direkt im Videobild kann man mit gedrückter Maus die Blickrichtung ändern.

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360° Beispiel-Video auf Youtube

Anwendungsbereiche

Welche Technik ist nun für welche Anwendung geeignet? Ich stelle euch zwei konkrete Anwendungen vor, bei denen 360°-Aufnahmen bzw. Virtual Reality besser geeignet sind.

Darstellung von Innenräumen

Immobilienmakler verwenden 360°-Aufnahmen, damit Interessenten schon vor der Besichtigung einen möglichst guten Überblick bekommen. Dazu wird von jedem Raum eine 360°-Aufnahme gemacht. Bei Türen gibt es Schaltflächen, um in den nächsten Raum zu gelangen. Die Darstellung findet meist auf 2D-Displays statt, da nur die wenigsten Menschen ein VR-Headset zuhause haben.

Echtes Virtual Reality mit 3D-Daten ist für diese Anwendung nicht sinnvoll. Die Erstellung der Daten ist zu aufwendig und für die reine Besichtigung sind 360°-Aufnahmen auf jeden Fall ausreichend. Mehr noch, bei 3D Rekonstruktionen gibt es fast immer Artefakte und 360°-Bilder sind daher visuell ansprechender. Falls ein Raum aus zwei oder mehr Blickwinkeln gezeigt werden soll, können mehrere 360°-Aufnahmen gemacht werden.

VR Training

Virtual Reality wird gerne verwendet, um schwierige Aufgaben zu trainieren. Zum Beispiel können Einsatzkräfte bestimmte Situationen gefahrlos in einer virtuellen Welt trainieren. Oft werden dazu reale Szenen genommen, damit die Trainingssituation einem echten Einsatz möglichst ähnlich ist.

Für Trainings ist es wichtig, dass zumindest die relevanten Bereiche in 3D vorhanden sind. Für die Übungen muss man sich im Raum bewegen und mit Objekten interagieren. Im Falle eines Brandes ist es z.B. wichtig, dass man hinter einen Tisch gehen kann um dort das Feuer zu bekämpfen. 360°-Aufnahmen sind für Trainings also nicht genug. Allerdings genügt es in vielen Fällen, wenn die virtuelle Szene nur ungefähr der realen Szene entspricht. Alltägliche Innenräume können mit vorhandenen 3D-Modellen nachgebaut werden.

Zusammenfassung

Virtual Reality und 360°-Aufnahmen sind nur auf den ersten Blick ähnlich. Beide Formate können mit einer VR-Brille betrachtet werden. Die Erstellung der Inhalte sowie die Benutzerinteraktion sind allerdings komplett verschieden. In der folgenden Tabelle habe ich die wichtigsten Unterschiede nochmal zusammengefasst.

Virtual Reality360° Aufnahmen
3D Modellekugelförmige Textur
Bewegung in der Szene möglichFixer Standpunkt, nur Rotation möglich
Blick hinter Objekte möglichVerdeckte Objekte sind nicht sichtbar
Szene kann interaktiv verändert werdenSzene kann nur betrachtet werden
Ideal für virtuelle UmgebungenReale Umgebungen werden detailliert gezeigt
Reale Szenen sind sehr aufwändig zu erstellenStatische Aufnahmen mit dem Smartphone möglich

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