Realitate virtuală

De la Wikipedia, enciclopedia liberă

                                Realitatea virtuală


Realitatea virtuală (Virtual Reality - VR) este o tehnologie relativ nouă. Cu ajutorul acesteia putem pătrunde în lumi nevăzute, create de calculatoare, şi putem chiar să influenţăm această lume ireală. Universul visat este adus la viaţă prin grafică deosebită, imagini video şi sunet stereo.

1. Ce este de fapt Realitatea Virtuală? În ultimii ani, dezvoltarea explozivă a tehnologiei microprocesoarelor a produs pe piaţa de calculatoare maşini din ce în ce mai puternice. Aceste maşini sunt echipate cu plăci grafice mai rapide şi mai performante, la un preţ din ce în ce mai scăzut, devenind astfel posibil, chiar şi pentru un utilizator ocazional, să utilizeze produse software ale graficii pe calculator. Fascinaţia unei noi realităţi începe, deseori, cu jocurile pe calculator şi creşte la nesfârşit. Ea permite să privim lumea înconjurătoare într-o altă dimensiune şi să experimentăm lucruri care, altfel, nu ne-ar fi accesibile în viaţa reală, sau care nici măcar nu s-au creat încă. Mai mult, lumea graficii 3D nu are nici frontiere şi nici constrângeri şi poate fi creată şi manipulată de orice utilizator după dorinţă. Nu este lipsit de interes să ne găndim pentru o clipă asupra faptului că această lume, este înzestrată cu o a patra dimensiune, aceea a imaginaţiei noastre. Dar, indiferent de stadiul de dezvoltare atins, acesta nu este suficient, utilizatorii dorind tot mai mult. Ei doresc să păşească în această lume şi să interacţioneze cu ea, în loc să privească doar o imagine pe monitor. Această tehnologie, din ce în ce mai populară şi modernă, se numeşte Realitate Virtuală (Virtual Reality).

2. Dezvoltarea ideii de realitate virtuală Ideea de bază a realităţii virtuale s-a născut în 1930, când cercetătorii au creat un simulator de avion pentru piloţi. Au încercat sa provoace cât mai convingător în piloţi senzaţia că se află la bordul unui avion adevărat. Filmul rulat în faţa piloţilor a accentuat şi mai mult impresia de real. In 1965, americanul Ivan Sutherland a venit cu o idee, pe care a publicat-o în scrierea sa intitulată „Ultimate Display”. Si-a imaginat o lume virtuală personală, portabilă, un aparat format dintr-un mic televizor, pe lângă care a proiectat un ecran portabil sub forma unei căşti. In anii următori, cercetătorii au dus mai departe ideea lui Sutherland, obţinând rezultate mai bune. In 1985, Michael Mc Greeveyg, unul dintre colaboratorii NASA/AMES a reuşit să obţină o cască mult mai uşoară şi mai ieftină: a luat o cască de protecţie, a montat pe ea două miniecrane, pe care le-a prevăzut cu nişte senzori speciali de urmărire a mişcărilor; aceştia au transmis informaţiile la un calculator sensibil şi deosebit de performant. Tot în anul 1985, un alt cercetator VR, Myron Kreuger şi-a expus în Muzeul de Stiinţe ale naturii din statul Connecticut invenţia sa numită „Videoplace” (Terenul Video). Aceasta a fost de fapt un teren virtual format din mai multe camere, pe care oamenii le puteau folosi deodată pentru a dansa, a se juca, sau a interacţiona, datorită unui sistem grafic interactiv, deşi se aflau în camere diferite. Echipamentul pentru realitatea virtuală a devenit complet o dată cu introducerea mănuşilor. La începutul anilor ’80 s-au creat asemenea mănuşi, dar varianta actuală, modernă, a luat naştere doar în 1986: atunci a fost proiectat noul model de catre un proiectant de jocuri video, pe nume Jaron Lainer. Din acel moment casca şi mănuşile au devenit indispensabile. Astfel, echipamentele moderne VR încearcă să reproducă funcţional comportamentul normal al omului într-o altfel de realitate: realitatea virtuală. Aceste echipamente sunt: • ochelari 3D, căşti VR ( HMD-Head Mounted Display ), monitoare 3D; • mănuşi VR, volane, gamepad-uri ( toate cu “force feedback”, adică sunt capabile să comunice bidirecţional cu mediul virtual ); • trackere (acestea urmăresc mişcările corpului uman ).

3. Aplicaţiile realităţii virtuale Aplicaţiile cele mai importante ale realităţii virtuale sunt considerate următoarele:

• modelare, simulare şi vizualizare în domeniul ştiinţific, prin care se obţin imaginea şi studiul diferitelor modele sau fenomene inaccesibile observaţiei directe(fluxuri de informaţii, structuri atomice, sisteme meteorogice, sisteme cosmice etc.); utilizarea rezultatelor în software educaţional;

• experimente şi simulări în domeniul medicinei, pentru învăţarea diferitelor proceduri fără riscul vieţii pacientului (de exemplu, în chirurgie);

• sisteme de simulare (simulatoare) pentru antrenamentul piloţilor, astronauţilor, şoferilor etc., prin care se pot exersa manevre dificile, fără a fi în pericol viaţa participantului sau securitatea cabinei de vehicul (avion, elicopter, maşină, tren, navă maritimă, navă spaţiala etc.);

• proiectare asistată de calculator(CAD) în diferite domenii (construcţii, arhitectură etc.), prin care proiectantul are posibilitatea să vadă rezultatele proiectului sub forma imaginii acestuia în timp real, să observe detaliile, să studieze respectarea diverselor criterii, să ia decizii de modificare a parametrilor înainte de construirea prototipului;

• realizarea de jocuri distractive pe calculator şi filme de animaţie.

4. Comunicarea utilizator-mediu virtual Realitatea virtuală este o simulare generată de calculator a unui mediu tridimensional, în care utilizatorul este capabil să vizualizeze şi să manipuleze conţinutul acestui mediu. Dacă termenul de multimedia se referă la date preasamblate şi preprogramate, incluzând o suită de informaţii din anumite medii, realitatea virtuală este dinamică şi în interacţiune permanentă cu receptorul/utilizatorul ei. Multimedia este la bază bidimensională, o serie de imagini prezentându-se, conform unui scenariu predefinit, pe ecran, pe când realitatea virtuală este tridimensională, mult mai flexibilă şi intens interactivă, combinaţie avansată de hardware şi software multimedia. Utilizatorul unui sistem virtual are libertatea de a explora lumea creată de calculator şi de a interacţiona direct cu ea. Imersivitatea este proprietatea sistemului de realitate virtuală care provoacă senzaţia de „prezenţă” în mediul virtual, adică utilizatorul/ participantul se simte în „locul’ din mediul virtual afişat pe un display, acesta facând parte integrantă din mediul virtual care simulează o realitate. Din aceste motive, un sistem de realitate virtuală este compus din mai multe subsisteme ce comunică între ele pentru redarea interaţiunii. Astfel, am putea enunta doua definitii ale realitatii virtuale, ambele, desi diferite, sugerand acelasi lucru: realitatea virtuala este o copie a vietii reale: • “Realitatea Virtuală se referă la medii imersive, interactive, multi-senzoriale, centrate spre utilizator, tridimensionale, generate de calculator şi combinarea tehnologiilor necesare construirii acestor medii” [C. Cruz-Neira-1993] • “Realitatea Virtuală ne permite să navigăm şi să vedem o lume în trei dimensiuni în timp real, cu şase grade de libertate, fiind, în esenţă, o clonă (virtuală) a realităţii fizice” [L. and E. Schweber-1995]. Realitatea virtuală


Realitatea virtuală (Virtual Reality - VR) este o tehnologie relativ nouă. Cu ajutorul acesteia putem pătrunde în lumi nevăzute, create de calculatoare, şi putem chiar să influenţăm această lume ireală. Universul visat este adus la viaţă prin grafică deosebită, imagini video şi sunet stereo.

1. Ce este de fapt Realitatea Virtuală? În ultimii ani, dezvoltarea explozivă a tehnologiei microprocesoarelor a produs pe piaţa de calculatoare maşini din ce în ce mai puternice. Aceste maşini sunt echipate cu plăci grafice mai rapide şi mai performante, la un preţ din ce în ce mai scăzut, devenind astfel posibil, chiar şi pentru un utilizator ocazional, să utilizeze produse software ale graficii pe calculator. Fascinaţia unei noi realităţi începe, deseori, cu jocurile pe calculator şi creşte la nesfârşit. Ea permite să privim lumea înconjurătoare într-o altă dimensiune şi să experimentăm lucruri care, altfel, nu ne-ar fi accesibile în viaţa reală, sau care nici măcar nu s-au creat încă. Mai mult, lumea graficii 3D nu are nici frontiere şi nici constrângeri şi poate fi creată şi manipulată de orice utilizator după dorinţă. Nu este lipsit de interes să ne găndim pentru o clipă asupra faptului că această lume, este înzestrată cu o a patra dimensiune, aceea a imaginaţiei noastre. Dar, indiferent de stadiul de dezvoltare atins, acesta nu este suficient, utilizatorii dorind tot mai mult. Ei doresc să păşească în această lume şi să interacţioneze cu ea, în loc să privească doar o imagine pe monitor. Această tehnologie, din ce în ce mai populară şi modernă, se numeşte Realitate Virtuală (Virtual Reality).

2. Dezvoltarea ideii de realitate virtuală Ideea de bază a realităţii virtuale s-a născut în 1930, când cercetătorii au creat un simulator de avion pentru piloţi. Au încercat sa provoace cât mai convingător în piloţi senzaţia că se află la bordul unui avion adevărat. Filmul rulat în faţa piloţilor a accentuat şi mai mult impresia de real. In 1965, americanul Ivan Sutherland a venit cu o idee, pe care a publicat-o în scrierea sa intitulată „Ultimate Display”. Si-a imaginat o lume virtuală personală, portabilă, un aparat format dintr-un mic televizor, pe lângă care a proiectat un ecran portabil sub forma unei căşti. In anii următori, cercetătorii au dus mai departe ideea lui Sutherland, obţinând rezultate mai bune. In 1985, Michael Mc Greeveyg, unul dintre colaboratorii NASA/AMES a reuşit să obţină o cască mult mai uşoară şi mai ieftină: a luat o cască de protecţie, a montat pe ea două miniecrane, pe care le-a prevăzut cu nişte senzori speciali de urmărire a mişcărilor; aceştia au transmis informaţiile la un calculator sensibil şi deosebit de performant. Tot în anul 1985, un alt cercetator VR, Myron Kreuger şi-a expus în Muzeul de Stiinţe ale naturii din statul Connecticut invenţia sa numită „Videoplace” (Terenul Video). Aceasta a fost de fapt un teren virtual format din mai multe camere, pe care oamenii le puteau folosi deodată pentru a dansa, a se juca, sau a interacţiona, datorită unui sistem grafic interactiv, deşi se aflau în camere diferite. Echipamentul pentru realitatea virtuală a devenit complet o dată cu introducerea mănuşilor. La începutul anilor ’80 s-au creat asemenea mănuşi, dar varianta actuală, modernă, a luat naştere doar în 1986: atunci a fost proiectat noul model de catre un proiectant de jocuri video, pe nume Jaron Lainer. Din acel moment casca şi mănuşile au devenit indispensabile. Astfel, echipamentele moderne VR încearcă să reproducă funcţional comportamentul normal al omului într-o altfel de realitate: realitatea virtuală. Aceste echipamente sunt: • ochelari 3D, căşti VR ( HMD-Head Mounted Display ), monitoare 3D; • mănuşi VR, volane, gamepad-uri ( toate cu “force feedback”, adică sunt capabile să comunice bidirecţional cu mediul virtual ); • trackere (acestea urmăresc mişcările corpului uman ).

3. Aplicaţiile realităţii virtuale Aplicaţiile cele mai importante ale realităţii virtuale sunt considerate următoarele:

• modelare, simulare şi vizualizare în domeniul ştiinţific, prin care se obţin imaginea şi studiul diferitelor modele sau fenomene inaccesibile observaţiei directe(fluxuri de informaţii, structuri atomice, sisteme meteorogice, sisteme cosmice etc.); utilizarea rezultatelor în software educaţional;

• experimente şi simulări în domeniul medicinei, pentru învăţarea diferitelor proceduri fără riscul vieţii pacientului (de exemplu, în chirurgie);

• sisteme de simulare (simulatoare) pentru antrenamentul piloţilor, astronauţilor, şoferilor etc., prin care se pot exersa manevre dificile, fără a fi în pericol viaţa participantului sau securitatea cabinei de vehicul (avion, elicopter, maşină, tren, navă maritimă, navă spaţiala etc.);

• proiectare asistată de calculator(CAD) în diferite domenii (construcţii, arhitectură etc.), prin care proiectantul are posibilitatea să vadă rezultatele proiectului sub forma imaginii acestuia în timp real, să observe detaliile, să studieze respectarea diverselor criterii, să ia decizii de modificare a parametrilor înainte de construirea prototipului;

• realizarea de jocuri distractive pe calculator şi filme de animaţie.

4. Comunicarea utilizator-mediu virtual Realitatea virtuală este o simulare generată de calculator a unui mediu tridimensional, în care utilizatorul este capabil să vizualizeze şi să manipuleze conţinutul acestui mediu. Dacă termenul de multimedia se referă la date preasamblate şi preprogramate, incluzând o suită de informaţii din anumite medii, realitatea virtuală este dinamică şi în interacţiune permanentă cu receptorul/utilizatorul ei. Multimedia este la bază bidimensională, o serie de imagini prezentându-se, conform unui scenariu predefinit, pe ecran, pe când realitatea virtuală este tridimensională, mult mai flexibilă şi intens interactivă, combinaţie avansată de hardware şi software multimedia. Utilizatorul unui sistem virtual are libertatea de a explora lumea creată de calculator şi de a interacţiona direct cu ea. Imersivitatea este proprietatea sistemului de realitate virtuală care provoacă senzaţia de „prezenţă” în mediul virtual, adică utilizatorul/ participantul se simte în „locul’ din mediul virtual afişat pe un display, acesta facând parte integrantă din mediul virtual care simulează o realitate. Din aceste motive, un sistem de realitate virtuală este compus din mai multe subsisteme ce comunică între ele pentru redarea interaţiunii. Astfel, am putea enunta doua definitii ale realitatii virtuale, ambele, desi diferite, sugerand acelasi lucru: realitatea virtuala este o copie a vietii reale: • “Realitatea Virtuală se referă la medii imersive, interactive, multi-senzoriale, centrate spre utilizator, tridimensionale, generate de calculator şi combinarea tehnologiilor necesare construirii acestor medii” [C. Cruz-Neira-1993] • “Realitatea Virtuală ne permite să navigăm şi să vedem o lume în trei dimensiuni în timp real, cu şase grade de libertate, fiind, în esenţă, o clonă (virtuală) a realităţii fizice” [L. and E. Schweber-1995].

Bibliografie: • Arborele Lumii, Stiinta si Tehnologie, pp 121-122; • http://www.unibuc.ro Text cursiv