ČO JE VIRTUÁLNA REALITA ?

Mohli ste sa už stretnúť so slovným spojením virtuálna realita. Virtuálna realita sa veľmi rýchlo dostáva z oblasti vedecko-fantastických filmov na monitory počítačov vedeckých pracovníkov, technikov a aj bežných užívateľov. Dnes si už väčšina z nás správne vysvetľuje tento pojem ako trojrozmerné prostredie, ktoré je vymodelované a spracovávané počítačom. Virtuálna realita je v mysli mnohých ľudí prezentovaná ako počítačová simulácia využívaná na akčné hry.

Základom virtuálnej reality je snaha o čo najvernejšie zobrazenie priestorových modelov a scén, manipulácia s nimi, tvorba reálneho sveta, jeho určitej časti so všetkými svojimi zákonitosťami a pravidlami, pohyb v trojrozmernom priestore a to všetko v reálnom čase. Pritom sú využívané základné postupy z oblasti počítačovej grafiky.

Virtuálna realita je vlastne posun od jednoduchej (dvojrozmernej) interakcie človeka so strojom , do polohy , keď táto interakcia prebieha v trojrozmernom prostredí. Trojrozmerná reprezentácia tejto interakcie môže drasticky zmeniť spôsob práce s počítačom ako aj produktivitu a potešenie z nej. Tieto metódy bývajú umocňované pomocou použitia špeciálnych periférií, ktoré zaisťujú obrazovú, hmatovú, zvukovú a polohovú interakciu.

HTCVivePouživanie

HTC Vive, virtuálna realita vytváraná do priestoru

Zariadenia

Simulácia virtuálnej reality sa líši od ostatných počítačových simulácií tým, že potrebuje špeciálne zariadenia, ktoré prenášajú obraz, zvuk a zmyslové vnemy k užívateľovi. Tieto zariadenia tiež zaznamenávajú a odosielajú programu reč a pohyby užívateľa.

Oculus Rift, najznámejší projekt virtuálnej reality

Oculus Rift, najznámejší projekt virtuálnej reality

Aby užívateľ videl virtuálny svet, potrebuje mať na hlave headset s vmontovanými displejmi pred každým okom. Headset tiež obsahuje pohybový senzor na zisťovanie polohy hlavy a smeru, kam sa užívateľ pozerá. Počítač využíva tieto informácie na prepočítanie obrazu virtuálneho sveta – ktorý je rozdielny pre každé oko – do smeru pohľadu užívateľa a jeho zobrazeniu v headsete. Počítač musí vygenerovať nový obraz najmenej desaťkrát za sekundu, aby obraz nebol trhaný a aby nebol oneskorený oproti užívateľovým pohybom. Scény virtuálneho sveta musia byť preto jednoduché, aby počítač mohol obnovovať obraz rýchlo. Kvôli tomuto zjednodušeniu a iným nedostatkom súčasných displejov je veľmi jednoduché rozlíšiť VR a skutočnú realitu.

Užívateľ počuje cez sluchátka v headsete. Informácie z polohového snímača hlavy sa tiež používajú na moduláciu priestorového zvuku. Keď nie je zdroj priamo oproti užívateľovi, počítač zmení zvuk tak, aby prichádzal akoby zo strany. Tak ako pri zobrazení obrazu aj pri zvuku stále pokračuje výskum na lepšie priblíženie sa ku skutočnej realite.

Posledným vyvinutým zariadením je dotykový snímač. S použitím rukavice a polohového snímača počítač lokalizuje polohu ruky a pohyby prstov. Užívateľ môže dosiahnuť do virtuálneho sveta a držať predmety, ale nemôže ich cítiť, pretože je ťažké generovať vnemy, ktoré človek cíti keď sa dotkne rôznych povrchov. Zatiaľ existujú force feedbackové zariadenia (joystiky, volanty), ktoré s pomocou motorčekov trasú alebo tlačia proti užívateľovej ruke. Problémom však je ako si užívateľ tieto motorčeky spolu s káblami oblečie na seba. Dotykové vnemy musia byť synchronizované s obrazom a zvukom v headsete.

VR pohľad zvnútra

Každé oko musí mať vlastný displej, takto to vyzerá vo vnútri headsetu.

Virtuálna realita poskytuje užívateľovi ilúziu trojdimenzionálneho sveta. Existujú dva typy systému VR. Prvý zahrňuje použitie headsetu pre VR a špeciálne rukavice. Tento systém poskytuje priamy zážitok zo simulovaného sveta, človek je priamo ponorený do VR sveta. Užívateľ môže otáčať, dvíhať, hádzať alebo posúvať počítačom generované predmety. Robí to pohybmi rovnakými ako v skutočnom svete. Užívateľ dostáva informácie o virtuálnom svete cez headset a dotykové vnemy.
Druhým typom sú programy ako výcvikové pilotné systémy, počítačové hry a lekárske tréningy. Tento typ nevyžaduje špeciálne zariadenia (headset atď). Namiesto toho sa používajú konvenčné zariadenia ako monitor, klávesnica a myš na manipuláciu so simulovanými predmetmi.

 

Vlastnosti virtuálnej reality

  • Všetky deje sa uskutočňujú v reálnom čase, pokiaľ možno s okamžitou odozvou na akciu užívateľa
  • Virtuálny svet a objekty v ňom umiestnené majú trojrozmerný charakter, alebo aspoň vytvárajú jeho dojem
  • Užívateľovi je umožnené vstupovať do virtuálneho sveta a pohybovať sa v ňom po rozličných dráhach (chodí, lieta, skáče, rýchlo sa presúva na predom definované miesto)
  • Virtuálny svet nie je statický. S jeho časťami môže užívateľ manipulovať. Taktiež virtuálne telesá sa pohybujú po animačných krivkách, ovplyvňujú užívateľa a aj seba navzájom

Vývoj

Výskumníci pracujú na zariadeniach virtuálnej reality už mnoho rokov. V šestdesiatych rokoch Raymond Goertz z Argonnského Národného Laboratória v Illinois, a Ivan Sutherland z Massachusettského Technického Inštitútu, predviedli prvú verziu headsetu pre virtuálnu realitu. Goertz, a neskôr Michael Noll z Bellových Laboratórií, vyvinuli prototyp force-feedbackových zariadení. V posledných rokoch nastal rýchly rozvoj zariadení pre virtuálnu realitu. Počítače sú dnes výkonnejšie, majú väčšiu kapacitu pamäte a sú aj lacnejšie. Tieto zlepšenia ako LCD displeje, dovoľujú vývin simulácií virtuálnej reality.

Využitie virtuálnej reality

  • Virtuálna realita sa používa na prieskum a manipuláciu s dátami takými spôsobmi ako to nebolo v minulosti možné.
  • Terapeuti používajú VR na liečenie psychiky zneužívaných detí a ľudí, ktorý sa boja výšok.
  • V budúcnosti môžu chirurgovia využiť VR na naplánovanie operácie a vyskúšať si ju na virtuálnom pacientovi.
  • Architekti budú môcť zobrať svojich klientov na prechádzku po ich novom dome skôr ako bude postavený. VR sa bude používať na výcvik pilotov lietadiel alebo inej komplikovanej techniky.
  • Sieť VR simulácie umožní ľuďom z rôznych častí sveta zúčastniť sa na telekonferenciách, chirurgických zákrokoch alebo simulovaných vojenských operáciach.
  • Hry s viruálnou realitou vytvárajú ilúziu trojdimenzionálneho priestoru. Využívajú stereo-vizuálnu perspektívu a priestorový zvuk na simulovnie efektov imaginárnych svetov.

Oblasti v ktorých budeme môcť využívať VR

  • Zdravotníctve, kde napr. pomáha pri tupozrakosti, ale aj ako pomôcka pri výučbe budúcich chirurgov
  • Taktiež pomáha ľudom s rôznym fóbiami, sú už vytvorene hry pre aviafóbiu, arachnofóbiu, paranoja a pod.
  • Ľudom trpiacim chorobami – imobilita, skleróza, autizmus a pod.
  • Simulácia pre výcvik letcov, vojenských operácií a pod.
  • Robotika
  • Architektúra
  • Fyzikálne experimenty
  • Hry a zábava
  • Filmy a videa
  • Športové prenosy
  • Pornopriemysel

Zdroj