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AR/VR-Brillen im Test

Welche trägt sich am besten?

25. Mai 2020, 15:00 Uhr   |  Markus Haller

Welche trägt sich am besten?
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Das VDC hat 18 aktuelle VR- und AR-Brillen auf ihre Belastung für den Träger untersucht.

Das deutsche Kompetenzzentrum für virtuelle Realität VDC hat 18 Modelle auf Gewicht und Belastung der Nackenmuskulatur untersucht. Ergebnis: Es kommt nicht auf das Gesamtgewicht an.

Untersucht wurden 18 marktübliche Modelle von 11 verschiedenen Herstellern in einer Preisspanne von etwa 400 € bis 2.000 €. Die Hersteller Pico (4 Modelle) und Oculus (3 Modelle) sind in der Auswahl am häufigsten vertreten, gefolgt von HTC und HP mit jeweils 2 Modellen. Gemessen wurden u.a. das Gesamtgewicht und das Drehmoment, das auf die Nackenmuskulatur des Trägers ausgeübt wird. Diese beiden Parameter bestimmen den Tragekomfort bei langer Tragedauer und werden als relevant für die Einführung der AR/VR-Technik im beruflichen Umfeld angesehen.

Gewicht

HerstellerTypGewicht [g]

Hrst.-Angabe [g]

Differenz [g / %]

Drehmoment [Nm]AvegantGlyph476k.A. 0,36FOVEFove 055252032 / 6,10,43HPMixed Reality Headset57752453 / 10,10,46HPReverb54249844 / 8,80,31HTCVive Pro Eyes889k.A. 0,44HTCVive Cosmos75065199 / 15,20,56MedionErazor450350100 / 28,60,34MetaMeta 2643500143 / 28,60,36OculusRift52749037 / 7,60,39OculusRift S63060030 / 5,00,50OculusQuest61257042 / 7,40,63PicoGoblin 2520268252 / 94,00,37PicoGoblin 2 Pro513268245 / 91,40,37PicoGoblin 2 4K513276237 / 85,90,37PicoNeo658362296 / 81,80,50Pimax8K621499122 / 24,50,55SamsungOdyssey71264468 / 10,60,55VarjoVR-2 Pro1262855407 / 47,60,47
Messprotokoll: Für die Messung wurde ein Aufbau mit 4 Waagen genutzt. In den Spalten 1 bis 4 ist das Gewicht von Messaufbau + VR/AR-Brille angegeben. Das Gesamtgewicht der VR/AR-Brille ist in der Summenspalte vor den Gewichtsangaben des Herstellers z
© Applikationszentrum V/AR

Für die Messung wurde ein Aufbau mit 4 Waagen genutzt. In den Spalten 1 bis 4 ist das Gewicht von Messaufbau + VR/AR-Brille angegeben. Das Gewicht der VR/AR-Brille ist in der Summenspalte vor den Gewichtsangaben des Herstellers zu finden.

Bestimmt wurde das Nettogewicht ohne Verkabelung. Das leichteste Modelle mit 450 g ist das Erazor von Medion und damit rund 64 % leichter als das schwerste Modell, die VR-2 Pro von Varjo mit 1262 g. Das typische Gewicht liegt zwischen 500 g und 700 g. Das VDC hat die Messungen mit den Herstellerangaben gegenübergestellt und in allen Fällen weichen die Messergebnisse nach oben ab. Teils sind es geringe Abweichungen von 30 bis 50 g (Oculus und HP), teils sind es mit rund 300 g (Pico) oder 400 g (Varjo) stark spürbare Unterschiede.

Die Ergebnisse aus der Originalpublikation sind in Bild 1 zu sehen. Dass für die Gewichtsmessung vier Spalten auftauchen, hängt mit dem gewählten Messaufbau zusammen: Es wurden vier Waagen verwendet, auf denen ein Kreuz aufliegt. In der Mitte des Kreuzes befindet sich ein Styroporkopf, der den menschlichen VR-Brillenträger simuliert. Das Kreuz stellt 4 Lastarme bereit, damit auch das Drehmoment bestimmt werden kann. Das Gesamtgewicht ist in der Summen-Spalte aufgeführt.

In Tabelle 1 sind die Resultate zusammengefasst und es wird zusätzlich die Differenz zwischen gemessenem Gewicht und Herstellerangabe in Gramm und als Prozentangabe des vom Hersteller angegebenen Gewichts aufgelistet.

Drehmoment

Netzdiagramm von Gewicht, Hebelarm und erzeugtem Drehmoment für die verschiedenen AR/VR-Modelle. Der kurze Hebelarm beim Modell Varjo VR-2 Pro führt trotz hohem Gewicht zu einem annehmbaren Drehmoment. Beim Modell Oculus Quest tritt ein gegenteiliger
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Netzdiagramm von Gewicht, Hebelarm und erzeugtem Drehmoment für die verschiedenen AR/VR-Modelle. Der kurze Hebelarm beim Modell Varjo VR-2 Pro führt trotz hohem Gewicht zu einem annehmbaren Drehmoment. Beim Modell Oculus Quest tritt ein gegenteiliger Effekt auf.

Gemessen wurde das Drehmoment, das auf die Nackenmuskulatur des Trägers ausgeübt wird. Je höher der Wert ist, desto anstrengender ist das Tragen. Das Drehmoment hängt vom Gesamtgewicht und von der Gewichtsverteilung innerhalb der VR/AR-Brille ab. Ein hohes Gewicht kann durch ein gutes Gerätedesign so verteilt werden, dass nur wenig Drehmoment ausgeübt wird.

Bei den beiden Modellen Varjo und Vive Pro Eyes ist das gelungen: Das Varjo ist mit 1262 g der mit Abstand schwerste Vertreter, liegt mit 0,47 Nm beim Drehmoment aber noch im oberen Mittelfeld (7. Platz). Das bedeutet: Sechs Modelle erzeugen ein noch höheres Drehmoment, das für die Langzeitbenutzung noch ungünstiger ist. Ähnlich ist es mit dem Modell Vive Pro Eyes. Es wiegt 889 g (Platz 2) und erzeugt 0,44 Nm (Platz 9). Der Grund liegt im kurzen Hebelarm. Umgekehrt kann ein unvorteilhaftes Gerätedesign dazu führen, dass trotz geringem Gewicht ein unerwünscht hohes Drehmoment erzeugt wird, wie bei dem Modell Oculus Quest. Bild 2 zeigt die drei Parameter Gewicht, Hebelarm und Drehmoment für alle 18 Modelle.

Bewertung

Die Autoren der Untersuchung bewerten ein Gewicht von jenseits der 1 kg unabhängig vom Gerätedesign als zu schwer für einen langfristigen Einsatz, wie er für professionelle Anwendungen nötig ist. Hinzugerechnet werden muss noch die Kabelage. Zwar können nach Ansicht der Autoren Trainingseffekte (Muskelstärkung) während des Gebrauchs eintreten, das sei aber nicht sicher – und stellt sicherlich eine unnötige Hürde für die Akzeptanz der Technik dar.

Für eine benutzerfreundlichere Anwendung geben die Autoren drei Design-Empfehlungen:

(1) Das Gewicht ist mit den aktuellen Entwürfen meist im Bereich hinter dem Display konzentriert und könne gleichmäßiger am Kopfbereich verteilt werden. Die konstruktiven Freiheiten dazu seien vorhanden.

(2) Bei Autarken Systemen sollten die Akkumulatoren kopfnah, im Idealfall als Gegengewicht im Bereich des Hinterkopfs, positioniert werden.

(3) Gewicht ließe sich außerdem durch Auslagerung von Funktionen einsparen. Als Beispiel schlagen sie die externe Generierung und Versorgung mit einem Videosignal vor. Als limitierenden Faktor sehen sie die hohen Echtzeitanforderungen von AR/VR-Systemen.

Die Untersuchung ist als 11-seitige Publikation frei verfügbar. Sie entstand als Teil des Projekts Applikationszentrum V/AR, das zum Virtual Dimension Center (VDC) in Baden Württemberg gehört. Das VDC ist ein Netzwerk aus Technologiedienstleistern, Forschungsinstitutionen und Wirtschaftsunternehmen, die Hard- und Software für VR/AR-Technik anbieten oder nutzen. Zu den Mitgliedern gehören das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI), Daimler, Festo, Trumpf, mehrere Fraunhofer-Institute, Hochschulen und Universitäten.

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