آشنایی با واقعیت مجازی

 این فضاها در محیط شبکه مبتنی بر واقعیت مجازی عرضه خواهند شد .در این محیط شما قادر خواهید بود گالری های هنری زیبا را سیاحت کنید، یا درون مغز انسان را ببینید، به کتابخانه سری بزنید و به راحتی کتاب دلخواه را برداشته و در یک فضای جالب آن را مطالعه کرده، وارد فضای داستان شده و با شخصیت ها و حوادث همراه شوید که در حقیقت این همان وعده واقعیت مجازی در شبکه است.
 
تعاریف
مجازی  virtual
: صفتی که به فعالیت ها، اهداف، موجودات و مکان هایی اشاره دارد که واقعیت فیزیکی ندارند. بلکه تنها در شکل رقومی ( سایبر- فضا ) موجودیت دارند مثل صندوق الکترونیکی
واقعیت مجازیvirtual reality: محیط الکترونیکی که با استفاده از جلوه های بصری سه بعدی واقعیت را مشابه سازی می کند اما فاقد مادیت فیزیکی هستند.
واقعیت مجازی با اختصار  VRتولید نرم افزاری – رایانه ای از یک پنداره یا محیط که برای حواس ( بیشتر بصری ) معادل واقعیت، وانمود گردد و به فضای سه بعدی که توسط کامپیوتر ایجاد می شود، اطلاق می گردد.
در حقیقت واقعیت مجازی استفاده از فناوری پیشرفته از جمله کامپیوتر و لوازم جانبی آن و ابزارهای چند رسانه ای مختلف برای ایجاد یک محیط مجازی ( شبیه سازی شده) است. در این محیط کاربر اشیاء، حوادث و رخداد های مجازی قابل مقایسه با دنیای واقعی را با استفاده از مبدلهای طراحی شده و حسگر های خاص به طور تعاملی در دست می گیرد و تصاویر نمایشی و حرکتی را مشاهده می کند طوری که فرد گمان کند در محیط واقعی قرار گرفته است.
دنیاهای مجازی با استفاده از زبان مدل سازی واقعیت مجازی یاVRML  ایجاد می شود . این زبان شامل دستورالعمل هایی برای ساخت اشیاء هندسی سه بعدی است . برنامه نویسان و هنرمندان در این زبان برای ساخت فضاهای پیچیده از اشکال هندسی استفاده می کنند. در وب سه بعدی می توان با کنترل های بصری مرورگر ( فلش ها ) یا به وسیله موشواره یا صفحه کلید یا دستکش اطلاعات یا اهرم کنترل حرکت کرد.
 
تاریخچه
در 1910واقعیت مجازی برای پنوماتیک و حرکت هواپیما و آموزش خلبانان به کاربرده شد که ارزان و ایمن بود. در دهه 50 فکر فریب حواس در فیلم های روی پرده بزرگ و صدای استریو با دستگاهی به نام سینه راما به کار رفت که نوعی سیستم پخش تصویر بر روی پرده عریض بود که در آن تصویر میدان دید تماشاگر را پر می کرد و ترکیب آن با صدای استریو این حس را ایجاد می کرد که شخص واقعا در صحنه حضور دارد. در اواخردهه 60 طرح دنیای مجازی تحت کنترل کامپیوتر بررسی شد. واقعیت مصنوعی دستگاهی بود که میرون کروگر آن را ساخت. با این دستگاه، حرکات و حالت های بدن شما در حالی که در اتاق حرکت میکنید تصاویر روی نمایش گر ویدئویی را تغییر می دهد یعنی تصاویر ویدئویی  زنده همراه با صحنه هایی که توسط کامپیوتر تولید شده را می بینید. ایوان ساترلند[1] در دهه 70 گرافیک های سه بعدی شبکه سیمی را ساخت که در اولین شبیه سازی کامپبوترهای تولید شده به کار رفت .واقعیت محاری را اولین بار در 1989 یارون لانیر[2] به کاربرد. پس از ان میرون کروگر[3] در 1970 هوش مصنوعی[4] را به آن افزود و گیبسون[5] در 1984 فضای سایبر[6] را معرفی کرد و در 1990 واژه دنیای مجازی یا محیط مجازی کاربرد بیشتری پیدا کرده است و به کلیه فضاهای سه بعدی کامپیوتری اطلاق می شود.
 
 ابزارها
 پنج حس بینایی شنوایی بویایی چشایی و لامسه درباره دنیای واقعی، درباره شکل وضعیت رنگ بافت و اینکه از چه نوع موادی ساخته شده اند، اطلاعاتی به ما می دهند. دستگاهی را تصور کنید که برای شما اطلاعاتی ارسال کند اما نه اطلاعاتی درباره دنیای اطرافتان بلکه اطلاعات ساختگی برایتان بفرستد. اطلاعاتی درباره جهانی خیالی به طوری که شما تصور کنید واقعی است و فریب بخورید و این به طور مجازی واقعیت پیدا می کند .این دنیای واقعی جهانی است که به کمک کامپیوتر خلق می شود، واقعی به نظر می رسد، واقعی حس می شود گرچه واقعی نیست و گاهی بعضی چیزها یی که درآن است در جهان واقعی محال به نظر می رسد.
گاهی شما نمی توانید بدون کمک یک دستگاه واقعیت مجازی را ببینید. گرچه همه این سیستم ها برای کاربردهای مختلف خیلی متفاوت به نظر می رسند، اما همه آنها به یک روش کار می کنند. محیط مصنوعی به وسیله نرم افزار سخت افزار کامپیوتر ایجاد می شود و به کاربر ارائه می گردد به روشی که کاربر احساس می کند شبیه یک محیط واقعی است. برای ورود به این محیط برخی ابزارهای ورودی ( از جمله دستکش اطلاعات و …..) نیاز است که به کمک مانیتور حداقل سه حس را کنترل  می کنند.
 
1. داده ها
برای دنیای مجاز ی کلیه اطلاعاتی که آن جهان را تعریف می کند. چیزهایی مثل شکل، رنگ اشیا و نحوه حرکت ، صدا و ازاین قبیل
 
2. کامپیوتر گرافیکی پر قدرت و با سرعت بسیار بالا.
در مرکز هر دستگاه واقعیت مجازی یک کامپیوتر قدرتمند قراردارد. داده هایی درباره دنیای مجازی ذخیره می کند و نرم افزار کاربردی را هدایت می کند تا آنچه در جهان مجاز ی اتفاق می افتد را کنترل کند همچنین اطلاعات را از سخت افزار می گیرد و تصاویر و صداهایی را تولید و ارسال می کند معمولا کامپیوتر به منزله مولد واقعیت است
 
3. نرم افزار کاربردی
نرم افزاری برای دنیای مجازی سه بعدی که واقعیت محازی را به راه می اندازد و تصاویر و صداهاو فضاها را تولید می کند و آنها را نمایش می دهد
 
4. ابزارهای ورودی و خروجی این ابزارها واسط میان کاربر و کامپیوترهستند از جمله :
الف  –نمایش گر مخصوص سر (HMD[7])با گوشی استریو جهان مجازی را می بینیدو می شنوید .متداولترین نمایشگرهای تصویری برای نمایش تصاویر مجازی است که از دو نمایشگر مجرا برای هر دو چشم تشکیل شده است که بر سر کاربر نصب می شود این نمایشگرها دارای کیفیت زاویه دید متفاوت هستند .
  ب - دستکش اطلاعات (Data Glove): با گرفتن ان به دنیای مجازی می روید و در آنجا حرکت می کنید . با وجودیکه صفحه کلید وسیله خوبی برای برقرای ارتباط با کامپیوتر است اما خیلی زود مشخص شد که برای ارتباط با محیط مجازی نقش محدود کننده ای دارد .پس دستکش اطلاعات توسط توماس زیمرمان (فردی که تلاش کرد گیتار مجازی را خلق کند)تولید شد که بوسیله آن تماس با دنیای مجازی طبیعی تر می شد.
 
 کاربرد ها
بیشترین کاربرد ها ی واقعیت مجاز ی در یکی از این سه مقوله جا می گیرد:
 
شبیه سازی[8]
شبیه سازی به معنای وانمودن، حل کردن، تقلید چیزی است. دنیاهای مجازی برگردان های دنیای واقعی اند، مانند شبیه سازی وشبیه سازی پرواز یا رانندگی در محیطهای مختلف مثل محیط فیزیکی فضایی و…
 
● تجسم
تجسم به معنای مجسم کردن قابل مشاهده ساختن به خصوص در ذهن دنیاهای مجازی که با نشان دادن اطلاعات به صورت تصاویر سه بعدی آسان تر فهمیده شوند. مثل تجسم های مجازی از فعالیت های پزشکی،نظامی و آموزشی
 
● واقع گریزی
واقع گریزی به معنای تمایل به خلاصی ار واقعیت دنیاهای مجازی که با تخیل خلق میشوند ، شبیه بازی های ماجرایی
 
از مشخصه های اساسی واقعیت مجازی حس حضور واقعی در مکان شبیه سازی شده و کنترل روی آن محیط شبیه سازی شده استکه بیشتر با استفاده از ابزار های مختلف بر اساس هدف کاربران و پیچیدگی فنی محیط آنها است.
 
مهمترین کاربرد واقعیت مجازی در آموزش – تجارت اکترونیکی – پژوهش های تجربی ، عملی و آزمایشگاهی- معماری تولید صنعتی و موارد زیر است :
● فروشگاه های مجازی برای استفاده بهتر از تجارت الکترونیکی
● دانشگاه های مجازی که کلاسها و آزمایشگا ه های آن همه مجازی است و شاگردان آن درنقاط مختلف دنیا قراردارد.
● شبیه سازی حرکت وسائل نقلیه و آموزش رانندگی، خلبانی شبیه سازی انواع ورزش و………… .
● جراحی از راه دور.
● کتابخانه و مراکز اطلاعاتی
● بازیهای واقعیت مجازی چند نفره و ابزار های سرگرمی مجازی
 
در بحث آموزش مجازی، طی 20 سال گذشته استاندارد آموزشی از کتاب محوری و معلم محوری به دانش آموز محوری تبدیل شده است و روشهای تدریس به سوی تفکر انتقادی سوق داده می شوند. در نتیجه فضا به کلاس درس محدود نمی شود و به طور مجازی اطلاعات آموزشی می تواند به گروهی در مکانهای مختلف انتقال داده شود. آموزش مجازی تعامل یکسویه بین معلم و دانش آموز را حذف می کند. چون دانش آموزان می توانند هر وقت بخواهند، بپرسند و معلم هم در هر جا پاسخ دهد و هم درس دهد. در موقعیت آموزشی به راحتی با اضافه کردن جنبه رقابتی – سرگرمی انگیزه دانش آموز را بالا برد.
درآموزش مجازی کلاس به صورت ویدئوکنفرانس تعاملی است که در یک فضای مجازی همه با هم شرکت می کنند و مثل کلاس واقعی با هم تعامل دارند حتی می توانند تصاویر همدیگر را ببینند یا تصویر متحرک گرافیکی از هم داشته باشند. این برای افراد معلول که می توانند وارد کلاس عادی شوتد بسیارموثراست .
 
مزایای استفاده از محیط مجازی
 -  در این محیط کاربر امنیت بیشتری احساس می کند.
-  در اغلب موارد هزینه طراحی و پیاده سازی کمتری دارد.
-  انعطاف پذیر است و می توان آن را به راحتی براساس شرایط واهداف تغییر داد.
-  کاربرهای واقعی وتوان بالقوه فوق العاده ای دارد به طوری که کاربران می توانند مدل شبیه زندگی را تجربه کنندیا درمحیطی امن قدم زنند و می توانند در عین حال روی آن محیط کنترل داشته باشند در واقعیت ممکن است چنین چیزی محال باشد.
 
عوامل و امکانات موثر
تاکنون کاستی هایی موجب ناگستردگی سیستم ها در شبکه شده است که امروزه به سرعت از میان می رود. از جمله عواملی که رشد صنعت فضای سه بعدی را راحت تر کرده اند و کاهش کاربرد انیمیشن های دو بعدی در وب را در پی آورده انداز عوامل مثبت گرایش به بحث تصاویر سه بعدی محسوب می شوند عبارتند از:
● افزایشcpu ها، شتاب دهنده های گرافیکی که باعث شده سرعت پردازش بالا رفته وسریعتر شود.
● افت بهای کامپیوتر های سریع و پر قدرت
● پیشرفت زبان های استاندارد وب مانند VRML,PGML
● حافظه ٌRAM و ارتقاء آن
● ظرفیت رسانه های ذخیره ای بیشترشده است.
● ابزارهای ورودی متنوع تر شده اند( دستکش اطلاعات و HMD)
● نرم افزارهای چند رسانه ای گسترش یافته اند از جمله برنامه های Flash،Director و..)
● دوربین ،کارتهای گرافیکی با لا ، کارت صدای دالبی
● . افزایش پهنای باند ، اتصالات اینترنت نیز مشاهده تصاویر سه بعدی را راحت ترکرده است.

/ 3 نظر / 35 بازدید
الهه

سلام من الهه هستم . دانشجوی رشته ی کامپیوتر . مطالبتون خیلی به دردم خورد . ممنون

هدیه

[لبخند] مرسی

araz

کارگاه آموزشی واقعیت مجازی و هپتیک-سه شنبه 20 اسفند-آمفی تاتر دانشکده مهندسی برق دانشگاه تبریز-برای اطلاعات بیشتر به صفحه زیر مراجعه نمایید: www.ghavifekr.info