واقعیت توسعه یافته (Extended Reality) چیست؟

واقعیت توسعه یافته  عبارتی است که به همه محیط های ترکیبی  واقعی و مجازی و تعاملات انسان و ماشین  انجام شده توسط فناوری های کامپیوتری و پوشیدنی گفته می شود و به صورت اختصاری با XR نمایش داده می شود.

این شامل فرم های نمایشی مانند واقعیت تقویت شده (AR)، مجازیت  افزوده (AV) و واقعیت مجازی (VR) است، و حوزه ها در میان آنها تطبیق می شود. سطوح مجاز از حوزه های حسی حقیقی تا فریبندگی همه جانبه، که VR نامیده می شود، می باشد.

XR  در طیفی از  “واقعی کامل” را به “مجازی کامل”  قرار دارد.

منبع

 –

معرفی فناوری های واقعیت مجازی | WebVR

امروزه نرم افزار های تحت وب به موازات  نرم افزار های موبایل عمل می کنند اگر چه این نرم افزار ها برای اجرا به اینترنت نیاز دارند، اما گاهی اوقات  عملکرد آن ها فراتر از حد انتظار نیز هست. مهمترین ویژگی نرم افزار های تحت وب  فراسکویی بودن آن هاست. به کارگیری فناوری های وب در توسعه برنامه های واقعیت مجازی می تواند نقش مهمی در گسترش آن داشته باشد.

WebVR یک JavaScript API  آزمایشی است که دستگاههای واقعیت مجازی را پشتیبانی می کند. مانند HTC Vive, Oculus Rift or Google Cardboard در مرورگر وب.

این API با این اهداف طراحی شده است:

  • تشخیص دستگاههای واقعیت مجازی دردسترس
  • دانستن قابلیت های دستگاهها
  • نظرسنجی درباره جایگاه و جهت دستگاهها
  • نمایش تصاویر در دستگاه با نرخ فریم مناسب

 

  • WebVR در مروگر موزیلا

طراحی

WebVR API برخی از رابط های جدید که به برنامه های کاربردی وب، برای محتوای کنونی در واقعیت مجازی با استفاده از WebGL و تنظیمات مخصوص به خود را می دهد، پشتیبانی نمی کند. API برای طی مراحل مشخصی طراحی شده است، که بسیار به Web API های دیگر شباهت دارد.

گام های مورد نیاز:

  1. درخواست لیستی از دستگاههای VR در دسترس
  2. بررسی اینکه آیا دستگاههای مورد نظر، نیازهای برنامه های کاربردی را پشتیبانی میکند
  3. اگر این طور بود، نرم افزار VR را به کاربر تبلیغ می کند
  4. کاربر می تواند با یک حرکت، وارد مد VR شود
  5. درخواست بخش VR برای ارائه محتوا
  6. ایجاد یک حلقه رندر که فریم های گرافیکی را در دستگاه VR نمایش می دهد
  7. ادامه تولید فریم تا زمانی که کاربر نشان می دهد که آنها مایل به خروج از حالت VR
  8. پایان مرحله VR

پشتیبانی

WebVR همچنان به یک نسخه مرورگر خاص با API فعال در صفحه تنظیمات خاصی متکی است که اکثر کاربران قادر به پیدا کردن آن نیستند. در حال حاضر WebVR ، در Firefox Nightly Build و custom build Chrome پشتیبانی می شود.

توصیه می کنیم جهت دسترسی به آخرین مقالات واقعیت مجازی، صفحه تینگوتیم را در شبکه های مجازی دنبال نمایید.

واقعیت مجازی غوطه ور کننده آينده ای است که هنوز به طور کامل به آن نرسیده ایم.واقعیت غرق کننده از یک محیط مصنوعی شکل گرفته است  که کاربر حس می کند در آن غوطه ور شده همانند حسی که در اجماع نسبت به واقعیت دارد.

تعامل مستقیم سیستم عصبی

بیشترین روش شناختی این است که باعث ایجاد احساساتی شود که به طور مستقیم واقعیت مجازی را در سیستم عصبی ایجاد می کند. در عملکرد شناسی با واقعیت اجماع از طریق سیستم عصبی ارتباط برقرار می کنیم. بنابراین ما همه ورودی ها را از همه حواس ها به عنوان امواج عصبی دریافت می کنیم. این باعث می شود تا نورون ها خود احساس حساسیت داشته باشند. ورودی کاربر به عنوان تقویت کننده های عصبی مصنوعی تحریک استفاده میشود سیستم خروجی cns ضربان طبیعی عصب را دریافت کند و انها را پردازش میکند تا کاربر را با واقیعت مجازی تعامل کند از وارد شدن شوک ناگهانی بین بدن و سیستم عصبی مرکزی باید جلوگیری شود.این میتواند با جلوگیری از وارد شدن شوک با استفاده از ربات نورون که خود را به سیم کشی عصبی متصل میکند در حالی که دریافت امواج دیجیتال که دنیای مجازی را توصیف میکنند که ‍‍‍‍‍پس از ان میتواند به سیم کشی مغز فرستاده شود.یک سیستم بازخورد بین کاربر و کامپیوتر که اطلاعاترا نیز ذخیره میکند مورد نیاز است با توجه به اینکه چقدر اطلاعات برای چنین سیستمی نیاز است و احتمال دارد بر اساس اشکال فرضی تکنولوژی کامپیوتر باشد

الزامات

درک سیستم عصبی

درک جامع از وارد شدن شوک ناگهانی عصب مطابق با احساسات و همچنین موتور شوک ناگهانی با مطابقت انقباض عضله ای مورد نیاز است.این به ایجاد احساسات درست در کاربر کمک میکند و اقدامات موجود در واقعیت مجازی به کاربر منتقل میشود

قابلیت دستگاری cns

بدیهی است سیستم عصبی باید دستکاری شود در حالی که دستگاه های غیر تهاجمی که از تابش استفاده میکنند تصور میشود ایمپلنت های سایبرنتیک تهاجمی احتمالا به زودی در دسترس خواهند بود و دقیق تر خواهند شد. دستکاری در هر بخش از سیستم عصبی رخ می دهد – احتمالا ساده ترین بخش نخاع است. همانطور که تمام اعصاب از اینجا عبور می کنند، این بخش تنها محل دستکاری است. به احتمال زیاد نانوتکنولوژی مولکولی میزان دقیق مورد نیاز را فراهم می کند و می تواند ایمپلنت را در داخل بدن بسازد و نه به وسیله یک عملیات در بدن.

سخت افزار / نرم افزار کامپیوتر برای پردازش ورودی / خروجی

یک کامپیوتر بسیار قدرتمند برای پردازش پیچیده واقعیت مجازی که غیر قابل تشخیص از واقعیت اجماع و تعامل با سیستم عصبی مرکزی به اندازه کافی سریع باشد

منبع:http://www.eyewithwings.net/nechvatal/iicd.pdf

غوطه وری در واقعیت مجازی یا  Immersion مفهوم مهمی است که  پژوهش گران VR برای دستیابی به آن تلاش می کنند.

این ویژگی  واقعیت مجازی، موجب می شود که کاربر در لحظه احساس حضور فیزیکی در دنیای غیرمجازی را داشته باشد. این حس ادراک با احاطه کاربر توسط تصاویر، صدا یا محرک های دیگر در سیستم VR روی می دهد.

این نام استعاره ای از تجربه غواصی است، که در کنسول از آن استفاده شده است. عبارت غوطه وری، همچنین می تواند به این خاطر که فرد خود را احاطه شدن در محیطی مصنوعی می بیند، تعریف شود. درجه محیط هنری یا مجازی، با ضریب اطمینان بالایی محیط را بازسازی می کند.

ارنست آدامز(Ernest Adams) طراح و مشاور ساخت بازی  سه دسته بندی کلی برای غوطه وری در واقعیت مجازی اشاره شده است(۱):

غوطه وری تاکتیکی(Tactical immersion)

این نوع غوطه وری را زمانی تجربه می کنیم که در حال انجام عملیاتی هستیم که شامل مهارت می شود. بازیکنان احساس می کنند در حال تکمیل اقدامات و در نتیجه موفقیت هستند.

غوطه وری استراتژیک(Strategic immersion)

این نوع غوطه وری نوعی چلش ذهنی است. بازیکنان شطرنج، هنگام انتخاب راهی برای حل مسئله، این نوع غوطه وری را تجربه می کنند.

غوطه وری روایت(Narrative immersion)

این زمانی اتفاق میفتد که بازیکنان روی یک داستان سرمایه گذاری کنند و شبیه به چیزی است که هنگام خواندن یک کتاب یا دیدن یک فیلم روی می دهد.

Staffan Björk و Jussi Holopainen در الگوهای طراحی بازی ها به دسته های مشابه اما با نامهای دیگر تقسیم می کنند. علاوه بر اینها، دسته ای جدید نیز به آنها اضافه کرده اند:

غوطه وری فضایی(Spatial immersion)

این نوع، زمانی اتفاق میفتد که جهان شبیه سازی شده، درک متقاعدکننده ای به گیمر بدهد. در این حالت گیمر، نسبت به جهان شبیه سازی شده، حس واقعی دارد(۲).

تینگوتیم | در این مقاله  کیت توسعه واقعیت افزوده اپل (ARKIT) مطابق شیوه نامه آموزشی اپل معرفی و آموزش داده می شود.

 

 

 

 

تصویرسازی اپل برای بیان مفهوم واقعیت افزوده

اولین نیازمندی هر تجربه واقعیت افزوده و تعریف ویژگی برای ARKIT  امکان خلق و ردیابی  یک تناظر میان فضای دنیای حقیقی که کاربر در آن سکنی دارد و فضای مجازی که می توانید در آن محتوای مجازی را مدل نمایید.وقتی که برنامه شما آن محتوا را همراه با تصویر زنده دوربین نمایش می دهد، کاربر واقعیت افزوده را تجربه می کند.در واقع از این طریق کاربر این فریب را حس میکند که محتوای مجازی بخشی از دنیای واقعی است مانند تصویر بالا که یک جانور خیالی روی مبل خانه نشسته است.

چگونه دنیا دنبال می شود؟

برای خلق یک تناظر بین فضای واقعی و فضای مجازی ARKIT از تکنیکی که   visual-inertial odometry   یا  « مسافت پیمایی لَختیایی بصری» خوانده می شود، استفاده می گردد.این فرآيند اطلاعات  دریافتی را از سخت افزار حس کننده حرکت دستگاه مجهز به iOS   را با  تجزیه و تحلیل بینایی رایانه ای صحنه که در دوربین دستگاه قابل نمایش است ترکیب می کند. ARKIT  ویژگی های قابل توجه در صحنه و تفاوت های موقعیتی در سراسر فریم های ویدیو را دنبال کرده و با اطلاعاتی که از از داده های حسگر های حرکتی بدست می آید مقایسه می کند. نتیجه این است که مدلی دقیق از موقعیت دستگاه  و  جنب و جوش آن بدست می آید.

علاوه بر این سیستم ARKIT  محتوایی یک صحنه را مورد تجزیه و تحلیل قرار داده و درک می کند.برای درک سطح دنیای واقعی  که دوربین  به آن اشاره می کند از متد های Hit-Testing استفده کنید( به کلاس  ARHitTestResult رجوع نمایید). تست ضربه یا Hit-testing در گرافیک رایانه ای به فرآيندی گفته می شود که مکان نمای تحت کنترل کاربر مانند مکان نمای ماوس با شی گرافیکی ترسیم شده مانند خط یا شکل برخورد می کند(۱). اگر شما ( planeDetection) را در تنظیمات صحنه فعال کنید، ARKIT خود به خود سطوح تخت در تصویر دوربین را شناسایی کرده و مختصات و اندازه آن ها را گزارش می دهد. شما می توانید از نتایج Hit-Test  یا سطوح شناسایی شده برای قرار دادن محتوای مجازی  یا تعامل با آن استفاده نمایید.

 

بهترین تجارت و محدودیت ها در ARKIT

ردیابی دنیا یک علم نادقیق است. این فرآيند عموما دقت قابل توجهی دارد که تجارب واقعی در AR منجر می شود. با این حال فرآيند ردیابی دنیا به جزییات  محیط فیزیکی دستگاه مرتبط است که همیشه با

نیازمندی های ما سازگار نیست یا اینکه با مقداری خطا عمل می کند. برای ساخت تجارب با کیفیت  AR  به این نکات و اخطار ها توجه داشته باشید.

 

  • تجارب AR را برای شرایط نور قابل پیش بینی طراحی کنید: ردیابی دنیا شامل فرآیند تجزیه و تحلیل تصویر است که نیازمند یک تصویر واضح و شفاف است. کیفیت ردیابی وقتی که دروبین جزییات را نبیند کاهش پیدا می کند. مانند زمانی که دوربین به دیوار سیاه گرفته شده یا محیط خیلی تاریک است.
  • از اطلاعات کیفیت ردیابی برای ارائه بازخورد به کاربر استفاده کنید.ردیابی دنیا  با ایجاد همبستگی میان  تجزیه و تحلیل تصاویر و حرکت دستگاه کار می کند. ARKIT درک بهتری از صحنه پیدا میکند اگر دستگاه در حال حرکت باشد،‌حتی اگر اندک باشد. اما حرکت خیلی زیاد خیلی سریع یا تکان دادن سریع می تواند منجر به کاهش کیفیت تصویر و در نتیجه کاهش کیفیت ردیابی بشود.کلاس ARCamera وضعیت ردیابی را ارائه می کند و شما از این طریق می توانید واسط کاربری را ایجاد کنید که چگونه مشکلات کیفیت ردیابی پایین را حل کند.
  • به سیستم تشخیص سطح زمان بدهید تا بتواند نتایج شفافی تولید کند و  سیستم را غیرفعال کنید وقتی که نتایج لازم را دارید.  نتایج سیستم  تشخیص سطح (Plane)   در طول زمان تغییر میکند وقتی که برای اولین بار سطح تشخیص داده شود ممکن است موقعیت آن نادقیق باشد. وقتی که سطح به مرور در صحنه می ماند، سیستم ARKIT  تخمین خود از فضا و مختصات سطح را پالایش می کند. سیستم ARKIT ممکن است به تغییر موقعیت گوشه ها و فضا ادامه دهد در حالی که شما از آن فضا برای قرار دادن محتوای خود استفاده کرده اید.

 

منبع: راهنمای توسعه دهندگان اپل 

 

 

Virtual Boy یک کنسول بازی ویدیویی است که توسط کمپانی نینتندو توسعه و تولید شده است. این کنسول در سال ۱۹۹۵ (۱۳۷۴) عرضه شد. این کنسول، اولین کنسولی است که قابلیت نمایش گرافیک سه بعدی stereoscopic 3D، نوعی از واقعیت مجازی، را دارا بود. بازیکن از کنسول، به شیوه ای همانند نمایشگر سربند، که مانند نمایشگر تک رنگ قرمز است. بازیها از اثر انطباقی برای ایجاد توهمی عمیق، می شود.

توسعه

از سال ۱۹۸۵، تکنولوژی نمایشگر چشمی LED قرمز، که Scanned Linear Array نام دارد، توسط این کمپانی توسعه یافت. شرکت نیز با طراحی و تولید بازی هایی به کارش ادامه داد. این کمپانی ۴سال برای توسعه و در حقیقت ساخت کارخانه ای اختصاصی در چین زمان گذاشت. نینتندو نیز روی تبدیل ورژن VR32 به طراحی کنسولی مقرون به صرفه و سالم کار کرد.

تعدادی از بخش های تکنولوژی برای نمایش قابلیت های virtual boy مورد استفاده قرار گرفتند. پیش نمایش رانندگی (Driving Demo)، یکی از حرفه  ای ترین پیش نمایش هاست؛ کلیپ ۳۰ ثانیه ای آن، دید اول شخص از رانندگی در خیابان را نشان می دهد. این نسخه دمو در نمایشگاه E3 و CES در سال ۱۹۹۵ نشان داده شد. به عنوان نتیجه ای از افزایش رقابت برای منابع داخلی در نینتندو ۶۴، توسعه نرم افزار virtual boy بدون توجه کامل شرکت انجام شد.

عرضه

این کنسول اولین بار در نیویورک تایمز در نوامبر ۱۹۹۴، پیش نمایش شد و روز بعد در press معرفی شد. کنسول virtual boy در ماه ژوئن سال ۱۹۹۵ در آمریکای شمالی با معرفی بازیهایی همچون Mario’s Tennis عرضه شد. این سیستم در سال ۲۰۰۷، در زمره ۱۰ کنسول برتر قرار گرفت.

بازی ها

اساسا نینتندو، برای این کنسول سه بازی نمایش داده است. برنامه طراحی شده برای این کنسول به این ترتیب بود که سه بازی در هنگام عرضه نمایش داده شود و پس از آن هر ماه دو یا سه بازی نیز عرضه گردد. با توجه به طول عمر کوتاه این کنسول، تنها ۲۲ بازی برای آن عرضه شد. در این بین ۱۹ بازی در ژاپن و ۱۴ تای آن در آمریکای شمالی یع بازار عرضه شد.

امروز

شنیده ها حاکی از آن است که نینتندو در حال بررسی فرصت های VR برای کنسول Nintendo Switch است البته هنور هیچ چیز قطعی نیست اما به هر حال نینتندو  از پیشگامان به کارگیری VR در دنیای بازی است.

واقعیت مجازی (VR) مفهومی گسترده است که به کارگیری آن روش های گوناگونی را می طلبد، متد های اصلی در واقعیت مجازی عبارتند از:

 

واقعیت مجازی بر اساس شبیه سازی (Simulation-based VR)

اولین متد، قابلیت  شبیه سازی است. مثلا شبیه سازهای رانندگی، که با تکان هایی که دارد، به بازیکن هنگام بازی, حس حرکت را طوری القا میکند که تصور میکند در حال استفاده از وسیله ای واقعی است. این تکان ها و حرکات بر اساس ورودی که کاربر به بازی می دهد و فیدبک تصویری، صدا و حرکتی متناظر با آن به بازیکن بازمیگردد.

معمولا شبیه ساز شامل سیستم های متعددی از جمله: سیستم شبیه ساز  بلادرنگ وسیله که حرکات وسیله ، مانند حرکت و وضعیت گرافیکی را به صورت آنی و سیستم های صوتی که حس محیط رانندگی که راننده در مدت زمان رانندگی حس می کند، را شبیه سازی می کند.

یک سیستم کنترل مسیر که به صورت رابطی بین کاربر و شبیه ساز است، عمل می کند. یک کنسول اپراتور نیز برای نظارت بر عملکرد سیستم دارد. و سیستمی برای یکپارچگی مدیریت جابجایی اطلاعات و داده ها، میان زیرسیستم ها ست. شبیه سازهای رانندگی، کارایی موثری در توسعه و ارتقای امنیت سیستم ها دارند.

 آواتار واقعیت مجازی(Avatar image-based VR)

به کمک این ویژگی، کاربران واقعیت مجازی می توانند به محیط مجازی، به صورت ویدیوی واقعی، به عنوان آواتار استفاده کنند. سیستم تصویر VR پیشنهاد شده، امکان رسیدگی به دو نوع کاربر را دارد. یک دسته، شامل آنهایی است که در محیط مجازی سه بعدی توزیع یافته به عنوان یک نماد متعارف برای ویدیو شرکت می یابد. پس زمینه ویدیو به صورت موثری موجب ارتقای حس واقعیت می شود.

واقعیت مجازی دسکتاپ(Desktop-based VR)

واقعیت مجازی دسکتاپ، شامل نمایش دنیای مجازی سه بعدی در در صفحه دسکتاپ معمولی بدون استفاده از هرگونه وسیله حرکتی مخصوص است. انتقاد رایج این است که با محدود کردن توانایی کاربران، حسی از محیط پیرامون برای دانستن آنچه در حال روی دادن در اطراف است، ندارند.

واقعیت مجازی همه جانبه

بیشتر تلاش شده تا با استفاده از رابط مغز کامپیوتری تهیه شود. بخش میانی با فضای مجازی با استفاده از یک نمایشگر ساخته می شود.

منبع

تینگوتیم | واقعیت کامپیوتری

ویدیویی که در ادامه مشاهده خواهید کرد، توسط مایکروسافت ساخته شده و آینده ای که توسط  کارکرد همزمان واقعیت افزوده و واقعیت مجازی خلق خواهد کرد را به ترسیم می کشد. اصطلاحا به ترکیب این دو واقعیت آمیخته (Mixed Reality) می گویند.

مدت زمان ویدیو : ۱ دقیقه

تینگوتیم | پژوهش های واقعیت مجازی

اگرچه هدف این پایگاه شوخی و سرگرمی نیست اما صنعت سرگرمی های الکترونیکی نقش مهمی در گسترش فناوری واقعیت مجازی (VR) داشته است در این ویدیو  هدست واقعیت مجازی پلی استیشن وی آر معرفی می شود.  اگر گوشی های موبایل Google Cardboard را از مقایسه خارج کنیم PlayStation VR  با فروش بیش از یک میلیون دستگاه پرطرفدارترین پلتفرم واقعیت مجازی جهان است. اما افسوس که سونی راه توسعه نرم افزار برای آن را محدود کرده و برای استفاده از همراه باکامپیوتر های شخصی ممکن نیست و نمی توانید برنامه های ساخته شده خود را بر روی آن تست نمایید.

در این ویدیو به طور کوتاه قابلیت های  هدست PS VR سونی بررسی می گردند.

طول ویدیو: ۶ دقیقه

 –

تینگوتیم | پژوهش های واقعیت مجازی

پیش بینی موسسه مالی و سرمایه گذاری  موسسه گلدمن ساکس خبر از آینده درخشان صنعت VR دارد. طبق  پیش بینی این موسسه بازار واقعیت مجازی(VR) در رقابت سالیانه تا ۲۰۲۵ از بازار تلویزیون، پیشی خواهد گرفت.  بازار VR، در یک دوره ۱۰ساله،  ۱۱۰بیلیون دلار تولید خواهد کرد که در مقایسه با بازار تلویزیون که ۹۹بیلیون دلار است، میباشد. از این رو بسیاری از سرمایه گذاران بدنبال ایده هایی مناسبی در حوزه واقعیت مجازی هستند تا زودتر از رقبا از فرصت های فناوری VR استفاده کنند.

واقعیت مجازی (تصویر از BBC)