فهرست مطالب
- واقعیت مجازی چیست؟
- واقعیت مجازی چگونه کار میکند؟
- نرمافزارهای واقعیت مجازی
- سختافزارهای واقعیت مجازی
- انواع واقعیت مجازی چیست؟
- کاربردهای واقعیت مجازی چیست
- تفاوت واقعیت افزوده با واقعیت مجازی چیست؟
- جمعبندی
رویای زندگی در یک جهان موازی، جهانی که در آن بتوانیم به هر فردی تبدیل شویم، هر کاری را انجام دهیم یا هر محدودیتی را از بین ببریم، در گذشته دور از دسترس به نظر میرسید. به لطف تکنولوژی، امروزه انجام بسیاری از این کارها میسر شده است. آنچه که تمام این رویاها را دستیافتنی میکند، «واقعیت مجازی» (Virtual Reality | VR) نام دارد. با واقعیت مجازی میتوان دنیاهای متفاوتی ساخت و در آنها حضور پیدا کرد، میتوان محیط را به دلخواه تغییر داد یا به هر کجا سفر کرد. فرقی ندارد که قطب جنوب باشد یا کره ماه، واقعیت مجازی تجربهای را برای شما فراهم میکند که مشابه دنیای واقعی است.
اما این تجربه چگونه رخ میدهد؟ در این مقاله قصد داریم بررسی کنیم که واقعیت مجازی چیست و چه کاربردهایی دارد.
واقعیت مجازی چیست؟
واقعیت مجازی یک تجربه دیجیتال است که به وسیله آن میتوان حضور در یک دنیای غیر فیزیکی را تجربه کرد. در واقع، واقعیت مجازی به فضایی سهبعدی اشاره دارد که توسط تکنولوژی کامپیوتر ایجاد میشود و کاربر میتواند آن را به کمک ابزارهایی مثل عینک یا هدست واقعیت مجازی، تجربه کند.
وبسایت ناسا، واقعیت مجازی را اینگونه تعریف میکند:
«ایجاد تأثیر یک تجربه واقعی، بدون ارائه آن تجربه به صورت واقعی!»
با این حال، هیچ نیازی نیست که فضای واقعیت مجازی به طور کامل شبیه به واقعیت باشد. در واقعیت مجازی، از تکنولوژی کامپیوتر استفاده میشود تا دنیایی سهبعدی شبیهسازی شود. کاربر در این دنیا میتواند با اشیا تعامل داشته باشد، به اکتشاف بپردازد و اطراف خود را ببیند. تأثیری که این دنیای مجازی بر کاربر میگذارد، چنان واقعیست که گاهی ممکن است مرز واقعیت و دنیای مجازی از بین برود و پس از مدتی، کاربر دیگر نتواند این دو را با یکدیگر تمیز دهد. این اتفاق با پیشرفت روزافزون تکنولوژی بیشتر محتمل است.
واقعیت مجازی کاربردهای فراوانی دارد. ممکن است نمونههایی از آن را در بازیهای کامپیوتری دیده باشید، اما بازیها تنها مورد استفاده از واقعیت مجازی نیستند. این تکنولوژی میتواند در زمینههای متنوعی همچون پزشکی و درمان، آموزش، خرید و فروش و غیره به کار رود.
واقعیت مجازی چگونه کار میکند؟
در بخش قبل شرح داده شد که واقعیت مجازی چیست و چگونه میتوان از آن استفاده کرد. در این بخش، به نحوه کارکرد این تکنولوزی میپردازیم. واقعیت مجازی را امروزه میتوان با استفاده از تکنولوژیهای کامپیوتری اجرا کرد. ابزارهای گوناگونی وجود دارند که از آنها برای اجرای واقعیت مجازی استفاده میشود. به عنوان نمونهای از این ابزارها، میتوان از هدستها، تردمیلهای چندجهته و دستکشهای مخصوص نام برد. تمامی این ابزارها به منظور تحریک حواس ما استفاده میشوند تا با گول زدن چشمها و ذهن، توهمی از واقعیت را به وجود آورند.
اجرایی شدن واقعیت مجازی چندان ساده نیست. حسها و ذهن ما طوری تکامل یافتهاند که تجربهای هماهنگ از فضای اطراف برای ما بیافرینند. اگر چیزی ذرهای مطابق با واقعیت نباشد میتوانیم آن را تشخیص دهیم، بنابراین واقعیت مجازی باید بتواند تجربیات متقاعدکنندهای برای ما به وجود آورد.
به عنوان مثال، جهانی که انسان آن را مشاهده میکند، مثل یک صفحه ویدیو نیست و ما زاویه دیدی معادل 180 درجه داریم. حتی اگر همواره به تمام این فضا نگاه نکنیم، اگر بخشی از آن وجود نداشته باشد متوجه خواهیم شد. از سوی دیگر، اگر آنچه چشمانتان به شما میگویند با آنچه که با گوشهای خود میشنوید تعارض داشته باشد، دچار «بیماری حرکت» (Motion Sickness) میشوید که همان اتفاقیست که برای برخی از افراد در کِشتی یا زمان مطالعه کتاب در ماشین رخ میدهد.
تمامی موارد ذکر شده باید در واقعیت مجازی به دقیقترین شکل اجرا شوند. سختافزارها به ایجاد حسهای فیزیکی همچون صداها، بوها، دما و لمس کمک میکنند و نرمافزارها محیطی مجازی را ایجاد میکنند. ترکیبی از این سختافزارها و نرمافزارها و ایجاد همزمانی حسی، میتواند به کاربر القا کند که به طور حقیقی در محیط دیگری حضور دارد.
به عنوان مثال، هدستهای واقعیت مجازی را در نظر بگیرید. این هدستها آنچه را که شما از جهان واقعی میبینید، میپوشانند و ویدیویی برای هر یک از چشمهای شما فراهم میکنند تا چشماندازی دارای عمق به وجود آورند. ذهن و بدن نیز در راستای همین تصاویر هماهنگ میشوند تا آنچه را که کاربر میبیند، با دنیای واقعی جایگزین کنند.
اما برای اجرای واقعیت مجازی، از چه نرمافزارها و سختافزارهایی استفاده میشود؟ در ادامه به طور جداگانه به بررسی این مورد خواهیم پرداخت.
نرمافزارهای واقعیت مجازی
همانطور که در بخشهای قبلی اشاره کردیم، برای اجرای واقعیت مجازی نیاز به ایجاد فضایی سهبعدی داریم. این فضا با مجموعه متعددی از نرمافزارها ایجاد میشود. این نرمافزارها با سختافزارهای واقعیت مجازی ترکیب میشوند تا به کاربر حس حضور در دنیای دیگری را القا کنند. توسعهدهندگان واقعیت مجازی همچنین باید عناصر و اجزایی تعاملی درون فضا قرار دهند که بر القای حس واقعیت بیفزایند. برای این کار، توسعهدهندگان از کیتهای توسعه نرمافزار واقعیت مجازی، نرمافزارهای تجسمی، مدیریت محتوا، بازیسازی و شبیهسازیهای گوناگون استفاده میکنند. در ادامه هر یک را به اختصار توضیح خواهیم داد.
- نرمافزارهای تجسمی واقعیت مجازی: این ابزارها دادههای گوناگون و اغراقآمیزی در فضا برای کاربر ایجاد میکنند و تصاویر و حسهای گوناگونی برای او میآفرینند.
- نرمافزارهای سیستمهای مدیریت محتوای واقعیت مجازی: شرکتها از این نرمافزارها استفاده میکنند تا محتواهای واقعیت مجازی را در یک فضا جمعآوری، ذخیره و تحلیل کنند.
- نرمافزارهای بازیسازی واقعیت مجازی: توسعهدهندگان از این ابزارها استفاده میکنند تا تجربهای مشابه بازیهای کامپیوتری برای کاربر به ارمغان بیاورند.
- کیتهای توسعهدهنده واقعیت مجازی: «کیتهای توسعهدهنده واقعیت مجازی» (Software Development Kit | SDK) زمینهای برای طراحی، ساخت و آزمودن تجربه واقعیت مجازی ایجاد میکنند.
- نرمافزارهای پلتفرم اجتماعی واقعیت مجازی: کاربران به کمک این ابزارها از مناطق مختلف در فضای واقعیت مجازی با یکدیگر ارتباط برقرار میکنند.
- نرمافزارهای شبیهساز آموزش واقعیت مجازی: این نرمافزارها در تمامی صنایع به منظور آموزش کارکنان یا دانشآموزان قابل استفاده هستند و فضایی آموزشی را شبیهسازی میکنند.
سختافزارهای واقعیت مجازی
سختافزارهای واقعیت مجازی به همراه نرمافزارها به این منظور استفاده میشوند که توهم حضور در یک محیط سهبعدی را برای کاربر به وجود بیاورند. سختافزارهای متداول واقعیت مجازی شامل هدستها و لوازم جانبی مانند کنترلگرها و ردیابهای حرکتی مانند ردیاب دست، تردمیلهای چندجهته و دوربینهای سهبعدی (برای سازندگان) هستند. این سختافزارها به کمک برنامههای مخصوص قابل دانلود یا مبتنی بر وب واقعیت مجازی هدایت میشوند. در بخشهای بعدی به هر کدام از سختافزارها اشارهای خواهیم داشت.
- هدستهای واقعیت مجازی: هدستهای واقعیت مجازی، دستگاههایی هستند که مانند عینک، بر روی سر و چشم قرار داده میشوند. این هدستها در واقع یک صفحه نمایشگر بصری هستند و اغلب حسگرها، سختافزارهای تولید صدا و دوربینهای ردیابی حرکت چشم یا سر نیز شامل میشوند. سه نوع هدست متفاوت برای واقعیت مجازی وجود دارد که عبارتاند از هدستهای مبتنی بر رایانه، هدستهای مستقل و هدستهای موبایلی.
- موس سهبعدی: موس سهبعدی یک دستگاه کنترلیست که برای حرکت در فضاهای سهبعدی مجازی طراحی شده است. این موسها از چندین روش برای کنترل حرکت سهبعدی و اشاره دوبعدی استفاده میکنند، از جمله شتابسنجها، حسگرهای چندمحوره، سنسورهای IR و چراغها.
- ردیابهای نوری: دستگاههای بصری، موقعیت کاربر را بررسی و دنبال میکنند. رایجترین روش برای سیستمهای واقعیت مجازی، استفاده از یک یا چند دوربین فیلمبرداری ثابت برای ردیابی اشیا یا کاربر است.
- دستکشهای متصل به سیم: این دستکشها بر روی دستها پوشیده میشوند و به «دستکشهای سایبری» یا «دستکشهای دادهای» نیز معروف هستند. بسیاری از سنسورها وجود دارند که دادههای مربوط به حرکت فیزیکی را ضبط میکنند و این دستکشها از برخی از آنها بهره میبرند. به عنوان مثال، یک ردیاب حرکتی برای ثبت اطلاعات چرخش و موقعیت دستکش در فضا به آن متصل شده است. نرمافزار دستکش، حرکت را تفسیر میکند. نسخههای پیشرفتهتر دستکش واقعیت مجازی، بازخوردها یا تحریکات لمسی را نیز ارائه میدهند.
- کنترلگرهای حرکتی: کنترلگرهای حرکتی به کاربر اجازه میدهند تا به راحتی در فضای واقعیت مجازی حضور یابند. این کنترلگرها موقعیت دقیق کاربر در فضا را به دست آورده و امکان تعامل او با اشیای دیجیتال را فراهم میکنند.
- تردمیلهای چندجهته: تردمیلهای چندجهته به کاربران این امکان را میدهند که به صورت فیزیکی در هر جهتی حرکت کنند. این تردمیلها به او کمک میکنند تا تجربهای آزادانه و همهجانبه را در محیطهای واقعیت مجازی داشته باشند.
- ابزارهای بویایی: دستگاههای بویایی یکی از لوازم جانبی جدیدتر در دنیای واقعیت مجازی هستند. شرکت ژاپنی «Vaqso»، دستگاهی را ارائه میدهد که بر هدست واقعیت مجازی متصل شده و قابلیت انتشار بو را دارد. این دستگاه مجهز به فن میتواند بر اساس اتفاقاتی که بر صفحه نمایش رخ میدهد، شدت بوها را تغییر دهد.
انواع واقعیت مجازی چیست؟
در بخشهای قبل، دریافتیم که واقعیت مجازی چیست و سپس به نحوه عملکرد آن پرداختیم، سپس نرمافزارها و سختافزارهای مورد استفاده در آن را معرفی کردیم. در ادامه، به پاسخ این سوال میپردازیم که انواع واقعیت مجازی چیست و هر یک را به اختصار توضیح میدهیم.
سه نوع واقعیت مجازی وجود دارد که هر کدام سطوح مختلفی از شبیهسازیهای کامپیوتری را ارائه میدهند. این سه نوع واقعیت مجازی، تحت عنوان «واقعیت تعمیمیافته» یا «واقعیت گسترده» (Extended Reality | XR) نیز شناخته میشوند. در ادامه هر کدام از سه دستهبندی عمده واقعیت مجازی از جمله واقعیت مجازی «غیرشناور» (Non-Immersive)، واقعیت مجازی «نیمهشناور» (Semi-Immersive) و واقعیت مجازی «شناور کامل» (Fully Immersive) شرح داده خواهد شد.
واقعیت مجازی غیرشناور
واقعیت مجازی غیرشناور یکی از انواع واقعیت مجازی است که در آن کاربر توسط یک کامپیوتر، با یک فضای مجازی تعامل میکند و میتواند کنترل برخی کاراکترها یا فعالیتها را به دست بگیرد. نکته ویژه درباره این نوع واقعیت مجازی، این است که محیط مجازی با کاربر تعامل مستقیمی برقرار نمیکند. به عنوان نمونهای از این دسته، میتوان بازیهای ویدیویی را نام برد.
واقعیت مجازی نیمهشناور
این دسته از انواع واقعیت مجازی، چیزی مابین واقعیت مجازی شناور و غیرشناور است. در واقعیت مجازی نیمهشناور از یک صفحه کامپیوتر یا عینکهای واقعیت مجازی استفاده میشود و کاربر میتواند در محیطی غیرواقعی حرکت کند، اما هیچگونه حس فیزیکی را تجربه نمیکند. این نوع، بیشتر برای اهداف آموزشی و تمرینهایی همچون تمرین خلبانی و شبیهسازهای پرواز استفاده میشود.
واقعیت مجازی شناور کامل
در این دسته از انواع واقعیت مجازی، فضایی مصنوعی شبیهسازی میشود که دنیای واقعی اطراف کاربر را نمایش میدهد و چنان به واقعیت نزدیک است که کاربر میتواند به طور کامل آن را باور و در آن فعالیت کند. واقعیت مجازی شناور کامل، از صدا تا تصویر و در برخی مواقع، حس بویایی را نیز پوشش میدهد. بازیهای اتومبیلرانی نمونهای از این نوع واقعیت مجازی هستند و حس سرعت و رانندگی را به کاربر القا میکنند. این حوزه به طور پیوسته در حال گسترش است و با پیشرفت تکنولوژی، وسعت بیشتری مییابد.
کاربردهای واقعیت مجازی چیست
در بخشهای قبل توضیح دادیم که واقعیت مجازی چیست و چه انواعی دارد. در ادامه، به کاربردهای واقعیت مجازی میپردازیم. مفهوم واقعیت مجازی با بازیها ارتباط تنگاتنگی دارد، اما صنعت بازی تنها کاربرد این تکنولوژی نیست. واقعیت مجازی میتواند در طیف وسیعی از زمینهها از پزشکی و درمان گرفته تا توریسم، به کار رود. استفاده از این تکنولوژی در دوران همهگیری بیماری کرونا محبوبیت بیشتری پیدا کرد. از واقعیت مجازی در حوزههای متعددی استفاده میشود که برخی از آنها در ادامه معرفی میشوند.
واقعیت مجازی و آموزش
از واقعیت مجازی میتوان در بخشهای گوناگونی از حوزه آموزش استفاده کرد. به عنوان مثال، واقعیت مجازی را میتوان در آموزش کارکنان یک مجموعه به کار گرفت. توانایی قرار دادن یک کارمند به جای دیگران (خواه همکار باشد یا مشتری)، تجربه منحصربهفردی را ارائه میدهد که در غیر این صورت امکانپذیر نیست. با پیشرفت فناوری، واقعیت مجازی به ابزاری ارزشمند در تمام آموزشهای شرکتی، از جمله موقعیتهایی که نیاز به تصمیمگیریهای پیچیده دارند، تبدیل خواهد شد.
از واقعیت مجازی میتوان در جنبههای دیگر آموزش نیز استفاده کرد. تصور کنید که برای آموختن تاریخ یا علم، به جای نظریهها به طور مستقیم در فضای مربوط به آنها غوطهور شوید. فضانوردها، جراحها و خلبانها میتوانند برای آموزشهای خود از واقعیت مجازی استفاده کنند.
علاوه بر این، از واقعیت مجازی میتوان در آموزش دانشآموزان استثنایی بهره برد. استفاده از رسانههای آموزشی سنتی و کتابهای درسی اغلب برای این دانشآموزان بیتأثیر است اما با کمک واقعیت مجازی، بیشتر میتوانند درگیر فرآیند یادگیری شوند.
واقعیت مجازی و بهداشت و درمان
واقعیت مجازی استفادههای فراوانی برای پزشکان، محققان و بیماران دارد. از این تکنولوژی میتوان برای کمک به بیماران مبتلا به اختلالات اضطرابی یا بیاشتهایی بهره برد. علاوه بر این، در دانشکدههای پزشکی میتوان از واقعیت مجازی برای آموزش موقعیتهای مختلف یا حتی جراحی استفاده کرد.
واقعیت مجازی و تجربه فضاها
با کمک واقعیت مجازی، میتوانید پیش از هر سفر به هتلی که رزرو کردهاید بروید و آنجا را تماشا کنید. در واقع، به جای تماشای ویدیوهای آنلاین یا تماشای عکسهای دوبعدی، میتوانید به صورت مجازی در آن هتل حضور داشته باشید. واقعیت مجازی میتواند به صنعت گردشگری کمک فراوانی کرده و تجربه بهتری از سفر برای ما به ارمغان بیاورد.
مشابه کاربرد قبلی، توسعهدهندگان میتوانند با کمک واقعیت مجازی به طراحیهایی فراتر از مدلهای سهبعدی بپردازند تا فضاهای گوناگون را برای افراد شبیهسازی کنند. این شبیهسازیها میتوانند هم برای خانهها و هم برای محیطهای تجاری استفاده شوند.
واقعیت مجازی و خرید و فروش
خردهفروشان میتوانند با کمک واقعیت مجازی، این امکان را برای مشتریان خود فراهم کنند که پیش از خرید لباسها یا اشیا، آنها را امتحان کرده و در محیط موردنظر قرار گیرند. به عنوان مثال، اگر فردی قصد داشته باشد لباس عروس تهیه کند، میتواند آن را به صورت مجازی امتحان کرده و خود را در یک محیط عروسی واقعی قرار دهد.
به عنوان نمونهای دیگر، میتوانید از فروشگاه واقعیت مجازی «دیور» (Dior) در وبسایت فرانسوی آن دیدن کنید. کاربران میتوانند به صورت مجازی محصولات فروشگاه را بررسی کرده و آنها را به صورت آنلاین خریداری کنند.
واقعیت مجازی و فعالیتهای نظامی
واقعیت مجازی در حال حاضر یک ابزار ارزشمند در شبیهسازی مبارزات و رویاروییهای گوناگون به شمار میرود و میتواند جایگزین بسیار مناسبی برای تمرینهای گرانقیمت و گاه خطرناکِ زندگی واقعی شود. قابلیت تغییر سناریوها، واقعیت مجازی را برای تمامی شاخههای ارتش و صنایع دفاعی جذاب میکند.
واقعیت مجازی و سرگرمی
به مرور زمان، سرگرمیها از حالت منفعل به حالت فعالانه تغییر مییابند. اپیزود تعاملی سریال «بلک میرور» (Black Mirror) را به خاطر بیاورید. بازیها و فیلمها همگی به سمت و سویی میروند که تجربیات وسیعتری را در اختیار مخاطبان خود قرار دهند و از زاویه دید شخص استفاده کنند. واقعیت مجازی میتواند با ایجاد تجربهای منحصربهفرد، صنعت سرگرمی را متحول کند.
واقعیت مجازی و متاورس
علاوه بر تمامی موارد ذکر شده، واقعیت مجازی همچنین یکی از فناوریهایی است که در متاورس استفاده میشود. متاورس دنیایی است که کاربران در آن به صورت مجازی با یکدیگر تعامل میکنند. واقعیت مجازی به همراه «واقعیت افزوده» (Augmented reality | AR)، فناوریهایی هستند که در متاورس به کار میروند.
تفاوت واقعیت افزوده با واقعیت مجازی چیست؟
پیشتر به این سوال پاسخ دادیم که واقعیت مجازی چیست. این مفهوم با واقعیت افزوده ارتباط تنگاتنگی دارد و هر دو از فناوریهایی هستند که در متاورس استفاده میشوند، اما تفاوت واقعیت افزوده با واقعیت مجازی چیست؟
تمایز بین واقعیت افزوده با واقعیت مجازی به دستگاههای موردنیاز آنها و تجربهای که میآفرینند، باز میگردد. واقعیت افزوده، دنیای دیجیتال را با عناصر واقعی ترکیب میکند و امکان به کار بردنِ اجزای دیجیتال را در دنیای واقعی ارائه میدهد. یک تفاوت بین واقعیت مجازی و واقعیت افزوده، این است که واقعیت افزوده عناصر متفاوتی را در دنیای واقعی نمایش میدهد. به عبارت دیگر، واقعیت افزوده از تنظیمات دنیای واقعی استفاده میکند اما واقعیت مجازی، به طور کامل یک تجربه مجازی است.
علاوه بر این، در واقعیت افزوده میتوان دادههای محیط را در زمان واقعی از طریق دوربینها جمعآوری و به طور مستقیم پردازش کرد. این امر امکان نمایش محتوای دیجیتال را در هر زمان که کاربر به آن نیاز دارد، ممکن میسازد.
این دو فناوری همچنین در ابزارها نیز با یکدیگر تفاوت دارند. واقعیت افزوده از طریق ابزارهایی همچون تلفن همراه و تبلت، عناصری را به واقعیت میافزاید، اما واقعیت مجازی، واقعیت جدیدی را از طریق هدست و سایر ابزارها ایجاد میکند.
جمعبندی
در این مقاله دریافتیم که واقعیت مجازی چیست و چگونه کار میکند. سپس با نرمافزارها و سختافزارهای آن آشنا شدیم و دریافتیم که انواع واقعیت مجازی چیست. پس از آن، کاربردهای واقعیت مجازی را بررسی کردیم و سپس به این سوال پرداختیم که تفاوت واقعیت افزوده با واقعیت مجازی چیست.
با واقعیت مجازی میتوان در دنیاهای متفاوتی حضور پیدا داشت و فضاهای بکری را تجربه کرد. از فضانوردها و جراحها گرفته تا افرادی که تنها برای سرگرمی از واقعیت مجازی استفاده میکنند، همه میتوانند از این تکنولوژی بهره ببرند. با پیشرفت تکنولوژی، ممکن است روزی به جایی برسیم که دیگر نتوانیم دنیای واقعی و واقعیت مجازی را از یکدیگر تشخیص دهیم. از واقعیت مجازی در متاورس نیز استفاده میشود و باید دید که کاربردهای این تکنولوژی در آینده، ما را به چه سمت و سویی خواهد کشاند.
نظر خود را با ما به اشتراک بگذارید