واقعیت مجازی چیست؟

واقعیت مجازی (VR) به عنوان یک فناوری پیشگامانه ظهور کرده است که به کاربران یک تجربه شبیه سازی شده از یک محیط متفاوت، اعم از واقعی یا خیالی، ارائه می دهد. با پوشیدن هدست واقعیت مجازی، کاربران به دنیای دیجیتال منتقل می‌شوند، جایی که می‌توانند با اشیاء تعامل داشته باشند و حس حضور را تجربه کنند. در این مقاله از آی تی پارس، به کاوش در قلمرو virtual reality می پردازیم، تاریخچه، عملکرد، کاربردها و پیشرفت های احتمالی آینده آن را بررسی می کنیم.

تاریخچه واقعیت مجازی

مفهوم واقعیت مجازی به دهه 1960 برمی گردد، زمانی که ایوان ساترلند، دانشمند کامپیوتر، اولین نمایشگر نصب شده روی سر (HMD) به نام “شمشیر داموکلس” را معرفی کرد. در طول سال‌ها، فناوری VR با کمک‌های قابل توجهی از پیشگامانی مانند Jaron Lanier و توسعه هدست‌های تجاری واقعیت مجازی مانند Oculus Rift و HTC Vive به تکامل خود ادامه داد. در اینجا یک مرور کوتاه از نقاط عطف کلیدی در تاریخ VR برای شما گردآوری کرده ایم:

نمایشگرهای استریوسکوپی (قرن 19): پایه های VR را می توان به بینندگان استریوسکوپی ردیابی کرد، مانند استریوسکوپی که سر چارلز ویتستون در سال 1838 اختراع کرد. این دستگاه ها دو تصویر کمی متفاوت را به هر چشم ارائه می دادند و حس عمق و غوطه ور شدن را ایجاد می کردند.

Sensorama (1962): در اوایل دهه 1960، مورتون هیلیگ، فیلمساز، Sensorama را توسعه داد، یک دستگاه چندحسی منحصر به فرد که یک تجربه بصری سه بعدی همراه با صدای استریو، ارتعاشات و حتی بوها را ارائه می کرد. این یکی از اولین تلاش ها برای ایجاد یک محیط غوطه ور بود.

شمشیر داموکلس (1968): ایوان ساترلند، یک دانشمند کامپیوتر، یک صفحه نمایش روی سر (HMD) به نام “شمشیر داموکلس” ساخت. این دستگاه بزرگی بود که از سقف آویزان شده بود و گرافیک وایرفریم اولیه را در اختیار کاربر قرار می داد. اگرچه ابتدایی بود، اما زمینه را برای پیشرفت های آینده HMD فراهم کرد.

نقشه فیلم آسپن (1978): نقشه فیلم آسپن یک تور مجازی تعاملی در آسپن، کلرادو بود. توسط محققان MIT ایجاد شد و به کاربران این امکان را می داد تا با استفاده از کامپیوتر در یک شهر حرکت کنند و تصاویر پانوراما را مشاهده کنند. این نمونه اولیه از پتانسیل VR برای شبیه سازی محیط های دنیای واقعی بود.

5VPL Research و DataGlove (دهه 1980): Jaron Lanier VPL Research را تأسیس کرد که نقش مهمی در پیشرفت فناوری VR داشت. آنها DataGlove را توسعه دادند، یک دستگاه ردیابی دستی که کاربران را قادر می ساخت تا با اشیاء مجازی ارتباط برقرار کنند. VPL همچنین اولین سیستم های تجاری VR، از جمله EyePhone و DataSuit را ایجاد کرد.

ماشین‌های بازی مجازی (1990): در اوایل دهه 1990، واقعیت مجازی از طریق ماشین‌های آرکید تولید شده توسط گروه مجازی محبوبیت پیدا کرد. این سیستم‌های آرکید به چندین بازیکن اجازه می‌داد تا با استفاده از HMD، کنترل‌کننده‌های دستی و ردیابی موقعیت، در تجربه‌های VR همه جانبه شرکت کنند.

Nintendo Virtual Boy (1995): نینتندو Virtual Boy را منتشر کرد، یک کنسول بازی قابل حمل که سعی در ارائه یک تجربه سه بعدی استریوسکوپی داشت. با این حال، به دلیل نمایشگر تک رنگ، عدم وجود بازی های جذاب و ناراحتی در استفاده طولانی مدت، با موفقیت محدودی مواجه شد.

ظهور و سقوط (اواخر دهه 1990-اوایل دهه 2000): به دنبال هیجان اولیه پیرامون virtual reality، این فناوری به دلیل هزینه های بالا، قدرت محاسباتی محدود و تجربیات ناامیدکننده کاربر با دوره ای افول مواجه شد. بسیاری از شرکت هایی که در تحقیق و توسعه VR سرمایه گذاری کرده بودند تعطیل شدند یا تمرکز خود را تغییر دادند.

Modern Resurgence (2010): در سال های اخیر، VR با پیشرفت در قدرت محاسباتی، گرافیک و مقرون به صرفه بودن، تجدید حیات را تجربه کرده است. شرکت‌هایی مانند Oculus، HTC و Sony هدست‌های واقعیت مجازی مبتنی بر مصرف‌کننده را عرضه کرده‌اند که تجربه‌های همه جانبه‌ای با کیفیت بالا برای بازی، سرگرمی، آموزش و غیره ارائه می‌کنند.

وضعیت فعلی و چشم‌اندازهای آینده: واقعیت مجازی با کاربردهایی در زمینه‌های مختلف، از جمله مراقبت‌های بهداشتی، آموزش، معماری و تعامل اجتماعی، به طور فزاینده‌ای در دسترس و متنوع شده است. توسعه فناوری‌های VR پیشرفته‌تر، مانند هدست‌های بی‌سیم، سیستم‌های بازخورد لمسی، و ردیابی تمام بدن، همچنان مرزهای امکان‌پذیر در VR را تغییر می‌دهد.

به طور کلی، تاریخ واقعیت مجازی با مجموعه‌ای از نوآوری‌ها، شکست‌ها و پیشرفت‌ها مشخص شده است که منجر به امکانات هیجان‌انگیزی می‌شود که امروز می‌بینیم و راه را برای آینده امیدوارکننده‌ای از تجربیات غوطه‌ورانه هموار می‌کند.

واقعیت مجازی چگونه کار می کند؟

واقعیت مجازی بر ترکیبی از اجزای سخت افزاری و نرم افزاری برای ایجاد یک تجربه همه جانبه تکیه دارد. اجزای اصلی شامل یک هدست واقعیت مجازی، دستگاه های ردیابی حرکت و یک سیستم محاسباتی است که قادر به ارائه گرافیک با کیفیت بالا است. این هدست تصاویر استریوسکوپی را به چشمان کاربر نمایش می دهد، در حالی که دستگاه های ردیاب حرکت حرکات کاربر را ردیابی می کنند و به او اجازه می دهند با محیط مجازی تعامل داشته باشند. در ادامه توضیح ساده ای از نحوه عملکرد VR آورده شده است:

1. نمایشگر نصب شده روی سر (HMD): جزء اصلی یک سیستم واقعیت مجازی، صفحه نمایش روی سر است که مانند یک جفت عینک روی سر قرار می گیرد. HMD از صفحه نمایش های کوچکی تشکیل شده است که برای هر چشم یک صفحه نمایش می دهد که تصاویر استریو را نمایش می دهد. این صفحه نمایش ها نزدیک به چشمان کاربر قرار می گیرند تا میدان دید وسیعی را ایجاد کنند و حس غوطه وری را ایجاد کنند.
2. سیستم های ردیابی: سیستم های VR از سیستم های ردیابی مختلف برای نظارت بر حرکات سر کاربر و تنظیم تصاویر نمایش داده شده بر اساس آن استفاده می کنند. این ردیابی به محیط مجازی اجازه می‌دهد تا زمانی که کاربر به اطراف نگاه می‌کند، در زمان واقعی پاسخ دهد و تجربه‌ای طبیعی و تعاملی ارائه دهد. روش های متداول ردیابی شامل ژیروسکوپ، شتاب سنج و حسگرهای خارجی است.
3. گرافیک کامپیوتری: محیط مجازی در VR توسط سخت افزار و نرم افزار قدرتمند گرافیک کامپیوتری تولید می شود. کامپیوتر مدل‌ها، بافت‌ها و انیمیشن‌های سه‌بعدی را ارائه می‌کند تا دنیای دیجیتالی واقع‌گرایانه یا سبک‌سازی شده ایجاد کند. سپس این تصاویر بر روی صفحه نمایش HMD نمایش داده می شود و نمای کلیشه ای را به کاربر ارائه می دهد.
4. 4. صدا: صدا نقش مهمی در ایجاد یک تجربه VR همه جانبه ایفا می کند. سیستم‌های virtual reality اغلب شامل فناوری‌های صوتی فضایی هستند که صدای سه‌بعدی را با تقلید نشانه‌های صوتی دنیای واقعی ارائه می‌کنند. این به تقویت حس حضور و واقع گرایی در محیط مجازی کمک می کند.
5. دستگاه های ورودی: برای تعامل با محیط مجازی، کاربران معمولاً از کنترلرهای دستی، دستکش ها یا سایر دستگاه های ورودی استفاده می کنند. این دستگاه ها به کاربران اجازه می دهند اشیاء را دستکاری کنند، در فضای مجازی حرکت کنند و اقداماتی را در دنیای مجازی انجام دهند. دستگاه‌های ورودی پیشرفته می‌توانند بازخورد لمسی ارائه دهند و احساسات لمسی را برای افزایش غوطه‌وری ارائه دهند.
6. رندر و عملکرد در زمان واقعی: واقعیت مجازی تقاضاهای زیادی برای قدرت و عملکرد محاسباتی دارد. رایانه ای که سیستم واقعیت مجازی را اجرا می کند باید محیط مجازی را در زمان واقعی ارائه کند و برای جلوگیری از تاخیر یا بیماری حرکت، نرخ فریم بالایی را حفظ کند. پردازنده‌های گرافیکی قدرتمند (واحدهای پردازش گرافیکی) و پردازنده‌های مرکزی (واحدهای پردازش مرکزی) برای اطمینان از تجربه‌های VR روان و پاسخگو استفاده می‌شوند.
7. محتوا و برنامه ها: VR را می توان برای طیف گسترده ای از برنامه ها، از جمله بازی، سرگرمی، آموزش، شبیه سازی آموزشی، مراقبت های بهداشتی و غیره استفاده کرد. سازندگان و توسعه‌دهندگان محتوا، تجربه‌های مجازی را به‌طور خاص برای VR طراحی می‌کنند و از قابلیت‌های منحصربه‌فرد این فناوری برای ارائه محتوای جذاب و تعاملی استفاده می‌کنند.

به طور خلاصه، VR با ترکیب نمایشگرهای غوطه‌ور، ردیابی بلادرنگ، گرافیک کامپیوتری، صدای فضایی، دستگاه‌های ورودی و محاسبات قدرتمند برای ایجاد یک محیط شبیه‌سازی شده کار می‌کند که کاربران بتوانند با آن کاوش کنند و با آن تعامل داشته باشند. هدف ترکیب این عناصر ارائه حس حضور به کاربران و انتقال آنها به دنیای کاملا مجازی یا افزایش تجربیات دنیای واقعی آنهاست.

انواع سیستم های واقعیت مجازی

انواع مختلفی از سیستم های virtual reality وجود دارد که هر کدام سطح منحصر به فردی از غوطه وری و تعامل را ارائه می دهند. این شامل:

VR غیر همه جانبه

سیستم‌های واقعیت مجازی غیرقابل نفوذ معمولاً شامل مشاهده یک محیط مجازی روی صفحه رایانه یا دستگاه تلفن همراه است. کاربران می توانند با استفاده از دستگاه های ورودی مانند صفحه کلید، ماوس یا گیم پد در فضای مجازی حرکت کنند. در حالی که VR غیر همه جانبه سطحی از تعامل را ارائه می دهد، فاقد غوطه وری کامل ارائه شده توسط سیستم های VR همه جانبه است.

VR نیمه همه جانبه

سیستم‌های واقعیت مجازی نیمه غوطه‌ور با استفاده از نمایشگرهای بزرگ‌تر یا نمایشگرهای طرح‌نما، تجربه‌ای فراگیرتر را ارائه می‌کنند. کاربران ممکن است از عینک مخصوص استفاده کنند یا از نمایشگرهای استریوسکوپی برای تقویت حس عمق استفاده کنند. این سیستم ها اغلب شامل ترکیبی از لوازم فیزیکی و بازخورد لمسی برای افزایش تعامل کاربر با محیط مجازی هستند.

VR کاملاً فراگیر

سیستم‌های واقعیت مجازی کاملاً فراگیر با احاطه کامل کاربر به محتوای مجازی، بالاترین سطح غوطه‌وری را ارائه می‌دهند. این سیستم‌ها معمولاً از نمایشگرهای روی سر (HMD) استفاده می‌کنند که میدان دید وسیع و ردیابی دقیق حرکت را فراهم می‌کنند. کاربران می توانند با استفاده از کنترلرهای دستی یا حتی سیستم های ردیابی تمام بدن با دنیای مجازی تعامل داشته باشند.

کاربردهای واقعیت مجازی

واقعیت مجازی کاربردهای متعددی در صنایع مختلف پیدا کرده است. بیایید برخی از حوزه‌های کلیدی را که VR در آنها تأثیر قابل‌توجهی دارد، بررسی کنیم:

واقعیت مجازی در صنعت سرگرمی

واقعیت مجازی صنعت سرگرمی را متحول کرده است و تجربیات همه جانبه ای را در بازی ها، فیلم ها و پارک های موضوعی مجازی ارائه می دهد. بازی VR به بازیکنان این امکان را می‌دهد تا به دنیای مجازی قدم بگذارند و با محیط و شخصیت‌ها تعامل داشته باشند و حس واقع‌گرایی و تعامل را افزایش دهند. سینماهای VR و پارک های موضوعی تجربیات منحصر به فردی را ارائه می دهند که فراتر از اشکال سنتی سرگرمی است.

واقعیت مجازی در بهداشت و درمان

بخش مراقبت های بهداشتی واقعیت مجازی را به عنوان ابزاری ارزشمند برای آموزش پزشکی، مدیریت درد و توانبخشی پذیرفته است. دانشجویان پزشکی می توانند روش های جراحی را در یک محیط مجازی واقعی انجام دهند و نیاز به جراحی های زنده را کاهش دهند. درمان‌های مبتنی بر VR به بیماران در مدیریت درد و اضطراب کمک می‌کنند، در حالی که شبیه‌سازی‌های VR به توانبخشی فیزیکی و شناختی کمک می‌کنند.

واقعیت مجازی در آموزش

واقعیت مجازی با ارائه تجربیات یادگیری همه جانبه، زمینه آموزش را متحول می کند. دانش‌آموزان می‌توانند مکان‌های تاریخی را کاوش کنند، در فضا سفر کنند یا در اعماق اقیانوس شیرجه بزنند. شبیه‌سازی‌های VR یادگیری عملی را امکان‌پذیر می‌کنند و درک و حفظ مفاهیم پیچیده را افزایش می‌دهند.

واقعیت مجازی در آموزش و شبیه سازی

واقعیت مجازی به ابزاری ارزشمند برای آموزش در صنایع مختلف مانند هوانوردی، نظامی و تولیدی تبدیل شده است. شبیه‌سازی‌ها به کارآموزان اجازه می‌دهد تا وظایف پیچیده و روش‌های اضطراری را در یک محیط امن و کنترل‌شده تمرین کنند. آموزش مبتنی بر VR باعث افزایش مهارت ها و بهبود عملکرد در موقعیت های پر استرس می شود.

واقعیت مجازی در معماری و طراحی

معماران و طراحان از واقعیت مجازی برای ایجاد تجسم های همه جانبه از صفحه خود استفاده می کنندروزکت ها VR مشتریان را قادر می سازد تا قبل از شروع ساخت، طرح های معماری را به شیوه ای واقعی و تعاملی تجربه کنند. پیش‌بینی‌های واقعیت مجازی حس مقیاس، آگاهی فضایی را ارائه می‌دهند و به شناسایی نقص‌ها یا تغییرات طراحی در مراحل اولیه کمک می‌کنند.

واقعیت مجازی در گردشگری و سفر

واقعیت مجازی روش کاوش و برنامه ریزی ما برای سفر را تغییر می دهد. از طریق VR، مسافران می‌توانند به صورت مجازی از مقاصد، هتل‌ها و جاذبه‌ها دیدن کنند و پیش‌نمایش واقعی از تجربیات بالقوه خود را دریافت کنند. تورهای مجازی نگاهی اجمالی به فرهنگ‌های مختلف، مکان‌های دیدنی تاریخی و شگفتی‌های طبیعی ارائه می‌کنند و مسافران را برای شروع ماجراجویی‌های جدید ترغیب می‌کند.

واقعیت مجازی در بازی

بازی یکی از محبوب ترین برنامه های واقعیت مجازی است. بازی VR بازیکنان را در دنیای مجازی فریبنده غوطه ور می کند و سطح بی سابقه ای از تعامل و غوطه وری را ارائه می دهد. بازیکنان می توانند به صورت فیزیکی با اشیاء مجازی تعامل داشته باشند، در تجربیات چند نفره شرکت کنند و ماجراجویی های هیجان انگیزی را آغاز کنند که مرز بین دنیای واقعی و مجازی را محو می کند.

واقعیت مجازی در تجارت و بازاریابی

کسب‌وکارها از VR برای افزایش تلاش‌های بازاریابی خود و بهبود تجربیات مشتری استفاده می‌کنند. VR به شرکت‌ها اجازه می‌دهد تا محصولات یا خدمات خود را به روش‌های تعاملی و فراگیر به نمایش بگذارند. نمایشگاه‌های مجازی، دموهای محصول و تجربه‌های آزمایشی مجازی تنها چند نمونه از نحوه تغییر شکل دادن استراتژی‌های بازاریابی واقعیت مجازی هستند.

واقعیت مجازی در آینده

آینده واقعیت مجازی پتانسیل فوق العاده ای دارد. پیشرفت‌های فناوری، مانند توسعه هدست‌های VR فشرده‌تر و قدرتمندتر، VR را برای مخاطبان گسترده‌تری قابل دسترس‌تر می‌کند. ادغام با سایر فناوری‌های نوظهور مانند VR و هوش مصنوعی، امکان‌های واقعیت مجازی را در حوزه‌های مختلف گسترش می‌دهد.

سوالات متداول واقعیت مجازی

VR چیست؟

واقعیت مجازی به فناوری اطلاق می شود که یک محیط مجازی را شبیه سازی می کند و حس حضور در آن محیط را برای کاربران فراهم می کند. این شامل استفاده از هدست های VR و سایر سخت افزارها برای ایجاد یک تجربه همه جانبه است.

واقعیت مجازی چگونه کار می کند؟

واقعیت مجازی با ترکیب اجزای سخت افزاری و نرم افزاری کار می کند. هدست VR تصاویر استریوسکوپیک را به چشم کاربر نمایش می دهد و حس عمق و غوطه وری را ایجاد می کند. دستگاه های ردیاب حرکت، حرکات کاربر را ردیابی می کنند و به او اجازه می دهند با محیط مجازی تعامل داشته باشند.

انواع سیستم های واقعیت مجازی چیست؟

سه نوع اصلی از سیستم های واقعیت مجازی وجود دارد: VR غیر غوطه ور، VR نیمه غوطه ور و VR کاملا فراگیر. VR غیر غوطه ور شامل مشاهده یک محیط مجازی بر روی صفحه نمایش است، در حالی که VR نیمه غوطه ور از نمایشگرهای بزرگتر یا صفحه نمایش پروجکشن استفاده می کند. VR کاملاً همه جانبه با احاطه کردن کاربر با محتوای مجازی با استفاده از نمایشگر روی سر، بالاترین سطح غوطه وری را فراهم می کند.

کاربردهای واقعیت مجازی چیست؟

واقعیت مجازی در صنایع مختلف از جمله سرگرمی، مراقبت های بهداشتی، آموزش و شبیه سازی، معماری و طراحی، گردشگری و مسافرت، بازی و تجارت و بازاریابی کاربرد دارد. این برای تجربیات بازی، آموزش پزشکی، شبیه سازی های آموزشی، تجسم های معماری، تورهای مجازی و غیره استفاده می شود.

چالش های واقعیت مجازی چیست؟

برخی از چالش‌های virtual reality عبارتند از: هزینه بالای سخت‌افزار، نیاز به سیستم‌های محاسباتی قدرتمند، احتمال بیماری حرکت یا ناراحتی، و محدودیت در دسترس بودن محتوا. علاوه بر این، اطمینان از ایمنی کاربر و رسیدگی به نگرانی‌های مربوط به حریم خصوصی ملاحظات مهمی هستند.

آینده واقعیت مجازی چیست؟

آینده واقعیت مجازی امیدوار کننده به نظر می رسد. پیشرفت‌های فناوری virtual reality را در دسترس‌تر، فشرده‌تر و قدرتمندتر می‌کند. ادغام با سایر فناوری‌ها مانند واقعیت افزوده و هوش مصنوعی، فرصت‌های جدیدی را برای virtual reality در صنایع مختلف باز می‌کند.

آیا می توان از واقعیت مجازی برای اهداف آموزشی استفاده کرد؟

بله، واقعیت مجازی به طور گسترده برای اهداف آموزشی استفاده می شود. این یک محیط امن و کنترل شده برای کارآموزان فراهم می کند تا وظایف و رویه های پیچیده را تمرین کنند. صنایعی مانند هوانوردی، نظامی و تولیدی از شبیه سازی های آموزشی VR برای بهبود مهارت ها و عملکرد استفاده می کنند.

VR چگونه در مراقبت های بهداشتی استفاده می شود؟

VR در مراقبت های بهداشتی برای آموزش پزشکی، مدیریت درد، توانبخشی و درمان استفاده می شود. دانشجویان پزشکی می‌توانند در یک محیط مجازی عمل جراحی را انجام دهند و بیماران می‌توانند تحت درمان‌های مبتنی بر virtual reality برای مدیریت درد و اضطراب قرار بگیرند. شبیه سازی واقعیت مجازی همچنین به توانبخشی فیزیکی و شناختی کمک می کند.

VR چگونه آموزش را تقویت می کند؟

VR با ارائه تجربیات یادگیری همه جانبه آموزش را افزایش می دهد. دانش آموزان می توانند مکان های تاریخی را کشف کنند، مفاهیم پیچیده را تجسم کنند و در شبیه سازی های تعاملی شرکت کنند.

آیا می توان از VR برای بازاریابی استفاده کرد؟

بله، virtual reality برای اهداف بازاریابی استفاده می شود. کسب‌وکارها از VR برای نمایش محصولات یا خدمات خود به روش‌های فراگیر استفاده می‌کنند. نمایشگاه‌های مجازی، نمایش‌های نمایشی محصول و تجربه‌های آزمایشی مجازی نمونه‌هایی از این هستند که چگونه VR استراتژی‌های بازاریابی را تغییر می‌دهد.

نتیجه گیری

واقعیت مجازی با کاربرد در صنایع مختلف به یک فناوری تغییر دهنده بازی تبدیل شده است. این تجارب همه جانبه، شبیه سازی های تعاملی و راه های نوآورانه برای تعامل با کاربران ارائه می دهد. با ادامه پیشرفت فناوری، VR نقش مهمی را در شکل‌دهی به آینده سرگرمی، مراقبت‌های بهداشتی، آموزش، آموزش و موارد دیگر ایفا خواهد کرد.