واقعیت مجازی VR
فهرست مطالب
واقعیت مجازی (virtual reality) استفاده از مدل‌ساز یا شبیه‌ساز رایانه‌ای که فرد را قادر میسازد تا با یک محیط بینایی سه بعدی کاملاً مصنوعی یا سایر حسی تعامل داشته باشد. واقعیت مجازی کاربر را در یک محیط کاملاً کامپیوتری که واقعیت را با استفاده از دستگاه های شبیه ساز رایانه‌ای؛ شبیه سازی کرده و افراد را درون آن فضا قرار می‌دهد. همچنین میتواند اطلاعات را ارسال و دریافت کند و به‌عنوان یک عینک،هدست،دستکش یا لباس بدن به افراد ارائه می‌شود.
در VR معمولی، کاربری که کلاه بر سر دارد میتواند با صفحه نمایش استریوسکوپی، تصاویر سه بعدی یک محیط شبیه سازی شده را کشاهده میکند توهم در آن محیط بودن(از راه دور) توسط حسگر های حرارتی انجام می‌شود که حرکات کاربر را دریافت می‌کنند و نمای روی صفحه را مطابق با آن تنظیم می‌کنند. بنابر این کاربر میتواند مجموعه ای از اتاق های شبیه سازی شده را مشاهده کند و دیدگاه های متفاوتی را تجربه کند تا بداند کدام با سرعت بیشتر و قابل قبول تری حرکات چرخش سر و مراحل دیگر را اجرا میکند. با پوشیدن دستکش های مجهز به دستگاه های بازخورد نیرو که حس لامسه را ایجاد می‌کنند، کاربر میتواند حتی اشیائی را که در محیط مجازی می‌بیند را برداشته و دستکاری کند.
واقعیت مجازی چیست؟
واقعیت مجازی استفاده از فناوری رایانه‌ای برای ایجاد محیط های شبیه سازی شده است. همچنین این موضوع کاربر را در یک تجربه سه‌بعدی قرار می‌دهد. کاربران به جای تماشای یک صفحه نمایش در مقابل خود، در دنیای سه بعدی غوطه ور شده و با آن تعامل دارند.
شبیه سازی حواس انسان (هر پنج مورد)؛ یک کامپیوتر را به یک وسیله نقلیه به دنیاهای جدید تبدیل می کند. تنها محدودیت یک تجربه VR عالی، قدرت محاسباتی و در دسترس بودن محتوا است.
سام‌ترودگیان یک توسعه‌دهنده VR در Napster، می‌گوید: «VR و AR اکنون در حالت نوآوری هستند و در آینده نه‌چندان دور، هدست ها:
1.کوچکتر می‌شوند 2.سریعتر عمل می‌کنند 3.بی سیم می شوند.
انواع واقعیت مجازی
سه دسته اصلی VR:
واقعیت مجازی غیر فراگیر:
این مقوله اغلب به عنوان واقعیت مجازی نادیده گرفته می‌شود، چون بسیار رایج است. فناوری این دسته از واقعیت مجازی دارای یک محیط کامپیوتری است که درآن کاربر میتواند به‌طور همزمان از محیط فیزیکی خود نیز آگاه باشد. بازی های ویدئویی نمونه بارز واقعیت مجازی غیر فراگیر است.
واقعیت مجازی نیمه فراگیر:
این نوع VR تجربه‌ای را ارائه می‌دهد که تا حدی در یک محیط مجازی است. این نوع VR برای اهداف آموزشی و آموزشی با محاسبات گرافیکی و سیستم های پرژکتور های بزرگ، مانند شبیه ساز های پرواز برای کارآموزان خلبان، منطقی است.
واقعیت مجازی کاملاً فراگیر:
در حال حاضر هیچ فناوری واقعیت مجازی کاملاً فراگیر وجودندارد. این نوع VR واقعی ترین و جذاب ترین تجربه شبیه سازی است که از بینایی گرفته تا صدا و یا تا گاهی اوقات حتی حس بویایی ایجاد میکند. بازی های اتومبیل‌رانی نمونه ای از واقعیت مجازی فراگیر هستند که حس سرعت و مهارت های رانندگی را به کاربر انتقال می‌دهد. استفاده از VR در بخش های دیگر که برای بازی و سایر اهداف سرگرمی توسعه یافته است، در خال افزایش است.
تفاوت بین AR و VR چیست؟
واقعیت مجازی دقیقاً بر عکس واقعیت افزوده (AR) است. واقعیت مجازی یک تجربه مصنوعی و کاملا فراگیر است که دنیای طبیعی را مبهم میکند؛ ولی واقعیت افزوده دنیای واقعی ما انسان هارا با پوشش های دیجیتالی که اشیاء مصنوعی را در معرض دید ما قرار می‌دهد، دیدگاه مارا افزایش می‌دهد.
VR محیط های مصنوعی را از طریق محرک های حسی ایجاد میکند. اقدامات کاربران تا حد زیادی بر آنچه که در محیط تولید شده توسط رایانه رخ می‌دهد، تاثیر می‌گذارد. محیط های دیجیتال مکان های واقعی را منعکس می‌کنند و جدا از واقعیت فیزیکی فعلی وجود دارند.
در AR دنیای واقعی مستقیماًاز طریق دستگاه هایی مانند دوربین برای ایجاد تصویر بصری مشاهده می‌شود و با ورودی های رایانه ای مانند گرافیک ثابت، صدا یا ویدئو یا عکس به آن اضافه می‌شود.
AR با VR تفاوت دارد، چون به جای ایجاد یک تجربه جدید از ابتدا، به تجربیات دنیای واقعی می‌افزاید.
واقعیت مجازی چگونه کار میکند؟
فرآیند VR نرم افزار و سخت افزار را ترکیب میکند تا تجربه های همه جانبه‌ای به کاربران خود بدهد و همچنین چشم و مغز را فریب دهد. سخت افزار از تحریک های حسی و شبیه سازی شده مانند: صداها،بو،لمس یا دما هوا پشتیبانی میکند. درحالی که نرم افزار محیط مجازی رندر شده را ایجاد میکند.
عملکرد چشم و مغز و تجربه واقعیت مجازی سه بعدی
خلق تجربه غوطه ور از نحوه شکل گیری چشم و مغز تصاویر بصری تقلید میکند. چشمان انسان حدود سه اینچ از هم فاصله دارند وبنا بر این دو نمای کمی متفاوت را ایجاد میکند. مغز این نماها را برای ایجاد حس عمق یا نمایش استریوسکوپی ترکیب میکند.
برنامه های کاربردی VR آن پدیده را با یک جفت تصویر دقیق از دو منظره متفاوت تکرار می‌کنند. به جای اینکه یک تصویر دو صفحه را بپوشاند، دو تصویر یکسان را نشان می‌دهد که برای تغییر دید برای هر چشم ساخته شده اند. فناوری VR مغز کاربر را فریب می‌دهد تا حس عمق را درک کند و توهم یک تصویر چند بعدی را بپذیرد.
واقعیت مجازی از چه فناوری استفاده می کند؟
فناوری واقعیت مجازی معمولاً از هدست ها و لوازم جانبی مانند کنترلرها و ردیاب های حرکتی تشکیل شده است. این فناوری که توسط برنامه های قابل دانلود اختصاصی یا VR مبتنی بر وب هدایت می شود، از طریق یک مرورگر وب قابل دسترسی است.
فناوری واقعیت مجازی معمولاً از هدست ها و لوازم جانبی مانند کنترلرها و ردیاب های حرکتی تشکیل شده است. این فناوری توسط برنامه های اختصاصی VR تحت وب هدایت می‌شود.
واقعیت مجازی از چه سخت افزاری استفاده میکند؟
سخت افزار های VR متشکل از لوازم جانبی حسی مانند کنترلرها، هدست، ردیاب دست، تردمیل و دوربین‌های سه بعدی است.
1.هدست VR
هدست واقعیت مجازی دستگاهی است که مثل عینک روی سر نصب می‌شود. این دستگاه یک نمایشگر بصری است. هدست‌ها شامل حسگر ها و ردیاب های پیشرفته حرکت چشم یا سر هستند.
سه نوع اصلی هدست ها عبارتند از:
1.هدست های واقعیت مجازی مبتنی بر رایانه:
هدست های رایانه شخصی عمدتاً ارزان‌ترین دستگاه‌ها هستند زیرا همه جانبه‌ترین تجربه ها را ارائه و تحت اختیار کاربر می‌گذارد. این نوع معمولاً به صورت کابل به هدست متصل می‌شوند وبا سخت افزار های خارجی تغذیه می‌گردد. صفحه نمایش اختصاصی، سنسور های حرکت داخلی و ردیاب دوربین خارجی، صدا و تصویر با کیفیت بالا و ردیابی سر را برای واقع گرایی بیشتر ارائه می‌دهند.
2.هدست های واقعیت مجازی مستقل:
این نوع هدست‌ها قطعات سخت افزاری بی‌سیم و یکپارچه‌ای دارند، مثل تبلت یا تلفن همراه. هدست های واقعیت مجازی بی‌سیم همیشه مستقل نیستند. برخی از سیستم‌ها اطلاعات را به صورت از رایانه‌های شخصی در مجاورت خود منتقل می‌کنند و برخی دیگر از بسته های سیمی که در جیب حمل می‌شوند یا به لباس متصل می‌شوند، استفاده می‌کنند.
3.هدست های موبایل:
این دستگاه های پوسته ای از لنز هایی استفاده می‌کنند که گوشی هوشمند را می‌پوشانند. لنز‌ها صفحه نمایش را کمی جدا می‌کنند تا یک تصویر استریوسکوپی ایجاد کنند و یک گوشی هوشمند را به یک دستگاه VR تبدیل میکند. این نوع از هدست نسبتاً قیمت ارزانی دارند. در این مورد سیم نیاز نیست زیرا گوشی هوشمند، همه پردازش ها را انجام می‌دهد. تلفن‌ها بهترین تجربه های بصری را ارائه نمی‌دهند و قدرت واقعی آن توسط VR مبتنی بر کنسول بازی یا رایانه شخصی تأمین نمی‌شود. این نوع در هیچ مورد ردیابی موقعیتی را ارائه نمی‌دهند. محیط تولید شده از یک نقطه نمایش داده می‌شود و نمی‌توان به اطراف اشیاء در یک صفحه نگاه کرد.
2.لوازم جانبی VR
لوازم جانبی VR محصولات سخت افزاری هستند که فناوری VR را تسهیل می‌کنند. لوازم جانبی امروزی این دستگاه شامل: ماوس سه بعدی،؛ ردیاب های نوری، دستکش های سیمی، کنترل کننده های حرکتی، لباس‌های بدن تردمیل ها و دستگاه های بویایی است.
برخی از موارد استفاده امروزه در VR:
ماوس سه بعدی:
ماوس سه بعدی یک دستگاه کنترل و اشاره است که برای حرکت در فضا های سه بعدی مجازی طراحی شده است. ماوس های سه بعدی از روش های مختلف برای کنترل حرکت های دو بعدی و سه بعدی استفاده می‌کنند، ازجمله: شتاب‌سنج‌ها، سنسور های چند محوره،سنسور های IR و چراغ‌ها
-
ردیاب های نوری:
دستگاه های بصری موقعیت کاربر را نظارت می‌کنند. رایج‌ترین روش برای سیستم های VR استفاده از یک یا چند دوربین فیلمبرداری ثابت برای تعقیب شئ یا شخص مورد‌نظر است.
دستکش سیمی:
این نوع دستگاه که روی دست ها پوشیده می‌شوند، به دستکش های سایبری یا دیتا نیز معروف است. فناوری های مختلف حسگر، اطلاعات حرکات فیزیکی را ضبط میکند. مانند یک دستگاه ردیابی مغناطیسی، یک ردیاب حرکتی برای ثبت اطلاعات چرخش دستکش و موقعیت جهانی؛ متصل می‌شود. نرمافزار دستکش حرکات دست را تفسیر میکند و همچنین نسخه های جدید و پیشرفته تر باز خورد لمسی را ارائه می‌دهند و اجازه می‌دهند که یک دستکش سیمی یک دستگاه خروجی باشد.
کنترل کننده های حرکت:
این لوازم جانبی به کاربران اجازه می‌دهند در اصل ترکیبی حرکت کنند. کنترلر ها به دلیل داشتن موقعیت دقیق در فضا، امکان تعامل دقیق با اشیاء دیجیتال را فراهم می‌کنند.
تردمیل های همه جهته (ODT):
این لوازم جانبی به کاربران خود اجازه می‌دهد که به صورت فیزیکی به هر سمت که می‌خواهد حرکت کند. ODT ها به کاربران خود اجازه می‌دهند که آزادانه برای تجربه کاملاً فراگیر در محیط های VR حرکت کنند.
دستگاه های بویایی:
ذستگاه های بویایی یکی از لوازم جانبی جدیدی است که در دنیای VR هستند. Vaqso، یک شرکت در توکیو، ضمیمه هدستی را ارائه می‌دهد که بو را منتشر میکند تا احساس بوی یک چیز را هم کاربر تجربه کند. این دستگاه مجهز به فن است و چندین نوع بو را در خود دارد که میتواند بر اساس عملکرد صفحه نمایش، شدت آن را تغییر دهد.
نرم افزار ها
توسعه دهندگان ازنرم‌افزار های مختلفی برای ساخت VR استفاده می‌کنند. آنها شامل نرمافزار تجسم، نرمافزار شبیه‌ساز، کیت توسعه نرمافزار، نرمافزار پلت فرم های اجتماعی و نرم افزار VR Game Engine هستند.
- نرمافزار تجسم واقعیت مجازی: کاربران برای درک کامل تراطلاعات، دیتاهای دریافتی را در یک محیط مجازی تجربه می‌کنند.
- نرمافزار شبیه ساز VR Traning:این نرم افزار تقریبا برای هر صنعتی برای آموزش کارکنان در محیط های فراگیر کار میکند.
- کیت توسعه نرم افزار SDK: همه VR (SDK) ها پایه ای برای طراحی، ساخت و آزمایش تجربیات VR ارائه می‌دهند.
- نرمافزار پلت فرم های اجتماعی VR: کاربران از مکان های دور در VR با این ابزار ها همکاری می‌کنند.
- نرمافزار VR Game Engine: توسعه دهندگان از ابزارهایی برای ایجاد تجربه بازی ویدئویی VR استفاده می‌کنند.
- نرمافزار های سیستم مدیریت محتوای VR: شرکت ها ازین ابزار محل کار برای جمع آوری، ذخیره و تجزیه و تحلیل محتوای VR در یک مکان متمرکز استفاده می‌کنند.
واقعیت مجازی بدون هدست
Napster’s Trudgian به فناوری نرم افزار دیگری اشاره میکند که ممکن است روزی هدست ها را به عنوان یک استاندارد در VR مختل کند: «VR غیر هدستی در راه است، همانطور که توسط شرکت هایی مانند Spatial، VRChat وRecRoom رونمایی شد.
این برنامه‌ها به کاربران یا بازیکنان بدون هدست اجازه می‌دهند به یک محیط متصل شوند و با ارتباط برقرار کنند. افزودن پشتیبانی برای کاربران غیر هدست با افزودن پایگاه کاربری در دستگاه ها و پلتفرم‌های قابل دسترسی جهانی، به خوبی به دنیای مجازی خدمت میکند. در تئوری، اگر دنیای مجازی به کاربرانی که فقط هدست دارند متکی نباشد، میتواند اندازه آن را به شدت افزایش دهد. تعداد افرادی که به مرورگر وب یا تلفن هوشمند دسترسی دارند بسیار بیشتر از هر هدست دیگری است.
اهمیت صدا در واقعیت مجازی
VR در تلاش است تا واقعیت را تقلید کند، بنابراین صداها نقش حیاتی برای ایجاد درک بهتر و حس واقعی‌تر دارد. صدا و تصویر باهم کار می‌کنند تا حضور و فضا را به محیط اضافه کنند. نشانه های صوتی نیز برای راهنمایی کاربران از طریق تجربه دیجیتالی آنها بسیار مهم است.
برنامه های کاربردی VR قطعاً به چیز هایی بیش از گرافیک به تنهایی نیاز دارند. همانطور که در قبل اشاره کردیم شنوایی و بینایی در درک فرد از فضا نقش اساسی تری دارند. مردم به نشانگر های بصری واکنش نشان می‌دهند. برای تولید تجربیات واقعیت مجازی واقعاً همه جانبه، نویز و صداهای محیطی دقیق و همچنین ویژگی های مکانی دقیق مورد نیاز است.
صدای صوتی یا فضایی در تجربه VR
مردم در سه بعد صدا را می‌شنوند. آنها می‌توانند جهتی که صدا از آن می‌آید و فاصله از منبع صدا را تشخیص دهند. شبیه‌سازی حس شنیداری یک تجربه چند بعدی معتبرتر ارائه می‌دهد و به عنوان صدای دو گوشی یا فضایی شناخته می‌شود.
صدای دوگوشی یا فضایی نحوه عملکرد شنوایی انسان را شبیه‌سازی میکند. افراد در دوطرف سر گوش دارند و مغز ما صدا را متناسب با آن تنظیم میکند. مثلاً صداهایی که از سمت راست سر پخش می‌شود، با تأخیر زمانی به گوش کاربر می‌رسد و بالعکس. بنابراین، ما صدا را به گونه‌ای درک می‌کنیم که گویی در یک نقطه خاص در فضا سه بعدی قرار دارد.
فناوری VR به زودی عرضه می شود
آنات بارون(آینده پژوه، سازنده برند و نیروی طبیعت)، خاطر نشان میکند: «ما در حال حرکت به دنیای پسا موبایل هستیم، یعنی کنسول ها و دستگاه های دستی کمتر و پوشیدنی های بیشتر. پنج تا ده سال دیگر، هدست های امروزی شبیه تلفن های همراه نسل اول یا تلویزیون های CRT جعبه ای خواهند شد.
این تغییر به دلیل فرصت های قابل توجهی که پیش روی اقتصاد خالق واقعیت مجازی است ایجا می‌شود. ابزار های جدید تولیدی برای توسعه دهندگان و هرکسی که علاقه‌مند به ایجاد محتوای VR است ضروری است. زمان شروع YouTube را به خاطر دارید؟ اکثر مردم ویدئو نمی‌ساختند و به اشتراک نمی‌گذاشتند، و اکنون هرکسی میتواند به سرعت تبدیل به یک سازنده ویدئو شود.
امروزه بیشتر مردم هدست واقعیت مجازی ندارند. هنگامی که سخت افزار تولید شد و استفاده گسترده تر شد، همان پدیده را خواهیم دید. درنهایت، برخی از ابزار های پوشیدنی مانند عینک های هوشمند جایگزین گوشی های هوشمند خواهند شد.این گجت های پوشیدنی امکان استفاده بیشتری را برای VR و AR فراهم می‌کنند، زیرا کاربران به سخت افزار تخصصی نیاز نخواهند داشت، اما از همان دستگاهی که برای برقراری ارتباط، جستجو و تعامل با دنیای اطراف خود استفاده می‌کنند، استفاده خواهند کرد.
VR به سازندگان و داستان نویسان توانایی منحصر به فردی را ارائه میکند تا کاربران را به جای دیگران قرار دهند. این فرآیند همدلانه پیامدهای تجاری برای آموزش شرکت ها، به ویژه در حمایت از تنوع و برابری دارد.
مزایای VR
VR با تعامل کاربر خود به بسیاری از صنایع سود می‌رساند. VR وسیله ای عالی برای آموزش، کنفرانس، راحتی و ارتباط است.
برخی از مزایای VR:
- آموزش عملی: VR روشی امن برای شبیه‌سازی موقعیت‌های خطرناک برای اهداف آموزشی است. آتش‌نشانان، خلبانان، فضانوردان و پلیش می‌توانند قبل از رفتن به میدان در یک محیط تحت کنترل یاد بگیرند. یعنی می‌توانند یک تجربه همه‌جانبه و بی‌خطر داشته باشند و همچنین کارآموزان می‌توانند سریعتر حرفه‌ای شوند.
- تعامل‌و‌اتصال: VR یک تجربه جذاب و سرگرم کننده برای کاربرانش است.
- کنفرانس های راحت: جلسات مجازی باعث صرفه‌جویی در زمان و هزینه می‌شود.
- قابلیت آزمایش: کاربران می‌توانند از واقعیت مجازی برای تست رانندگی با ماشین یا گروه های عروسی بدون ترک خانه استفاده کنید
معایب VR
واقعیت مجازی حس جذابی که در تعامل دارد، دارای معایبی است، از جمله مسائل فنی، احتمال اعتیاد، از دست دادن ارتباط انسانی و هزینه. کاهش بعضی مشکلات در زندگی ممکن است، اما برخی دیگر بخش ثابتی از تجربه VR هستند.
برخی از معایب VR:
- اعتیاد:برخی افراد به تجربه VR در بازی ها، برنامه ها و رسانه‌های اجتماعی معتاد می‌شوند. افراد می‌توانند هویت های متفاوتی را در نظر بگیرند که میتواند اعتیادآور باشد و باعث مشکلات اجتماعی، روانی و بیولوژیکی شود.
- مشکلات سلامتی: استفاده گسترده از VR میتواند باعث از دست دادن آگاهی فضایی، حالت تهوع، سرگیجه و بی‌نظمی شود که به عنوان بیماری شبیه ساز نیز شناخته می‌شود.
- درب صفحه نمایش: وقتی از هدست استفاده می‌کنید، نمایشگر با فاصله کمی از چشمان شما قرار دارد. یعنی اینکه شما پیکسل‌ها یا فضای بین آنها را می‌بینید، مهم نیست که وضوح صفحه نمایش چقدر عالی باشد. این اثر میتواند برخی کاربران را تحریک کند. هدست های جدیدتر بهبود یافته‌اند اما مشکل را برطرف نکرده‌اند.
- از دست دادن ارتباطات انسانی: وقتی به جای تعاملات اجتماعی واقعی به ارتباطات مجازی تکیه می‌کنید، ممکن است مشکل ایجاد شود. اتکای بیش از حد به VR میتواند منجر به جدایی یا افسردگی شود.
- آموزش در دنیای واقعی ترجمه نمی‌شود: افرادی که در واقعیت مجازی آموزش دیده‌اند ممکن است در اپلیکیشن یا پلتفرم به خوبی عمل کنند، اما در موفعیت های واقعی نمی‌توانند استاندارد های لازم را انجام دهند.
- هزینه: درحالی که قیمت ها در حال کاهش است، سیستم های VR برای همه مقرون به صرفه نیستند.
تفاوت بین متاورس و واقعیت مجازی
متاورس به گفته مارک راکربرگ، یک شبکه تجسم یافته است که در آن به جای تماشای آن، در مطالب حضور دارید. طبق آخرین نسخه‌ای که توسط مایکروسافت منتشر شد، این محیط همواره به عنوان یک محیط دیجیتالی پایدار شناخته می‌شود که با فناوری های مرتبط افراد، مکان ها و اشیاء فضای آن را پر می‌کنند.
وقتی درک خودمان از واقعیت مجازی را مقایسه می کنیم، ممکن است این توصیفات بسیار مبهم به نظر برسند. این احتمال وجود دارد که حتی شرکت های فناوری اطلاعات نیز فاقد توضیحات جامع باشند.
انتخاب تغییر نام، طبق نظریه فیس بوک، یک عنصر حیاتی در توسعه متاورس بود. آنها می‌خواهند پروژه‌ای را که روی آن کار می‌کردند به نمایش بگذارند. با این حال، این به هیچ‌وجه تنها دلیل قابل دوام نیست. همچنین منطقی است که استدلال کنیم که متاورس چیزی نیست جز یک نقطه در صحبت برای شناسایی نوآوری‌های با کیفیت در وب جهانی موجود.
فیس بوک، به عنوان مالک Oculus Rift، نقش مهمی در توسعه واقعیت مجازی دارد. به طور همزمان، آنها یکی از شرکت کنندگان در یک تجارت گسترده هستند.
اولین دیدگاه را اضافه کنید.