Das Eintauchen in die virtuelle Realität ist eine Wahrnehmung des physischen Vorhandenseins in einer nicht-physischen Welt. Die Wahrnehmung wird dadurch erzeugt, dass der Benutzer des VR-Systems in Bildern, Ton oder anderen Stimuli umgeben wird, die eine fesselnde Gesamtumgebung bieten.

Eintauchen oder immersiver Zustand ist ein psychologischer Zustand, in dem das Subjekt aufhört, sich seines eigenen physischen Zustands bewusst zu sein. Es wird häufig von einer intensiven Konzentration, einer gestörten Vorstellung von Zeit und Realität begleitet. Der Begriff wird häufig in Computer-, Virtual Reality- und Videospielen (wie MMORPGs) verwendet, kann aber als Schlagwort missbraucht werden.

Im Bereich der virtuellen Realität werden immersive Systeme auch verwendet, um den Benutzer in eine vertraute Umgebung zu bringen, entweder zur Ablenkung oder für Trainingszwecke – um Reflexe einzuflößen, die dann in einem realen Fall verwendet werden, oder um ein reales System aus der Ferne wiederherzustellen welches man also fernsteuern kann. Die Attraktionen von Futuroscope Poitiers oder Pilotdrohnen durch Eintauchen in ein virtuelles Cockpit sind Beispiele dafür. Der Grad der Immersion wird durch die Übereinstimmung der Empfindungen mit denen bestimmt, an die der Benutzer gewöhnt ist, und durch die Angemessenheit der verschiedenen Sinne zwischen ihnen (zum Beispiel die Berührung und das Sehen).

Der Name ist eine metaphorische Verwendung der Erfahrung des Untertauchens, angewandt auf Repräsentation, Fiktion oder Simulation. Immersion kann auch als der Bewusstseinszustand definiert werden, in dem ein „Besucher“ (Maurice Benayoun) oder „immersant“ (Char Davies) das Bewusstsein des physischen Selbst durch Umgeben in einer künstlichen Umgebung verändert; wird verwendet, um eine teilweise oder vollständige Aussetzung des Unglaubens zu beschreiben, die eine Aktion oder Reaktion auf Stimulationen ermöglicht, die in einer virtuellen oder künstlerischen Umgebung auftreten. Der Grad, in dem die virtuelle oder künstlerische Umgebung die Realität getreu wiedergibt, bestimmt den Grad der Aussetzung des Unglaubens. Je größer die Aussetzung des Unglaubens ist, desto größer ist der erreichte Grad der Präsenz.

Im Gegensatz zur passiven cinematischen Immersion ermöglicht die virtuelle Realität die Interaktion mit der virtuellen Umgebung, wodurch eine viel höhere Intensität des Eintauchens erreicht werden kann.

Es wird als immersive virtuelle Umgebung bezeichnet, wenn der Benutzer direkt mit ihm interagieren darf. Die CAVE mit geeigneter Interaktionshardware ist ein Beispiel für ein solches System. Im Gegensatz dazu ist die nicht-immersive virtuelle Realität, z.B. in einem 3D-CAD-System, das auf einem PC betrieben wird.

Fesselnde und hochentwickelte virtuelle Welten führen zu mehr Eintauchen, sowie Controller, die eine natürlich aussehende Interaktion mit der virtuellen Welt ermöglichen. In extremen Fällen kann dies bedeuten, dass sich die Spieler nach dem Ende des VR-Spiels an die reale Welt gewöhnen müssen. Die Intensität hängt auch von der Persönlichkeit des Spielers und der Dauer des Spiels ab.

Die amerikanische digitale Medienprofessorin Janet H. Murray beschreibt das Eintauchen wie folgt:
„Die Erfahrung, zu einem kunstvoll simulierten Ort transportiert zu werden, ist an sich erfreulich, ungeachtet des Fantasieinhalts. Immersion ist ein metaphorischer Ausdruck, der sich aus der körperlichen Erfahrung des Eintauchens in Wasser ableitet. Eine Frau in einem Pool oder einem Pool: die Empfindung von in einem Pool unseren gesamten Wahrnehmungsapparat zu haben. “

Richard Bartle unterscheidet vier verschiedene Ebenen der Immersion (Level of Immersion):
Spieler: Der Charakter ist ein Mittel, die Spielwelt zu beeinflussen.
avatar: Der Charakter ist ein Repräsentant des Spielers in der Spielwelt. Die Spieler sprechen über die Figur in der dritten Person.
Charakter: Computerspieler identifizieren sich mit dem Charakter und sprechen über ihn in der ersten Person.
persona: Der Charakter ist Teil der Identität des Computerspielers. Er spielt keine Figur in einer virtuellen Welt, er ist selbst in einer virtuellen Welt.
Zum Beispiel wird das Computerspiel-Genre von Ego-Shootern im Wesentlichen aus der Sicht des Charakters gespielt, das heißt in der Ich-Perspektive. Die Spieledesigner nutzen das Eintauchen hier, um den Spieler die virtuelle Welt so direkt wie möglich erleben zu lassen.

Typen:
Laut Ernest W. Adams, Autor und Berater für Spieldesign, kann Eintauchen in drei Hauptkategorien unterteilt werden:

Taktisches Eintauchen ist bei taktilen Operationen, die Fertigkeiten beinhalten, zu beobachten. Spieler fühlen sich „in der Zone“ und perfektionieren Aktionen, die zum Erfolg führen.

Strategisches Eintauchen ist zerebraler und ist mit mentaler Herausforderung verbunden. Schachspieler erleben ein strategisches Eintauchen bei der Auswahl einer richtigen Lösung aus einer breiten Palette von Möglichkeiten.

Erzählendes Eintauchen findet statt, wenn Spieler in eine Geschichte investiert werden und ähnelt dem, was man beim Lesen eines Buches oder beim Anschauen eines Films erfährt.
Staffan Björk und Jussi Holopainen, in Patterns In Game Design, teilen Eintauchen in ähnliche Kategorien, nennen sie aber sensorisch-motorische Immersion, kognitive Immersion und emotionale Immersion. Zusätzlich zu diesen fügen sie eine neue Kategorie hinzu:
Räumliches Eintauchen tritt auf, wenn ein Spieler fühlt, dass die simulierte Welt perzeptiv überzeugend ist. Der Spieler fühlt, dass er oder sie wirklich „da“ ist und dass eine simulierte Welt „echt“ aussieht und sich anfühlt.

Gegenwart:
Präsenz, ein Begriff, der sich aus der Verkürzung der ursprünglichen „Telepräsenz“ ableitet, ist ein Phänomen, das es den Menschen ermöglicht, über Technologien mit der Welt außerhalb ihres physischen Körpers zu interagieren und sich mit ihr verbunden zu fühlen. Es ist definiert als das subjektive Empfinden einer Person, in einer Szene zu sein, die von einem Medium dargestellt wird, das normalerweise virtueller Natur ist. Die meisten Designer konzentrieren sich auf die Technologie, mit der eine virtuelle Umgebung mit hoher Wiedergabetreue erstellt wird. Es müssen jedoch auch die menschlichen Faktoren berücksichtigt werden, die bei der Erreichung eines Präsenzzustands eine Rolle spielen. Es ist die subjektive Wahrnehmung, die durch die vom Menschen geschaffene Technologie erzeugt und / oder gefiltert wird, die letztendlich die erfolgreiche Erlangung der Präsenz bestimmt.

Virtual-Reality-Brillen können ein viszerales Gefühl erzeugen, in einer simulierten Welt zu sein, eine Form der räumlichen Immersion, die Präsenz genannt wird. Laut Oculus VR sind die Technologieanforderungen, um diese viszerale Reaktion zu erreichen, eine latenzarme und präzise Verfolgung der Bewegungen.

Immersive virtuelle Realität:
Immersive Virtual Reality ist eine hypothetische Zukunftstechnologie, die heute größtenteils als Virtual-Reality-Kunstprojekte existiert. Es besteht aus dem Eintauchen in eine künstliche Umgebung, in der sich der Benutzer genauso wie in der Konsensusrealität fühlt.

Direkte Interaktion des Nervensystems:
Die am meisten in Betracht gezogene Methode wäre, die Empfindungen, die die virtuelle Realität im Nervensystem direkt ausmachen, zu induzieren. Im Funktionalismus / konventionellen Biologie interagieren wir mit der Konsensusrealität durch das Nervensystem. So erhalten wir alle Impulse von allen Sinnen als Nervenimpulse. Es gibt Ihren Neuronen ein Gefühl erhöhter Empfindung. Es würde beinhalten, dass der Benutzer Eingaben als künstlich stimulierte Nervenimpulse erhält, das System würde die ZNS-Ausgaben (natürliche Nervenimpulse) empfangen und sie verarbeiten, so dass der Benutzer mit der virtuellen Realität interagieren kann. Natürliche Impulse zwischen Körper und Zentralnervensystem müssten verhindert werden. Dies könnte erreicht werden, indem natürliche Impulse durch Nanoroboter blockiert werden, die sich an die Gehirnverdrahtung anheften, während deren digitale Impulse die virtuelle Welt beschreiben, die dann in die Verdrahtung des Gehirns gesendet werden könnte. Ein Rückkopplungssystem zwischen dem Benutzer und dem Computer, der die Information speichert, wäre ebenfalls erforderlich. Wenn man bedenkt, wie viele Informationen für ein solches System benötigt werden, ist es wahrscheinlich, dass es auf hypothetischen Formen der Computertechnologie basieren würde.

Bedarf:
Verständnis des Nervensystems
Ein umfassendes Verständnis davon, welche Nervenimpulse welchen Empfindungen entsprechen und welche motorischen Impulse welchen Muskelkontraktionen entsprechen, wird benötigt. Dies wird ermöglichen, dass die richtigen Empfindungen in dem Benutzer und Aktionen in der virtuellen Realität auftreten. Das Blue Brain Project ist die derzeit vielversprechendste Forschung mit der Idee, zu verstehen, wie das Gehirn funktioniert, indem sehr große Computermodelle gebaut werden.

Fähigkeit, das ZNS zu manipulieren
Das Nervensystem müsste offensichtlich manipuliert werden. Während nicht-invasive Geräte, die Strahlung verwenden, postuliert wurden, sind invasive kybernetische Implantate wahrscheinlich früher verfügbar und genauer. Manipulation könnte in jedem Stadium des Nervensystems auftreten – das Rückenmark ist wahrscheinlich am einfachsten; Da hier alle Nerven durchgehen, könnte dies der einzige Manipulationsort sein. Die molekulare Nanotechnologie bietet wahrscheinlich den erforderlichen Grad an Präzision und könnte es ermöglichen, das Implantat im Körper zu bauen, anstatt es durch eine Operation einzuführen.

Computer Hardware / Software zur Verarbeitung von Ein- / Ausgängen
Ein sehr leistungsfähiger Computer wäre notwendig, um die virtuelle Realität so komplex zu verarbeiten, dass sie von der Konsensusrealität kaum zu unterscheiden ist und schnell genug mit dem Zentralnervensystem interagiert.

Immersive digitale Umgebungen:
Eine immersive digitale Umgebung ist eine künstliche, interaktive, computererzeugte Szene oder „Welt“, in die ein Benutzer eintauchen kann.

Immersive digitale Umgebungen könnten als Synonym für die virtuelle Realität angesehen werden, ohne dass dabei die tatsächliche „Realität“ simuliert wird. Eine immersive digitale Umgebung könnte ein Modell der Realität sein, aber sie könnte auch eine komplette Fantasy-Benutzerschnittstelle oder Abstraktion sein, solange der Benutzer der Umgebung darin eingetaucht ist. Die Definition von Immersion ist breit und variabel, aber hier wird angenommen, dass sie einfach bedeutet, dass der Benutzer sich fühlt, als wären sie Teil des simulierten „Universums“. Der Erfolg, mit dem eine immersive digitale Umgebung den Benutzer tatsächlich eintauchen lässt, hängt von vielen Faktoren ab, wie glaubwürdiger 3D-Computergrafik, Surround-Sound, interaktiver Benutzereingabe und anderen Faktoren wie Einfachheit, Funktionalität und Genussmöglichkeiten. Derzeit werden neue Technologien entwickelt, die realistische Umwelteinflüsse auf die Umgebung der Spieler – Effekte wie Wind, Sitzvibration und Umgebungsbeleuchtung – versprechen.

Wahrnehmung:
Um einen Eindruck der totalen Immersion zu erzeugen, müssen die 5 Sinne die digitale Umgebung als real wahrnehmen. Immersive Technologie kann die Sinne irreführen mit: Panorama-3D-Displays Surround-Sound Force Feedback und Bewegungserkennung Künstliche Kreation von Geschmäckern und Gerüchen

Interaktion:
Sobald die Sinne die digitale Umgebung als real genug wahrnehmen, muss der Benutzer auf natürliche und intuitive Weise mit der Umgebung interagieren können. Eine Vielzahl immersiver Technologien wie Bewegungserkennung reagieren auf die Aktion des Benutzers. Kontrollgrenzflächen des Gehirns (BCI), die auf neuronale Aktivität reagieren, haben sogar begonnen, zu erscheinen.

Beispiele und Anwendungen:
Trainings- und Probensimulationen reichen von Teilaufgabenprozedurtraining (oft Knotologie, zum Beispiel: welche Taste drücken Sie, um einen Betankungsboom einzusetzen) über situative Simulation (wie Krisenreaktion oder Konvoifahrertraining) bis hin zu Full-Motion-Simulationen, die Piloten trainieren oder Soldaten und die Strafverfolgung in Szenarien, die zu gefährlich sind, um in der tatsächlichen Ausrüstung mit lebenden Verordnung zu trainieren.

Computerspiele von einfachen Spielhallen bis hin zu Massively Multiplayer Online-Spielen und Trainingsprogrammen wie Flug- und Fahrsimulatoren. Unterhaltungsumgebungen wie Bewegungssimulatoren, die die Fahrer / Spieler in eine virtuelle digitale Umgebung eintauchen lassen, die durch Bewegung, visuelle und akustische Signale verstärkt wird. Realitätssimulatoren, wie eines der Virunga Mountains in Ruanda, das Sie auf eine Reise durch den Dschungel mitnimmt, um einen Stamm von Berggorillas zu treffen. Oder Trainingsversionen wie eine, die eine Fahrt durch menschliche Arterien und das Herz simuliert, um den Aufbau von Plaque zu beobachten und so etwas über Cholesterin und Gesundheit zu lernen.

Parallel zu Wissenschaftlern nutzen Künstler wie Knowbotic Research, Donna Cox, Rebecca Allen, Robbie Cooper, Maurice Benayoun, Char Davies und Jeffrey Shaw das Potenzial der immersiven virtuellen Realität, um physiologische oder symbolische Erfahrungen und Situationen zu schaffen.

Andere Beispiele für Immersionstechnologie umfassen physische Umgebung / immersiven Raum mit umgebenden digitalen Projektionen und Ton wie CAVE und die Verwendung von Virtual-Reality-Headsets zur Betrachtung von Filmen mit Kopfverfolgung und Computersteuerung des dargebotenen Bildes, so dass der Betrachter erscheint in der Szene sein. Die nächste Generation ist VIRTSIM, die eine totale Immersion durch Motion Capture- und kabellose Head-Mounted-Displays für Teams mit bis zu dreizehn Tauchern ermöglicht, die eine natürliche Bewegung durch Raum und Interaktion im virtuellen und physischen Raum gleichzeitig ermöglichen.

Verwendung in der medizinischen Versorgung:
Neue Studienfelder, die mit der immersiven virtuellen Realität verbunden sind, tauchen jeden Tag auf. Forscher sehen ein großes Potenzial in virtuellen Realitätstests, die als ergänzende Interviewmethoden in der psychiatrischen Versorgung dienen. Immersive virtuelle Realität wurde in Studien auch als ein pädagogisches Werkzeug verwendet, in dem die Visualisierung von psychotischen Zuständen verwendet wurde, um ein besseres Verständnis von Patienten mit ähnlichen Symptomen zu erhalten. Neue Behandlungsmethoden sind für Schizophrenie und andere neu entwickelte Forschungsgebiete verfügbar, in denen immersive virtuelle Realität Melioration in der Ausbildung von chirurgischen Verfahren, Rehabilitationsprogramm von Verletzungen und Operationen und Reduzierung von Phantomschmerz der Gliedmaßen erreichen soll.

Anwendungen in der gebauten Umgebung:
Im Bereich des Architekturdesigns und der Bauwissenschaften werden immersive virtuelle Umgebungen eingesetzt, um Architekten und Bauingenieuren zu helfen, den Entwurfsprozess durch Assimilierung ihres Gefühls für Größe, Tiefe und räumliches Bewusstsein zu verbessern. Solche Plattformen integrieren die Nutzung von Virtual-Reality-Modellen und Mixed-Reality-Technologien in verschiedene Funktionen der Bauforschung, Bauarbeiten, Personalschulungen, Endnutzerbefragungen, Leistungssimulationen und BIM-Visualisierung. Head-Mounted-Displays (mit 3 Freiheitsgraden und 6 Freiheitsgraden) und CAVE-Plattformen werden für räumliche Visualisierungen und BIM-Navigationen (Building Information Modeling) für verschiedene Design- und Evaluierungszwecke verwendet. Kunden, Architekten und Bauherren verwenden abgeleitete Anwendungen von Game-Engines, um BIM-Modelle im Maßstab 1: 1 zu navigieren und so eine virtuelle Walkthrough-Erfahrung zukünftiger Gebäude zu ermöglichen. Für solche Anwendungsfälle wurde die Leistungsverbesserung der Weltraumnavigation zwischen Virtual-Reality-Headsets und 2D-Desktop-Bildschirmen in verschiedenen Studien untersucht, wobei einige eine signifikante Verbesserung bei Headsets mit virtueller Realität nahelegen, während andere keine signifikanten Unterschiede anzeigen. Architekten und Bauingenieure können auch immersive Design-Tools verwenden, um verschiedene Gebäudeelemente in Virtual-Reality-CAD-Schnittstellen zu modellieren und Eigenschaftsänderungen an Building-Information-Modeling-Dateien (BIM-Dateien) in solchen Umgebungen vorzunehmen.

In der Bauphase werden immersive Umgebungen zur Verbesserung der Standortvorbereitung, der Kommunikation vor Ort und der Zusammenarbeit von Teammitgliedern, Sicherheit und Logistik eingesetzt. Für die Ausbildung von Bauarbeitern haben sich virtuelle Umgebungen als sehr effektiv bei der Übertragung von Fertigkeiten erwiesen, wobei Studien ähnliche Leistungsergebnisse für das Training in realen Umgebungen zeigen. Darüber hinaus werden virtuelle Plattformen auch in der Betriebsphase von Gebäuden verwendet, um Daten mit dem Internet zu interagieren und zu visualisieren Things (IoT) Geräte in Gebäuden, Prozessverbesserung und auch Ressourcenmanagement.

Insassen- und Endbenutzerstudien werden in immersiven Umgebungen durchgeführt. Virtuelle Immersive-Plattformen binden zukünftige Nutzer in den Gebäudeentwurfsprozess ein, indem sie Benutzern ein Gefühl der Präsenz vermitteln, indem sie vorkonstruktive Modelle und BIM-Modelle für die zeitnahe und kosteneffiziente Bewertung alternativer Entwurfsoptionen im Gebäudemodell integrieren. Studien, die menschliche Experimente durchführen, haben gezeigt, dass Benutzer in täglichen Büroaktivitäten (Objektidentifizierung, Lesegeschwindigkeit und Verständnis) in immersiven virtuellen Umgebungen und in benchmarkten physischen Umgebungen ähnlich vorgehen. Im Bereich der Beleuchtung wurden Virtual-Reality-Headsets eingesetzt, um den Einfluss von Fassadenmustern auf die Wahrnehmungseindrücke und die Zufriedenheit eines simulierten Tageslichtraums zu untersuchen. Darüber hinaus haben Studien zur künstlichen Beleuchtung immersive virtuelle Umgebungen implementiert, um die Vorlieben der Benutzer von simulierten virtuellen Szenen mit der Steuerung der Jalousien und künstlichen Lichter in der virtuellen Umgebung zu bewerten.

Im Bereich Statik und Analyse ermöglichen immersive Umgebungen dem Benutzer, sich auf strukturelle Untersuchungen zu konzentrieren, ohne sich zu sehr von der Bedienung und Navigation des Simulationstools ablenken zu lassen. Virtuelle und Augmented Reality-Anwendungen wurden für die Finite-Elemente-Analyse von Schalenstrukturen entwickelt. Mithilfe von Stift- und Datenhandschuhen als Eingabegeräte kann der Benutzer ein Netz erstellen, ändern und Randbedingungen angeben. Für eine einfache Geometrie werden farbcodierte Ergebnisse in Echtzeit durch Ändern der Lasten für das Modell erhalten. Studien haben künstliche neuronale Netzwerke (ANN) oder Approximationsmethoden verwendet, um eine Echtzeit-Interaktion für die komplexe Geometrie zu erreichen und ihre Auswirkung über haptische Handschuhe zu simulieren. Großflächige Strukturen und Brückensimulationen wurden auch in immersiven virtuellen Umgebungen erreicht. Der Benutzer kann die Lasten, die auf die Brücke einwirken, bewegen, und die Finite-Elemente-Analyseergebnisse werden sofort unter Verwendung eines ungefähren Moduls aktualisiert.

Schädliche Auswirkungen:
Simulationskrankheit oder Simulatorkrankheit ist ein Zustand, in dem eine Person Symptome aufweist, die der Bewegungskrankheit ähnlich sind, die durch das Spielen von Computer- / Simulations- / Videospielen verursacht wird (Oculus Rift arbeitet daran, die Simulatorkrankheit zu lösen).

Die Reisekrankheit aufgrund der virtuellen Realität ist der Simulation von Krankheit und Reisekrankheit durch Filme sehr ähnlich. In der virtuellen Realität wird der Effekt jedoch akuter, da alle externen Referenzpunkte vom Sehen blockiert sind, die simulierten Bilder sind dreidimensional und in manchen Fällen Stereoton, der auch ein Gefühl der Bewegung geben kann. Studien haben gezeigt, dass die Exposition gegenüber Rotationsbewegungen in einer virtuellen Umgebung zu einer signifikanten Zunahme von Übelkeit und anderen Symptomen der Reisekrankheit führen kann.

Andere Verhaltensänderungen wie Stress, Sucht, Isolation und Stimmungsschwankungen werden ebenfalls als Nebenwirkungen beschrieben, die durch immersive virtuelle Realität verursacht werden.