Wirtualna rzeczywistość
Termin wirtualna rzeczywistość lub technologia VR, znany jest chyba każdemu. W ostatnich latach rozwój tej dziedziny nabiera tempa. Wykorzystując specjalne gogle mamy możliwość opuścić świat realny i przenieść się na moment do trójwymiarowego świata, gdzie obiekty dają wrażenie przestrzennej rzeczywistości.
Chociaż ten wirtualny świat jest stworzony komputerowo, to w przyszłości może okazać się, że stanie się on dla nas bardziej atrakcyjny niż świat rzeczywisty. Niewątpliwie wykorzystanie technologii VR otwiera nowe horyzonty w różnych branżach. Poprzez interakcje użytkowników stworzymy środowisko, umożliwiające funkcjonowanie poza światem rzeczywistym bez fizycznej obecności w nim. Wraz z rozwojem metaversum wirtualna rzeczywistość zacznie przybierać na znaczeniu. Co więcej być może w nieodległej przyszłości, technologia VR będzie wykorzystywana w życiu codziennym.
Co to jest wirtualna rzeczywistość?
Wirtualna rzeczywistość ( virtual reality [VR]) lub też jej okrojona forma jaką jest rzeczywistość rozszerzona (augmented reality [AR]) to technologia, polegająca na tworzeniu efektu interaktywnego w świecie wirtualnym. Umożliwia ona użytkownikowi na całkowite zanurzenie się w wirtualną rzeczywistość i stanie się częścią tego świata. W przeciwieństwie do tego co oferują nam tradycyjne gry komputerowe lub filmy, gdzie jesteśmy tylko biernymi obserwatorami, w rzeczywistości wirtualnej stajemy się aktywnymi uczestnikami.
To doświadczenie jest możliwe dzięki rozwiązaniom jakie dają nam zaawansowane technologie, takie jak haptyka, wizja stereoskopowa i dźwięk przestrzenny. Wspólnie są w stanie stworzyć oprogramowanie, które w czasie rzeczywistym gwarantuje realne doznania wpływające na nas. Ponieważ technologia ta jest relatywnie nowa, nadal jest rozwijana i dopracowywana. Jednak już teraz posiadając okulary VR, możemy kupić gry stworzone
z myślą o tej technologii i cieszyć się niesamowitymi doznaniami.
Wirtualna rzeczywistość – historia i początki
Tak naprawdę ciężko jest wskazać jednoznacznie datę powstania Virtual Reality. Jak to przeważnie bywa w przypadku nauki, postęp dokonuje się na drodze ewolucji, a nie rewolucji. Podobnie jest w tym przypadku. Niemniej warto wskazać kilka kluczowych momentów, dzięki którym wirtualna rzeczywistość się przekształcała i znajdowała nowe zastosowanie:
1838 – w tym roku angielski fizyk Cherles Wheatstone skonstruował aparat do przestrzennego oglądania obrazów. Stereoskop, bo tak został nazwany ów przyrząd, pozwala obserwować ten sam obraz, ale pod różnymi kątami. Dzięki zastosowaniu tej techniki widz ma wrażenie przestrzenności i poczucie, że ogląda trójwymiarowy obraz.
1929 – powstaje pierwszy symulator lotniczy. Link Trainer, nazwany od nazwiska jego twórcy Edwina Alberta Linka, stworzony został na potrzeby szkolenia nowych pilotów. Symulator pozwalał na koordynację działań pilota z mechanizmami samolotu. Dzięki czemu w czasie rzeczywistym pojawiają się na kokpicie pilota poszczególne wskazania i parametry. Symulatory Linka pozwoliły przeszkolić ponad 500 000 pilotów.
1961 – Headsight od firmy Philco – pierwszy w historii wyświetlacz montowany na głowie, wykorzystywał mały ekran wideo i śledzenie magnetyczne do wyświetlania zdalnych obrazów wideo zgodnych z kierunkiem głowy. System stworzony został na potrzeby wojska.
1962 – Morton Heillig tworzy Sensoramę. Urządzenie zostało stworzone z myślą
o wyświetlaniu filmów przy wykorzystaniu fotografii stereoskopowej. Heillig wykorzystał, także inne przedmioty jak głośniki stereo, wentylatory, wibrujące krzesło, które miały przenieść użytkownika w inną rzeczywistość.
1968 – powstaje pierwsze urządzenie wykorzystujące komputer i gogle. Stworzył je Ivan Sutherland z pomocą swojego studenta Boba Sproulla. Maszyna zasłynęła nazwą „Miecz Demoklesa”. System był prosty, a pojawiająca się na ekranie grafika ograniczała się do prostych figur i szkieletów obiektów. Ponadto urządzenie było duże i na tyle ciężkie, że trzeba je było podwieszać pod sufitem.
1984 – powstaje firma VPL Research założona przez Jarona Laniera. Firma przyczynia się do szybkiego rozwoju wirtualnej rzeczywistość. Patentując takie przedmioty jak rękawice umożliwiające doznania dotykowe, EyePhone lub DataSuit czyli strój na całe ciało odbierający bodźce i przekazujący je w formie danych do komputera. Sprawili oni, że technologia VR nabrała rozpędu. Firma zbankrutowała w 1990, a w 1999 roku jej patenty odkupiła firma Sun Microsystems.
1993 – firma Sega prezentuje prototyp swojego HMD (head-mounted display).
1995 – powstaje Virtual Boy od firmy Nintendo. Wynalazek jednak nie zyskuje popularności. Obraz wyświetlany był jedynie w kolorze czerwony, a gry komputerowe dostępne były
w znikomej ilości, co z kolei skutkowało brakiem uznania wśród kupujących. Niemniej w tym samym roku pojawia się pierwszy zestaw na który może pozwolić sobie zwykły użytkownik, czyli VFX1. Ten sprzęt od firmy Forte Technologies zmienił zasady gry i pozwolił przenieść technologię Virtual Reality do innego otoczenia. Kask z goglami VR przy pomocy oprogramowania pozwolił znaleźć zastosowanie produktu na szerszą skalę.
2011 – do użytku wchodzi Kinect, czyli czujniki ruchu dla konsoli Xbox 360 i Xbox One. Podejmowane przez zespół Microsoft próby stworzenia urządzenia pozwalającego na interakcję bez wykorzystania kontrolerów przynoszą sukces. W ciągu pierwszych 60 dni Kinect zostaje sprzedany w przeszło 8 milionach egzemplarzy i zostaje wpisany do księgi rekordów Guinessa jako „najszybciej sprzedające się urządzenie elektroniki konsumenckiej”.
2014 – Google prezentuje swoje Google Glass. Okulary wsparte o rozszerzoną rzeczywistość.
Technologia VR cały czas jest rozwijana i podejmowane są próby, aby była ona zdolna do wielu zastosowań. Przy wykorzystaniu aplikacji, które instalujemy na nasze smartfony, być może niebawem będziemy mieli do czynienia z zupełnie inną jakością.
Czym różnią się rzeczywistość rozszerzona (AR – augmented reality) i rzeczywistość wirtualna (VR – virtual reality)?
Rzeczywistość rozszerzona (AR) i rzeczywistość wirtualna (VR) to dwa różne sposoby na urzeczywistnianie wizji w środowisku komputerowym. W przypadku VR cały świat jest wygenerowany przez komputer, a użytkownik może się w nim poruszać i podejmować interakcje. Jest to idealne narzędzie do symulacji i tworzenia nowych środowisk, które mogą być niemożliwe lub trudne do zrealizowania w rzeczywistości. AR natomiast wykorzystuje elementy rzeczywistej sceny, które są rozszerzone o dodatkowe informacje lub grafikę generowaną przez komputer. Dzięki temu użytkownicy mogą lepiej zrozumieć i interpretować otoczenie. AR jest często wykorzystywana w szkoleniach i treningach, ponieważ pozwala ona na bezpośrednią interakcję z otoczeniem. Oba te typy rzeczywistości mają swoje zalety i ograniczenia, a ich wybór zależy od celu jaki chce się osiągnąć. Dobrym przykładem na zastosowanie rzeczywistości rozszerzonej są okulary Google Glass. Cały czas trwają prace nad ich udoskonalaniem i twórcy zapowiadają, że w przyszłości przy wykorzystaniu dedykowanych aplikacji będą one wspomagać nasze codzienne życie. Wirtualna i rozszerzona rzeczywistość wsparte sztuczną inteligencją, dają bardzo ciekawą perspektywę na najbliższe lata.
Jak przenieść się do wirtualnej rzeczywistości?
W celu skorzystania z technologii wirtualnej rzeczywistości, na ten moment trzeba wykorzystać stworzone w tym celu gogle. Korzystając ze specjalnego oprogramowania, pozwalają one grać w gry lub działać w innym otoczeniu, w zależności od naszych potrzeb. Ubierając dodatkowo specjalne rękawice lub kontrolery, możemy wzmocnić nasze doznania. Na ten moment jest to najpowszechniejsza forma stosowania wirtualnej rzeczywistości przez przeciętnego użytkownika.
Jednym z najnowszych urządzeń , które pojawiło się na rynku (na moment pisania tego artykułu) to okulary VR od firmy HTC. Model VIVE Pro 2 umożliwia cieszenie się wysokiej rozdzielczości obrazem 5K, a także kątem patrzenia wynoszącym 120º.
Jak działa wirtualna rzeczywistość?
Wirtualna rzeczywistość jest to zaawansowana technologia. Z uwagi na trójwymiarowe środowisko, sprzęt obsługujący aplikacje bazujące na tej technologii potrzebuje dużej mocy obliczeniowej. Wiąże się to, z koniecznością dokonywania ogromnej ilości obliczeń matematycznych. Podstawę wirtualnej rzeczywistości stanowi sprzęt taki jak gogle, oprogramowanie i aplikacje, dzięki którym stajemy się użytkownikiem wirtualnego świata.
Oprogramowania
Oprogramowanie lub też język programowania pozwalają u standaryzować reguły, na podstawie których maszyny mogą podejmować działania. Pierwsze powszechnie stosowane języki do modelowania trójwymiarowego zaczęły powstawać na początku lat dziewięćdziesiątych. Mowa tutaj o standardzie formatu pliku VRML, który powstał z myślą o opisywaniu grafiki trójwymiarowej i interaktywnej grafiki wektorowej, głównie z myślą
o stronach www. Z uwagi na znikomy w tamtym czasie dostęp do internetu, nie został on wprowadzony do powszechnego stosowania. Następcą języka VRML stał się standard X3D. Nie zagłębiając się w szczegóły techniczne, można powiedzieć, że na tym standardzie bazuje większość obecnie używanych aplikacji i przeglądarek korzystających z elementów 3D takich jak Blender, CAD itp.
Sprzęt
Kolejnym elementem kluczowym dla działania wirtualnej rzeczywistości jest sprzęt. Doznania jakich będziemy doświadczać, w dużej mierze, choć nie w całości będą zależeć właśnie od niego. To on decyduje o dostępnej mocy obliczeniowej, a co za tym idzie o szybkości przetwarzania danych.
Na przestrzeni ostatnich lat dokonano sporego skoku w kwestii rozwoju sprzętu VR. Interaktywne gogle, rękawice, kontrolery, a nawet kombinezony wyposażone w liczne czujniki i sensory odbierające dane z naszego ciała, zwiększają możliwości tej technologii. Nie można tutaj nie wspomnieć o oddanym do użytku kombinezonie Teslasuit stworzonym przez firmę Tesla Studios, w przypadku którego mamy do czynienia z naprawdę interesującą technologią. Jak czytamy na stronie producenta jest to interfejs człowiek-maszyna przeznaczony do monitorowania ludzkich zachowań i poprawy wydajności. Składa się on z 3 głównych systemów:
- dotykowej informacji zwrotnej
- przechwytywaniu ruchu
- biometrii
Dzięki sprzężeniu zwrotnemu w obrębie całego ciała, pozwala na odbiór bodźców przez co kombinezon znacząco pogłębia odczuwane doznania. Chociaż brzmi to kusząco, to cena może ostudzić nasz zapał. Koszt takiego kombinezonu w zależności od wersji oscyluje pomiędzy 8.500 a 13.000 euro. Niemniej jest to technologia, która w przyszłości znajdzie szersze zastosowanie. Potentatami w produkcji sprzętu do VR są takie firmy jak wcześniej wspomniane HTC, Sony, Samsung, Google, Facebook (Reality Labs). Ta ostatnia marka powstała po przejęciu przez Facebook innej znanej w branży firmy – Oculus.
Aplikacje
Ostatnim elementem, który pozwala nam cieszyć się Virtual Reality są aplikacje, takie jak gry, symulatory, programy dla lekarzy itp. Ostatecznie to od nich zależy jak będziemy odbierać całe nasze otoczenie.
Jakie zastosowanie ma wirtualna rzeczywistość?
Korzystanie z wirtualnej rzeczywistości może pomóc nam w lepszym zrozumieniu problemów i sytuacji oraz podejmowaniu bardziej efektywnych decyzji. Może także poprawić umiejętności motoryczne i poznawcze. W ostatnich latach wykorzystanie wirtualnej rzeczywistości rozpowszechniło się na całym świecie i jest uważane za jeden z najbardziej obiecujących trendów technologicznych.
Wirtualna rzeczywistość może być używana w wielu dziedzinach. Najbardziej oczywiste jest jej zastosowanie w grach komputerowych, gdzie można cieszyć się realistycznymi doświadczeniami w wyimaginowanym środowisku. Inne przykłady to edukacja, rekreacja, trening, badania naukowe i diagnostyka medyczna. Wirtualna rzeczywistość jest także coraz częściej wykorzystywana w marketingu, reklamie i sprzedaży. Dzięki VR można tworzyć atrakcyjne doświadczenia dla klientów, które umożliwią lepsze zrozumienie produktu lub usługi.
W najbliższej przyszłości możemy spodziewać się dalszego rozwoju wykorzystania wirtualnej rzeczywistości i sztucznej inteligencji do stworzenia coraz bardziej realistycznych doświadczeń. Wirtualna rzeczywistość może być, używana do symulacji różnych sytuacji, takich jak: lot samolotem, spacer w kosmosie, skoki spadochronowe lub inne aktywności sportowe. Można także uczyć się nowych umiejętności zawodowych, takich jak: obsługa maszyn lub leczenie chorób i przeprowadzanie operacji. Wszystko to sprawia, że wirtualna rzeczywistość jest bardzo przydatną technologią o szerokim zastosowaniu.
Jak ludzki organizm reaguje na wirtualną rzeczywistość?
Rzeczywistość wirtualna coraz częściej staje się częścią naszego codziennego życia. Chociaż istnieje wiele potencjalnych korzyści płynących z korzystania z wirtualnej rzeczywistości, istnieje również kilka zagrożeń, które należy wziąć pod uwagę. Jedną z największych obaw jest wpływ wirtualnej rzeczywistości na nasze zdrowie. Zachowania ludzkiego organizmu na odbiór bodźców z cyfrowego świata to ciekawe zagadnienie, będące w sferze zainteresowań wielu naukowców.
Niewątpliwym jest, że wraz z rozwojem technologii VR nasze ciało coraz lepiej sobie z tym radzi. Niemniej wirtualny świat, nie jest naturalnym środowiskiem dla naszego organizmu. Korzystając z VR nasz mózg musi się przeprogramować. Kluczową rolę odgrywa tutaj zmysł wzroku oraz błędnik odpowiedzialny za koordynację ruchową. Dla wzroku problematyczne staje się opóźnienie pomiędzy ruchem głowy, a obrazem pojawiającym się na ekranie. Podobnie to wygląda z ruchem rękawicami. Błędnik również może inaczej rejestrować naszą orientację w odniesieniu do grawitacji, niż będzie to wynikało z przetworzonych komputerowo danych. W naszym mózgu powstaje wówczas konflikt, jak interpretować otrzymywane informacje.
Rzeczywistość wirtualna może wpływać na nasze zdrowie na wiele sposobów. Po pierwsze, spędzanie zbyt dużej ilości czasu w wirtualnej rzeczywistości może prowadzić do zmęczenia psychicznego, zmęczenia oczu i bólu głowy. Ponadto wciągający charakter rzeczywistości wirtualnej może powodować u niektórych osób chorobę lokomocyjną lub nudności. Nie do końca też wiadomo, jak wirtualna rzeczywistość wpływa na takie choroby jak epilepsja.
Kolejnym zagadnieniem jest wpływ VR na dzieci. Z jednej strony pojawiają się badania np. przeprowadzone przez badaczy z Ośrodka Przetwarzania Informacji Państwowego Instytutu Badań wskazujące, że dzieci lepiej adoptują się w wirtualnym środowisku niż dorośli. Z drugiej strony pojawiają się także uwagi lekarzy, że obraz odbierany w trakcie użytkowania wirtualnej rzeczywistości może znacznie pogorszyć wzrok, w szczególności u dzieci.
Chociaż mogą istnieć pewne zagrożenia związane z wirtualną rzeczywistością, to należy pamiętać, że technologia ta jest stosunkowo nowa i wciąż poznajemy jej potencjalny wpływ na nasze zdrowie.
Podsumowanie
W podsumowaniu, możemy zadać sobie pytanie, jak wirtualna rzeczywistość zmieni nasze życie w przyszłości? Obecnie VR jest używana głównie do rozrywki, ale może ona mieć także zastosowanie w edukacji, treningu i badaniach naukowych. Jest bardzo prawdopodobne, że w przyszłości będzie ona coraz bardziej rozbudowana i będzie się stawała coraz bardziej popularna. Wraz z rozwojem technologii prawdopodobne ceny sprzętu i gier będą spadać, co sprawi, że będą one łatwiej dostępne dla przeciętnego Kowalskiego. To powinno jeszcze bardziej przyspieszyć adopcję tej technologii. Wierzymy, że może ona również całkowicie zrewolucjonizować nasze codzienne życie. Poniżej przedstawiamy trzy główne sposoby, w jakie VR może nas transformować:
Praca
Wirtualna rzeczywistość może być wykorzystana do tworzenia środowisk pracy, takich jak biura i fabryki. Pozwoli to na zmniejszenie kosztów i umożliwi lepsze zarządzanie pracą zespołową. Co więcej, może ona także być wykorzystana do symulacji sytuacji trudnych lub niebezpiecznych, które mogą się przytrafić pracownikom w czasie wykonywania obowiązków służbowych.
Edukacja
VR może być używana do stworzenia realistycznych środowisk edukacyjnych, które mogą pomóc uczniom lepiej zrozumieć dane materiały.
Rozrywka
Obecnie VR jest już uznawana za doskonałą formę rozrywki. Gry komputerowe stają się coraz bardziej realistyczne, a ludzie mogą teraz oddawać się im bez obaw o swoje bezpieczeństwo
i ograniczenia fizyczne. Możliwe jest także odtwarzanie filmów wideo czy muzyki wewnątrz wirtualnego świata.
Jest jeszcze jeden aspekt, który można powiedzieć, że spaja te trzy sfery. Jest nim metaversum. Być może kiedyś nasza praca, edukacja, rozrywka i większość interakcji społecznych przeniesie się do wirtualnego świata. Już teraz coraz więcej firm decyduje się na pracę zdalną, a pandemia koronawirusa pokazała, że zdalne nauczanie jest możliwe.
Pytanie jakie się nasuwa, to czy wirtualne technologie na pewno są w pełni bezpieczne? Implementacja tej technologii w codzienne życie jest jeszcze słabo rozwinięta. Porównując przykładowo VR do internetu to widzimy, że różnica jest wręcz kolosalna. Internet można powiedzieć, że zdominował nasze codzienne życie. Ciężko sobie wyobrazić, że nagle zostajemy odcięci od wszelkich usług, takich jak zakupy internetowe czy bankowość elektroniczna. Przejście do analogowego świata, dla większości osób przyzwyczajonych do dobrodziejstw internetu byłoby prawdziwym szokiem. W przypadku rzeczywistości wirtualnej jesteśmy dopiero na początku drogi. Jednakże kiedy nastąpi rozwój tej dziedziny,
a przypuszczalnie nastąpi on wcześniej czy później to w ślad za tym pojawią się nowe zagrożenia. Wirtualny świat poza wieloma atrakcjami, przyniesie także nowe formy cyberprzemocy, cyberprzestępczości, oszustw, kradzieży danych itp.. Niewykluczone, że w najbliższych latach zaczną do nas docierać informacje o pierwszych problemach związanych z wirtualną rzeczywistością. Pytanie jak prawodawstwo dostosuje się do nowej technologii. Na razie jednak nie stanowi to dla nas zagrożenia i nie powinno zaprzątać nam głowy.