Die Entwicklung von VR-Brillen verläuft widersprüchlich: Während die Auflösung der Displays in den vergangenen zehn Jahren deutlich zugelegt hat, stagnierte das Sichtfeld weitgehend. Die meisten Geräte bieten weiterhin rund 100 Grad horizontal wie vertikal. Systeme mit deutlich größerem Sichtfeld sind hingegen oft größer, schwerer und weniger alltagstauglich.

Dass es auch anders geht, demonstrierte Meta diesen Sommer mit neuen Forschungsprototypen, die ein weites Sichtfeld mit einem überraschend kompakten Design verbinden. Genau an dieser Schnittstelle bewegt sich auch das Start-up Hypervision, das seit 2020 an kommerziellen Linsensystemen für VR-Brillenhersteller arbeitet. Auf der Fachmesse UnitedXR Europe präsentierte das Unternehmen zwei Referenzdesigns, darunter eines, das schon bald in kommerzielle VR-Brillen einfließen könnte.

Ultraslim 220: Hochauflösend, weitwinklig und exorbitant teuer

Das erste und technisch anspruchsvollere Referenzdesign heißt „Ultraslim 220“. Der Name ist Programm: Der Forschungsprototyp bietet ein verzerrungsfreies Sichtfeld von 220 Grad horizontal und 94 Grad vertikal bei überraschend platzsparendem Design.

Um dieses weite Sichtfeld zu erreichen, kombiniert das Referenzdesign zwei 4K-OLED-Mikrodisplays und zwei Pancake-Linsen pro Auge: ein Paar für das zentrale und ein Paar für das periphere Sichtfeld. Die Linsen sind im vorderen Bereich miteinander verklebt und weisen eine Naht auf, die beim Durchblick jedoch nahezu verschwindet, wie sich VR-Veteran Christian Steiner vor Ort selbst überzeugen konnte.

Steiner zufolge sieht man die Naht beim Bewegen des Kopfes noch leicht, weil es an dieser Stelle einen schmalen Unschärfebereich gibt. Er geht jedoch davon aus, dass sich dies durch Verbesserungen am Prototyp beheben lasse. Beeindruckend sei auch die Schärfe des Bilds: Dank der zwei 4K-Displays pro Auge erreicht der Prototyp eine Pixeldichte von 48 Pixeln pro Grad, ein angesichts des weiten Sichtfelds außergewöhnlich hoher Wert.

Die gleiche Architektur präsentierte Hypervision bereits vor drei Jahren. Neu am Ultraslim 220 ist, dass erstmals OLED-Mikrodisplays statt LCDs zum Einsatz kommen. Dies stellte eine Herausforderung für das Start-up dar, da OLED-Mikrodisplays deutlich kleiner sind und deshalb einer stärkeren optischen Vergrößerung bedürfen. Die geringe Größe bringt jedoch auch Vorteile mit sich: Sie ermöglicht ein kompakteres Brillengehäuse, auch wenn sich dies am rohen Versuchsaufbau der Ultraslim 220 nur erahnen lässt.

Ungewohnt für Christian Steiner ist, wie nahe die Linsen an den Augen zu liegen kommen. So nahe, dass sie die Wimpern berühren und Korrekturlinsen für Brillenträger unabdinglich machen. Ihm habe das Design noch einmal vor Augen geführt, wie weit das menschliche Sichtfeld tatsächlich ist und dass selbst 220 Grad nicht genügen, um es vollständig abzudecken. Auch wenn der periphere Bereich nur dazu diene, das Gefühl von Präsenz in VR zu vermitteln, steigere dies die Immersion dennoch erheblich.

In handelsüblichen Geräten wird dieses Linsensystem so bald nicht auftauchen. Mit Herstellungskosten von rund 10.000 US-Dollar ist das Referenzdesign in erster Linie für industrielle und militärische Anwendungen vorgesehen.

PanoVR1: Eine Lösung für den Massenmarkt

Das zweite auf der Messe präsentierte Referenzdesign „PanoVR1“ ist dank seiner einfacheren Architektur deutlich erschwinglicher und bietet technische Eigenschaften, die stärker auf die Bedürfnisse des Konsumentenmarkts zugeschnitten sind. Auch hier kommen Pancake-Linsen zum Einsatz.

Das horizontale Sichtfeld beträgt im Vergleich zwar nur 160 Grad, dafür ist das für die Immersion so wichtige vertikale Sichtfeld auf 120 Grad erweitert. Auch dieses Referenzdesign zeigte Hypervision bereits früher. Neu daran sind die 2,7K-LCD-Panels von TCL, die eine höhere Pixeldichte von 28 PPD ermöglichten und dank Local Dimming bessere Schwarzwerte bieten.

Eine VR-Brille mit diesem Linsensystem würde Meta Quest 3 in gleich drei wichtigen Punkten schlagen: beim Sichtfeld, bei der Auflösung und beim Kontrast, der sich dank Local Dimming OLED-Niveau nähert. Da PanoVR1 LCDs statt OLED-Mikrodisplays nutzt, fällt der Aufbau nicht ganz so kompakt aus wie bei Ultraslim 220.

Um PanoVR1 zu einem marktfähigen Preis anbieten zu können, arbeitet Hypervision derzeit mit mehreren Partnern daran, die Grundlagen für eine Massenfertigung zu schaffen. Diese Vorbereitungen sollen im kommenden Jahr abgeschlossen werden. Eine Vermarktung des Linsensystems scheint damit nicht mehr allzu fern.

Eine VR-Brille mit Hypervision-Technik steht bereits in den Startlöchern: Das französische Start-up Lynx wird im Januar den Nachfolger seines Mixed-Reality-Headsets Lynx R-1 vorstellen und hat angekündigt, dass es über das bislang weiteste Sichtfeld aller autarken VR-Brillen verfügen wird. Laut Hypervisions Technikchef Arthur Rabner handelt es sich um ein anderes Linsensystem als PanoVR1, das kein ganz so weites Sichtfeld bietet. Das sei aber auch nicht nötig, weil das neue Lynx-Gerät auf Mixed Reality mit offener Peripherie setzt.

Ein weites Sichtfeld stellt autarke VR-Brillen vor deutlich größere Herausforderungen als PC-VR-Geräte. Durch die größere Bildfläche müssen erheblich mehr Pixel und Objekte gerendert werden. Das bringt mobile Chips schnell an ihre Grenzen und erhöht die Wärmeentwicklung: beides Faktoren, die autarke Geräte limitieren und Hersteller wie Meta davor zurückschrecken lassen, ein größeres Sichtfeld als bisher anzustreben.

Wie groß die erforderliche Rechenleistung ist, zeigt Metas Forschungsprototyp „Boba 3“ mit einem Sichtfeld von 180 Grad horizontal und 120 Grad vertikal, der in diesem Jahr auf der SIGGRAPH demonstriert wurde: Er wurde von einer RTX 5090 angetrieben. Ein besonders weites Sichtfeld dürfte daher noch lange Zeit PC-VR-Brillen vorbehalten bleiben.

(tobe)