واقعیت مجازی چیست و چه کاربردهایی در دنیای امروز دارد؟

چقدر عالی می‌شد اگر می‌توانستیم وارد دنیای مجازی بازی‌های کامپیوتری‌مان بشویم و استرس و هیجان بازی‌ها را با تمام وجود درک کنیم یا می‌توانستیم سفری مجازی برویم و صداها، بوها و تصاویر را با همان کیفیت واقعی‌شان تجربه کنیم. اگر شما هم چنین افکاری در سر دارید این مقاله را دنبال کنید تا ببینیم واقعیت مجازی چیست و چه کاربردهایی در زندگی امروز ما دارد؟

واقعیت مجازی چیست؟

واقعیت مجازی به معنای شبیه‌سازی محیط‌های مختلف با استفاده از تکنولوژی کامپیوتری است. در واقعیت مجازی، کاربر به جای تعامل با واسط‌های کاربری سنتی، به‌صورت مجازی درون محیط قرار می‌گیرد و به‌جای تماشای صفحه‌ی کامپیوتر، وارد دنیایی سه‌بعدی می‌شود. کامپیوتر، با شبیه‌سازی حواس انسان که شامل بینایی، شنوایی، لامسه و حتی بویایی است، همچون دروازه‌ای برای ورود به این دنیای مصنوعی عمل می‌کند. دسترسی به محتوا و هزینه‌ی پردازش اطلاعات تنها محدودیت‌های موجود در واقعیت مجازی هستند که تا حدودی مانع تجربه‌های نزدیک به واقعیت می‌شوند.

تفاوت واقعیت مجازی با واقعیت افزوده چیست؟

واقعیت مجازی و واقعیت افزوده، دو روی یک سکه هستند. در واقعیت افزوده یک شیء مجازی و مصنوعی در دنیای واقعی شبیه‌سازی می‌شود، اما واقعیت مجازی خود دنیای واقعی را شبیه‌سازی می‌کند.

در واقعیت افزوده، رایانه به‌کمک حسگرها و الگوریتم‌هایی خاص، موقعیت و جهت‌گیری دوربین را تعیین می‌کند. این تکنولوژی بعد از رندر کردن تصاویر سه‌بعدی دوربین، تصاویر تولید‌شده‌ی رایانه‌ای را به تصویری که کاربر از دنیای واقعی دارد اضافه می‌کند.

در واقعیت مجازی، از حسگرها و الگوریتم‌های مشابه استفاده می‌شود، اما در این تکنولوژی به‌جای استقرار دوربین واقعی در محیط فیزیکی، موقعیت چشم کاربر در محیط مجازی، مستقر می‌شود. با چرخش سر کاربر، تصویر بلافاصله براساس این تغییر موقعیت، تغییر می‌کند و سازگار می‌شود. این تکنولوژی به جای ترکیب اشیای مجازی با دنیای واقعی، جهانی شبیه‌سازی‌شده برای کاربر ایجاد و امکان تعامل با محیط را برای کاربر فراهم می‌کند.

تکنولوژی واقعیت مجازی

نمایشگر سربند (HMD)، یکی از ابزارهای رایج در واقعیت مجازی است. انسان موجودی بصری است و بارزترین تفاوت بین سیستم‌های واقعیت مجازی و واسط‌های کاربری سنتی، تکنولوژی صفحه‌ی نمایش است. به‌عنوان مثال محیط مجازی خودکار CAVE، به‌صورت خودکار محتوای مجازی را روی صفحه‌های نمایشگر با ابعاد خانگی، نمایش می‌دهد. این دسته از نمایشگرها در محیط‌های آموزشی و آزمایشگاه‌ها پرطرفدار هستند و از طرف دیگر تجهیزات پوشیدنی در دنیای صنعت و سرگرمی کاربرد بیشتری دارند.

با ظهور تکنولوژی‌های جدید و متنوع سخت‌افزاری و نرم‌افزاری، آینده‌ی واقعیت مجازی در حال پیشرفت و درعین‌حال مبهم است. تکنولوژی‌های Google Cardboard ،Samsung GearVR و Epson Movario از پیشگامانِ واقعیت مجازی هستند، اما ممکن است که رقبایی ازقبیل Meta ،Avegant Glyph و Daqri and Magic Leap دیر یا زود با سطح بالایی از کاربردی بودن و ملموس بودن، تغییرات مهمی را برای واقعیت مجازی به ارمغان آورند. تلاش برای تولید تجهیزاتی که فضای کمی اشغال ‌کنند و به‌راحتی در محیط کار و منزل قابل‌استفاده باشند، منجر به ظهور نمایشگرهای سربند شده است.

واقعیت مجازی و اهمیت صدا

شنوایی در مقایسه با بینایی تأثیر بیشتری روی درک ما از فضا و مکان دارد و واکنش انسان نسبت به صدا سریع‌تر از واکنش او نسبت به تصویر است. صداهای محیطی و مختصات فضایی دقیق، در ایجاد تجربه‌های نزدیک به واقعیت نقش مهمی ایفا می‌کنند. در واقعیت مجازی، اطلاعات صوتی و تصویری به‌آسانی منتقل می‌شوند، اما مطالعات و تلاش‌های زیادی برای انتقال سایر اطلاعات مثل بو یا لمس اشیا در حال انجام است.

برای شنیدن صداهایی که در دنیای واقعیت مجازی تولید می‌شوند، با استفاده از هدفون به اینفوگرافیک صوتی زیر که توسط Verge تولید شده است گوش کنید.

استفاده از تجهیزات ورودی قابل‌لمس مثل تردمیل‌های همه‌جهته در مقایسه با نشستن روی مبل یا صندلی ساده، احساس راه رفتن واقعی را به کاربر القا می‌کند. با کمک فناوری لمسی یا هپتیک، دسته‌های بازی سنتی جای خود را به تکنولوژی نوظهور فراصوتی خواهند داد.

نقش اول‌های واقعیت مجازی

Oculus Rift، Oculus VR و فیسبوک

به‌جرأت می‌توان گفت که Oculus VR، تولیدکننده‌ی سربندهای Oculus Rift، نقش اول را در زمینه‌ی واقعیت مجازی برعهده دارد. این شرکت تحت عنوان پروژه‌ی Kickstarter در سال ۲۰۱۲ به‌کمک جان کارمک (بنیان‌گذار Id Software از Doom and Quake fame) تأسیس شد. این شرکت به‌نحوی رهبر تجهیزات سخت‌افزاری واقعیت مجازی برای بازی‌های ویدئویی به حساب می‌آید. بعد از اینکه فیسبوک Oculus را در سال ۲۰۱۴ خریداری کرد، تجربه‌های اجتماعی با استفاده از واقعیت مجازی، به اولویت‌های این شرکت اضافه شد. بعد از اینکه Oculus، شرکت انگلیسی Surreal Vision را که در زمینه‌ی بازسازی صحنه‌های سه‌بعدی فعال بود خریداری کرد، آمادگی خود را برای افزودن قابلیت حضور از دور به سربندهای واقعیت مجازی اعلام کرد.

Microsoft HoloLens

Microsoft HoloLens یکی دیگر از رقبای بزرگ در بازار واقعیت مجازی است. تیم‌های تحقیقاتی این شرکت برخلاف Oculus Rift، به‌دنبال ساخت صفحه‌های نمایش براساس فناوری هولوگرافیک هستند. هرچند که این رویکرد نسب به واقعیت مجازی، سازگاری بیشتری با واقعیت افزوده (که مایکروسافت ترجیح می‌دهد آن را واقعیت مخلوط بنامد) دارد، اما شکی نیست که تکنولوژی‌های صفحه‌ی نمایش، نقطه‌ی عطفی برای تجربه‌ی دنیای مجازی در آینده به حساب می‌آیند.

Sony’s Project Morpheus

سونی با پروژه‌ی Project Morpheus وارد بازار واقعیت مجازی شد. این پروژه در تلاش بود تا محصولات Oculus را با سیستم بازی‌های پلی‌استیشن ادغام کند.

The Vive by Valve

Valve (سازنده‌ی پلتفرم موفق Steam برای بازی‌های ویندوز، مک و لینوکس) نیز وارد رقابتِ دنیای واقعیت مجازی شده است. Vive، که توسط HTC تولید می‌شود، اولین هدست از هدست‌های موجود در پلتفرم بازِ SteamVR است.

Samsung GearVR

با اینکه شرکت‌های مذکور علاوه‌بر تولید صفحه‌های نمایش سازگار با واقعیت مجازی، در تلاش هستند تا سخت افزار رایانه‌های شخصی و لپ‌تاپ‌ها را نیز برای انجام بازی‌های سنگین آماده کنند، اما سامسونگ رویکرد متفاوتی را در این زمینه اتخاذ کرده است. Gear VR با ترکیب فناوری ردیابی حرکات سر شرکت Oculus با گوشی‌های هوشمند اندرویدی مانند Galaxy Note ۴ در تلاش است تا امکان استفاده از واقعیت مجازی را در گوشی‌های موبایل فراهم کند. به‌جای استفاده از صفحه‌ نمایش اختصاصی، لنزها این امکان را فراهم می‌آورند تا صفحه‌ی نمایش گوشی مانند صفحه‌ی نمایشی استریو عمل کند.

و این مورد موجب سادگی و ارزان بودن این محصول در مقایسه با سایر محصولات موجود در بازار خواهد شد.

Google Cardboard

گوگل در سال ۲۰۱۴ و در کنفرانس I/o وارد دنیای واقعیت مجازی شد. Google Cardboard یک رویکرد «خودت انجامش بده» است و با استفاده از آن می‌توان با کمتر از ۲۰ دلار، گوشی اندروید را به تکنولوژی واقعیت مجازی مجهز کرد. درحال‌حاضر دموها و بازی‌های متعددی برای Cardboard SDK، روی پلی استور گوگل قرار داده شده‌اند. هرچند که برنامه‌های گوگل مانند سایر شرکت‌های فعال در زمینه‌ی واقعیت مجازی، همه‌‌جانبه و پیشگامانه نیست، اما آزمایش‌های موردی گوگل در زمینه‌ی واقعیت مجازی، علاقه‌مندان بسیاری را به خود جلب کرده است.

Magic Leap

شرکت گوگل با سرمایه گذاری بر استارتاپ Magic Leap در سال ۲۰۱۴ (به مبلغ ۵۴۰ میلیون دلار)، وعده‌ی تولید نمایشگرهای لایت فیلد، نقشه‌برداری سه‌بعدی، ردیابی حرکت و حضور از دور را به مشتریان خود داد. با اینکه تنها محصول ارائه‌شده توسط این شرکت، یعنی دموی واقعیت افزوده، بسیار بحث برانگیز بود، اما افراد برجسته‌ای مثل نیل استیفنسون، که نویسنده‌ی متن‌های علمی تخیلی است، با این شرکت همکاری دارند و حضور این شرکت در دنیای واقعیت مجازی، سایر رقبای خوش نام را به چالش کشیده و این برند را به رقیبی غیرمعمول اما مهم تبدیل کرده است.

Carl Zeiss, Archos, Razer and Avegant

شرکت‌های بسیاری در زمینه‌ی تولید سربند‌ها و سایر تجهیزات واقعیت مجازی فعالیت می‌کنند. از این میان می‌توان به شرکت‌های خوش‌نامی مثل Carl Zeiss و Archos و شرکت‌های گمنامی مثل Razer و Avegant اشاره کرد. به هر حال، تکنولوژی نوظهور واقعیت مجازی در حال ایجاد تغییرات چشمگیری در اکوسیستم‌ تولیدکنندگان سخت‌افزار، توسعه‌دهندگان نرم‌افزار و تولیدکنندگان محتوا است.

کاربردهای واقعیت مجازی در دنیای امروز

بی‌شک صنعت بازی‌های ویدئویی یکی از بزرگ‌ترین طرفداران تکنولوژی واقعیت مجازی است. بازی‌های مثل Skyrim و Grand Theft Auto از سربندهای Oculus Rift پشتیبانی می‌کنند، درحالی که این قابلیت بعدا روی این بازی‌ها سرهم‌بندی شده است، اما بازی‌های جدیدتر مانند Elite: Dangerous با قابلیت پشتیبانی از هدست ساخته شده‌اند. از آنجا که مشتریان ترجیح می‌دهند تا از بین کالاهای موجود، کالایی را انتخاب کنند که قابلیت‌های به‌روزتر و بیشتری داشته باشد، اکثر بازی‌های معتبر و شناخته‌شده، باید واسط‌های کاربری خود را با واقعیت مجازی سازگار کنند. با توجه به‌ اینکه سخت‌افزارهای مورد نیاز برای واقعیت مجازی به وفور در دسترس هستند، صنایع باید هرچه سریعتر با این تکنولوژی سازگار شوند.

واقعیت مجازی و بصری‌سازی داده‌ها

از واقعیت مجازی در بصری‌سازی داده‌های علمی و مهندسی استفاده می‌شود. علاوه‌بر این پیشرفت‌های اخیر در تکنولوژی صفحات نمایش، موجب گرایش فراوان به بصری‌سازی مولکولی، معماری و مدل‌های هوایی شده ‌است.

واقعیت مجازی در صنایع هوایی، پزشکی و نظامی

در صنایع هوایی، پزشکی و نظامی، آموزش از طریق واقعیت مجازی، جایگزینی پرطرفدار برای تجربه‌ی واقعی تجهیزات گران‌قیمت، موقعیت‌های خطرناک یا تکنولوژی‌های حساس است. خلبانان می‌توانند با نشستن در کابین خلبان و استفاده از واقعیت مجازی در برنامه‌های آموزشی جامع و آموزش دیدن به‌صورت زنده، پروازی مجازی را تجربه کنند. پزشکان جراح می‌توانند با استفاده از ابزارها و بیماران مجازی آموزش ببینند و مهارت‌های کسب‌شده در این آموزش‌ها را به اتاق عمل منتقل کنند، برخی از پژوهش‌ها نشان می‌دهند که آموزش به‌کمک واقعیت مجازی، سرعت عمل پزشک را افزایش و درصد اشتباهات جراحی را کاهش می‌دهد.

پلیس‌ها و سربازان هم می‌توانند با استفاده از واقعیت مجازی اصول حمله و دفاع را به‌صورت مجازی و بدون ریسک و خسارت جانی آموزش ببینند.

واقعیت مجازی و درمان بیماری‌های روانی

در بحث پزشکی و درمان اختلالات روانی ازجمله اختلال استرس بعد از سانحه، می‌توان از واقعیت مجازی در درمان بیماران، استفاده کرد. می‌توان این تکنولوژی را برای غلبه‌ بر ترس ها در جریان رفتار درمانی یا رویارویی بیمار با چالش‌ها در محیطی تحت کنترل، به کار گرفت. می‌توان با استفاده از واقعیت مجازی در قالب بازی‌، نرم‌افزارهای صنعتی یا بازاریابی، در درمان بیماری‌ها، درک اتفاقات زندگی واقعی و آشتی با زندگی، به انسان‌ها کمک کرد.

Discover VisualCommerce™: پلتفرم محصولات مجازی

این پلتفرم، تمام محصولات سه‌بعدی را در دنیای واقعی و مجازی در دسترس قرار می‌دهد و امکان پیکربندی این محصولات را فراهم می‌آورد. VisualCommerce ابزاری قدرتمند برای فروش است که از طریق بصری‌سازی محصول، این امکان را به خریدار می‌دهد که درهنگام خریداری محصولات، همه‌ی جوانب را در نظر بگیرد.