Unter diesem Tag finden Sie Beiträge, die Anwendungen, Forschungsprojekte und technische Beispiele dokumentieren, in denen CAVE-Systeme (Cave Automatic Virtual Environment) in der VR-Forschung oder in klinischen und therapeutischen Kontexten eingesetzt werden. Die Inhalte umfassen projektbezogene Demonstrationen, Studienergebnisse und technische Beschreibungen, die zeigen, wie CAVE-Umgebungen für immersive Datenerhebungen, Expositionsszenarien, neuropsychologische Untersuchungen oder verhaltensbasierte Experimente genutzt werden.
Dargestellt werden unter anderem multikanalige VR-Setups, hochauflösende Projektionsumgebungen, Forschungsbeispiele der VT+Lab PowerWall und CAVE-Systeme, Tracking-Konfigurationen sowie Anwendungen, die eine besonders realitätsnahe Interaktion und präzise experimentelle Kontrolle erfordern. Auch audiovisuelle Beispiele aus Forschungsverbünden, technische Hintergründe und praktische Einblicke in den Aufbau und Einsatz solcher Systeme können Teil der Beiträge sein.
VTplus entwickelt und betreibt seit vielen Jahren professionelle VR-Forschungssysteme, darunter PowerWall- und CAVE-Installationen, die in universitären und klinischen Projekten zum Einsatz kommen. Unter diesem Tag finden Sie daher projektbezogene Inhalte, Videos, Forschungsbeispiele und technische Details rund um die Nutzung von CAVE-Systemen in Wissenschaft und Anwendung.
Die Inbetriebnahme der CAVE (5 seitige stereoskopische Mehrkanalprojektion) am Lehrstuhl für Psychologie der Universität Regensburg wurde erfolgreich abgeschlossen.
Das CAVE VR-Labor verwendet die Experimentkontroll- und VR-Simulationssoftware CyberSession (CS-Research 5.6) zusammen mit dem VrSessionMod (Source Engine SDK Modifikation) Rendering.
Im Videobeitrag zu sehen ist der Test der VT+Expo2 Szenarien VR-Vortrag und VR-Höhenangst.
Virtueller Vortrag und virtuelle Höhenangst mit VT+Expo2 Szenarien in der CAVE der Uni-Regensburg
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Im Artikel der Mainpost wird eine Studie zur Therapie von Höhenangst mit virtueller Realität vorgestellt. Die Studie nutzt das VTplus VR-Simulationssystem CyberSession und eine von VTplus erstellt virtuelle Umgebung zur Therapie von Höhenangst.
Weiteres im Mainpost-Artikel.
VT+Lab CAVE Multisensorik Labor der Universität Würzburg als Beispiel Bild für experimentalpsychologische Forschung und Therapieforschung mit Virtueller Realität
Es entstanden mehrere wissenschaftliche Veröffentlichungen aus dem Bereich der experimentellen Angst- und VR-Forschung am VT+Lab CAVE der Universität Würzburg
Die Arbeiten zeigen die Validität von VR-Expositionsszenarien und belegen die wissenschaftliche Relevanz des VTplus-Systems CyberSession und der VT+Expo2-Szenarien in der psychologischen Forschung.
Gromer, D., Madeira, O., Gast, P., Nehfischer, M., Jost, M., Müller, M., … & Pauli, P. (2018). Height Simulation in a Virtual Reality CAVE System: Validity of Fear Responses and Effects of an Immersion Manipulation. Frontiers in Human Neuroscience, 12, 372. doi: 10.3389/fnhum.2018.00372
ARTE FUTUREMAG zeigt Therapieforschung mit virtueller Realität mit einem Höhenangst-Szenario von VT+ an der CAVE der Universität Würzburg.
Zu sehen ist ein Projekt der Arbeitsgruppe Prof. P. Pauli zur Therapie von Höhenangst mit Hilfe virtueller Welten. Dabei wird die Simulationssoftware CS-Research-MP und eine von VT+ erstellte virtuelle Welt am 3D-Multisensoriklabor eingesetzt.
virtueller Aussichtspunkt zur Therapie von Höhenangst
FUTUREMAG Sendung #16 vom 24.05.2014, Infos und vollständige Sendung unter: http://www.arte.tv/guide/de/051480-016/futuremag
Der Beitrag beschreibt experimentelle Studien mit VTplus VR-Szenarien zur Erforschung von Höhenangst, Gleichgewicht und Emotionsregulation in virtuellen Umgebungen.
Untersuchung des Angsterlebens in virtuellen Höhensituationen (JMU-Würzburg, 2013)
Aussichtspunkt-Konstruktion.
Hochhaus mit Außenaufzug.
Blick vom Aussichtspunkt in der CAVE der Universität Würzburg.
Aussichtspunkt-Konstruktion
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Virtuelles Hochhaus mit Außenaufzug (Prototyp 2013-05)
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Technische Umsetzung mit CAVE:
Visuelle Darstellung mit 12 Kanal Projektion (5-seitige CAVE mit stereoskopischer Darstellung)
Bewegungs- Orientierungsinformationen von Kopf und Navigationsdevice mittels PhaseSpace Kameratracking
Rendering der 3D Umgebung mit Valve Source SDK und Modifikation VrSessionMod 0.5
Interaktion: Laufen mit Joystick und durch eigene Bewegung
Mühlberger, A., Neumann, R., Lozo, L., Müller, M. & Hettinger, M. (2012). Bottom-up and top-down influences of beliefs on emotional responses: Fear of heights in a virtual environment. In B.K. Wiederhold and G. Riva (Eds.), Annual Review of Cybertherapy and Telemedicine 2012 (pp 133-137). IOS Press. Amsterdam.
Visueller Einfluss auf Gleichgewicht und Angsterleben bei Höhenängstlichen (Bärmann, 2005, JMU-Würzburg)
Hochhaussituation (2003)
Technische Umsetzung:
Visuelle stereoskopische Informationen mit Head-Mounted Display
Ausgehend von Befunden, dass Höhenphobiker bei Konfrontation mit einer Höhensituation eine stärkere Zunahme des Körperschwankens als nichtängstliche Personen aufweisen (Nakahara et al., 2000; Takeya et al., 1978), stellt sich die Frage, inwieweit die Destabilisierung situationsspezifisch durch Angst ausgelöst wird (Ohno et al., 2004) oder ob eine Beeinträchtigung der Gleichgewichtskontrolle beim Vorliegen visueller Konflikte auch unabhängig von der Höhensituation auftritt (Jacob et al., 1995). Untersucht wurden 18 Höhenphobikern und 18 Personen ohne Höhenangst, denen über ein Head Mounted Display zuerst der virtuelle Eindruck einer ebenerdigen Szene auf der Straße und dann der eines Blicks in die Tiefe einer Straßenschlucht dargeboten wurde. Zur Induktion visueller Konflikte wurde in den virtuellen Umgebungen Parallaxe-Information in 3 Abstufungen manipuliert: Bei der Bedingung (1) mit der meisten Information wurde ein Fixkreuz 2 m vor den Probanden gezeigt, bei der Bedingung (2) mit geringerer Information befand sich das Fixkreuz in 22 m Entfernung. In der 3. Bedingung wurde jegliche Information verhindert (sway-reference). Während die Probanden in aufrechter Haltung möglichst ruhig standen und die drei verschiedenen Kreuze fixierten, wurden pro Bedingung sowohl das subjektive Angst- und Schwindelerleben erfasst als auch das Körperschwanken, die Herzrate, Herzratenvariabilität (HRV) und Hautleitfähigkeit. Explorativ wurden in der Höhensituation zusätzlich die Effekte einer gebeugten Kopfhaltung untersucht, bei der eine Verstärkung der sensorischen Konflikte durch Beeinträchtigung des Vestibularorgans angenommen wurde. Die Ergebnisse zeigen bei den Höhenphobikern einen für die Höhensituation spezifischen Anstieg von subjektiv erlebter Angst und Schwindel. Dies kann im Sinne einer gegenseitigen Beeinflussung dieser beiden Erlebnisqualitäten interpretiert werden. Hinsichtlich der Variation von Parallaxe-Information zeigen sich bei den Kontrollpersonen keine Unterschiede. Die Höhenphobiker hingegen empfanden beim Sway-Reference-Kreuz in der Höhe deutlich mehr Schwindel als in den anderen beiden Bedingungen. Der Befund spricht dafür, dass Höhenängstliche situationsspezifisch eine erhöhte Sensitivität gegenüber visuellen Konflikten aufweisen. Die gebeugte Haltung führte bei den Höhenphobikern sowohl zu einem signifikanten Anstieg des Körperschwankens und der HRV als auch des Angsterlebens und der Schwindelgefühle. Dieses Ergebnis kann als Hinweis darauf gewertet werden, dass Höhenphobiker vestibuläre Informationen evtl. stärker gewichten. Insgesamt sprechen die Befunde für eine bei Höhenphobikern in der Höhensituation stärker ausgeprägte Empfindlichkeit gegenüber desorientierenden Wahrnehmungsbedingungen.
Im Rahmen des Abschluss-Symposiums der Forschergruppe „Emotion & Verhalten“ besuchten Forscher aus verschiedenen Bereichen der psychologischen Forschung das CAVE System des Lehrstuhls für Psychologie I an der Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU).
Die nach sechsjähriger DFG-Förderung endende Forschergruppe hat sich in einer Vielzahl von Untersuchungen um die Differenzierung reflektiver und impulsiver psychischer Prozesse und die verstärkte Kooperation von sozialpsychologischer und biopsychologischer Forschung verdient gemacht (Publikationsliste der Forschergruppe).
Das CAVE System in Aktion
Ein Projekt der Forschergruppe (Furcht in virtueller Realität: Wie beeinflusst die „Präsenz“ die emotionale Reaktion?) behandelte hierbei wichtige Aspekte und Voraussetzungen für bewusstes emotionales Erleben in VR. Im Anschluss an die Vorstellung der komplexen und interessanten Forschungsergebnisse und eine intensive Diskussion mit dem kanadischen VR-Experten Stéphane Bouchard (Cyberpsychology Lab of the University of Quebec in Outaouais) wurde allen Interessierten die Möglichkeit geboten, VR selbst zu erleben. Präsentiert wurde ein von VT+ erstelltes virtuelles Szenario zum Erleben von Höhen-Situationen auf einer Aussichtplattform.
Auf eine ausführliche Besichtigung und das Sammeln ganz individueller Eindrücke in VR durch alle Besucher wurde anschließend lebhaft über Immersion und Präsenz in VR, technische Aspekte des CAVE Systems und dessen Anwendung auf neue Untersuchungsfragen diskutiert.
Statement von Mathias Müller (VTplus GmbH)
Wir freuen uns sehr über die positiven Rückmeldungen zur Wirkung des präsentierten VR-Szenarios. An dieser Stelle möchten wir uns auch bei der Julius Maximilians Universität Würzburg (JMU) für die fortwährend gute Zusammenarbeit im Kooperationsprojekt CyberSession, aus welchem die VTplus GmbH als Ausgründung der JMU hervorgegangen ist, bedanken.
