Die wahre Grenze der VR-Auflösung: Meta und Cambridge Forscher widerlegen 60 PPD Limit
Seit Langem gilt in der VR-Branche die Annahme, dass die menschliche Netzhaut Details bis zu einer Auflösung von etwa 60 Pixel pro Grad (PPD) wahrnehmen kann – ein Wert, der theoretisch einer 20/20-Sehschärfe entspricht. Doch neue, bahnbrechende Forschungsergebnisse der Universität Cambridge und von Metas Applied Perception Science Team stellen diese weit verbreitete Annahme nun auf den Prüfstand und widerlegen sie experimentell.
Was ist PPD und warum ist es entscheidend?
Wenn es um VR-Headsets geht, wird oft die Panel-Auflösung angegeben. Viel entscheidender für die wahrgenommene Bildqualität ist jedoch die Winkelauflösung, also wie viele Pixel pro Grad des Sichtfeldes (PPD) dargestellt werden. Ein Headset mit gleicher Panel-Auflösung, aber doppelt so großem Sichtfeld, würde beispielsweise nur die Hälfte der Winkelauflösung bieten. Während die ersten Consumer-VR-Headsets wie das Oculus DK1 vor über einem Jahrzehnt noch bei etwa 6 PPD lagen – eine Sehschärfe, die als legal blind eingestuft würde – erreichen moderne erschwingliche Headsets heute rund 25 PPD. High-End-Geräte wie die Apple Vision Pro oder die Varjo XR-4 schaffen beeindruckende 35 bis 51 PPD im Zentrum.
Die Studie: Experimentelle Bestätigung höherer Werte
Die Forscher führten eine detaillierte Studie durch, um die tatsächliche Grenze der menschlichen Detailwahrnehmung zu ermitteln. Die Teilnehmer fixierten ihren Kopf auf einer Kinnstütze vor einem 27-Zoll-4K-Monitor, der auf einer motorisierten Schiene montiert war. Die Auflösung der dargestellten Stimuli (Rechteckgittermuster in verschiedenen Farben und Text in Schwarz-Weiß) wurde variiert, indem der Monitor näher oder weiter entfernt positioniert und die räumliche Frequenz der Muster hoch- oder herunterskaliert wurde. Auch der Betrachtungswinkel wurde angepasst.
Ergebnisse, die überraschen
Die Ergebnisse der Studie sind wegweisend: Die Teilnehmer konnten Graustufen-Details im Durchschnitt bis zu beeindruckenden 94 PPD erkennen. Bei Rot-Grün-Mustern lag der Wert bei 89 PPD und bei Gelb-Violett-Mustern bei 53 PPD. Besonders bemerkenswert ist, dass ein Teilnehmer sogar Details bis zu 120 PPD wahrnehmen konnte – das Doppelte des bisher "allgemein akzeptierten" Wertes. Diese Erkenntnisse untermauern, dass das menschliche Auge in der Lage ist, deutlich mehr Details zu verarbeiten, als bisher angenommen.
Implikationen für die Zukunft von VR und AR
Obwohl kommerziell erhältliche Headsets noch weit von diesen Prototypen-Werten entfernt sind – Metas Tiramisu-Prototyp erreichte 90 PPD nur über ein kleines Sichtfeld von 33°x33°, und Tiramisu 2 strebt 60 PPD über ein 90°-Sichtfeld an – zeigen diese Forschungsergebnisse das enorme Potenzial für die weitere Entwicklung von VR- und AR-Hardware auf. Während Smartphones und Tablets in Bezug auf die Pixeldichte möglicherweise stagnieren, haben VR- und AR-Geräte noch Jahrzehnte an Entwicklungsweg vor sich, um kontinuierlich bedeutsame Verbesserungen zu liefern. Auch wenn schon Headsets mit 50 PPD ein sehr realistisches Gefühl vermitteln können, beweist diese Studie, dass noch Luft nach oben ist und unser Sehvermögen mehr verarbeiten kann, als wir dachten.
Diese Forschung bestätigt nicht nur, wo die wahre Grenze der visuellen Wahrnehmung liegt, sondern bestärkt auch die Vision, dass wir erst am Anfang der immersiven Erlebnisse in der virtuellen und erweiterten Realität stehen.