\section{Hardware}

\subsection{Arten von VR Headsets}\label{sec:vr-headset-types}

\subsubsection{Tethered VR Headsets}

\subsubsection{Standalone VR Headsets}

\subsubsection{Smartphone VR and handheld VR viewers}

\subsection{VR Headset}
\label{sec:vr-headset}
\setauthor{Quirin Ecker}

Es sind einige VR Headsets auf dem Markt.
Nach einer Statistik aus 2017 sind die beliebtesten VR Headset Hersteller Sony, Oculus und HTC (Siehe Abb.~\ref{fig:vr_headset_manufacturer_marketshare}).

\begin{figure}
    \includegraphics[scale=0.5]{pics/vr_headset_manufacturer_marketshare}
    \caption{Market-share VR Headset Hersteller~\cite{MARTINDALE_2017}}
    \label{fig:vr_headset_manufacturer_marketshare}
\end{figure}

\begin{figure}
    \centering
    \includegraphics{pics/vr_headset_price_statistic}
    \caption{VR Headset Preise~\cite{ALSOP_2019}}
    \label{fig:vr_headset_prices}
\end{figure}

\begin{figure}
    \centering
    \includegraphics{pics/tracking_precision_statistic}
    \caption{Tracking Genauigkeit der VR Headsets~\cite{Macedo_2020}}
    \label{fig:tracking_precision_statistic}
\end{figure}

\subsubsection{HTC Vive Pro}\label{sec:htc-vive}

Wie bereits in Abschnitt~\ref{sec:vr-headset-types} beschrieben, gibt es von diesen Headsets verschiedene Modelle.
Die HTC Vive Pro ist vom Typ ein tethered Headset mit dem Zusatz, dass auch sogenannte Light Houses gebraucht werden (siehe Abschnitt~\ref{sec:lighthouse}).
Andere Produkte, wie die im Folgendem beschriebene Oculus Quest benötigen solche nicht.

\paragraph{Vorteile}

\begin{itemize}
    \item die HTC kann mit SteamVR verwaltet werden, womit der manuelle Download von externer Software vermieden wird.
    \item lighthouse tracking
    \begin{itemize}
        \item genaueres tracking~\ref{fig:tracking_precision_statistic}
        \item nicht von dem natürlichen Licht abhängig~\cite{Dennis_Ziesecke_2019}
    \end{itemize}
\end{itemize}

\paragraph{Nachteile}

\begin{itemize}
    \item längerer Aufbau wie die Folgend beschriebene Oculus Quest 2
    \item hoher Preis~\ref{fig:vr_headset_prices}
    \item es wird ein Computer benötigt
\end{itemize}

\subsubsection{Valve Index}

Die Valve Index ist eine VR-Brille welche von Valve entwickelt worden ist.
Diese befindet sich genauso wie die HTC Vive Pro~\ref{sec:htc-vive} im teureren Spektrum~\cite{ALSOP_2019} der VR-Brillen und ist dem Typ tethered Headset~\ref{sec:vr-headset-types} zuzuordnen.

\paragraph{Vorteile}

\begin{itemize}
    \item Hand Tracking.
    Die Controller tracken die Finger- und Handbewegungen.
    Diese Technologie kann von Spieleentwicklern verwendet werden~\cite{SadlyItsBradley_2019}
    \item lighthouse tracking (siehe HTC Vive)
\end{itemize}

\paragraph{Nachteile}

\begin{itemize}
    \item längerer Aufbau wie die Folgend beschriebene Oculus Quest 2
    \item hoher Preis~\ref{fig:vr_headset_prices}
    \item es wird ein Computer benötigt
\end{itemize}

\subsubsection{Oculus Quest 2}\label{sec:oculus-quest-2}

Die Oculus Quest 2 ist eine VR-Brille welche von Facebook/Meta im Jahre 2020 entwickelt worden is~\cite{ADI_ROBERTSON_2020}.
Diese Brille ist eine Mischung von einem tethered Headset und einem Standalone Headset~\ref{sec:vr-headset-types}.
Dies bedeutet, dass die Oculus Quest 2 ohne einen Computer benutzbar ist, aber auch mit einem USB-C Kabel zu einem Computer verbunden werden kann.
Ist das Headset mit dem Computer verbunden können PC exclusive Spiele mit der Oculus Quest 2 auch gespielt werden~\cite{ADI_ROBERTSON_2020}
Für den Aufbau werden nur das Headset und zwei Controller benötigt.

\paragraph{Vorteile}

\begin{itemize}
    \item Aufbauen erfordert keinen großen Aufwand.
    \item Die Brille befindet sich eher im unteren Preisspektrum der VR-Brillen~\ref{fig:vr_headset_prices}.
    \item es wird kein Computer benötigt
\end{itemize}

\paragraph{Nachteile}

\begin{itemize}
    \item Das Headset ist von dem natürlichen Licht abhängig~\cite{Dennis_Ziesecke_2019}
    \item Full Body Tracking kann etwas kompliziert und teuer werden~\cite{Martin_Rakver}
    \item weniger genaues Tracking~\cite{Macedo_2020}
\end{itemize}

\subsection{VR Controller}\label{sec:vr-controller}

\subsection{Tracker}\label{sec:tracker}

\subsubsection{Vive Tracker}\label{sec:vive-tracker}

\subsection{Lichtboxen}\label{sec:lighthouse}

\subsection{Wireless Adapter }

\section{Software}

\subsection{Game Engine}

Es gibt mehrere Games Engines mit welchen eine VR Applikation entwickelt werden kann.
In Abb.~\ref{fig:game_engine_marketshare} ist der Marktanteil verschiedener Engines abgebildet.
Diese Daten sind aber mit Vorsicht zu genießen, da das Skript welche diese Daten geliefert hat nach einigen Kriterien handelt,(siehe~\cite{REDDIT_2018}).
Dies bedeutet beispielsweise, dass nur Spiele mit einer Wikipedia Seite mit einberechnet werden.

\begin{figure}
    \centering
    \includegraphics[scale=0.4]{pics/game_engine_marketshare}
    \caption{Game Engine Market-share~\cite{REDDIT_2018}}
    \label{fig:game_engine_marketshare}
\end{figure}

\begin{figure}
    \includegraphics[scale=0.4]{pics/programming_languages_hardest}
    \caption{Schwerste Programmiersprachen~\cite{JAXCENTER_2018}}
    \label{fig:hardest_programming_languages}
\end{figure}

\subsubsection{Unity}

Unity ist eine Game Engine, welche von Unity Technologies initial exklusiv für Apple Mac OS X entwickelt wurde.
Die Engine wurde portiert und kann heute auch auf Windows und auf der Linux Plattform benützt werden.
Sie ist für alle im prinzip gratis bis zu einem bestimmten Umsatz.
Auch wenn sie eine Einsteiger Engine genannt wird, ist sie trotzdem im professionellen Bereich in benutzung und viele bekannte Spiele, wie Pokemon GO, Among us und Hearthstone wurden in der Unity Engine entwickelt~\cite{Haas2014AHO,UNITY_DOWNLOAD,UNITY_PRICING,WIKIPEDIA_UNITY_GAME_LIST_2014}.

\paragraph{Vorteile}

\begin{itemize}
    \item Gratis benutzung bis zu einem bestimmten Umsatz eines Produktes
    \item Programmierbar in C\#, einer einfach zu erlernenden Sprachen siehe Abb.~\ref{fig:hardest_programming_languages}
    \item Es kann für alle möglichen Plattformen ein Programm geschrieben werden~\cite{UNITY_PLATTFORMS}
    \begin{itemize}
        \item IOS
        \item Android
        \item Windows
        \item Linux
        \item WebGL
    \end{itemize}
\end{itemize}

\paragraph{Nachteile}

\begin{itemize}
    \item im Vergleich zu Unreal weniger Market-share~\ref{fig:game_engine_marketshare}
    \item geschlossener Source Code
    \item schnellerer Kostenanfall wie bei Unreal
\end{itemize}

\subsubsection{Unreal Engine}
\label{sec:unreal_engine}

Unreal Engine wird von Epic Games entwickelt~\cite{UNEAL_ENGINE_OWNER_2022}.
Diese Engine ist eine weit verbreitete Game Engine.
Dies kann man Abbildung~\ref{fig:game_engine_marketshare} entnehmen.
Viele Spiele wie Fortnite, Ark Survival Evolved, Borderlands 3 und Jedi Fallen Order sind mit dieser Engine entwickelt worden~\cite{WIKIPEDIA_UNREAL_GAME_LIST}.

\begin{figure}
    \centering
    \includegraphics[scale=0.3]{pics/visual_scripting_unreal_engine}
    \caption{Visual Scripting in Unreal Engine 5}
    \label{fig:visual_scripting_unreal_engine}
\end{figure}

\paragraph{Vorteile}

\begin{itemize}
    \item höchster Market-share nach Abb.~\ref{fig:game_engine_marketshare}
    \item 'easy to learn' visual scripting~\ref{fig:visual_scripting_unreal_engine} %TODO: Statistic for visual scripting vs Code
    \item Lizenzkosten von 5\% folgen erst bei einem Einkommen durch ein Produkt von 1.000.000\$~\cite{UNREAL_ENGINE_PRICING_2022}
\end{itemize}

\paragraph{Nachteile}

\begin{itemize}
    \item 5\% Lizenzkosten, wenn das Einkommen eines Produktes über 1.000.000\$ ist~\cite{UNREAL_ENGINE_PRICING_2022}
    \item für erweiterte Funktionalität wird C++ benötigt, welches nach Umfrage in Abbildung~\ref{fig:hardest_programming_languages} die drittschwierigste Sprache zu erlernen ist
\end{itemize}

\subsubsection{Source Engine und Source 2 Engine}

Es gibt mittlerweile 2 Iterationen dieser Engine.
Zum einen die originale Source Engine und die Source Engine 2.
Die Markteinführung der ursprünglichen Source Engine war im Juni 2004~\cite{Bryan_Wirtz_SOURCE_ENGINE_2022}.
Daraufhin ist die Source 2 Engine im August 2014 erschienen~\cite{VALVE_DEVELOPER_COMMUNITY_SOURCE2}.
Beide Engines sind von Valve entwickelt worden~\cite{VALVE_DEVELOPER_COMMUNITY_SOURCE, VALVE_DEVELOPER_COMMUNITY_SOURCE2}.
Verantwortlich ist die Source 2 Engine für Spiele wie Dota 2 und Half Life Alyx~\cite{WIKIPEDIA_SOURCE2_ENGINE_GAME_LIST}.
Andere Spiele wie Half Life 2, Counterstrike Source, Portal, Portal 2 und Counterstrike Global Offensive sind mit der originalen Source Engine entwickelt worden~\cite{WIKIPEDIA_SOURCE_ENGINE_GAME_LIST}.
Auch als VR Entwicklungsumgebung eignet sich die Source 2 Engine, da sie für Half Life: Alyx, eines der erfolgreichsten VR Spiele benutzt worden ist~\cite{WIKIPEDIA_SOURCE2_ENGINE_GAME_LIST, Aden_Carter_2020}.
Die folgenden Vorteile und Nachteile beziehen sich auf die Source 2 Engine.

\paragraph{Vorteile}

\begin{itemize}
    \item Source Engine ist gratis zu nutzen und zu publizieren *(siehe Nachteile)
\end{itemize}


\paragraph{Nachteile}\label{pgr:cons}

\begin{itemize}
    \item kein hoher Market-share (siehe Abbildung~\ref{fig:game_engine_marketshare})
    \item spiele, welche mit der Engine entwickelt worden sind, dürfen nur auf Steam publiziert werden~\cite{Brenna_Hillier_2015}
\end{itemize}



\subsection{VR Plugin}

\subsection{Steam}

\subsection{Vive Wireless}

\subsection{Final IK Plugin}

\subsection{IDE}

\subsection{Modellierung}
