پنج‌شنبه 19 خرداد 1401
واقعیت مجازی

واقعیت مجازی: آینده نزدیک است!

هنوز به نقطه ی انفجار پدیده ای به اسم واقعیت مجازی نرسیده ایم، اما می توان با تقریب خوبی مطمئن بود که امسال این تکنولوژی بر سر زبان ها می افتد، موج به راه می اندازد و آینده را شکل می دهد. اما باید دیدگاهمان را به جایگاهمان نزدیک کنیم و در واقع جهان را از دید کشور خودمان ببینیم. در کشور ما اگرچه این فناوری ورود پیدا کرده، اما هنوز به قدرتی که در بازارهای جهانی دارد دست پیدا نکرده است. هنوز شما در مترو یا خیابان یا اتوبوس کسی را نمی بینید که چیزی شبیه یک عینک اسکی فضایی گذاشته باشد و دستهایش را به طور احمقانه ای در هوا تکان دهد و گاه گاهی هم لبخند بزند یا عصبانی شود.

اتفاقی که مشابه آن در طی گزارش هواشناسی شبکه ی تلویزیونی CBS 10 در پخش محلی از شهر تمپا در ایالت فلوریدای آمریکا افتاد و در طی آن مجری بخش خبری که درگیر بازی واقعیت افزوده ی پوکیمان بود صاف از جلوی مجری بخش هواشناسی رد شد و باعث شد که او هم با این موضوع شوخی کند (بازی پوکیمان گو یا Pokémon Go در حقیقت یک نوع بازی واقعیت افزوده است و نه واقعیت مجازی. در طی این بازی صفحه ی نمایش گوشی به شما اطلاع می دهد که جانورهایی در اطراف محل حضور شما مخفی شده اند و شما باید به صورت فیزیکی به آن مکان ها بروید و موجودات گفته شده را بگیرید و تربیت کنید. در مورد تفاوت واقعیت مجازی و واقعیت افزوده در ادامه خواهیم گفت). در تصویر زیر نمونه ای از نحوه ی اجرای بازی پوکیمان را می بینید که چطور به محیط اطراف شما موجوداتی را اضافه می کند و شما باید به دنبالشان بروید.

Pokemon Go

اما چه چیزی باعث می شود که فردی آن قدر در دنیای مجازی غرق شود که حتی نداند کجاست و کجا می رود؟ به خصوص در رابطه با واقعیت مجازی (و نه واقعیت افزوده) جواب این سوال بسیار ساده است: واقعی بودن این مجاز! در حقیقت هدست های واقعیت مجازی مستقیما در یکی از پر استفاده ترین حواس انسان دخل و تصرف می کنند و همین موضوع ممکن است باعث بروز رفتارهایی متفاوت از اتفاقات حقیقی که در اطراف می افتد بشود. هدست های واقعیت مجازی با چشم همان حکمی را دارند که هدفون با گوش دارد. در ادامه با ما در مروری بر ساختار این هدست ها و تاریخچه و مشخصات آن ها همراه شوید.

تاریخچه ی واقعیت مجازی:

ساختار این هدست ها که در گذشته ای نه چندان دور به نام صفحات نمایش قرارگیرنده روی سر (Head-mounted Displays) شناخته می شدند، در عین پیچیدگی بسیار ساده است. قسمت ساده ی ماجرا هدف این هدست ها است: نمایش دو تصویر کمی متفاوت به هرکدام از چشم ها به صورت جدا جدا به صورتی که تصویر با جابجا شدن سر تغییر کند و این توهم برای فرد به وجود بیاید که انگار واقعا به صورت عادی دارد محیط اطرافش را می بیند. قسمت پیچیده ی کار هم نحوه ی نمایش تصاویر و حرکت دادن آن ها بر اساس حرکت سر و حتی مردمک چشم های فرد است که اگرچه به طور خلاصه به آن می پردازیم، اما شرح جزییات فنی آن از حوصله ی این نوشته خارج است.

 اگر بخواهیم کمی دقیق تر بحث کنیم، واقعیت مجازی به معنی استفاده از قابلیت های پردازشی و اپتیکی و شنوایی و بخصوص بررسی نحوه ی حرکت سر در راستای ایجاد این توهم است که فرد در محیط دیگری قرار دارد. در حقیقت تفاوت اصلی واقعیت مجازی (Virtual Reality) و واقعیت افزوده (Augmented Reality) از همین جا نشات می گیرد. در واقعیت مجازی، همان طور که اسم آن هم بیان می کند، ایده این است که فرد به صورت مجازی واقعیتی را تجربه کند ولی دخل و تصرفی در واقعیت موجود انجام نمی شود. در صورتی که در واقعیت افزوده، ایده اضافه کردن اطلاعات و یا حتی نشانه های بصری به صورت مجازی به دنیای اطراف است.

به زبان ساده تر اگر به عنوان مثال در اتاق کارتان از رابط های واقعیت مجازی استفاده کنید، انگار کاملا وارد محل دیگری شده اید. اما اگر از رابط های واقعیت افزوده استفاده کنید به عنوان مثال ممکن است میزان شارژ باقی مانده ی لپ تاپتان را به صورت عددی که کنار آن در هوا معلق است ببینید. یا با نگاه کردن به نقشه ی شهر که بر روی دیوار نصب شده است، عکس های هر محل را در کنار آن به صورت مجازی ببینید.

اولین نمونه از هدست های واقعیت مجازی که به صورت تجاری در دسترس عموم قرار گرفتند، در نمایشگاه CES سال 1994 با نام Forte VFX1 معرفی شدند. این هدست برای هر چشم از نمایشگر جداگانه ای استفاده می کرد و همچنین مجهز به سنسوری برای تشخیص حرکت در هر سه محور بود.

 Forte VFX1

پیشتاز بعدی این عرصه، شرکت سونی بود که با عرضه ی Glasstron قابلیت هایی از قبیل امکان دیدن محیط واقعی اطراف فرد را فراهم کرد و همچنین با ایجاد امکان تشخیص حرکت، کمک کرد که افراد بتوانند در واقعیت مجازی که می بینند، قدم بزنند و تصویر هم همراه آن ها منتقل شود و تغییر کند.

واقعیت مجازی

یکی از بازی های جنجالی ای که از هدست Glasstron استفاده می کرد، MechWarrior 2 بود که کمک می کرد که بازیکنان به کمک هدست از درون کابین هدایت روبات جنگنده، میدان جنگ را ببینند. MechWarrior 2

نمونه های اولیه که پیشتازان تولید آن ها هم ذکر شدند، به علت نقص های تکنولوژیک و محدودیت های آن ها، چندان نمونه های موفقی نشدند و پس از مدتی سروصدای آن ها خوابید. تا این که دوباره و این بار در سال 2012 با پیچیدن خبر آغاز طراحی پروژه ی Oculus Rift دوباره سروصدای مربوط به واقعیت مجازی به راه افتاد.

در حال حاضر در سال 2016، وارد بازه ای شده ایم که درخت ایده های طراحان این هدست ها به ثمر نشسته است و احتمالا از این به بعد تجربه ای که از دنیای پیرامون خود خواهیم داشت، تغییر چشمگیری خواهد نمود. علت این که سال 2016 تا این حد پررنگ می شود، عرضه ی تجاری چند هدست واقعیت مجازی از چند شرکت بزرگ و معتبر است. این هدست ها شامل Oculus Rift، Sony PlayStation VR، HTC Vive و Samsung Gear VR می شوند. قبل از این که وارد جزییات و مشخصات هر کدام از این هدست ها شویم (و همچنین هدست Google Cardboard که از نظر ساختاری مانند Samsung Gear VR است و با هدست های دیگر فرق دارد)، بهتر است کمی با محدودیت ها و تکنولوژی های به کار رفته در این هدست ها بیشتر آشنا شویم.

All VR

کاربردها و محدودیت ها:

این نوع تکنولوژی ها عموما در گذشته کاربردهای آموزشی و شبیه سازی در زمینه های نظامی و پزشکی داشته اند. شبیه سازی های میدان جنگ و بخصوص نبردهای هوایی توسط این هدست ها در مراکز نظامی انجام می شده اند و در زمینه ی پزشکی به خصوص برای شبیه سازی جراحی های دقیق به کار گرفته می شدند. نحوه ی انجام شبیه سازی های جراحی هم یا از طریق پخش مجدد فیلم جراحی جراح اصلی از طریق این هدست ها است و یا از طریق شبیه سازی کامل بدن یا عضو تحت درمان انجام می شود.

VR Surgery

military_VR

تکنولوژی واقعیت مجازی محدودیت های خود را هم دارد. به عنوان مثال فاکتور تاخیر در عملکرد این هدست ها نقش حیاتی دارد. یعنی زمانی که فرد عملی را انجام می دهد اگر بلافاصله تاثیر آن را در هدست مشاهده نکند، بعد از مدتی احساسی مانند افراد تحت تاثیر شدید الکل یا مواد مخدر را پیدا خواهد کرد که اعمالشان کند و ناپیوسته است! بنابراین هر تاخیری در تغییر تصویر نمایش داده شده در هدست اثر نامطلوبی بر تجربه ی کاربری فرد خواهد گذاشت.

مشکل دیگری که ممکن است در تجزیه و تحلیل تصاویر به وجود بیاید، نمایش تصوایر مجزا ولی همگام به هرکدام از چشم ها است. به منظور ایجاد درک سه بعدی، لازم است که هر کدام از چشم های ما یک تصویر را از زاویه های کمی متفاوت ببینند که در نهایت در مغز این تصاویر ترکیب شوند و عمق هم به میدان دید افزوده شود. در حقیقت دوربین های عکاسی سه بعدی هم که از دو لنز جدا از هم استفاده می کنند، قصد در شبیه سازی همین اتفاق را دارند. یا در تلویزیون های سه بعدی، عینک ها با نمایش تصویرهای کمی متفاوت به هر یک از دو چشم، توهم سه بعدی بودن را ایجاد می کنند.

حال اگر در پردازش و نمایش این تصاویر مشکلی به وجود بیاید و هر کدام از چشم ها تصویر مناسب را در زمان مناسب نبینند، ممکن است کاربر دچار سردرد و حالت تهوع شود، زیرا در حقیقت این موضوع توسط مغز به مشکل در بینایی تفسیر خواهد شد. مسئله ی دیگر هم حفظ نرخ فریم یا همان تعداد فریم های نمایش شده در ثانیه است. برای این که انسان تجربه ای مشابه واقعیت داشته باشد، نیاز دارد که شصت فریم در ثانیه به او نمایش داده شود. این موضوع با حداقل 24 فریم در ثانیه نباید اشتباه شود. مقدار 24 فریم برثانیه، حداقل نرخ فریمی است که چشم انسان میتواند پیوستگی را در حرکت دنبال کند. اما برای تجربه ای واقعی به مقداری بسیار بیشتر از 24 فریم در ثانیه نیاز است. بنابراین هر مقداری کمتر از نرخ فریم 60 فریم بر ثانیه می تواند مجددا باعث ایجاد حالت تهوع و سردرد بشود.

چالش دیگری که در پیش روی این هدست ها قرار دارد، صفحه ی نمایش و دستگاه اپتیکی مورد نیاز برای راحت دیدن آن است. بیایید این موضوع را این طور بررسی کنیم: چشم یک انسان سالم و جوان، قادر است اشیاء را به وضوح از بی نهایت تا فاصله ی 6.5 سانتیمتری ببیند. به عبارت دیگر چشم ما می تواند از بی نهایت تا فاصله ی 6.5 سانتیمتری فوکوس کند. این موضوع را هم در نظر داشته باشید که فاصله ی مناسب و استاندارد برای کاری مثل مطالعه یا استفاده از کامپیوتر بین 40 تا 60 سانتیمتر است.

حال با داشتن این اطلاعات، تصور کنید که گوشی خود را در فاصله ی حدود 4 تا 5 سانتیمتری صورت خود نگه داشته اید. نه تنها نمی توانید اطلاعات روی آن را بخوانید، بلکه اگر کمی هم فاصله را بیشتر کنید تا چشمتان بتواند روی صفحه فوکوس کند، بیشتر از چند ثانیه قادر به تحمل این وضعیت نخواهید بود. در عمل هدست های واقعیت مجازی هم یک صفحه ی نمایش هستند که چند سانتیمتر بیشتر با صورتتان فاصله ندارند. پس برای این که چشم های شما بتواند در فاصله ی راحتی فوکوس کند و همان فوکوس را هم حفظ کند و خسته نشود، نیاز هست که از عدسی در ساختار این هدست ها استفاده شود.

optics

علت دیگر استفاده از عدسی هم تبدیل زاویه ی دید محدود صفحه ی نمایش به حداکثر زاویه ی دید انسان (حدود 120 درجه افقی و 120 درجه عمودی) است، چون شما در واقعیت گوشه های میدان دیدتان سیاه نمی بیند! بنابراین با استفاده از عدسی هم فاصله ی فوکوس چشم و هم میدان دید صفحه ی نمایش باید اصلاح شود.

چالش دیگر هدست های واقعیت مجازی را هم با ذکر یک مثال عملی بررسی می کنیم. با ذره بین به صفحه ی نمایش گوشی خود نگاه کنید. تمام! به همین سادگی شما احتمالا متوجه شده اید به چه مشکلی اشاره می کنیم. اگر رزولوشن نمایشگرهایی که در هدست ها قرار گرفته اند به حد کافی بالا نباشد، عدسی ها با بزرگنمایی این صفحات باعث می شوند که فاصله ی بین پیکسل ها و شبکه ای که آن ها را در بر می گیرد مشخص تر شود. این موضوع در دید سه بعدی باعث ایجاد پدیده ای به نام “پدیده ی درب توری”  (Screen-door Effect) می شود. علت نام گذاری این پدیده هم مشخص است، کافیست از پشت توری پنجره یا درب منزلتان به بیرون نگاه کنید.

در تصویر زیر همزمان هم اثر نامناسب بودن میدان دید را مشاهده می کنید (حاشیه ی سیاه دور تصویر) و هم اثر درب توری قابل مشاهده است.

Screen door effect

جمع بندی:

به نظر ما هدست های واقعیت مجازی، آینده اند. یعنی ما تردیدی نداریم که با کوچک تر و ارزان تر شدن این هدست ها، در آینده ی نزدیک شاهد زندگی در واقعیت مجازی خواهیم بود. مجسمه ها در واقعیت مجازی ساخته می شوند و در موقعیت های جغرافیایی خاصی در شهر ثابت می شوند و شما با گذر از آن محل ها می توانید با گذاشتن هدست روی سرتان، آن ها را ببینید. حتی خانه ی شما هم می تواند چیزی بیشتر از یک چهاردیواری که وسایل در آن قرار گرفته اند نباشد. می توانید صبح بلند شوید و به مناسبت تابستان، سقف اتاقتان را با یک اشاره آبی و دیوارهای اتاق را زرد رنگ بزنید. یا در موزه ی نقاشی های واقعیت مجازی، وارد یک سیلوی سیمانی خالی بشوید ولی به کمک هدست های واقعیت مجازی، آن محل را به صورت نمایشگاهی از نقاشی های سه بعدی هنرمندان ببینید.

Life VR

بازی های کامپیوتری هم بهره ی عظیمی از این فناوری خواهند برد. دیگر شما بازی را زندگی خواهید کرد. در محیط باید قدم بزنید، اطراف را باید با دقت نگاه کنید، ماشین ها را در محیط مشابه نمونه ی واقعی برانید، در کابین خلبان هواپیماهایی که می رانید بنشینید و حتی شاید به لطف دستکش های ویژه ای که ساخته خواهد شد، ماشه را مجبور شوید به صورت واقعی به سمت دشمن بچکانید. حتی شاید لگد شلیک هر گلوله را حس کنید و برق آتش خارج شده از لوله ی تفنگ چند ثانیه ای چشمتان را بزند. شاید کنار پایتان را هم اگر نگاه کنید، پوکه ی فشنگ های شلیک شده را هم در واقعیت مجازی ببینید!

در حال حاضر هنرمندان دیجیتال مشتاق ترین قشر به عرضه ی این هدست ها هستند، و صد البته کاربرانی که عطش استفاده از محتوای واقعیت مجازی را دارند. به عنوان مثال انیماتور معروف و محبوب دیزنی، یعنی گلن کین (Glen Keane) که نقاشی های برخی از معروف ترین کاراکترهای انیمیشن های خاطره ساز (مانند دیو و دلبر، راپونزل، تارزان و …) را کشیده است، بسیار آینده ی این تکنولوژی را روشن توصیف می کند. هنرنمایی این هنرمند در واقعیت مجازی را می توانید اینجا ببینید و به صحبت هایش در رابطه با واقعیت مجازی گوش دهید (برای راحتی بیشتر شما، زیرنویس فارسی هم برای ویدیو قرار داده شده است). در این ویدیو شاهد هنرنمایی کین به کمک قلم موی واقعیت مجازی گوگل به نام تیلت براش (Tilt Brush) خواهید بود. در ویدیوی زیر نحوه ی کارکرد این قلم موی شگفت انگیز را می توانید مشاهده کنید.

 

در نهایت، به تکرار همان جمله اکتفا می کنیم که هدست های واقعیت مجازی، آینده اند. خودتان را برای آینده آماده کنید!

درباره نگین خاورمیانه

شرکت نگین خاورمیانه با هدف واردات و فروش لوازم جانبی الکترونیک و کامپیوتر در سال 1380 تاسیس گردید و از آن زمان تا به حال در این زمینه حضوری کاملا موفق داشته است. با توجه به تاریخچه بازار در حوزه ی دیجیتال، این شرکت از معدود شرکت‌های شناخته شده ای است که همگام با معرفی تبلت به دنیای دیجیتال توسط برندهای مشهور دنیا، اقدام به فروش این محصولات در بازار ایران کرد و در این کار، اولویت را به کالاهای با کیفیت و دارای گارانتی معتبر داد، تا به هدف اصلی خود که رضایت مشتری و شناخته شدن به عنوان یک فروشگاه معتبر و توزیع کننده ی قابل اطمینان است، برسد.

در همین رابطه...

huawei-honor-9-1

بررسی آنر 9؛ میان رده قدرتمند هواوی

چند ماهی از معرفی آنر 9 می‌گذرد، اما این گوشی هواوی به تازگی در کشورمان …

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.