واقعیت مجازی ،فناوری مدرن

شنبه, 07 تیر 99
واقعیت مجازی ،فناوری مدرن

واقعیت مجازی یکی از فناوری های مدرن است که چند دهه قبل معرفی شده است و در مدت زمان بسیار کوتاهی جایگاه مهمی در حوزه فناوری کسب کرده است. این کار از یک محیط مصنوعی و غیرواقعی تولید شده توسط رایانه ، که در ان محیط واقعی شبیه سازی می شود ، استفاده می کند. علاوه بر اینکه این تکنولوژی سریعا در دنیای بازی های رایانه ای پذیرفته شد، اکنون در بسیاری از زمینه های زندگی از جمله معماری، پزشکی، نظامی و حمل و نقل هوایی مورد استفاده قرار می گیرد. دانشمندان و محققان انتظار دارند در این فناوری مدرن چیزهای بیشتری را نسبت به انچه که امروزه درباره ان میدانیم کشف کنند. این یک جهش بزرگ در زمینه فناوری سه بعدی است و هنوز کارهای زیادی در این زمینه در دست انجام است. بحث زیر در مورد جزئیات این فناوری، کاربردها، مزایا ، مضرات و تاثیرات اجتماعی است. 

اصطلاح واقعیت مجازی،  اشاره به فناوری مدرن دارد که با استفاده از تصاویر گرافیکی سه بعدی توسط رایانه، یک تجربه همه جانبه و تعاملی را ارائه می دهد. این فناوری با کمک سخت افزار و نرم افزار رایانه ای، محیط مصنوعی ایجاد می کند و به شکلی دنیای واقعی را شبیه سازی می کند  و به کاربر ارائه می دهد.

در تجهیزات این فناوری از یک جفت دستکش مخصوص، هدفون و عینک مخصوص استفاده می شود که این سه دستگاه توسط کامپیوتر کنترل می شوند. به این ترتیب، از حواس پنج گانه ی کاربر ، سه حواس (بینایی، شنوایی، لامسه) به رایانه وارد و دریافت می شوند. همچنین عینک ها با تشخیص حرکات چشم کاربر، عمل می کنند و از این طریق بر عملکرد وی نظارت می کنند.

ایده اولیه :

   ایده واقعیت مجازی برای اولین بار در دهه 1930 ارائه شد، زمانی که اولین شبیه ساز جنگی توسط دانشمندان با هدف اموزش خلبانان ابداع شد. آنها در تلاش بودند تا قبل از اینکه بتوانند یک هواپیمای جنگنده واقعی را به پرواز در بیاورند، آن را از قبل برای محیط واقعی پرواز آماده کنند. 

این اختراع در سال 1965 بهبود یافت و بهتر شد. هنگامی که ایوان ساترلند، یک امریکایی، تئوری خود را در مورد توسعه یک دنیای مجازی قابل حمل با استفاده از دو مجموعه تلویزیونی کوچک، برای هر کدام از چشم ها ارائه کرد. اختراع او کار کرد، اما در سطح بسیار ابتدایی بود. تصاویر مشخص و واضح نبودند. مشکل دیگر وزن کلاهی بود که روی سر قرار میگرفت. این کلاه بسیار سنگین بود و نیازمند این بود تا از سمت سقف هدایت و کنترل شود. 

اما این ایده در واقع اساس کار خود را پیدا کرده بود و حال می بایست بهبود می یافت و بهتر میشد. دانشمندان به کار بر روی این ایده ادامه دادند تا اینکه در سال 1985 مایکل گریوی، از ناسا نسخه بسیار بهتری از واقعیت مجازی را معرفی کرد. این سری با استفاده از کلاه ایمنی سبکتر موتور، صفحه نمایش کوچک و همچنین سنسورهای مخصوصی که با کمک فناوری حساس رایانه ای برای دریافت حرکات استفاده می شد، در آن به کار بردند.

سرانجام در سال 1986، یک برنامه  نویس بازی های رایانه ای به نام جارون لانیر، دستکش جدیدی را برای واقعیت مجازی معرفی کرد. به این ترتیب این فناوری شکل مدرن و امروزی که ما الان میبینیم را به خود گرفت. 

انواع واقعیت مجازی :

سه نوع اصلی از فناوری واقعیت مجازی وجود دارد :

  • در مدل اول، یک نفر از کلاه ، هدفون بر روی گوش ها  و یک جفت دستکش مخصوص و یا دسته های بازی استفاده می کند که توسط کامپیوتر به کمک جلوه های ویژه صوتی و تصاویر گرافیکی کنترل می شود. 
  • مدل دوم آن، از دوربین های فیلم برداری استفاده می کند. این دوربین ها تصاویر موجود در دنیای مجازی را ردیابی می کنند. کاربر حتی می تواند اشیاء موجود در دنیای مجازی را با استفاده از فناوری مجازی جابجا کند.
  • در مدل سوم، از تصاویر سه بعدی استفاده می شود. صفحه نمایش مورد استفاده به صورت منحنی در نظر گرفته شده است، که این باعث می شود تصاویر به دنیای واقعی نزدیک تر شوند.

دسته بندی ها :

شش دسته وجود دارد که در آنها واقعیت مجازی قابل نمایش است :

نمایشگرهای رومیزی

نمایشگرهای نصب شده روی سر 

نمایشگرهای نصب شده روی بازو

نمایشگرهای تک صفحه ای

صفحه نمایش های اطراف 

و نمایشگرهای حجمی

نمایشگرهای نصب شده بر روی سر، از جمله صفحه نمایشهای پر کاربرد برای واقعیت مجازی هستند. در این دستگاه، یک جفت صفحه نمایش درست در مقابل چشمان کاربر قرار می گیرند. این صفحه نمایش ها به کلاهی متصل شده اند که کاربر از آن استفاده می کند.

نمایشگرهای نصب شده روی بازو شبیه یک جفت دوربین شکاری است.کاربر با استفاده از لنزها، دنیای مجازی را تجسم می کند. محیط مجازی او توسط حرکاتش در طول و دامنه حرکتش کنترل می شود. 

نمایشگرهای تک صفحه ای از محصولات Immersive Workbench استفاده می کنند. این محصولات بیشتر از شبیه ساز Tabletop  استفاده می کنند که در ان اشیاء جلوه ایی مجازی به خود می گیرند. 

انواع دیگر نمایشگرهای تک صفحه ای از تشبیه پنجره ای استفاده می کنند. در این نوع نمایش، به نظر می رسد که تصویر در یک پنجره بزرگ باز شده در یک فضای مجازی ظاهر می شود.

نوع دیگری از نمایشگر به نام CAVE وجود دارد، که کاربر تصاویر را از صفحه های مختلفی که اطرافش وجود دارد میبیند، گویی که در داخل یک مکعب بزرگ حضور دارد. بیننده می تواند با حرکت در داخل مکعب دنیای مجازی را احساس و کشف کند.

کاربردها :

اکنون واقعیت مجازی در بسیاری از حرفه ها از جمله معماری، هواشناسی، مطالعات نظامی، پزشکی و مولکولی مورد استفاده قرار می گیرد.

  1. معماری: اکنون واقعیت مجازی مدت هاست که در زمینه معماری مورد استفاده قرار گرفته است. از آن برای ایجاد مدل های ساختمانها قبل از شروع به ساخت استفاده می شود. همچنین نشان می دهد که چگونه ساختمان ممکن است تخریب شود و به بهسازی دوباره ساختمان تخریب شده کمک می کند.
  2. پیش بینی اب و هوا : واقعیت مجازی نیز با شبیه سازی تصاویر از طریق داده های جمع اوری شده از ماهواره ها و رادارها، در حرفه پیش بینی هواشناسی نیز استفاده شده است.
  3. آموزش نظامی : در حال حاضر واقعیت مجازی به طور رسمی جزو بخشی از آموزش های نظامی ایالات متحده اعلام شده است. آنها در تمام اتاق هایی که به سربازان تجربیات متفاوتی را اموزش می دهند ، از محیط هایی که با استفاده از واقعیت مجازی ایجاد شده است ، استفاده می کنند. که شامل میادین جنگ و همچنین تمرین های مختلف است.
  4. شیمی درمانی برای سرطان : یکی دیگر از کاربردهای قابل توجه واقعیت مجازی در حوزه پزشکی به عنوان درمانی برای بیماران سرطانی است. شیمی درمانی یک روش دردناک برای اکثر بیماران است. بسیاری از سرطان های بدخیم قابل درمان نیستند اما با استفاده از شیمی درمانی می توان پیشرفت آنها را متوقف کرد.
    تحقیقات نشان داده است، که اگر شیمی درمانی به این روش به بیماران ارائه داده شود، آنها با استفاده از دنیای مجازی می توانند خود را در برخی فعالیت ها دخیل کنند و احساس درد برایشان بسیار کمتر از قبل می شود.
  5. این مسئله به ویژه در مورد کودکان سرطانی که نیاز به شیمی درمانی دارند صادق است. آنها در صورت لزوم مجاز به انجام بازی یا انجام فعالیت های دیگر با استفاده از دنیای مجازی در همان زمان دریافت شیمی درمانی هستند. این روش باعث می شود که درد کمتری را احساس کنند.
  6. محققان این مسئله را اینگونه توضیح می دهند که سه حس از حواس پنج گانه کاربر هنگام استفاده از دنیای مجازی اشغال می شوند. این موارد شامل بینایی،شنوایی و لامسه می باشد. بنابراین مغز از واقعه دردناکی که در حال انجام است منحرف می شود و درد کمتری را به بیمار انتقال می دهد.
  7. همچنین تصاویر نقش بسیار مهمی در این نوع درمان دارند. به بیمار این حق انتخاب داده می شود که هر تصویری را که می خواهد انتخاب کند، مانند پیاده روی در ساحل، بازدید از یک گالری هنری، یا انجام غواصی در اعماق دریا و ... .
  8. زیست شناسی مولکولی : زیست شناسی مولکولی به منظور مطالعه ساختارهای مولکولی و سلولی از واقعیت مجازی استفاده می کند. این فناوری دانشمندان را قادر می سازد تا از بخش های کوچک یک مولکول بازدید کرده و خواص آن را بررسی کنند. 
  9. مطالعات پزشکی :اکنون واقعیت مجازی در مطالعات پزشکی نیز مورد استفاده قرار می گیرد. با استفاده از واقعیت مجازی، دانشجویان پزشکی و حتی پزشکان می توانند روش های پیچیده پزشکی را یاد بگیرند بدون اینکه زندگی کسی را به خطر بندازند.
  10. در زمینه پزشکی ، واقعیت مجازی در تشخیص بیماری های مختلف با استفاده از تصاویر ارائه شده توسط اسکن ها و ادغام انها با استفاده از فناوری پزشکی مورد استفاده قرار گرفته است.
  11. آزمون رانندگی : در حال حاضر در بسیاری از کشورها از واقعیت مجازی برای تست های رانندگی استفاده می شود. جدای از ازمون واقعی رانندگی در جاده، داوطلبان باید یک ازمون رانندگی به صورت مجازی را نیز انجام دهند که محیط واقعی را شبیه سازی می کند.
  12. کودکان معلول:  واقعیت مجازی ثابت کرده است که یک نعمت برای کودکان معلول است. کودکی که به یک صندلی چرخدار برای حرکت نیازمند است می تواند با این فناوری از تمام مکان هایی که قبلا نمی توانست به آنجا برود، بازدید کند. او می تواند تصاویر یا محیط مورد نظر خود را انتخاب کرده و برای پرواز ، غواضی ، پیاده روی ، دعوا، رانندگی یا بسیاری از فعالیت های دیگر به دنیای مجازی برود. از این نظر برای افراد و کودکانی که بر روی تخت یا صندلی چرخدار محدود شده اند، نعمت بزرگی است.

مزایا و معایب :

مزایای اصلی واقعیت مجازی به شرح زیر است :

  1. واقعیت مجازی انواع متنوعی از داده های موجود را به شکلهای مختلف ارائه می دهد .
  2. تصاویری از نقاط دیدنی مختلف را ارائه می دهد .
  3. این نرم افزار قادر است داده های غیر قابل رویت را در مورد ژئوشیمی به کاربر نشان دهد .
  4. به شخص اجازه می دهد از مکان هایی که معمولا برای افراد غیر قابل دسترس است، دیدن کند .
  5. تجربه هایی را ارائه می دهد که می توانند تکرار شوند .
  6. این فناوری می تواند آموزش و دانش مربوط به تمام زمینه های زندگی را پوشش دهد .کودکان و بزرگسالان نیز می توانند از آن بهره مند شوند .
  7. اطلاعات را با روشی جالب فراهم می کند و از خسته شدن کاربر جلوگیری می کند .
  8.  این روزها یک تحقیق قابل توجه برای استفاده از واقعیت مجازی توسط افراد نابینا در حال انجام است، تا آنها بتوانند با استفاده از فناوری مدرن با چالش های دنیای واقعی روبرو شوند .
  9. اگرچه توسعه یک دنیای مجازی می تواند به عنوان جهشی بزرگ در فناوری مدرن در نظر گرفته شود، اما هنوز هم باید در این زمینه کارهای زیادی انجام شود .

معایب اصلی واقعیت مجازی به شرح زیر است:

  1. پیشرفت به دلیل تکنولوژی پیچیده آن، ممکن است کند پیش رود . 
  2. این تکنیک از تجسم رایانه ای و تکنیک های دیجیتال استفاده می کند، اما طبیعت سه بعدی واقعی اشیاء را نشان نمی دهد .
  3. اگرچه بسیار نزدیک به واقعیت است ، اما قادر به ارائه حس لامسه ، بویایی و ... نیست .
  4. هنوز به همان اندازه که واقعا در یک زمینه کار می کنید، مفید نیست.
  5. مراجعه به وب سایت با استفاده از واقعیت مجازی دشوار است و مانع از دسترسی به شبکه، بارگذاری در شبکه و غیره می شود .
  6. بسیاری از وب سایت هایی که با استفاده از واقعیت مجازی به آنها دسترسی پیدا می کنید بسیار بی دوام هستند و دائمی نیستند .
  7. هنوز هم در مورد محیط آموزشی به پیشرفت زیادی نیاز دارد .
  8. ممکن است کاربر از طریق وب سایت های مختلف گم شود ، در نتیجه مشکل مدیریت زمان را افزایش می دهد.
  9. برخی از کاربران با استفاده بیش از حد و مداوم از فناوری واقعیت مجازی دچار حالت تهوع و استفراغ می شوند.

آیا می توان جهان واقعی را "جایگزین" تجربه واقعی کرد ؟

دنیای مجازی اگرچه کاملا نزدیک به دنیای واقعی است اما هنوز هم قادر به جایگزین کردن احساسات یک دنیای واقعی نیست. به عنوان مثال هم اکنون از فناوری واقعیت مجازی نیز برای اموزش های نظامی استفاده می شود . یک سرباز می داند که نمیخواهد از هر گلوله ای که از مبدا ناشناخته یا از یک حمله غافلگیرانه وارد می شود، اسیب ببیند . این احساسات را می توان در حالیکه در یک میدان جنگ واقعی است تجربه کرد ، که همه غرایز یک سرباز درآن کاملا فعال است تا او را از هر گونه خطر ناشناخته باز دارد، زیرا می داند که این واقعیت است و حتی اگر هول شود می تواند زندگی خود را در این فضای واقعی از دست بدهد.

به همین ترتیب، طی گذشت سالها به این نتیجه رسیدند که،خلبانانی که با استفاده از شبیه سازهای پرواز اموزش می بینند، هنگام پرواز با هواپیماهای واقعی دچار اشتباه می شوند . این امر به دلیل تفاوت های واقعی موجود بین دنیای مجازی و واقعی رخ می دهد. به عنوان مثال، یک شبیه ساز پرواز قادر به انتقال حس واقعی که یک خلبان هنگام پرواز واقعی احساس می کند، نیست . بنابراین ، هنگامی که یک پرواز واقعی را تجربه می کند، به دلیل اینکه یک احساس جدیدی را تجربه می کند، دچار سردرگمی می شود. با این وجود، این یک مشکل موقتی است و به خلبانانی که به وسیله شبیه ساز، پرواز می کردند و اموزش می دیدند بعد گذشت تنها 24 ساعت تمرین به صورت واقعی می توانند به خوبی با هواپیمای واقعی پرواز کنند.

اگرچه این مشکلات موقتی هستند، اما سوالاتی را در مورد اینکه ایا استفاده طولانی مدت از واقعیت مجازی باعث ایجاد تغییرات دائمی می شود یا خیر ، ایجاد کرده است . مخصوصا در مورد کودکان که مغز آنها در حال رشد است و در مقایسه با بزرگترها به راحتی قابل تغییر و شکل گیری است . برخی از روانشناسان معتقدند که استفاده طولانی مدت  افراد از واقعیت مجازی باعث درک بیشتر دنیای واقعی می شود .

به گفته برخی از روان پزشکان استفاده طولانی مدت از دنیای مجازی باعث می شود افراد به جای تلاش برای حل انها از مشکلات واقعی زندگی جلوگیری کنند .

دسترسی جهانی :

اگرچه که هنوز هم می توان گفت فناوری واقعیت مجازی در مراحل اولیه خود است ، اما در حال حاضر حدود 61000 شرکت تجاری در سراسر جهان وجود دارند که از فناوری واقعیت مجازی برای تولید محصولات مختلف خود استفاده می کنند .

واقعیت مجازی حتی در این مراحل اولیه اش ، به بخشی از آموزش های 3600 موسسه اموزشی تبدیل شده است .

در گفتن این موضوع شکی نیست که اکنون استفاده از واقعیت مجازی در سراسر جهان تا حد زیادی نسبت به زمان معرفی اولیه اش، افزایش یافته است .

نتیجه :

واقعیت مجازی را می توان یکی از مهمترین اختراعات دنیای مدرن توصیف کرد. در ابتدا زمانی که کامپیوتر اختراع شد، کاربرد چندانی نداشت. با گذشت زمان پیشرفت های زیادی صورت گرفت و رایانه شروع به گرفتن جایگاه مهمی در دفاتر، خانه ها و صنایع کرد . توسعه اینترنت یک نکته قابل توجه بود و باعث شد که کامپیوتر برای تمام محل های کار و همچنین خانه ها ضروری شود .   واقعیت مجازی در ابتدا با دانش بسیار پایه ای و ابتدایی شکل گرفت اما اکنون جایگاه مهمی در محل های کار، به ویژه آن دسته از مشاغل مرتبط با رایانه و فناوری دارد. هنوز هم مطالعات زیادی انجام می شود تا پیشرفت های بیشتری در آینده صورت بگیرد، تا واقعیت مجازی شخص را قادر بسازد که از هر مکان یا هر محیطی بازدید کند. میتوانند از داخل بدن، فضا، ساختارهای مولکولی، عمق دریا، ساختمانها، آسمان، سیارات یا هر انچه که فکرش را می کنند، بازدید کنند. علم شگفت انگیز است و دنیای رایانه تجربه دنیای کاملا جدیدی را به انسان می دهد که نمی توان تصور کرد چند دهه ازآن گذشته است. 

بنابراین، واقعیت مجازی را می توان به عنوان یکی از اختراعات علمی توصیف کرد که دارای تغییرات زیادی است و با تحقیقاتی که در این زمینه انجام می شود، می توان امیدوار بود که نتایج بهتری در این مورد کسب می کنیم، که انتظار می رود تقریبا در هر زمینه ای، با استفاده از فناوری رایانه، تغییرات بزرگی ایجاد می کند.

منبع :

https://www.ukessays.com/essays/media/virtual-reality-a-modern-technology-media-essay.php