Αυτό το εμπεριστατωμένο σεμινάριο καλύπτει το Τι είναι η Εικονική Πραγματικότητα και πώς λειτουργεί; Θα μάθετε για την ιστορία, τις εφαρμογές και την τεχνολογία πίσω από την Εικονική Πραγματικότητα:
Αυτό το σεμινάριο εικονικής πραγματικότητας εξετάζει την εισαγωγή της εικονικής πραγματικότητας, συμπεριλαμβανομένου του τι είναι, πώς λειτουργεί και τις κύριες εφαρμογές της.
Θα μάθουμε για το υλικό και το λογισμικό εικονικής πραγματικότητας που επιτρέπουν την εικονική πραγματικότητα ως τεχνολογία και στη συνέχεια θα εμβαθύνουμε στις λεπτομέρειες των ακουστικών εικονικής πραγματικότητας και στον τρόπο λειτουργίας τους.
Σεμινάριο εικονικής πραγματικότητας
Ας πάρουμε ένα παράδειγμα για να αρχίσουμε να κατανοούμε τα βασικά.
Η παρακάτω εικόνα είναι μια εγκατάσταση επίδειξης με ένα τιμόνι εικονικής πραγματικότητας με οθόνη στο κεφάλι. Ο χρήστης αισθάνεται ότι βυθίζεται σε ένα αυτοκίνητο, οδηγώντας.
[πηγή εικόνας]
Η εικονική πραγματικότητα είναι μια τεχνολογία που προσπαθεί να αναγεννήσει εικόνες και βίντεο από υπολογιστή για να παράγει οπτικές εμπειρίες πραγματικής ζωής που υπερβαίνουν αυτές που επιτυγχάνονται στη συνηθισμένη οθόνη υπολογιστή και στο τηλέφωνο. Τα συστήματα VR το κάνουν αυτό χρησιμοποιώντας την όραση υπολογιστή και προηγμένα γραφικά για να δημιουργήσουν τρισδιάστατες εικόνες και βίντεο προσθέτοντας βάθος και ανακατασκευάζοντας την κλίμακα και τις αποστάσεις μεταξύ στατικών εικόνων 2D.
Ο χρήστης πρέπει να είναι σε θέση να εξερευνήσει και να ελέγξει αυτά τα τρισδιάστατα περιβάλλοντα χρησιμοποιώντας φακούς ακουστικών VR και χειριστήρια που μπορεί να έχουν αισθητήρες για να μπορούν οι χρήστες να βιώσουν το περιεχόμενο VR.
Για παράδειγμα, κάντε κλικ στο εδώ για το βίντεο που σας επιτρέπει να γνωρίσετε το Άμπου Ντάμπι σε 3D φορώντας ένα VR cardboard headset ή απευθείας στην οθόνη P.C. χωρίς VR headset.
Απλώς κάντε κλικ στο βίντεο και τοποθετήστε το τηλέφωνό σας μέσα στα ακουστικά VR. Αν δεν χρησιμοποιείτε ακουστικά, απλώς αναζητήστε τα βέλη μέσα στο βίντεο για να περιηγηθείτε στο βίντεο σε 3D. Μπορείτε να κοιτάξετε οπουδήποτε γύρω σας καθώς χρησιμοποιείτε τα ακουστικά ή τα βέλη για να περιηγηθείτε στο βίντεο σε 3D.
Αυτό είναι ένα παράδειγμα βίντεο που τραβήχτηκε με κάμερες VR ή τρισδιάστατες κάμερες. Ωστόσο, η σύγχρονη VR είναι πιο προηγμένη από την 3D, επιτρέποντας στον χρήστη να βυθίσει τις πέντε αισθήσεις του στις εμπειρίες VR. Επίσης, επιμένει στην παρακολούθηση σε πραγματικό χρόνο για να επιτρέψει τη χρήση της VR σε εξερευνήσεις σε πραγματικό χρόνο.
Το παρακάτω παράδειγμα δείχνει έναν χρήστη που χρησιμοποιεί γυαλιά VR ή ένα σετ κεφαλής. Αυτό που βλέπει στην πραγματικότητα φαίνεται στη δεξιά πλευρά.
(i) Στην πραγματικότητα, η εικονική πραγματικότητα αφορά τη χρήση μιας συσκευής, όπως μια ειδική τρισδιάστατη κάμερα βίντεο ή εικόνας, για τη δημιουργία ενός τρισδιάστατου κόσμου, τον οποίο ο χρήστης μπορεί να χειριστεί και να εξερευνήσει αργότερα ή σε πραγματικό χρόνο χρησιμοποιώντας ακουστικά και φακούς VR, ενώ αισθάνεται ότι βρίσκεται σε αυτόν τον προσομοιωμένο κόσμο. Ο χρήστης θα δει μια εικόνα σε φυσικό μέγεθος και η αντίληψη που προκύπτει είναι ότι είναι μέρος αυτής της προσομοίωσης.
Ακολουθεί ένα βίντεο αναφοράς: Virtual Reality Demo
?
(ii) Το υλικό και το λογισμικό VR βοηθούν στη δημιουργία ή τη δημιουργία τρισδιάστατων εικόνων και βίντεο που παράγονται από υπολογιστή και η έξοδος αυτή εκπέμπεται σε φακό που είναι τοποθετημένος σε γυαλιά ή σε σετ κεφαλής. Το σετ κεφαλής τοποθετείται στο κεφάλι του χρήστη πάνω από τα μάτια, έτσι ώστε ο χρήστης να βυθίζεται οπτικά στο περιεχόμενο που βλέπει.
(iii) Το άτομο που βλέπει το περιεχόμενο μπορεί να χρησιμοποιήσει το βλέμμα για τη χειρονομία για να επιλέξει και να περιηγηθεί στο τρισδιάστατο περιεχόμενο ή μπορεί να χρησιμοποιήσει χειριστήρια χεριών, όπως γάντια. Τα χειριστήρια και ο έλεγχος του βλέμματος θα βοηθήσουν στην παρακολούθηση της κίνησης του σώματος του χρήστη και στην κατάλληλη τοποθέτηση των προσομοιωμένων εικόνων και βίντεο στην οθόνη, έτσι ώστε να υπάρξει αλλαγή στην αντίληψη.
Μετακινώντας το κεφάλι σας για να κοιτάξετε αριστερά, δεξιά, πάνω και κάτω, μπορείτε να αναπαράγετε αυτές τις κινήσεις μέσα στο VR, επειδή το σετ κεφαλής διαθέτει αισθητήρες κίνησης ή παρακολούθησης του κεφαλιού, είτε παρακολουθώντας το μάτι είτε το κεφάλι. Οι αισθητήρες στα χειριστήρια μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για τη συλλογή πληροφοριών απόκρισης ερεθισμάτων από το σώμα και να τις στείλουν πίσω στο σύστημα VR για να βελτιώσουν την εμπειρία εμβύθισης.
Η παρακάτω εικόνα είναι ένα παράδειγμα για να κατανοήσετε την αίσθηση της αφής και της αίσθησης στην εικονική πραγματικότητα: Ένας χρήστης χρησιμοποιεί γάντια VR και ένα avatar χεριού για να περιηγηθεί και να αλληλεπιδράσει με περιεχόμενο VR. Το γάντι μεταδίδει την κίνηση από το χέρι στην υπολογιστική μονάδα ή το σύστημα επεξεργασίας ή το σύστημα VR και αντανακλά τη δράση στην οθόνη. Το VR θα μεταδώσει επίσης το ερέθισμα πίσω στον χρήστη.
(iv) Ως εκ τούτου, έχει δύο σημαντικά πράγματα, όραση υπολογιστών να βοηθήσει στην κατανόηση των αντικειμένων και εντοπισμός θέσης για να βοηθήσει στην παρακολούθηση της κίνησης του χρήστη, ώστε να τοποθετηθούν αποτελεσματικά τα αντικείμενα στην οθόνη και να αλλάξει η αντίληψη, ώστε ο χρήστης να μπορεί να "δει τον κόσμο".
(v) Περιλαμβάνει επίσης άλλες προαιρετικές συσκευές, όπως ακουστικά ήχου, κάμερες και αισθητήρες για την παρακολούθηση των κινήσεων του χρήστη και τη διοχέτευσή τους σε υπολογιστή ή τηλέφωνο, καθώς και ενσύρματες ή ασύρματες συνδέσεις. Αυτά χρησιμοποιούνται για τη βελτίωση της εμπειρίας του χρήστη.
Η εικονική πραγματικότητα έχει ποικίλες εφαρμογές. Ενώ οι περισσότερες εφαρμογές αφορούν τα παιχνίδια, βρίσκει επίσης χρήση στην ιατρική, τη μηχανική, την κατασκευή, το σχεδιασμό, την εκπαίδευση και την κατάρτιση και σε πολλούς άλλους τομείς.
Εκπαίδευση VR στην Ιατρική:
Εισαγωγή στα γραφικά υπολογιστών και την ανθρώπινη αντίληψη
Η παρακάτω εικόνα εξηγεί τη γενική οργάνωση της ανθρώπινης αντίληψης:
(i) Είναι δυνατόν να αποφευχθούν οι παρενέργειες στην ανθρώπινη αντίληψη και ταυτόχρονα να αποκομιστούν τα μέγιστα οφέλη από την αντίληψη της εικονικής πραγματικότητας. Αυτό είναι εφικτό με μια σε βάθος και πλήρη κατανόηση της φυσιολογίας του ανθρώπινου σώματος και των οπτικών ψευδαισθήσεων.
(ii) Το ανθρώπινο σώμα μας αντιλαμβάνεται τον κόσμο μέσω των σωματικών αισθήσεων που ανταποκρίνονται διαφορετικά σε διαφορετικά ερεθίσματα. Η μίμηση της ανθρώπινης αντίληψης στην εικονική πραγματικότητα απαιτεί γνώση του τρόπου εξαπάτησης των αισθήσεων ώστε να γνωρίζουμε ποια είναι τα πιο σημαντικά ερεθίσματα και ποια είναι η αποδεκτή ποιότητα για την υποκειμενική θέαση.
Η ανθρώπινη όραση παρέχει τις περισσότερες πληροφορίες στον εγκέφαλο. Ακολουθεί η ακοή, η αφή και άλλες αισθήσεις. Η σωστή λειτουργία ενός συστήματος εικονικής πραγματικότητας απαιτεί να γνωρίζει κανείς πώς να συγχρονίζει όλα τα ερεθίσματα.
Η παρακάτω εικόνα εξηγεί ότι οι αισθητήρες φωτός χρησιμοποιούνται για την ανίχνευση του φωτός που αντανακλάται από το μάτι και μόλις το φως απορροφηθεί από την κόρη, η θέση της κόρης επηρεάζει το φως που αντανακλάται από το μάτι και ανιχνεύεται από τη φωτοδίοδο.
(iii) Η εικονική πραγματικότητα απλώς προσπαθεί να προσομοιώσει την ανθρώπινη αντίληψη (την ερμηνεία των αισθήσεων από τον εγκέφαλο) στον πραγματικό κόσμο. Τα τρισδιάστατα περιβάλλοντα VR δεν είναι μόνο σχεδιασμένα να μοιάζουν με τον πραγματικό κόσμο, αλλά και να δίνουν την εμπειρία του. Στην πραγματικότητα, η VR θεωρείται εμβυθιστική όταν ο προσομοιωμένος και ο πραγματικός κόσμος μοιάζουν όσο το δυνατόν περισσότερο.
(iv) Αν και σε κάποιο βαθμό, η προσομοίωση μπορεί να είναι λανθασμένη σε τέτοιο βαθμό ώστε οι εμπειρίες να είναι ευχάριστες, ο εγκέφαλος δεν μπορεί να ξεγελαστεί με αυτόν τον τρόπο. Σε άλλες περιπτώσεις, αυτό σημαίνει ότι η προσομοίωση είναι τόσο λανθασμένη σε τέτοιο βαθμό ώστε ο χρήστης να βιώνει την ασθένεια του κυβερνοχώρου, ενώ η εικονική πραγματικότητα ξεγελά τον εγκέφαλο σε αισθήματα ασθένειας κίνησης.
Η ναυτία της κίνησης είναι το αίσθημα ναυτίας που νιώθουν μερικοί άνθρωποι σε αυτοκίνητο, αεροπλάνο ή πλοίο. Συμβαίνει όταν ο προσομοιωμένος και ο πραγματικός κόσμος είναι διαφορετικοί και η αντίληψη είναι, ως εκ τούτου, συγκεχυμένη για τον εγκέφαλο.
Τι είναι η Εικονική Πραγματικότητα; Η τεχνολογία πίσω από αυτήν
Ακολουθεί ένα βίντεο για την αναφορά σας:
?
Η εικονική πραγματικότητα είναι μια τεχνολογία που προσομοιώνει την όραση για να καταλήξει σε ένα τρισδιάστατο περιβάλλον στο οποίο ο χρήστης φαίνεται να βυθίζεται κατά την περιήγησή του σε αυτό ή την εμπειρία του. Το τρισδιάστατο περιβάλλον ελέγχεται στη συνέχεια σε όλο το 3D από τον χρήστη που το βιώνει. Από τη μία πλευρά, ο χρήστης δημιουργεί τρισδιάστατα περιβάλλοντα VR και από την άλλη πλευρά, τα βιώνει ή τα εξερευνά με κατάλληλες συσκευές όπωςως ακουστικά VR.
Ορισμένες συσκευές, όπως οι ελεγκτές, επιτρέπουν στο χρήστη να ελέγχει και να εξερευνά το περιεχόμενο.
Η δημιουργία του περιεχομένου ξεκινά με την κατανόηση της όρασης υπολογιστών, της τεχνολογίας που επιτρέπει στα τηλέφωνα και τους υπολογιστές να επεξεργάζονται εικόνες και βίντεο, ώστε να τα κατανοούν όπως το ανθρώπινο οπτικό σύστημα.
Για παράδειγμα, οι συσκευές που χρησιμοποιούν αυτή την τεχνολογία θα ερμηνεύουν εικόνες και βίντεο χρησιμοποιώντας τη θέση της εικόνας, το περιβάλλον και την εμφάνιση. Αυτό σημαίνει ότι χρησιμοποιούνται συσκευές όπως μια κάμερα αλλά και μαζί με άλλες τεχνολογίες όπως η τεχνητή νοημοσύνη, τα μεγάλα δεδομένα και μια μονάδα επεξεργασίας όρασης.
Η τεχνητή νοημοσύνη και η μηχανική μάθηση μπορούν να βασίζονται σε δεδομένα εικόνας και βίντεο που έχουν υποστεί προεπεξεργασία (μεγάλες ποσότητες δεδομένων ή big data) για τον εντοπισμό αντικειμένων στο περιβάλλον. Η κάμερα θα χρησιμοποιήσει ανίχνευση κηλίδων, χώρο κλίμακας, αντιστοίχιση προτύπων και ανίχνευση ακμών ή συνδυασμό όλων αυτών για να γίνει αυτό δυνατό.
Χωρίς να υπεισέλθω σε λεπτομέρειες, για παράδειγμα, η ανίχνευση ακμών δημιουργεί μια εικόνα εντοπίζοντας σημεία όπου η φωτεινότητα θα μειωθεί δραστικά ή θα σταματήσει εντελώς. Άλλες μέθοδοι χρησιμοποιούν άλλες τεχνικές για την αναγνώριση μιας εικόνας.
(i) Τα ακουστικά εικονικής πραγματικότητας προσπαθούν να βοηθήσουν τον χρήστη να απολαύσει ένα καθηλωτικό τρισδιάστατο περιβάλλον, τοποθετώντας μια οθόνη μπροστά στα μάτια του χρήστη, ώστε να εξαλειφθεί η σύνδεσή του με τον πραγματικό κόσμο.
(ii) Ένας φακός αυτόματης εστίασης τοποθετείται μεταξύ κάθε ματιού και της οθόνης. Οι φακοί ρυθμίζονται με βάση την κίνηση και τη θέση των ματιών. Αυτό επιτρέπει την παρακολούθηση της κίνησης του χρήστη έναντι της οθόνης.
(iii) Στο άλλο άκρο βρίσκεται μια συσκευή, όπως ένας υπολογιστής ή μια κινητή συσκευή, η οποία παράγει και αποδίδει τα οπτικά στοιχεία στο μάτι μέσω των φακών των ακουστικών.
(iv) Ο υπολογιστής συνδέεται με το σετ ακουστικών μέσω καλωδίου HDMI για την παροχή οπτικών εικόνων στο μάτι μέσω των φακών. Όταν χρησιμοποιείται ειδική κινητή συσκευή για την παροχή των οπτικών εικόνων, το τηλέφωνο μπορεί να τοποθετηθεί απευθείας στο σετ ακουστικών, έτσι ώστε οι φακοί του σετ ακουστικών να βρίσκονται απλώς πάνω από την οθόνη της κινητής συσκευής για να μεγεθύνουν τις εικόνες ή να αντιλαμβάνονται την κίνηση των ματιών σε σχέση με την εικόνα της κινητής συσκευής.και τέλος να δημιουργήσετε τα οπτικά στοιχεία.
Η παρακάτω εικόνα απεικονίζει έναν χρήστη που χρησιμοποιεί ένα ακουστικό HTC VR υψηλής τεχνολογίας συνδεδεμένο με τον υπολογιστή μέσω καλωδίου HDMI. Έχουμε επιλογές χωρίς σύνδεση, με σύνδεση και ακόμη και ασύρματη σύνδεση.
Οι συσκευές VR υψηλών προδιαγραφών, όπως αυτή της παραπάνω εικόνας, είναι ακριβές. Παρέχουν υψηλής ποιότητας εμπειρίες εμβύθισης επειδή χρησιμοποιούν φακούς και υπολογιστές και προηγμένες οπτικές μεθοδολογίες.
Κάντε κλικ εδώ για ένα βίντεο με λεπτομερή ματιά στα ακουστικά VR high-end HTC Vive.
Για τα χαμηλού κόστους και φθηνότερα ακουστικά VR της Google και άλλων cardboard, χρησιμοποιούν μια κινητή συσκευή. Το τηλέφωνο είναι συνήθως αφαιρούμενο από τη βάση του ακουστικού. Τα χαμηλού κόστους ακουστικά VR που ονομάζονται cardboard είναι πολύ φθηνότερα, επειδή έχουν μόνο έναν φακό και δεν απαιτούν προηγμένα υλικά για την κατασκευή τους.
Η παρακάτω εικόνα δείχνει ένα ακουστικό Cardboard VR. Ο χρήστης τοποθετεί το τηλέφωνό του μέσα στο σετ κεφαλής από χαρτόνι για να αποκλείσει το μάτι του από τον υπόλοιπο κόσμο, κάνει κλικ σε μια εφαρμογή VR που φιλοξενεί περιεχόμενο εικονικής πραγματικότητας και μπορεί να απολαύσει VR με κόστος κάτω των 20 δολαρίων.
Ακουστικά VR Google Cardboard με χειριστήριο:
(v) Για τα ακουστικά μεσαίας κατηγορίας, όπως το Samsung Gear VR, το ακουστικό έχει σχεδιαστεί έτσι ώστε να έχει μια συσκευή υπολογιστή στο μέγεθος του τηλεφώνου ενσωματωμένη με ένα φακό και η οποία δεν θα βγαίνει έξω. Αυτά είναι φορητά και κινητά και παρέχουν την καλύτερη ελευθερία για τη χρήση περιεχομένου VR. Ένας χρήστης απλά θα αγοράσει το ακουστικό, θα συνδεθεί στο διαδίκτυο, θα περιηγηθεί σε περιεχόμενο VR, όπως παιχνίδια ή λήψεις, και στη συνέχεια θα το εξερευνήσει σεVR.
Samsung Gear VR:
(vi) Κάθε σετ ακουστικών εικονικής πραγματικότητας και κάθε γεγονός δημιουργίας εικόνας σε κάθε σύστημα εικονικής πραγματικότητας προσπαθεί να βελτιώσει την ποιότητα των εικόνων παίζοντας με διάφορους παράγοντες μεταξύ αυτών.
Οι παράγοντες αυτοί παρατίθενται παρακάτω:
#1) Πεδίο θέασης (FOV) ή η ορατή περιοχή, είναι ο βαθμός στον οποίο η οθόνη θα υποστηρίζει την κίνηση του ματιού και του κεφαλιού. Είναι ο βαθμός στον οποίο η συσκευή θα περιέχει τον εικονικό κόσμο μπροστά στα μάτια σας. Φυσικά, ένα άτομο είναι σε θέση να βλέπει περίπου 200°-220° γύρω του χωρίς να κινεί το κεφάλι. Θα είχε ως αποτέλεσμα το αίσθημα της ναυτίας, εάν η FOV έχει ως αποτέλεσμα την εσφαλμένη απεικόνιση των πληροφοριών στον εγκέφαλο.
Binocular FOV και Monocular FOV:
#2) Ο ρυθμός καρέ ή ο ρυθμός με τον οποίο η GPU μπορεί να επεξεργαστεί τις οπτικές εικόνες ανά δευτερόλεπτο.
#3) Ο ρυθμός ανανέωσης της οθόνης που είναι ο ρυθμός προβολής των οπτικών εικόνων.
(vii) Απαιτείται τουλάχιστον 100 FOV, ρυθμός καρέ τουλάχιστον 60fps και ανταγωνιστικός ρυθμός ανανέωσης για να έχετε την ελάχιστη δυνατή εμπειρία VR.
(viii) Η καθυστέρηση είναι μια πολύ σημαντική πτυχή που σχετίζεται με τον ρυθμό ανανέωσης. Για να δεχτεί ο εγκέφαλος ότι η οπτική εικόνα που παράγεται στην οθόνη σχετίζεται με την κίνηση του κεφαλιού, η καθυστέρηση πρέπει να είναι χαμηλή ώστε να παρέχει την οπτική εικόνα σχεδόν αμέσως. Για παράδειγμα, μια καθυστέρηση 7- 15 χιλιοστά του δευτερολέπτου θεωρείται ιδανική.
Ποιος μπορεί να χρησιμοποιήσει την εικονική πραγματικότητα;
Κάποιος μπορεί να το χρησιμοποιήσει για ψυχαγωγία, όπως παιχνίδια VR, για εκπαίδευση, παρακολούθηση εικονικών εταιρικών συναντήσεων ή συναντήσεων και εκδηλώσεων, κ.λπ. Για έναν καταναλωτή περιεχομένου VR, το πρώτο πράγμα που πρέπει να σκεφτείτε είναι τι είδους ακουστικά εικονικής πραγματικότητας θα αγοράσετε.
Θα λειτουργεί με τηλέφωνο, P.C. ή τι άλλο; Το περιεχόμενο μπορεί να είναι προσβάσιμο online σε πλατφόρμες μέσων που φιλοξενούν περιεχόμενο VR ή θα πρέπει να κατεβεί για χρήση εκτός σύνδεσης;
Κάντε κλικ εδώ για έναν λεπτομερή οδηγό σχετικά με την αγορά ακουστικών εικονικής πραγματικότητας.
Αν είστε εταιρεία, ομάδα ή ίδρυμα που σκοπεύει να εκμεταλλευτεί τα εντυπωσιακά οφέλη της εικονικής πραγματικότητας στη διαφημιστική καμπάνια, την εκπαίδευση ή άλλες εφαρμογές, ίσως υπάρχουν περισσότεροι παράγοντες που πρέπει να εξετάσετε, συμπεριλαμβανομένης της ανάπτυξης της δικής σας εφαρμογής και του δικού σας περιεχομένου εικονικής πραγματικότητας.
Σε αυτή την περίπτωση, θέλετε να επινοήσετε καλό περιεχόμενο VR που να επηρεάζει τους θεατές σας και το οποίο μπορούν να παρακολουθήσουν χρησιμοποιώντας όσο το δυνατόν περισσότερα ακουστικά VR μπορούν να υπάρξουν. Μπορεί να θέλετε απλώς ένα χορηγούμενο και επώνυμο βιντεάκι VR με εμβυθιστικό περιεχόμενο και να το δημοσιεύσετε στο διαδίκτυο στο YouTube και σε άλλα μέρη.
Μπορείτε επίσης να αναπτύξετε μια ειδική εφαρμογή VR για την εταιρεία σας - που ενδεχομένως να λειτουργεί στο Android και σε πολλές άλλες πλατφόρμες κινητών VR και P.C. και μη P.C. - η οποία θα φιλοξενεί πολλά από το περιεχόμενο και τις διαφημίσεις VR σας, τα οποία οι πελάτες μπορούν να ανακαλύψουν και να παρακολουθήσουν. Μπορείτε επίσης να δημιουργήσετε ένα επώνυμο σετ κεφαλής VR μαζί με το επώνυμο περιεχόμενο VR σας.
Αν είστε προγραμματιστής που επιθυμεί να αναπτύξει για VR, μπορείτε να εξετάσετε την αγορά ακουστικών που υποστηρίζουν SDK και άλλα εργαλεία ανάπτυξης. Στη συνέχεια, αποκτήστε μια καλή αντίληψη των προτύπων και των πλατφορμών που χρησιμοποιούνται για την ανάπτυξη για VR.
Ιστορία της εικονικής πραγματικότητας
| Έτος | Ανάπτυξη |
|---|---|
| 19ος αιώνας | Πανοραμικές ζωγραφιές 360 μοιρών: γέμισαν το οπτικό πεδίο του θεατή δημιουργώντας καθηλωτικές εμπειρίες. |
| 1838 | Στερεοσκοπικές φωτογραφίες και προβολείς: Ο Charles Wheatstone έδειξε ότι η προβολή δισδιάστατων εικόνων δίπλα-δίπλα με στερεοσκόπιο πρόσθεσε βάθος και εμβύθιση. Ο εγκέφαλος τις συνδυάζει σε 3D. Βρήκε εφαρμογή στον εικονικό τουρισμό |
| 1930s | Η ιδέα ενός κόσμου εικονικής πραγματικότητας με βάση τη Google που χρησιμοποιεί ολογραφικά, όσφρηση, γεύση και αφή- μέσα από το διήγημα του Stanley G. Weinbaum με τίτλο Pymalion's Spectables. |
| 1960s | Η πρώτη VR head-mounted display από τον Ivann Sutherland. Είχε εξειδικευμένο λογισμικό και έλεγχο κίνησης και χρησιμοποιήθηκε για εκπαίδευση ως πρότυπο. Το Sensorama από τον Morton Heilig χρησιμοποιήθηκε για να βυθίσει τον χρήστη σε μια εμπειρία οδήγησης ποδηλάτου στους δρόμους του Μπρούκλιν. Η κονσόλα ψυχαγωγίας ενός χρήστη παρήγαγε στερεοσκοπική οθόνη, στερεοφωνικό ήχο, οσμές μέσω πομπών εκπομπής οσμών, είχε ανεμιστήρες και δονητική καρέκλα. |
| 1987 | Ο Jaron Lanier επινόησε τη λέξη εικονική πραγματικότητα. Ήταν ο ιδρυτής του Visual Programming Lab (VPL). |
| 1993 | Το VR headset της Sega ανακοινώθηκε στο Consumer Electronics Show. Προοριζόταν για την κονσόλα Sega Genesis και διέθετε οθόνη LCD, head tracking και στερεοφωνικό ήχο. 4 παιχνίδια αναπτύχθηκαν γι' αυτό, αλλά δεν ξεπέρασαν ποτέ το πρωτότυπο. |
| 1995 | Η πρώτη φορητή κονσόλα με πραγματικά τρισδιάστατα γραφικά για παιχνίδια, το Nintendo Virtual Boy (VR-32). Δεν είχε υποστήριξη λογισμικού και ήταν άβολο στη χρήση. Το VR έκανε το ντεμπούτο του στο δημόσιο χώρο. |
| 1999 | Η ταινία των αδελφών Wachowiski "The Matrix" είχε χαρακτήρες που ζούσαν σε προσομοιωμένο κόσμο που απεικόνιζε την εικονική πραγματικότητα. |
| 21ος αιώνας | Η έκρηξη της οθόνης HD και των smartphones με δυνατότητα χρήσης τρισδιάστατων γραφικών καθιστούν δυνατή την ελαφριά, πρακτική και προσιτή VR. Καταναλωτική VR στη βιομηχανία βιντεοπαιχνιδιών. Οι κάμερες ανίχνευσης βάθους, οι ελεγκτές κίνησης και οι φυσικές ανθρώπινες διεπαφές επέτρεψαν καλύτερες αλληλεπιδράσεις ανθρώπου-υπολογιστή. |
| 2014 | Το Facebook αγόρασε την Oculus VR, ανέπτυξε δωμάτια συνομιλίας VR. |
| 2017 | Πολλαπλές συσκευές εικονικής πραγματικότητας σε εμπορικές και μη εμπορικές εφαρμογές Ακουστικά P.C.-tethered υψηλής τεχνολογίας, εικονική πραγματικότητας για smartphone, cardboards, WebVR κ.λπ. |
| 2019 | Ασύρματα ακουστικά υψηλών προδιαγραφών |
Η VR φαίνεται να αναπτύσσεται χέρι-χέρι με την τεχνολογία επαυξημένης πραγματικότητας.
Ανάπτυξη της τεχνολογίας AR.
Εφαρμογή της εικονικής πραγματικότητας
| Εφαρμογή | Επεξήγηση/περιγραφή | |
|---|---|---|
| 1 | Παιχνίδι | Ήταν και εξακολουθεί να είναι η πιο παραδοσιακή εφαρμογή της εικονικής πραγματικότητας. |
| 2 | Συνεργασία στο χώρο εργασίας | Οι εργαζόμενοι μπορούν να συνεργάζονται σε εργασίες εξ αποστάσεως με την αίσθηση της παρουσίας. Ευεργετικό για εργασίες επίδειξης όπου τα οπτικά στοιχεία είναι κρίσιμα για την κατανόηση και την ολοκλήρωση των εργασιών. |
| 3 | Διαχείριση πόνου | Οι εικόνες VR βοηθούν στην απόσπαση της προσοχής του εγκεφάλου του ασθενούς, ώστε να συγχέονται οι οδοί του πόνου και να μην υποφέρουν. Για την καταπράυνση των ασθενών. |
| 4 | Εκπαίδευση και μάθηση | Η εικονική πραγματικότητα είναι καλή για επίδειξη και επίδειξη, για παράδειγμα επίδειξη χειρουργικών διαδικασιών. Εκπαίδευση χωρίς να εκτίθενται σε κίνδυνο οι ζωές των ασθενών ή των εκπαιδευομένων. |
| 5 | Θεραπεία της PTSD | Το τραύμα μετά την εμπειρία είναι μια κοινή διαταραχή μεταξύ των στρατιωτών μάχης, αλλά και άλλων ανθρώπων που υφίστανται τρομακτικές εμπειρίες. Η χρήση της εικονικής πραγματικότητας για την αναβίωση των εμπειριών μπορεί να βοηθήσει τους ειδικούς γιατρούς να κατανοήσουν τις συνθήκες των ασθενών και να σχεδιάσουν τρόπους επίλυσης των προβλημάτων. |
| 6 | Διαχείριση αυτισμού | Η εικονική πραγματικότητα συμβάλλει στην ενίσχυση της εγκεφαλικής δραστηριότητας και της απεικόνισης των ασθενών για να τους βοηθήσει να αντιμετωπίσουν τον αυτισμό, μια κατάσταση που επηρεάζει τη λογική, την αλληλεπίδραση και τις κοινωνικές δεξιότητες. Η εικονική πραγματικότητα χρησιμοποιείται για να εισαγάγει τους ασθενείς και τους γονείς τους σε διάφορα κοινωνικά σενάρια και να τους εκπαιδεύσει στο πώς να αντιδρούν. |
| 7 | Διαχείριση και θεραπεία κοινωνικών διαταραχών | Η εικονική πραγματικότητα εφαρμόζεται στην παρακολούθηση των συμπτωμάτων άγχους, όπως τα μοτίβα αναπνοής. Οι γιατροί μπορούν να χορηγούν φάρμακα για το άγχος με βάση αυτά τα αποτελέσματα. |
| 8 | Θεραπεία για παραπληγικούς | Η εικονική πραγματικότητα χρησιμοποιείται για να προσφέρει στους παραπληγικούς την εμπειρία των συγκινήσεων διαφορετικών περιβαλλόντων έξω από τους περιορισμούς τους, χωρίς να χρειάζεται να ταξιδέψουν για να βιώσουν τις συγκινήσεις. Για παράδειγμα, έχει εφαρμοστεί για να βοηθήσει τους παραπληγικούς να ανακτήσουν τον έλεγχο των άκρων τους. |
| 9 | Αναψυχή | Η εικονική πραγματικότητα εφαρμόζεται ευρέως στον τομέα των περιηγήσεων και του τουρισμού, όπως η εικονική εξερεύνηση ταξιδιωτικών προορισμών για να βοηθήσει τους ταξιδιώτες να κάνουν επιλογές πριν από τις πραγματικές τους επισκέψεις. |
| 10 | Καταιγισμός ιδεών, προβλέψεις, | Οι επιχειρήσεις μπορούν να δοκιμάζουν νέες δημιουργικές ιδέες πριν τις λανσάρουν, να τις συζητούν με εταίρους και συνεργάτες.Η εικονική πραγματικότητα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την εμπειρία και τη δοκιμή νέων σχεδίων και μοντέλων.Η εικονική πραγματικότητα είναι πολύ χρήσιμη στη δοκιμή μοντέλων και σχεδίων αυτοκινήτων, καθώς όλοι οι κατασκευαστές αυτοκινήτων διαθέτουν αυτά τα συστήματα. |
| 11 | Στρατιωτική εκπαίδευση | Η εικονική πραγματικότητα βοηθά στην προσομοίωση διαφορετικών καταστάσεων για την εκπαίδευση των στρατιωτών για το πώς να αντιδρούν σε διαφορετικές καταστάσεις. Εκπαίδευση χωρίς να τους θέτει σε κίνδυνο, ενώ παράλληλα εξοικονομεί κόστος. |
| 12 | Διαφήμιση | Οι εμβυθιστικές διαφημίσεις VR είναι πολύ αποτελεσματικές σε μια συνολική εκστρατεία μάρκετινγκ και ως μέρος αυτής. |
Εικονική πραγματικότητα και παιχνίδια
Κάντε κλικ εδώ για Το Survios Virtual Reality Game Demo
Τα παιχνίδια είναι ίσως η παλαιότερη και πιο ώριμη εφαρμογή της εικονικής πραγματικότητας. Για παράδειγμα, τα έσοδα και οι μελλοντικές προβλέψεις για τα παιχνίδια VR αυξάνονται και αναμένεται να ξεπεράσουν τα 45 δισεκατομμύρια δολάρια το 2025. Ακόμη και τα παιχνίδια VR είναι δύσκολο να διαφοροποιηθούν από ορισμένες ιατρικές και εκπαιδευτικές εφαρμογές VR.
Κάντε κλικ εδώ για να δείτε το Iron Man VR demo
Η παρακάτω εικόνα δείχνει ότι ο χρήστης εξερευνά σκηνές στο παιχνίδι Half-Life Alyx VR:
Υλικό και λογισμικό εικονικής πραγματικότητας
Υλικό εικονικής πραγματικότητας
Οργάνωση της τεχνολογίας VR:
Το υλικό VR χρησιμοποιείται για την παραγωγή ερεθισμάτων που χειρίζονται τους αισθητήρες του χρήστη VR. Αυτά μπορούν να φορεθούν στο σώμα ή να χρησιμοποιηθούν ξεχωριστά μακριά από τον χρήστη.
Το υλικό VR χρησιμοποιεί αισθητήρες για την παρακολούθηση των κινήσεων, για το παράδειγμα, τα πλήκτρα που πατάει ο χρήστης και τις κινήσεις του ελεγκτή, όπως τα χέρια, το κεφάλι και τα μάτια. Ο αισθητήρας περιέχει υποδοχείς για τη συλλογή μηχανικής ενέργειας από το σώμα του χρήστη.
Οι αισθητήρες του υλικού μετατρέπουν την ενέργεια που λαμβάνουν από μια κίνηση του χεριού ή το πάτημα ενός κουμπιού σε ηλεκτρικό σήμα. Το σήμα τροφοδοτείται σε έναν υπολογιστή ή μια συσκευή για δράση.
Συσκευές VR
- Αυτά είναι τα προϊόντα υλικού που διευκολύνουν την τεχνολογία VR. Περιλαμβάνουν έναν προσωπικό υπολογιστή, ο οποίος χρησιμοποιείται για την επεξεργασία των εισόδων και εξόδων από και προς τους χρήστες, κονσόλες και smartphones.
- Συσκευές εισόδου περιλαμβάνουν χειριστήρια VR, μπάλες ή μπάλες εντοπισμού, ράβδους χειριστηρίων, γάντια δεδομένων, trackpads, κουμπιά ελέγχου στη συσκευή, συσκευές εντοπισμού κίνησης, στολές σώματος, διαδρόμους και πλατφόρμες κίνησης (virtual Omni) που χρησιμοποιούν την πίεση ή την αφή για να παράγουν ενέργεια που μετατρέπεται σε σήμα ώστε να είναι δυνατή η επιλογή από τον χρήστη στο τρισδιάστατο περιβάλλον. Αυτά βοηθούν τους χρήστες να περιηγηθούν στους τρισδιάστατους κόσμους.
- Ο υπολογιστής πρέπει να είναι σε θέση να αποδίδει γραφικά υψηλής ποιότητας και συνήθως χρησιμοποιεί Μονάδες Επεξεργασίας Γραφικών για την καλύτερη ποιότητα και εμπειρία. Η Μονάδα Επεξεργασίας Γραφικών είναι μια ηλεκτρονική μονάδα σε μια κάρτα που λαμβάνει δεδομένα από την ΚΜΕ και χειρίζεται και τροποποιεί τη μνήμη προκειμένου να επιταχύνει τη δημιουργία εικόνων σε έναν απομονωτή καρέ και στην οθόνη.
- Συσκευές εξόδου περιλαμβάνουν οπτικές και ακουστικές ή απτικές οθόνες που διεγείρουν ένα αισθητήριο όργανο και παρουσιάζουν το περιεχόμενο ή το περιβάλλον VR στους χρήστες για να δημιουργήσουν ένα συναίσθημα.
Ακουστικά εικονικής πραγματικότητας
Σύγκριση διαφορετικών ακουστικών VR, τύποι, κόστος, είδος εντοπισμού θέσης και χρησιμοποιούμενα χειριστήρια:
Ένα σετ κεφαλής εικονικής πραγματικότητας είναι μια συσκευή που τοποθετείται στο κεφάλι και χρησιμοποιείται για την παροχή οπτικών εικόνων εικονικής πραγματικότητας στο μάτι. Ένα σετ κεφαλής VR περιλαμβάνει μια οπτική οθόνη ή οθόνη, φακούς, στερεοφωνικό ήχο, αισθητήρες ή κάμερες παρακολούθησης της κίνησης του κεφαλιού ή του ματιού για τον ίδιο λόγο. Μερικές φορές περιλαμβάνει επίσης ενσωματωμένα ή συνδεδεμένα χειριστήρια που χρησιμοποιούνται για την περιήγηση στο περιεχόμενο VR.
(i) Οι αισθητήρες που χρησιμοποιούνται για την ανίχνευση της κίνησης του ματιού ή του κεφαλιού και την παρακολούθηση μπορεί να περιλαμβάνουν γυροσκόπια, συστήματα δομημένου φωτός, μαγνητόμετρα και επιταχυνσιόμετρα. Οι αισθητήρες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη μείωση του φορτίου απόδοσης εκτός από την παράδοση διαφημίσεων για διαφημίσεις. Για παράδειγμα, για τη μείωση του φορτίου, ο αισθητήρας χρησιμοποιείται για να εντοπίζει τη θέση στην οποία κοιτάζει ο χρήστης και στη συνέχεια να μειώνει την ανάλυση απόδοσης μακριά από το βλέμμα του χρήστη.
(ii) Η ευκρίνεια της εικόνας καθορίζεται από την ποιότητα της κάμερας, αλλά και από την ανάλυση της οθόνης, την ποιότητα της οπτικής, τον ρυθμό ανανέωσης και το οπτικό πεδίο. Η κάμερα χρησιμοποιείται επίσης για την παρακολούθηση της κίνησης, για παράδειγμα για εμπειρίες εικονικής πραγματικότητας σε κλίμακα δωματίου, όπου ο χρήστης κινείται σε ένα δωμάτιο ενώ εξερευνά την εικονική πραγματικότητα. Ωστόσο, οι αισθητήρες είναι πιο αποτελεσματικοί για αυτό, επειδή οι κάμερες συνήθως δίνουν μεγαλύτερη υστέρηση.
(iii) Με P.C. - συνδεδεμένα ακουστικά VR, όπου η δυνατότητα ελεύθερης περιπλάνησης στο χώρο καθώς εξερευνάτε περιβάλλοντα VR είναι ένα σημαντικό ζήτημα. Η παρακολούθηση εντός και εκτός χώρου είναι δύο όροι που χρησιμοποιούνται στο VR. Και οι δύο περιπτώσεις αναφέρονται στον τρόπο με τον οποίο το σύστημα VR θα παρακολουθεί τη θέση του χρήστη και των συνοδευτικών συσκευών καθώς περιφέρονται σε ένα δωμάτιο.
Τα συστήματα εντοπισμού μέσα-έξω, όπως το Microsoft HoloLens, χρησιμοποιούν μια κάμερα τοποθετημένη στο σετ κεφαλής για να εντοπίσουν τη θέση του χρήστη σε σχέση με τη θέση του περιβάλλοντος. Τα συστήματα έξω-έξω, όπως το HTC Vive, χρησιμοποιούν αισθητήρες ή κάμερες τοποθετημένες στο περιβάλλον του δωματίου για να προσδιορίσουν τη θέση του σετ κεφαλής σε σχέση με το περιβάλλον.
(iv) Συνήθως, τα ακουστικά εικονικής πραγματικότητας χωρίζονται σε ακουστικά εικονικής πραγματικότητας χαμηλού επιπέδου, μεσαίου επιπέδου και υψηλού επιπέδου. Το χαμηλό επίπεδο περιλαμβάνει τα cardboards που χρησιμοποιούνται με κινητές συσκευές. Το μεσαίο επίπεδο περιλαμβάνει τα κινητά VR Gear VR της Samsung με μια ειδική συσκευή κινητού υπολογιστή και το PlayStation VR, ενώ οι συσκευές υψηλού επιπέδου περιλαμβάνουν τα P.C.-tethered και ασύρματα ακουστικά όπως τα HTC Vive, Valve και Oculus Rift.
Συνιστώμενη ανάγνωση ==> Κορυφαία ακουστικά εικονικής πραγματικότητας
Λογισμικό VR
- Διαχειρίζεται τις συσκευές εισόδου/εξόδου VR, αναλύει τα εισερχόμενα δεδομένα και παράγει την κατάλληλη ανατροφοδότηση. Οι είσοδοι στο λογισμικό VR πρέπει να είναι έγκαιρες και η απόκριση εξόδου από αυτό πρέπει να είναι άμεση.
- Ένας προγραμματιστής VR μπορεί να κατασκευάσει τη δική του γεννήτρια εικονικού κόσμου (VWG) χρησιμοποιώντας ένα κιτ ανάπτυξης λογισμικού από έναν προμηθευτή ακουστικών VR. Ένα SDK παρέχει βασικούς οδηγούς ως διεπαφή για την πρόσβαση σε δεδομένα παρακολούθησης και την κλήση βιβλιοθηκών γραφικής απεικόνισης. Η VWG μπορεί να είναι έτοιμη για συγκεκριμένες εμπειρίες VR.
- Το λογισμικό VR αναμεταδίδει το περιεχόμενο VR από το σύννεφο και άλλα μέρη μέσω του Διαδικτύου και βοηθά στη διαχείριση του περιεχομένου.
Ήχος εικονικής πραγματικότητας
Ορισμένα ακουστικά ενσωματώνουν τα δικά τους ενσωματωμένα ακουστικά ήχου. Άλλα παρέχουν τη δυνατότητα χρήσης ακουστικών ως πρόσθετα. Στον ήχο εικονικής πραγματικότητας, μια τρισδιάστατη ψευδαίσθηση στο αυτί επιτυγχάνεται με τη χρήση ήχου θέσης, με πολλούς ομιλητές - που συνήθως ονομάζεται ήχος θέσης. Αυτό δίνει στον χρήστη κάποιες ενδείξεις για να τραβήξει την προσοχή του ή ακόμη παρέχει στον χρήστη κάποιες πληροφορίες.
Αυτή η τεχνολογία είναι πλέον κοινή και στα συστήματα ήχου surround του οικιακού κινηματογράφου.
Συμπέρασμα
Αυτό το εμπεριστατωμένο σεμινάριο εικονικής πραγματικότητας εισάγει την ιδέα της Εικονικής Πραγματικότητας, κοινώς γνωστής εν συντομία ως VR. Καταδυθήκαμε βαθύτερα στον τρόπο λειτουργίας της, συμπεριλαμβανομένων των λεπτομερειών παραγωγής τρισδιάστατων οπτικών μέσων μέσα σε περιβάλλοντα υπολογιστών και τηλεφώνων. Αυτές οι μέθοδοι επεξεργασίας στον υπολογιστή περιλαμβάνουν τις πιο πρόσφατες, όπως η τεχνητή νοημοσύνη, η οποία, στην VR, επεξεργάζεται γραφικά και εικόνες με βάση μια εκπαιδευμένη μνήμη μηχανής που βασίζεται σε μεγάλα δεδομένα.
Μάθαμε επίσης πώς οι φακοί των ακουστικών συνεργάζονται με το μάτι, χρησιμοποιώντας το φως που έρχεται και φεύγει από το μάτι για να παράγουν αυτές τις εικονικές γραφικές ψευδαισθήσεις.
Σε αυτό το σεμινάριο εικονικής πραγματικότητας, εξετάσαμε επίσης τους παράγοντες που επηρεάζουν την ποιότητα των εμπειριών της εικονικής πραγματικότητας από τον χρήστη και πώς μπορούν να βελτιωθούν. Στη συνέχεια, εμβαθύναμε στις εφαρμογές της εικονικής πραγματικότητας, μεταξύ των οποίων τα παιχνίδια και η εκπαίδευση.
Τέλος, αυτό το σεμινάριο εικονικής πραγματικότητας εξέτασε τα εξαρτήματα ενός συστήματος εικονικής πραγματικότητας, συμπεριλαμβανομένων των ακουστικών και όλων των εξαρτημάτων τους, της GPU και άλλων βοηθητικών συσκευών.