日本两大媒体暗中较劲博眼球 五代机命运仍需观望安倍战斗机日本

Gogle i r?kawice wirtualnej rzeczywisto?ci

百度 不过，有分析认为，在过去两年市场表现不佳的背景下，可独立运行的头盔只是厂商试图重新提振大众兴趣的一个手段，消费者的市场反馈并不佳：拥有新PSVR头盔的虚拟现实产业巨头索尼，在整个2017年仅向7000万拥有兼容该产品的PS4游戏机玩家卖出了200万台头盔；三星为推广其旗下GearVR设备，也只是通过将新款头盔与新款Galaxy手机捆绑出售的方式送出了几百万台。

Rzeczywisto?? wirtualna (ang. virtual reality) – obraz sztucznej rzeczywisto?ci stworzony przy wykorzystaniu technologii informatycznej. Polega na multimedialnym kreowaniu komputerowej wizji przedmiotów, przestrzeni i zdarzeń. Mo?e on reprezentowa? zarówno elementy ?wiata realnego (symulacje komputerowe), jak i zupe?nie fikcyjnego (gry komputerowe science-fiction).

Historia

Prekursorem rzeczywisto?ci wirtualnej jest Myron W. Krueger (ur. 1942) – artysta, badacz i informatyk. Opracowa? i stworzy? projekty wideoinstalacji, które okre?la? mianem ?rodowisk responsywnych. Pierwszym projektem Kruegera, utworzonym we wspó?pracy z Dan Sandin, Jerry Erdman i Richard Venezky, by? powsta?y w 1969 roku na Uniwersytecie Wisconsin-Madison, Glowflow. Konstrukcja sk?ada?a si? z zaciemnionego pokoju, na którego ?cianach umieszczono cztery przezroczyste rury. Poprzez wpompowywanie w nie fluorescencyjnych cz?steczek zmieniano ich kolor, a procesowi temu towarzyszy?y d?wi?ki legendarnego syntezatora Mooga. Ruchy osoby znajduj?cej si? w pokoju by?y interpretowane przez komputer, który odpowiada? na nie sygna?ami ?wietlnymi i d?wi?kowymi. Rok pó?niej powsta? Metaplace ??cz?cy przekazy z dwóch pomieszczeń w form? wizualn? któr? kszta?towa?y jednocze?nie dwie osoby. Kolejn? instalacj? by? labirynt, z pod?og? pokryt? czujnikami ruchu, o nazwie Psychic Space (1971). Najbardziej znan? instalacj? Kruegera sta?a si? Videoplace przedstawiona w 1975 roku w Muzeum Sztuki w Milwaukee, b?d?ca rozwini?ciem idei Metaplace. W projekcie tym oprócz responsywno?ci znanej z pierwszego projektu, Krueger po?o?y? nacisk na zmys? dotyku, umo?liwiaj?c awatarom interakcje na wspólnej przestrzeni wizualnej. Projekt by? w kolejnych latach rozbudowywany i wzbogacamy o nowe zdobycze techniki. Zastosowano nowe oprogramowanie, lepsze komputery oraz akcesoria takie jak he?m i wirtualne r?kawice. Roli Kruegera nie sposób przeceni?. Jego projekty i wizje sta?y si? prototypami systemów Rzeczywisto?ci Wirtualnej, maj?cych zastosowanie w edukacji, psychologii i psychoterapii. Jednym z takich systemów jest powsta?a 20 lat pó?niej (w 1992 roku) instalacja o nazwie CAVE.

Za twórc? poj?cia Virtual Reality (VR) uwa?a si? Jarona Laniera. Steve Bryson na podstawie swoich prac w NASA razem z Jaronem Lanier zdefiniowa? rzeczywisto?? wirtualn? w nast?puj?cych s?owach: ?Rzeczywisto?? wirtualna jest sposobem u?ycia technologii komputerowej w tworzeniu efektu interaktywnego, trójwymiarowego ?wiata, w którym obiekty daj? wra?enie przestrzennej (fizycznej?) obecno?ci” (Virtual Reality is the use of computer technology to create the effect of an interactive three-dimensional world in which the objects have a sense of spatial presence). W literaturze spotyka si? definicj? rzeczywisto?ci wirtualnej jako I3: Interaction (interakcja) + Immersion (zag??bienie)+ Imagination (wyobra?nia).

Technologia

Na obecnym poziomie rozwoju technologii komputerowej rzeczywisto?? wirtualn? uzyskuje si? g?ównie poprzez generowanie obrazów i efektów akustycznych. Rzadziej stosowane s? doznania dotykowe, a nawet zapachowe czy smakowe. Dodatkowo technologia ta umo?liwia interakcj? ze ?rodowiskiem symulowanym przez komputer poprzez ró?nego rodzaju manipulatory. Warto zwróci? uwag? na rozró?nienie pomi?dzy rzeczywisto?ci? wirtualn? (?rodowisko w pe?ni wykreowane) a rzeczywisto?ci? rozszerzon? (?rodowisko ??cz?ce ?wiat realny i elementy wykreowane).

Wizualizacja

Do?wiadczenia wizualne odbieramy za pomoc? oczu obserwuj?c ?rodowisko przedstawiane za pomoc? ró?nego rodzaju ekranów. Najcz??ciej stosowane s? ekrany komputerowe. Wykorzystuje si? do tego celu równie? ekrany wielkopowierzchniowe (w tym kinowe) oraz miniaturowe (umieszczane w specjalnie skonstruowanych ?okularach”). Wszystkie te technologie umo?liwiaj? wy?wietlenie obrazu zarówno w trybie 2D, jak i 3D (stereoskopowo). Do uzyskania efektu trójwymiarowego stosuje si? kilka technologii. Najstarsza ze stosowanych to zastosowanie dwukolorowych (niebiesko-czerwonych) okularów anaglifowych przez które ogl?da si? specjalnie spreparowany obraz. Wad? tej technologii jest s?aba g??bia kolorów, dlatego coraz cz??ciej jest ona zast?powana przez okulary polaryzacyjne. Tu równie? mamy do czynienia za specjalnie przygotowanym obrazem oraz okularami, których szk?a posiadaj? odwrotn? polaryzacj? przepuszczanego ?wiat?a. Ju? przy pierwszym kontakcie odczuwamy olbrzymi? przewag? tej technologii nad ?czerwono-niebiesk?”. Nie ogranicza ona widzenia barw oraz tworzy bardzo realistyczn? g??bi? obrazu 3D. Warto w tym miejscu wspomnie? te? technologi? pó?prze?roczystych okularów LCD pod??czonych elektrycznie do uk?adu i zsynchronizowanych z obrazem wy?wietlanym na ekranie w postaci dwóch pó?obrazów. Ka?dy z pó?obrazów wy?wietlany jest naprzemiennie (najcz??ciej z cz?stotliwo?ci? 120 Hz), podczas gdy okulary zaciemniane s? na przemian przepuszczaj?c do lewego i prawego oka tylko parzyste lub nieparzyste klatki obrazu. Kolejn? technologi? s? ?okulary” zawieraj?ce wbudowane dwa miniaturowe ekrany, z których ka?dy wy?wietla w?a?ciw? cz??? obrazu.

D?wi?k

Doznania akustyczne nie zawsze towarzysz? ?rodowisku rzeczywisto?ci wirtualnej. W niektórych zastosowaniach s? one elementem zb?dnym (modelowanie pogody, medycyna, spacer po mie?cie). W innych stanowi? nieodzowny element tego ?rodowiska, zwi?kszaj?cy g??bi? doznań wirtualnego ?wiata. Szczególnie ci??ko wyobrazi? sobie gry komputerowe bez efektów d?wi?kowych. Aby maksymalnie zwi?kszy? efekt doznań, stosuje si? uk?ady d?wi?ku wielokana?owego 3D. Do tego celu konstruuje si? uk?ady wielog?o?nikowe (równie? w s?uchawkach nag?ownych) oraz uk?ady elektroniczne wywo?uj?ce wirtualizacj? d?wi?ku w systemach dwug?o?nikowych. Najcz??ciej stosowanym uk?adem g?o?nikowym jest system 5.1 sk?adaj?cy si? dwóch g?o?ników przednich, dwóch tylnych, centralnego i niskotonowego. Producenci komputerowych kart d?wi?kowych prze?cigaj? si? w konstrukcji rozwi?zań wspomagaj?cych obliczanie ?rodowisk akustycznych 3D, poprzez matematyczn? analiz? ich kszta?tu i zastosowanych materia?ów.

Zapach

Podejmowane s? ju? próby konstrukcji uk?adów maj?cych wzbogaci? doznania w ?rodowisku rzeczywisto?ci wirtualnej o zapach, chocia? podobnie jak w przypadku d?wi?ku nie wszystkie zastosowania ich wymagaj?. W 2001 roku Amerykańska firma DigiScents og?osi?a premier? urz?dzenia o nazwie iSmell Personal Scent Synthesizer, które dzia?a?o jak zapachowy cartridge. Zadaniem oprogramowania za??czonego do urz?dzenia by?o uwalnianie w odpowiednich momentach ró?nych mieszanek zapachów, znajduj?cych si? w do??czonych do urz?dzenia zbiornikach, które mo?na by?o nape?nia? i wymienia? jak naboje do drukarek. Niestety projekt okaza? si? fiaskiem finansowym ze wzgl?du na znikome zainteresowanie klientów tym produktem.

Dotyk

Niektóre symulacje zawieraj? ?rodowisko wirtualne w którym znajduj? si? wirtualne artefakty, które mog? by? obs?ugiwane lub wchodzi? w interakcje z u?ytkownikiem (najcz??ciej reprezentowanym przez awatara) przez ró?nego typu urz?dzenia wej?cia-wyj?cia. Najcz??ciej do tego celu s?u??: myszka komputerowa, klawiatura, d?ojstik, gamepad, kierownica, tablet, touchpad lub ekran dotykowy. Bardziej futurystycznymi rozwi?zaniami s? ró?nego rodzaju wirtualne r?kawice, he?my z czujnikami ruchu, kompletne kombinezony, fotele, a nawet ca?e kabiny symulacyjne. Cz??? z tych urz?dzeń posiada mechanizmy wywo?uj?ce efekt zwrotny wobec u?ytkownika. Najprostsz? form? tego typu efektów s? wibracje, pojawiaj?ce si? na urz?dzeniu w okre?lonym momencie. Zazwyczaj ich intensywno?? jest sta?a, inaczej mówi?c dzia?aj? u uk?adzie logicznym 0-1. Bardziej skomplikowane konstrukcje opieraj? si? na silniczkach elektrycznych i si?ownikach. Tego typu konstrukcje odwzorowuj? zazwyczaj si?? doznania i jego charakterystyk? i kierunek. Przyk?adowo, bardziej zaawansowane modele kierownic do samochodowych wy?cigów komputerowych potrafi? odwzorowywa? w inny sposób doznania zwi?zane z rodzajem nawierzchni po której si? porusza pojazd, inaczej zareaguj? na uderzenie boczne, czo?owe, a inaczej zachowaj? si? gdy pojazd wpadnie na mokrej nawierzchni w po?lizg. Z kolei he?my poprzez wbudowane czujniki ruchu steruj? ruchem wirtualnej g?owy awatara, czyni?c rozgl?danie si? po otoczeniu bardziej naturalnym. Podobnie r?kawice, wyposa?one w czujniki grawitacyjne i dotykowe daj? mo?liwo?? sterowania wirtualnymi r?kami i palcami, a co za tym idzie wykonywania wirtualnych prac w sposób intuicyjny. U?ywaj?c po??czenia tych sterowników mo?na w ca?ej pe?ni korzysta? z potencja?u ?rodowiska 3D. Taki uk?ad obs?uguje bowiem 6 stopni swobody (ang. 6 DOF – Degree Of Freedom), czyli jednocze?nie dostarcza informacji zarówno o pozycji (3 wymiary), jak i orientacji (3 wymiary), w sumie zatem sze?? warto?ci. W zaawansowanych modelach symulacyjnych cz?sto stosuje si? kabiny. Zwi?kszaj? one immersj? poprzez odizolowanie operatora od ?wiata realnego, wewn?trznym wykończeniem przypominaj? rzeczywisty kokpit, a czasami sterowane si?ownikami symuluj? przeci??enia wykorzystuj?c ruch obrotowy wokó? osi oraz ró?ne k?ty nachylenia do si?y grawitacji. In?ynierowe pracuj?cy dla Facebook Reality Labs oraz Oculus opracowali pierwszy system ?ledzenia d?oni dla headsetu VR Oculus Quest, który w ca?o?ci opiera si? wy??cznie na kamerach monochromatycznych. Za pomoc? wykorzystania techniki uczenia maszynowego (deep learning) oraz ?ledzenia opartego na modelu d?oni, uda?o im si? osi?gn?? lepszy rezultat, ni? przy wykorzystaniu technologii opartej na badaniu g??bi obrazu. Warto zwróci? uwag? na to, ?e u?ytkownik nie musi by? wyposa?ony w dodatkowe gad?ety jak r?kawice, aby ca?y proces badania r?ki odby? si? prawid?owo. Nowa technologia ma zosta? wprowadzona w ?ycie na pocz?tku 2020 roku.

Sprz?t obliczeniowy i oprogramowanie

W praktyce rzeczywisto?? wirtualna jest pojmowana jako system, sk?adaj?cy si? ze specjalistycznego oprogramowania oraz sprz?tu. Ze wzgl?du na mnogo?? systemów przyj?to definiowa? je jako rzeczywisto?? wirtualn?. Rola oprogramowania najcz??ciej skupia si? na dwóch warstwach. W jednej, przy wsparciu akceleratorów sprz?towych s?u?y przetwarzaniu ?rodowiska w obraz i d?wi?k. Ze wzgl?du na trójwymiarowo?? ?rodowiska, wi??e si? to z ogromn? ilo?ci? obliczeń matematycznych. Czasami mamy do czynienia z obliczeniami dokonywanymi w czasie rzeczywistym. W niektórych przypadkach obliczenia wykonane zostaj? przed w?a?ciw? projekcj?. Wówczas mamy zazwyczaj do czynienia z efektem końcowym znacznie lepszej jako?ci i o nieporównywalnie wi?kszej precyzji. Cz?sto te?, dodatkowy sprz?t wspiera uczucie tzw. immersji czyli zag??bienia w ?rodowisku generowanym komputerowo.

Patrz?c przez pryzmat aktualnych rozwi?zań, mo?na powiedzie?, ?e post?p osi?gni?ty w ostatnich latach w dziedzinie technologii jest przeogromny. Jednak wierno?ci modeli jeszcze sporo pozosta?o do osi?gni?cia pe?nego realizmu ?wiata rzeczywistego. Hamuj? nas wci?? ograniczenia sprz?towe. Coraz rzadziej jest to kwesti? rozdzielczo?ci obrazu czy pasma komunikacji sieciowej. Problemy wynikaj? z naszej fizjologii. Wspó?praca naszego organizmu ze sprz?tem nie przebiega w sposób bezproblemowy – pojawiaj? si? efekty uboczne. Interaktywne gad?ety w rodzaju he?mów czy r?kawic tylko pozornie odwzorowuj? nasze ruchy w cyberprzestrzeni. Wzrok i b??dnik graj? fundamentalne role w naszym okre?laniu równowagi i lokalizacji przestrzennej. W przypadku wzroku problemem staje si? opó?nienie pomi?dzy zarejestrowanymi przez he?m ruchami naszej g?owy a obrazem generowanym przez komputer i wysy?anym na ekran. Analogiczna sytuacja opó?nienia ma miejsce w przypadku odwzorowania ruchu r?kawic. Z kolei b??dnik inaczej zarejestruje nasz? orientacj? w odniesieniu do grawitacji, ni? wskazywa? b?dzie algorytm wyliczony przez aplikacj?. Dla naszego mózgu jest to sytuacja konfliktowa, poniewa? odbiera on od ró?nych zmys?ów sprzeczne informacje. Inn? przyczyn? konfliktu mo?e by? ró?nica pomi?dzy zbie?no?ci? oczu a zbie?no?ci? kreowan? przez par? stereoskopowych obrazów umieszczonych w he?mie. W ?yciu codziennym ci?gle musimy fiksowa? nasz wzrok na rozmaicie od nas oddalonych przedmiotach (od ok. 28 mm do nieskończono?ci). Tymczasem urz?dzenia wy?wietlaj?ce, kreuj? wirtualny obraz w sta?ej od nas odleg?o?ci. Nasz organizm szybko przyzwyczaja si? do tej nowej sytuacji, jednak?e – jak na ironi? – rodzi to problem powrotu do realnej rzeczywisto?ci. Im bardziej immersyjny system, tym trudniejszy powrót. Nastawienie sobie na powrót ostro?ci postrzegania, czy odzwyczajenie si? od opó?nień, czasami wcale nie jest takie proste. Przebywaj?c w wirtualnych ?wiatach przeprogramowujemy nasz mózg, za? powrót do rzeczywisto?ci wymaga kolejnego przeprogramowania. Jednak technologia rozwija si?, nie ograniczaj?c si? tylko do prawa Amdahla, wi?c w niedalekiej przysz?o?ci mo?na si? spodziewa? pokonania barier czysto techniczno-sprz?towych. Pozostanie kwestia ceny i zastosowań w praktyce, które miejmy nadziej? nie wymkn? si? spod kontroli twórców.

Zastosowania

Technologia rzeczywisto?ci wirtualnej ma zastosowanie zarówno w dziedzinie u?ytkowej jak i rozrywkowej. Daje nam narz?dzia, przy u?yciu których mo?emy upora? si? z powa?nymi problemami jakie niesie ze sob? ?ycie i rozwój cywilizacji. Udost?pnia równie? pole dla czystej zabawy intelektualnej jak? potrafi? da? szczególnie dzieciom gry komputerowe.

U?ytkowe

Symulowane ?rodowisko mo?e by? podobne do ?wiata rzeczywistego. Tworzy si? wi?c symulacje przydatne dla pilotów oraz ró?nego typu treningi wojskowe, a tak?e modele prac remontowych, konstrukcyjnych i medycznych, których wirtualne scenariusze przebiegaj? w bardzo trudnych, czy nawet ekstremalnych i nietypowych warunkach, ale s? ca?kowicie bezpieczne dla zdrowia i ?ycia. Tworzy si? równie? matematyczne modele klimatu ?wiata, s?u??ce prognozowaniu pogody. Od wielu lat mo?emy ogl?da? rozwój specjalistycznego sprz?tu, który umo?liwia poruszanie si? w innym, kontrolowanym przez cz?owieka ?wiecie. Rzeczywisto?? wirtualna to nieocenione narz?dzie pozwalaj?ce tworzy? w sposób bezpieczny modele, które po sprawdzeniu mo?na zrealizowa? w rzeczywisto?ci realnej.

Przyk?adowe zastosowania u?ytkowe:

Symulatory

• lotnictwo wojskowe i cywilne
• astronautyka
• pojazdy, maszyny i konstrukcje naziemne
• pojazdy, maszyny i konstrukcje górnicze
• pojazdy, maszyny i konstrukcje podwodne i morskie

Medycyna

• interaktywne szkolenia chirurgów
• interaktywne do?wiadczenia w medycynie
• leczenie oparzeń (wirtualny ?wiat Snow World)
• leczenie fobii
• leczenie PTSD (Zespó? stresu pourazowego)

Prototypowanie

• tworzenie modeli CAD

Komunikacja audiowizualna

• teleimersja

Rzeczywisto?? rozszerzona (ang. augmented reality)

• HUD
• obrazowanie medyczne
• szkolenia
• muzealnictwo
• marketing

Rozrywkowe – gry

Mówi?c o rozrywce w kontek?cie rzeczywisto?ci wirtualnej, na my?l przychodz? oczywi?cie gry komputerowe, b?d?ce odzwierciedleniem mniej lub bardziej rzeczywistego ?wiata. Cz??? gier ma swój rodowód w zastosowaniach u?ytkowych, które z czasem zawita?y w ?wiecie rozrywki multimedialnej. Do takich nale?? przede wszystkim wszelkiego rodzaju symulatory lotu, zarówno jednostkami militarnymi jak i cywilnymi. Ale symulatory nie ograniczaj? si? do lotnictwa. Powsta?y ju? praktycznie symulatory wszelkich pojazdów, maszyn, a nawet ca?ych systemów – takich jak lotniska, dworce, parki rozrywki. Inn? form? s? produkty wykorzystuj?ce perspektyw? FPP. S? to g?ównie tzw. shootery. Kolejn? form? s? gry MMORPG realizuj?ce wizje ca?ych ?wiatów, po których poruszaj? si? postacie (avatary) nawet kilku tysi?cy graczy, realizuj?cych swoje cele wyznaczane przez fabu??.

Przyk?adowe gatunki:

• symulatory
• gry FPP
• gry MMORPG

Rozrywkowe – relaks, turystyka, handel, spo?eczno?ci

Warsztat wykorzystania narz?dzi VR w procesie projektowania wn?trz, festiwal ?ód? Design, 2024

Form? relaksu w ?rodowisku rzeczywisto?ci wirtualnej niekoniecznie musz? by? gry. Do tego celu mog? s?u?y? specjalnie stworzone ?rodowiska, maj?ce na celu relaksacj? w otoczeniu wirtualnej oazy, w której mo?na uspokoi? umys? przy pomocy obrazów, muzyki, czy nawet zapachów koj?cych umys?.

Coraz cz??ciej swoje modele w ?wiecie rzeczywisto?ci wirtualnej przygotowuj? instytucje i organizacje pragn?ce w ten sposób zainteresowa? ?rodowiska konsumenckie ich odpowiednikiem w ?wiecie realnym i w ten sposób zwi?kszy? atrakcyjno?? oferty i sk?oni? do wizyty raz w ?wiecie wirtualnym, dwa w naturze. Powstaj? wi?c wirtualne modele najciekawszych fragmentów miast (centra kulturalne i handlowe), czy s?ynnych budowli (np. Zakazane Miasto w Pekinie). Niektóre funkcjonuj? w postaci oddzielnych aplikacji, inne staj? si? cz??ci? ogólno?wiatowych projektów (Google Earth, Second Life) stale rozwijanych i udoskonalanych.

Przyk?adowe rozwi?zania:

Handel

• Rozszerzona wirtualna rzeczywisto?? (ang. Augmented Reality) w handlu, muzeach
• Wirtualne Zakazane Miasto

Biznes & Marketing

Rzeczywisto?? wirtualna znajduje równie? zastosowanie w nowoczesnych strategiach biznesowych, zw?aszcza w obszarach marketingu i promocji. Dzi?ki VR przedsi?biorstwa mog? tworzy? immersyjne do?wiadczenia konsumenckie, które zwi?kszaj? zaanga?owanie odbiorców i buduj? g??bsze relacje z mark?. Technologia ta umo?liwia np. wirtualne zwiedzanie hoteli, próbowanie produktów w cyfrowym ?rodowisku czy udzia? w wydarzeniach i pokazach bez potrzeby fizycznej obecno?ci.Przyk?adem takich dzia?ań jest wykorzystanie VR w turystyce i marketingu w Szwajcarii, gdzie stworzono innowacyjne, anga?uj?ce do?wiadczenia dla potencjalnych turystów i klientów.

Aspekty zdrowotne

Stymulowanie impulsami wizualnymi 3D szczególnie w d?u?szym przedziale czasu mo?e powodowa? ró?ne reakcje organizmu (np. epilepsje) szczególnie gdy doznania wzrokowe ró?ni? si? od grawitacyjnych (b??dnik). Wa?nym aspektem pozostaj? równie? choroby stawów i kr?gos?upa. Jest to jedna z wad, która przez d?ugie korzystanie z ró?nych symulatorów najcz??ciej w grach powoduje negatywne skutki.

Rynek VR

Rynek VR by? w 2024 roku wart 16,32 mld dolarów. Szacuje si?, ?e w 2032 roku jego warto?? wzro?nie do 123,06 mld dolarów.

Zobacz te?

• rzeczywisto?? rozszerzona
• nowe technologie
• summa technologiae

Bibliografia

• Kazimierz Korab (red.), Wirtual. Czy nowy wspania?y ?wiat?, Warszawa: Wyd. Nauk. Scholar, 2010 . Brak numerów stron w ksi??ce

Linki zewn?trzne

• Ilustrowana historia rzeczywisto?ci wirtualnej. khm.de. [zarchiwizowane z tego adresu (2025-08-14)]. (niem.).
• Historia, zastosowania i zwi?zki rzeczywisto?ci wirtualnej ze sztuk? (pol.)