غرق شدن در واقعیت مجازی

غرق شدن در واقعیت مجازی

غرق شدن در واقعیت مجازی


واقعیت مجازی یکی از مهیج‌ترین پدیده‌های عصر شکوفایی فناوری اطلاعات است. 

واقعیت مجازی یا Virtual Reality که به اختصار با حروف VR نمایش داده می‌شود عبارت است از تلاش بشر برای برداشتن مرزهای بین فضای واقعی و فضای مجازی یا به عبارت دیگر یک فناوری که موجب می‌شود انسان با قرار گرفتن در مقابل یک فضای مجازی احساس کند در یک محیط واقعی قرار دارد. در واقعیت مجازی محیطی مجازی در جلوی چشمان کاربر قرار میگیرد که کاربر می‌تواند براساس حرکت سر و بدن خود در آن محیط مجازی تعامل برقرار کند. 

در واقعیت مجازی مغز انسان فریب خورده و به طور مثال در حالی که روی زمین ایستاده احساس می‌کند در ارتفاع زیاد قرار دارد.



کاربر در محیط واقعیت مجازی به‌گونه‌ای غوطه‌ورمی‌شود تا جایی که حس می‌کند بخشی از آن دنیا شده است. او قادر است با محیط اطرافش در دنیای مجازی ارتباط برقرار کند. به این دو ویژگی واقعیت مجازی، دو حضوری یا حضور از دور گفته می‌شود. جاناتان استور، در این مورد می‌گوید:

فرد حس می‌کند در محیطی واسط قرار دارد تا محیطی فیزیکی.

به عبارت دیگر، واقعیت مجازی باعث می‌شود شما از دنیای واقعی اطراف خود غافل شوید و تنها بر محیط واقعیت مجازی تمرکز کنید. از نظر جاناتان غرق شدن در محیط از دو بخش تشکیل شده است: عمق اطلاعات و وسعت اطلاعات. عمق اطلاعات، مقدار و کیفیت سیگنال‌هایی است که کاربر هنگام تعامل با محیط مجازی دریافت می‌کند. این سیگنال‌ها عبارتند از وضوح تصویر، گرافیک محیط، کیفیت صدا و برخی موارد دیگر. وسعت اطلاعات مجموعه‌ی احساساتی است که همزمان به کاربر القا می‌شود. وقتی شما درمحیط مجازی قرار می‌گیرید تمامی حس‌های شما تحت تاثیر محیط مجازی قرار می‌گیرند. البته اکثر محیط‌های مجازی، حس دیداری و شنیداری را جزو ارکان اصلی قرار می‌دهند. دانشمندان و مهندسان دنبال راهی می‌گردند تا حس لامسه را نیز وارد عمل کنند. سیستم‌هایی که حس لامسه را مثلا با لرزش یا هر روش دیگری به کاربر القا می‌کنند، سیستم لمسی نام دارند.

سیستم برای اینکه کاربر را در محیط غرق کند، باید محیط را بر اساس اندازه‌های دنیای واقعی ساخته باشد و بتواند با تغییر وضع کاربر، محیط را نیز تغییر دهد. اگر در محیط مجازی ستونی در وسط یک اتاق قرار داشته باشد، محیط باید طوری تنظیم شود که کاربر از هر زاویه‌ای که به ستون نگاه می‌کند، ستون طبیعی به نظر برسد. دکتر فردریک بروک، یکی از پیشگامان در نظریه و فناوری واقعیت مجازی، معتقد است که نرخ فریم (frame rate) صفحه‌‌ی نمایش باید حداقل ۲۰ تا ۳۰ فریم‌برثانیه باشد تا کاربر را راضی نگه دارد.

نحوه‌ی استفاده از واقعیت مجازی معمولا به صورت استفاده از هدست‌های واقعیت مجازی اتفاق می‌افتد. برخی از تصاویر و فضاهای مورد استفاده در واقعیت مجازی بصورت گرافیک رایانه ای و سه بعدی هستند و برخی دیگر نیز ویدیوها یا تصاویر 360 درجه‌ای هستند که از محیط های واقعی تهیه و از قبل فیلمبرداری شده‌اند. به وسیله‌ی این فناوری می‌توان این امکان را فراهم کرد تا افرادی که امکان بازدید از محل خاصی را ندارند، بتوانند خود را در آن محیط قرار دهند البته این اتفاق بسیار طبیعی شکل می‌گیرد به ‌طوری که مغز انسان باور می‌کند که در آن محیط قرار دارد و یک تجربه‌ی منحصر به فرد خواهد داشت. البته این رویداد معمولا به صورت بصری شکل می‌گیرد. به‌طور مثال فرض کنید می‌خواهید توسط واقعیت مجازی به قله‌ی دماوند سفر کنید (البته به صورت مجازی). این اتفاق از لحاظ بصری و دیدنی به خوبی رخ می‌دهد و شما تجربه‌ای بی‌نظیر کسب می‌کنید و احساس می‌کنید واقعا در آن مکان قرار دارید اما نمی‌توانید آب و هوا یا دما و یا برخی دیگر از عوامل محیطی درک کردنی را تجربه کنید. غالبتا باید بگوییم در برخی از هدست‌های واقعیت مجازی امکان شنیدن صدای محیط شبیه سازی شده فراهم می‌باشد و در برخی دیگر این امکان وجود ندارد.


تفاوت واقعیت مجازی و واقعیت افزوده


یکی از اشتباهات رایج در میان جامعه ایران در خطاب کردن فناوری واقعیت مجازی با عنوان واقعیت افزوده است در صورتی که واقعیت افزوده یک فناوری و اتفاق کاملا جداگانه از واقعیت مجازی است. در تشریح تفاوت این دو فناوری باید بگوییم که با استفاده از فناوری واقعیت افزوده می‌توان تصاویر سه بعدی یا اطلاعاتی مثل متن یا تصویر را بر روی یک تصویر زنده از محیط واقعی که از طریق دوربین موبایل یا تبلت در حال نمایش است اضافه کرد و نمایش داد. برای درک بهتر این موضوع فرض کنید با گوشی موبایل خود از اتاق نشیمن خانه‌ی خود در حال فیلمبرداری هستید و گوشی موبایلتان تصویر یک صندلی سه بعدی متحرک را به تصویر واقعی اضافه کرده است. از این فناوری در گوشی‌های موبایل به صورت سرگرمی استفاده روزانه می‌شود که برخی به وسیله‌ی آن بر روی سر خود کلاه قرار می‌دهند یا مدل موهای جدیدی را بر روی سر خود می‌گذارند.

 

چرا واقعیت مجازی  جذاب و هیجان انگیز است؟


یکی از ویژگی‌های بارز واقعیت مجازی این است که می‌تواند الگوها و روش‌های سنتی درج شده در ذهن ما را دچار تحول کند. از زمانی که تلویزیون و سینما اختراع شدند و به دست مردم رسیدند، همیشه ما فقط می‌توانستیم به یک صفحه نگاه کنیم و اگر صورتمان را از روبروی آن صفحه برمی‌گرداندیم اشیا و محیط اطرافمان را مشاهده می‌کردیم. اما در فناوری واقعیت مجازی، زمانی که هدست واقعیت مجازی را مورد استفاده قرار می‌دهیم، در مواقعی  که سر خود را حرکت می‌دهیم، مطابق با حرکت ما، تصویر نیز تغییر می کند و شرایطی ایجاد می‌شود که احساس می‌کنیم در آن محیط قرار داریم و مغز فریب می‌خورد. گاهی اوقات در برخی از مراکزی که از واقعیت مجازی با مقاصد تفریحی استفاده می‌کنند فردی را دیده باشیم که هدست واقعیت مجازی را بر روی سر خود قرار داده و حرکاتی عجیب از خود نمایش می‌دهد گویی که از ارتفاع زیادی در حال پرتاب شدن است و احساس ترس و واکنش‌های شدیدی از خود بروز می‌دهد. این دقیقا همان فریبی است که مغز انسان را تحت تاثیر قرار می‌دهد و انسان در حالی که روی زمین ایستاده احساس می‌کند در ارتفاع زیاد قرار دارد.


هدست واقعیت مجازی


امروزه اتصال سیستم‌های واقعیت مجازی به کامپیوتر‌های شخصی آسان شده است. کامپیوتر‌های شخصی به‌اندازه‌ی کافی برای اجرای این نوع محیط‌ها قوی هستند و از آنجایی که کارت گرافیکی آنها برای بازی‌های ویدیویی طراحی شده است، می‌توانند از پس پردازش‌های واقعیت مجازی نیز بربیایند. کارت گرافیکی که برای بازی وارکرافت طراحی شده است، می‌تواند محیط‌های مجازی پیشرفته را نیز اجرا کند.

سیستم‌های واقعیت مجازی باید بتوانند تصاویر را به کاربر بدهند. بسیاری از این سیستم‌ها از HMD استفاده می‌کنند HMD. هدستی است که از دو نمایشگر برای دو چشم تشکیل شده است. تصاویر به‌دلیل وجود این دو نمایشگر به‌صورت سه‌بعدی ظاهر می‌شوند. HMDهای اولیه از نمایشگرهای پرتوی کاتدی یا CRT استفاده می‌کردند. این نمایشگرها بزرگ بودند، ولی از وضوح و کیفیت خوبی برخوردار بودند. در ادامه از نمایشگرهای LCD استفاده شد که ارزان‌تر بودند؛ ولی کیفیت نمایشگرهای CRT را نداشتند. نمایشگرهای LCD که امروزه مورد استفاده قرار می‌گیرد، بسیار پیشرفت کرده است و وضوح و اشباع رنگ آنها بهبود یافته است.

رشد و توسعه فناوری ردیابی نسبت به بقیه فناوری‌های مربوط به واقعیت مجازی کند است، چراکه بازار این تکنولوژی تنها منحصر به واقعیت مجازی است

سیستم‌هایی از واقعیت مجازی وجود دارند که تصاویر را رویدیوار، کف زمین و یا سقف منتقل می‌کنند. به این سیستم‌ها،CAVE می‌گویند. دانیشگاه ایلیوی شیکاگو اولین نمایشگر CAVE را طراحی کرد. آنها با استفاده از تکنیک rear projection، تصاویر را روی دیوار، کف زمین، و سقف یک اتاق کوچک می‌اندازد. کاربران می‌توانند با گذاشتن عینک مخصوص، جلوی نمایشگر CAVE حرکت کنند و این حرکت آنها در دنیای مجازی نیز اعمال شود. این نمایشگرها زمینه‌ی دید بیشتری برای کاربران فراهم می‌کنند که باعث می‌شوند کاربر بیشتر در محیط غرق شود. این نمایشگرها بسیار گران هستند و به‌فضای زیادی نسبت به بقیه نیاز دارند.  سیستم‌های ردیابی با فناوری نمایشگرها ارتباط نزدیکی دارند. این سیستم‌ها جهت نگاه کاربر را تجزیه‌وتحلیل می‌کنند تا کامپیوتر تصاویر صحیحی از طریق نمایشگر به کاربر بدهد. اکثر سیستم‌ها از طریق کابل به کاربر متصل می‌شوند که این امر دامنه‌ی حرکتی کاربر را کاهش می‌دهد. رشد و توسعه فناوری ردیابی نسبت به بقیه فناوری‌های مربوط به واقعیت مجازی کند است، چراکه بازار این تکنولوژی تنها منحصر به واقعیت مجازی است.


دستگاه‌های ورودی نیز نقش مهمی در سیستم‌های واقعیت مجازی ایفا می‌کنند. در حال حاضر دستگاه‌های ورودی زیادی وجود دارند، از دسته‌هایی با ۲ یا ۳ کلید گرفته تا دستکش‌های الکترونیکی و نرم‌افزار تشخیص صدا. سیستم کنترل استانداردی وجود ندارد. مهندسان و دانشمندان واقعیت مجازی در حال کشف راه‌های جدیدی برای وارد کردن ورودی‌های کاربر به سیستم هستند و هر چه این ورودی‌ها طبیعی‌تر باشند، حس طبیعی‌تری به کاربر القا خواهد شد. برخی از رایج‌ترین شکل‌های دستگاه‌های ورودی عبارت‌اند از:

دسته بازی (Joysticks)

توپ‌های ردیابی یا توپک (tracking balls)

دستگیره‌های کنترل کننده (Controller wands)

دستکش داده (datagloves)

تشخیص صدا

ردیاب حرکتی

تردمیل


کاربردهای واقعیت مجازی:


استفاده در نمایش مکان‌های اجاره ای و فروشی:

1.سرگرمی

2.بهداشت و درمان

3.فضانوردی

4.موزه‌ها

5.صنایع نظامی و همچنین بسیاری دیگر از حوزه‌های کاربردی.


استفاده از واقعیت مجازی برای بازگرداندن توانایی حرکتی به بیماران


اخیرا کارشناسان به موضوعاتی همچون استفاده از واقعیت مجازی در درمان برخی بیماری‌ها پرداخته‌اند و امیدوارند بتوانند از این فناوری جهت بهبود شرایط زندگی بیماران استفاده کنند.

محققان دانشگاه "کالیفرنیای جنوبی" در حال بررسی این موضوع هستند که چگونه "واقعیت مجازی"(VR) می‌تواند مغز را بازیابی کند.

محققان در این پژوهش از تاثیر فوق‌العاده واقعیت مجازی بر رفتار انسان گفته‌اند. برای مثال اگر کسی با استفاده از این فناوری در قالب یک کودک در بیاید، رفتارهای کودکانه از خود بروز خواهد داد.

آنها بر این باورند که با استفاده از این فناوری می‌توان به بهبود عملکرد و پلاستیسیته مغز در افرادی که دچار سکته مغزی و اختلالات حرکتی شده‌اند کمک کرد.

محققان امید دارند که با استفاده از واقعیت مجازی و قرارگیری در قالب شخصیت‌های مختلف در نهایت بیماران مجددا موفق به حرکت دادن اندام‌های خود شوند.

به باور این محققان این کار نوعی فریب مغز از طریق ورودی تصویری است. بسیاری از شواهد جدید در زمینه علوم اعصاب و روانشناسی وجود دارد که نشان می دهد آواتارهایی(شخصیت‌های رایانه‌ای) که شما در واقعیت مجازی انتخاب می‌کنید می‌تواند رفتارتان را تغییر دهد.

استفاده از فناوری VR در مراقبت‌های بهداشتی و درمان بیماران کار جدیدی نیست.

تاکنون از این فناوری برای کمک به افراد در جهت غلبه بر ترس و اضطراب استفاده شده است. اما محققان در پی استفاده هر چه بیشتر از این فناوری هستند.

برای مثال بعضی از مدارس پزشکی به دنبال شبیه‌سازی مجازی برای دانش آموزان بوده یا برخی مراکز پزشکی قصد دارند از این فناوری در جهت آموزش ماماها برای به دنیا آوردن کودکان هستند.