Virtuális valóság

Notch szenzorok ismertetése - SMART 2017 Konferencia

A virtuális valóság (angol: virtual reality) speciális, széleskörűen alkalmazható elektronikus technológiák gyűjtőneve. Magába foglalja az oktatás, sport, ipari tervezés, építészet és tájrendezés, városrendezés, űrkutatás, orvostudomány és rehabilitáció, modellezés és a tudomány számos területét. Ma divatos kifejezés, témája a mindennapi kommunikációnak, ahogy a tömegkommunikációnak is. A tömegkommunikáció által közvetített virtuális valóság ideája vitatott fogalom. Szemléletét alapvetően meghatározza az, hogy melyik tudományterület képviselője kommunikál róla. A digitális virtuális valóságokat számtalan módon, s egyre nagyobb mértékben érintik, sőt, formálják a jelenlegi világba való berendezkedésünket, számunkra ez kiemelt jelentőségű, mert egy új, minden eddigit felülmúló és számtalan gyakorlati lehetőséget kínáló médiumként jelennek meg. Maga a virtuális valóság is egy közvetítő közeg. Egy médium, melyet a használaton (a hozzáféréstől a magas szintű felhasználói szintig) túl igyekszünk az életünk minden területére kiterjedő „csúcsmédiumként”, „hightechmédiumként”, sőt, egyfajta utópiaként vagy antiutópiaként címkézni. Meghatározására több definíció is született. György Péter megfogalmazásában a virtuális valóság alatt a digitális technikával létrehozott és az általa felkeltett perceptuális élmény egészét értjük. Egy másik definíció szerint a virtuális valóság egy számítógépes környezet által létrehozott, mesterséges világ, melybe a felhasználók megpróbálnak minél jobban belemélyedni és beleélni magukat az adott virtuális világban történő eseményekbe.

A virtuális valóság története

Egyesek már az ókori Kelet művészeinek alkotásait is ide sorolják, hiszen már ők is belehelyezték önmagukat a megfestett tájba. A Feszty-körkép már a múlt században azzal érte el különleges hatását, hogy a minél szélesebb látómezőt kitöltő körkép részesének érezhette magát a néző, mivel a valódi tárgyak és a festett kép közötti határ szinte teljesen egybeolvadt.

Művészek, előadók és a szórakoztatóiparban dolgozók mindig is foglalkoztak képzeletbeli világok kreációjával.

A virtuális valóság első elődjei technikai szempontból a második világháborúban használt repülésszimulátorok voltak, melyeket az Egyesült Államok kezdett kifejleszteni.

A következő előd a szórakoztatóiparból került ki. Morton Heilig mozigépész dolgozta ki a Szenzoráma szimulátort, ami az 1960-as években nagy lépésnek számított. A szimulátor segítségével a résztvevő Brooklyn utcáin motorozhatott, miközben érezhette az arcába fújó szelet, a motor rázkódását és a város illatait.

A VR szimulátortok a sztereoszkópia elvén működnek. A sztereoszkópia története 1832-ig nyúlik vissza, amikor Charles Wheatstone kitalálta a sztereoszkópikus nézőszemüveget. A sztereoszkópia olyan képalkotási módszereket foglal egybe, mely segítségével egy képben a térlátás illúziója kelthető.

Ma a három dimenziós grafika alapja a számítástechnika.

A VR-hez vezető út fontos állomása Myron Krueger Artficial Reality nevű programja.

Krueger úgy vélte, hogy a számítógép billentyűzete sok embert elriaszt attól, hogy a számítógépet a művészi kifejezés eszközeként használja.Programjával elsőként jelenítette meg a drótok nélküli Mesterséges Valóságot. Találmányának lényege egy számítógéphez csatlakoztatott kamera, amely továbbítja a gépnek a játékos képét, ami azt belekeveri a programba. A szereplők sziluettje színesen jelenik meg, az alakok mozgathatóak, torzíthatóak, bárhová helyezhetőek a képernyőn. Lehetett virtuális hangszeren játszani, festeni, vagy partin részt venni.

1986-89 között valósult meg Tom Furness vezetésével az amerikai légierő Super Cockpit programja.

A program lényege a vadászrepülőgépek lehető legtökéletesebb szimulációja volt. A készülék egy pilótafülke utánzata volt, a háromdimenziós teret a kor legmodernebb számítógépei generálták, s monitor helyett a mai VR sisakhoz nagyon hasonló eszközt használtak.

A pilóták gyakorolhatták a repülést és a harcot anélkül, hogy felszálltak volna. A szimulátor másik nagy előnye volt, hogy személyi sérülések és anyagi károk nélkül tehették mindezt.

A virtuális valóság típusai

Linda Jacobson négy különböző típusú virtuális valóságot különböztet meg:

1. Immerzív virtuális valóság
2. Asztali virtuális valóság (otthon készített)
3. Kivetített virtuális valóság
4. Szimulációs virtuális valóság

Egyéb típusok

• Immerzív, egyes szám első személyű virtuális valóság (pl. fejre erősíthető megjelenítők (sisak), optikai kábeles kesztyűk, pozíciókövető eszközök és a térhatású hangrendszer)
• Kibővített valóság (egy számítógépes grafikával létrehozott átlátszó réteget hoznak létre, amely kiemeli a valóság bizonyos elemeit, illetve segíti a megértést)
• Ablakon keresztül megtekintett virtuális valóság (a monitoron keresztül tekinthetünk be a virtuális háromdimenziós világba, és olyan eszközökkel navigálhatunk, mint pl. az egér)
• Tükrözött világ (második személyű megtapasztalást tesz lehetővé, ahol a néző a képzeletbeli világon kívül áll, de kommunikálni képes a kivetített világ személyeivel vagy objektumaival)
• Waldo World (virtuális személyek) (a digitális bábozás és a real-time számítógépes animáció elegye)
• Barlangvilág (egy viszonylag kis méretű, vetített virtuális valóság színház, amelynek irányítását számos számítógép végzi)
• Autószimulátor környezet (lényegében egy hagyományos szimulátor továbbfejlesztése)
• Cyberspace (egy globális méretű mesterséges valóság, amely a számítógépes hálózaton keresztül egyszerre több ember által is megtekinthető)
• Távjelenlét/Távműködtetés ( úgy tűnik, mintha olyan helyen jelennénk meg, ami eltér a valós tartózkodási helyünktől)
• Látványkupola (immerzív, többfelhasználós, egyprojekciós virtuális valóság környezet, a látványkupolába belépve a felhasználó egy félgömb alakú, teljes immerzivitást nyújtó térben találja magát)
• A megtapasztalásos tanulási rendszer (célja, hogy a hadsereg számára a virtuális valóságon és mesterséges intelligencián alapuló, magas valósághűségű rendszert biztosítson a valóságszerű katonai gyakorlatok biztosítása céljából)

A virtuális valóságtól elvárt tulajdonságok

Az egyik legfontosabb tulajdonság, kritérium az, hogy a felhasználónak teljesen bele kell élnie magát, hinnie kell abban, hogy ténylegesen része a mesterséges valóságnak. A másik fontos szempont, hogy a virtuális valóságban megjelenő tárgyaknak természetesnek kell tűnniük. Ideális esetben, megfelelő tapasztalás után ez a világ ugyanolyan megszokott lehet, mint a valóság. Az elképzelt világ törvényszerűségeinek ugyanúgy megismerhetőknek kell lenniük, mint a valóságos világ jelenségeinek.

A virtuális valóság létrehozásához szükséges elektronikus berendezések

A virtuális valóság létrehozásában óriási szerepe van az úgynevezett nyomkövető rendszereknek, melyek a felhasználó testének, kezeinek, fejének helyzetmeghatározására szükségesek, valamint a tapintási rendszereknek, melyek az erő és nyomás visszacsatolására hivatottak. Az audiorendszerek szerepe sem elhanyagolható, hiszen ezek a rendszerek generálják a virtuális tér hangjait, valamint segítenek a felhasználónak a virtuális térben történő minél pontosabb helymeghatározásban. A képgeneráló rendszerek felelősek a vizuális jelenetek létrehozásáért, míg a képmegjelenítő rendszerek közé sorolhatók a vizuális display-ek és a virtuális sisakok. A virtuális valóság létrehozásának új területe a digitális mozgáskövető szerzorok (digital motion tracking sensors) is.

A virtuális valóság alkalmazási területei

Számos fontos alkalmazási terület jöhet szóba, amikor a virtuális valóságról beszélünk.

A VR segítségével például ma már lehetséges egy tervezési stádiumban lévő lakás teljes bejárása, összes szobáinak megtekintése.Más programok segítségével virtuális múzeumokban tehetünk sétát, sorra megtekinthetjük a világ leghíresebb múzeumainak tárlatait. A VR-eszközökkel az orvoslásban olyan háromdimenziós röntgensugarakat tudnak létrehozni, amelyek segítenek a sebészeknek az egyes beavatkozások megtervezésében vagy akár távoli bekapcsolódást is lehetővé tesznek. Fontos alkalmazási és fejlesztési terület természetesen a hadászat és az űrkutatás is. A virtuális televízióstúdiók megjelenésével a VR gyakorlati használata a televíziózás területén mutat jelentős előrehaladást. E rendszerben a műsorvezetőt (blue box, ill. kontúrtrükk technikával) közvetítik ki. A tévéstúdiót ezekkel a VR módszerekkel be lehet berendezni. A két kép összeadásának eredménye a kimenőképen úgy tűnik, mintha a műsorvezető ebben a nem valóságos - de igen szép térhatású és mozgalmas - térben mozogna. Ma már játékok és rengeteg különböző szimuláció érhető próbálható ki ilyen technikával. Alkalmazzák még többek között a tudományok, a média, a szórakoztatás, az építészet területein. Ezeken kívül a felhasználási lehetőségek tárháza szinte kimeríthetetlen és talán csak a képzelet szabhat neki határt.

Mi sem mutathatná jobban a VR alkalmazásának egyre hétköznapibbá válását és a technológia fejlődését, minthogy egy új online középiskola Japánban tartott évnyitóját több, mint 93 diák nézte virtuális szemüveg segítségével, több száz mérföld távolságból. A diákok elé 360 fokos látvány tárult az egyetemi campus adott részéről, ahol az igazgatói beszéd zajlott. A szervezők azt nyilatkozták, hogy ezzel próbáltak lehetőséget adni a diákoknak a szemüvegek első kézből való kipróbálására, melynek a későbbi oktatás szempontjából is nagy jelentősége van.