Wann wurden AR und VR erfunden? Die überraschende Geschichte der digitalen Realitäten

Man könnte meinen, Augmented Reality (AR) und Virtual Reality (VR) seien Erfindungen des 21. Jahrhunderts, Schlagwörter aus den Silicon Valleys der modernen Welt. Doch was wäre, wenn wir Ihnen erzählten, dass der Traum, in eine digitale Welt einzutauchen oder unsere physische Welt mit künstlicher Information zu erweitern, ein jahrhundertealter Wunsch ist? Die wahre Geschichte der Erfindung von AR und VR ist keine einfache Datumsangabe, sondern ein komplexes Geflecht aus technologischer Entwicklung, philosophischen Überlegungen und menschlicher Vorstellungskraft, das viel weiter zurückreicht, als die meisten Menschen ahnen. Es ist eine Geschichte voller Fehlstarts, visionärer Prototypen und Erfindungen, die ihrer Zeit so weit voraus waren, dass die Welt einfach noch nicht bereit dafür war.

Die philosophischen und technologischen Vorgänger: Eine Sehnsucht nach anderen Welten

Lange bevor wir über die Rechenleistung verfügten, Pixel zu erzeugen, war die Menschheit davon besessen, die Realität zu simulieren. Dieser Wunsch manifestierte sich in Kunst, Literatur und einigen der frühesten Formen visueller Unterhaltung.

Im 19. Jahrhundert erlebte das Stereoskop , erfunden 1838 von Sir Charles Wheatstone, seinen Aufstieg. Dieses Gerät präsentierte zwei leicht unterschiedliche Bilder, eines für jedes Auge, und erzeugte so eine überzeugende Illusion von Tiefe und Dreidimensionalität. Es war ein enormer kommerzieller Erfolg und kann mit Fug und Recht als Vorläufer aller modernen VR-Headsets gelten. Es löste die grundlegende Herausforderung der Stereopsis – wie man das Gehirn dazu bringt, ein zweidimensionales Bild als dreidimensional wahrzunehmen – ein Prinzip, das jedes VR-Headset noch heute nutzt.

Etwa zur gleichen Zeit zeigte die Entwicklung der Fotografie und des Films eine wachsende Faszination für das Einfangen und Reproduzieren der Realität. Die ultimative Weiterentwicklung bestand natürlich darin, die Realität nicht nur zu betrachten, sondern in sie einzutauchen. Autoren wie Stanley G. Weinbaum, der in seiner Kurzgeschichte „Pygmalions Brille“ von 1935 eine Brille beschrieb, die den Träger in eine fiktive Welt mit Tastsinn, Geschmackssinn und Geruchssinn versetzen konnte, konzipierten VR im Grunde schon Jahrzehnte, bevor die Technologie zu ihrer Realisierung existierte.

Die Geburtsstunde der „Virtuellen Realität“: Vom Konzept zum geprägten Begriff

Die Mitte des 20. Jahrhunderts markierte den entscheidenden Übergang von der Idee zur greifbaren, wenn auch noch ungelenken Realität. In dieser Ära entstanden die ersten echten Prototypen, die die heutige VR-Technologie maßgeblich beeinflusst haben.

1956 entwickelte der Kameramann Morton Heilig einen Prototyp namens Sensorama . Das 1962 vorgestellte Gerät war ein mechanischer Arcade-Automat, der mehrere Sinne ansprach. Es verfügte über ein stereoskopisches 3D-Display, oszillierende Ventilatoren, Duftspender und einen vibrierenden Stuhl, der eine Motorradfahrt durch Brooklyn simulierte. Heiligs Philosophie war das „Erlebnistheater“; er glaubte, Kino solle das Publikum in die Welt der Sinne eintauchen lassen. Obwohl das Sensorama nicht interaktiv war, bedeutete es einen Meilenstein in Richtung multisensorischer Immersion und war ein deutlicher, früher Vorläufer von VR- und AR-Erlebnissen.

Heilig gab sich damit nicht zufrieden. 1960 patentierte er ein kopfgetragenes Display (HMD) namens Telesphere Mask . Es bot stereoskopisches 3D-Sehen und Stereoton und stellte das erste bekannte Beispiel eines kopfgetragenen Displays dar, obwohl es noch keine Kopfbewegungsverfolgung und computergenerierte Bilder bot.

Ivan Sutherland gilt gemeinhin als Schöpfer des ersten echten VR-Headsets. 1968 entwickelte er zusammen mit seinem Schüler Bob Sproull das System „Das Schwert des Damokles“ . Dieses System war erschreckend primitiv und so schwer, dass es von der Decke hängen musste, aber es war revolutionär. Es zeichnete sich durch folgende Merkmale aus:

• Computergenerierte Grafiken: Einfache Drahtgittermodelle von Räumen und Objekten.
• Head-Tracking: Es nutzte mechanische und Ultraschall-Tracker, um die Bildgebung basierend darauf zu aktualisieren, wohin der Benutzer schaute.
• Stereoskopisches Display: Es präsentierte jedem Auge ein anderes Bild.

Sutherlands System legte den Grundstein für die Architektur aller nachfolgenden VR-Systeme. Berühmt wurde er durch seine Beschreibung seiner Vision als „ultimatives Display“, ein Spiegelbild einer virtuellen Welt, die ihren eigenen physikalischen Gesetzen unterliegt. Dieses bahnbrechende Werk macht die späten 1960er-Jahre zu Recht zur eigentlichen VR-„Erfindung“ – zumindest im funktionalen, wenn auch nicht im praktischen Sinne.

Die Entwicklung eines Traums: Die 1970er bis zu den 1990er Jahren

Nach Sutherlands Durchbruch wurde die Forschung vorwiegend in staatlichen und akademischen Laboren, insbesondere bei der NASA, fortgesetzt, die VR für das Astronautentraining und die Visualisierung von Satellitendaten einsetzte. Der Begriff „Virtual Reality“ selbst wurde schließlich Ende der 1980er-Jahre von Jaron Lanier , dem Gründer von VPL Research, geprägt. VPL spielte eine entscheidende Rolle, da das Unternehmen als erstes VR-Ausrüstung verkaufte, darunter den DataGlove (1985) und das EyePhone HMD (1988), und die Technologie so für Forschung und anspruchsvolle Anwendungen kommerzialisierte.

Die 1990er-Jahre versprachen eine VR-Revolution, die jedoch ausblieb. Unternehmen brachten Spielkonsolen und Arcade-Automaten auf den Markt, die auf primitiver VR basierten. Die damalige Technologie – niedrig auflösende Grafik, verzögerte Bewegungserfassung und extrem hohe Kosten – war jedoch schlichtweg noch nicht marktreif. Die ersten VR-Erfahrungen der Öffentlichkeit waren enttäuschend und führten zu einem „Winter“, in dem Interesse und Investitionen über ein Jahrzehnt lang stark zurückgingen.

Der parallele Pfad der erweiterten Realität

Während VR versuchte, völlig neue Welten zu erschaffen, verfolgte AR einen parallelen Ansatz mit dem Ziel, unsere bestehende Welt zu erweitern. Ihre Entstehungsgeschichte ist ebenso komplex.

Der Begriff „Augmented Reality“ wird gemeinhin dem ehemaligen Boeing-Forscher Thomas Caudell zugeschrieben, der ihn 1990 prägte. Er verwendete ihn zur Beschreibung eines digitalen Anzeigesystems, das Arbeiter bei der Montage elektrischer Leitungen in Flugzeugen anleitete. Das erste funktionsfähige AR-System existierte jedoch bereits über zwei Jahrzehnte vor der Einführung dieses Begriffs.

Im Jahr 1968, dem Jahr, in dem Sutherland sein VR-Headset entwickelte, schufen der Harvard-Informatiker Ivan Sutherland (erneut) und sein Student Bob Sproull das erste am Kopf getragene Augmented-Reality-System. Das „Schwert des Damokles“ war zwar primär ein VR-Gerät, konnte aber auch einfache computergenerierte Drahtgittergrafiken in die reale Welt einblenden und war somit gleichzeitig das erste funktionsfähige AR-System.

In den 1990er- und frühen 2000er-Jahren beschränkte sich AR aufgrund der hohen Kosten und der Größe der Hardware auf Anwendungen in der Schwerindustrie, im Militär und im medizinischen Bereich. Ein bedeutender Durchbruch gelang 1999 mit der Entwicklung des ARToolKit durch Hirokazu Kato. Diese Open-Source-Softwarebibliothek nutzte Video-Tracking, um virtuelle Grafiken auf physische Marker zu projizieren und machte die AR-Entwicklung dadurch für Forscher und Entwickler deutlich zugänglicher.

Die moderne Auferstehung und Konvergenz

Die 2010er Jahre markierten den dramatischen Wiederaufschwung beider Bereiche, angetrieben durch den exponentiellen Anstieg der Smartphone-Technologie. Smartphones lieferten die wesentlichen Zutaten für mobile Augmented Reality: hochauflösende Bildschirme, leistungsstarke Prozessoren, hochentwickelte Kameras und Sensoren wie Gyroskope und Beschleunigungsmesser.

Der Start eines extrem erfolgreichen Handyspiels im Jahr 2016 war ein Wendepunkt für Augmented Reality (AR), da er Hunderte Millionen Menschen erstmals auf ihren eigenen Geräten mit dieser Technologie vertraut machte. Er bewies, dass AR ein enormes Nutzungserlebnis bieten und leicht zugänglich sein kann.

Gleichzeitig erlebte VR eine kommerzielle Renaissance. Die erfolgreiche Kickstarter-Kampagne für die Oculus Rift im Jahr 2012 entfachte das Interesse der Branche neu. Sie bewies, dass moderne Technologie endlich die geringe Latenz und die detailreiche Immersion liefern konnte, die VR seit Jahrzehnten versprochen hatte. Dies führte zu einem Wettlauf in der Entwicklung von VR-Headsets und brachte eine neue Generation leistungsstarker, PC-gebundener und autarker Headsets hervor.

Heute verschwimmen die Grenzen zwischen AR und VR zu einem Spektrum, das oft als Mixed Reality (MR) oder XR bezeichnet wird. Moderne Headsets verfügen über Durchsichtkameras, die es Nutzern ermöglichen, ihre reale Umgebung mit digitalen Überlagerungen zu sehen und so die Immersion von VR mit dem Kontext von AR zu verbinden. Diese Konvergenz stellt den nächsten logischen Schritt in der langen Entwicklung dieser Technologien dar.

Wann wurden sie also tatsächlich erfunden?

Es ist unmöglich, ein einheitliches Datum für die Erfindung von AR und VR anzugeben. Das hängt vollständig von der Definition ab.

• Was die konzeptuelle Erfindung betrifft: Man könnte argumentieren, dass sie in den 1830er Jahren mit dem Stereoskop stattfand, oder sogar noch früher, als Renaissance-Künstler die Perspektive studierten.
• Für funktionale VR: Der stärkste Anspruch kommt von Ivan Sutherland mit seinem Film „Das Schwert des Damokles“ aus dem Jahr 1968.
• Zum Begriff „Virtuelle Realität“: Dieser wurde Ende der 1980er Jahre von Jaron Lanier geprägt.
• Für Functional AR: Das gleiche „Schwert des Damokles“-System trug diesen Titel auch schon 1968, allerdings ohne Namen.
• Zum Begriff „Augmented Reality“: Dieser wurde 1990 von Thomas Caudell geprägt.
• Zur Kommerzialisierung: VPL Research Ende der 1980er Jahre für High-End-VR und in den 2010er Jahren für den modernen Verbrauchermarkt für AR und VR.

Ihre Geschichte ist keine Geschichte eines einzelnen Geistesblitzes, sondern die eines langsamen, gemeinschaftlichen Prozesses über verschiedene Disziplinen hinweg. Sie wurde von Kameraleuten wie Heilig, Informatikern wie Sutherland und Sproull, Visionären wie Lanier und Tausenden von Ingenieuren und Entwicklern gestaltet, die den Traum über ein halbes Jahrhundert hinweg verfeinerten.

Die Entwicklung von AR und VR verdeutlicht eindrücklich, dass Technologie nicht einfach entsteht, sondern sich stetig weiterentwickelt. Es ist ein Kreislauf aus Idee, Prototyp, Hype, Enttäuschung, Stagnation und schließlich Wiedergeburt, angetrieben von Fortschritten in anderen Bereichen. Die immersiven Welten, die wir heute erschaffen, sind der Höhepunkt dieser langen und faszinierenden Geschichte. Und während sich diese Technologie in rasantem Tempo weiterentwickelt und immer leistungsfähiger, erschwinglicher und in unseren Alltag integriert wird, werden die spannendsten Kapitel ihrer Geschichte zweifellos noch geschrieben. Der nächste Durchbruch, der AR-Brillen so allgegenwärtig wie Smartphones oder VR-Welten von der realen Welt ununterscheidbar macht, wartet bereits jetzt in einem Labor darauf, auf dem Fundament all dessen aufgebaut zu werden, was zuvor geschah.