در این مطلب، مفهوم واقعیت مجازی، روش کار آن، کاربرد و مزایا، تفاوت واقعیت مجازی با واقعیت افزوده و منابع آموزشی به زبان فارسی و جامع برای یادگیری واقعیت مجازی تشریح شده‌اند.

واقعیت مجازی چیست ؟

«واقعیت مجازی» (Virtual Reality | VR) یک فناوری نوین شبیه‌سازی شده رایانه‌ای است که در آن فرد می‌تواند با استفاده از دستگاه‌های الکترونیکی مخصوص، مانند عینک و دستکش مجهز به سنسور، در یک محیط سه‌بُعدی (3D) مصنوعی قرار بگیرد و با آن تعامل داشته باشد. در این محیط مصنوعی شبیه‌سازی شده، کاربر می‌تواند تجربه‌ای واقعی را احساس کند.

در واقعیت مجازی یک فرد از طریق یک عینک مخصوص می‌تواند به بالا، پایین یا به هر جهتی نگاه کند، گویی واقعاً در آنجا است. در واقع، امروزه واقعیت مجازی را به عنوان واقعیتی که توسط رایانه تولید می‌شود، تعریف می‌کنند. یک واقعیت شبیه‌سازی شده، یک دنیای مصنوعی است که کاربر می‌تواند خود را با تجهیزات فنی مناسب در آن قرار دهد. به معنای دیگر، این فناوری به این شکل عمل می‌کند که کاربر را درون یک تجربه قرار می‌دهد. کاربران به جای مشاهده یک صفحه نمایش در مقابل خود، در تعامل با یک دنیای سه‌بُعدی هستند و در آن غوطه‌ور می‌شوند.

واقعیت مجازی چگونه کار می کند؟

عبارت واقعیت مجازی از دو کلمه «واقعی» و «مجازی» تشکیل شده است. به بیان ساده، واقعیت مجازی با استفاده از فناوری شبیه‌سازی شده تجربه‌ای واقعی یا به طور دقیق‌تر، تجربه‌ای که نزدیک به واقعیت است را برای افراد در یک فضای مصنوعی رقم می‌زند. این تجربه منجر به تعامل فرد با یک فضای مصنوعی می‌شود.

تکنولوژی واقعیت مجازی باعث ایجاد یک دنیای مجازی برای کاربرانی می‌شود که از تجهیزات سخت‌افزاری مانند عینک، هدفون و دستکش مخصوص استفاده می‌کنند‌ و تجربه‌ای واقعی را برای آن‌ها رقم می‌زند. بدین شکل، کاربر می‌تواند دنیای مجازی را با قرار گرفتن در آن از درون ببیند و با آن تعامل برقرار کند.

واقعیت مجازی (Virtual Reality) چیست ؟ — به زبان ساده

برای درک بهتر واقعیت مجازی، بیایید مشاهدات دنیای واقعی را برای خود مجسم کنیم. ما محیط پیرامون خود را از طریق حس و مکانیزم‌های درک بدن، احساس می‌کنیم. حواس ما انسان‌ها شامل چشایی، لامسه، بویایی، بینایی و شنوایی است. همچنین، انسان از محیط پیرامون خود دارای آگاهی است و در آن تعادل فضایی دارد.

ورودی‌های گردآوری شده توسط حواس پنجگانه انسان، به وسیله مغز او پردازش می‌شوند تا از طریق آن، محیط عینی اطراف برای فرد تفسیر شود. تکنولوژی واقعیت مجازی تلاش می‌کند تا یک فضای توهمی را برای انسان ایجاد کند تا از طریق آن و با استفاده از  اطلاعات مصنوعی به فرد حواس ارائه شود.

این مسئله باعث می‌شود ذهن این واقعیت را تقریبا باور کند که در یک فضای واقعی قرار دارد. برخلاف تجربیاتی که هنگام مشاهده نمایشگر (Monitor) حاصل می‌شود، در واقعیت مجازی اتفاقاتی که در اطراف فرد می‌افتد به نظر نزدیک، فوری و گاهی اوقات واقع‌بینانه هستند؛ به خصوص وقتی بدن فرد کاملاً درگیر تعامل باشد.

مزایا و کاربردهای واقعیت مجازی

ساده‌ترین نمونه واقعیت مجازی یک فیلم سه‌بُعدی است. کاربران با استفاده از عینک‌های سه‌بعدی می‌توانند تجربه غوطه‌ور شدن در بخشی از فیلم را با حضور در همان فیلم به دست آورند. به عنوان مثال هنگام استفاده از یک عینک سه‌بعدی به نظر می‌رسد برگ در حال سقوط از یک درخت درست در مقابل بیننده شناور است‌ یا پرت شدن یک ماشین از بالای صخره ممکن است باعث احساس هیجان در بیننده شود و یا اینکه احساس سقوط را در برخی از بینندگان تداعی کند.

اساساً، نور و جلوه‌های صوتی یک فیلم سه‌بعدی باعث می‌شوند که بینایی و شنوایی انسان این باور را داشته باشد که همه چیز درست در مقابل او اتفاق می‌افتد، هر چند که در واقعیت فیزیکی چنین چیزی وجود ندارد. پیشرفت‌های اخیر فناوری، امکان پیشرفت بیشتر عینک‌های استاندارد سه‌بعدی را فراهم کرده است. اکنون انسان‌ها می‌توانند با استفاده از هدست تعبیه شده برای فناوری واقعیت مجازی، تنیس یا سایر ورزش‌ها و بازی‌ها را در اتاق نشیمن خانه خود با نگه داشتن راکت‌های نصب شده برای بازی در یک محیط شبیه‌ساز، تحت کنترل کامپیوتر، انجام دهند. 

واقعیت مجازی (Virtual Reality) چیست ؟ — به زبان ساده

در واقع، هنگامی که فرد هدست تعبیه شده برای این فناوری را بر چشمان خود می‌گذارد، توهم بودن در زمین بازی برای او ایجاد می‌شود. بازیکنان می‌توانند حرکت کنند و با راکت‌های مجهز به سنسور، بسته به سرعت و جهت توپ، ضربه وارد کنند. دقت شوت توسط رایانه کنترل‌کننده بازی ارزیابی می‌شود و مطابق آن نشان می‌دهد که آیا توسط کاربر ضربه محکمی وارد شده و توپ از زمین بازی خارج و یا ضربه خیلی آرام بوده و توپ توسط تور متوقف شده است.

از سایر کاربرد‌های فناوری واقعیت مجازی می‌توان به آموزش و شبیه‌سازی اشاره کرد. به عنوان مثال، برای افرادی که می‌خواهند گواهینامه رانندگی بگیرند می‌توان با استفاده از این فناوری که شامل دست زدن به قطعات خودرو مانند فرمان، ترمز و گاز است، یک تجربه رانندگی را رقم زد.

در واقع، فرد بدون ایجاد حادثه می‌تواند رانندگی را تجربه کند، بنابراین دانش‌آموزان و افرادی که به سن قانونی نرسیده‌اند می‌توانند قبل از اینکه در واقعیت وارد جاده شوند مهارت رانندگی را کسب کنند. همچنین فروشندگان املاک می‌توانند بدون اینکه نیاز باشد به طور فیزیکی در محل خانه مورد معامله قرار بگیرند، آن خانه را به وسیله واقعیت مجازی به مشتری نشان دهند و حس حضور در آن مکان را برای فرد ایجاد کنند.

واقعیت مجازی (Virtual Reality) چیست ؟ — به زبان ساده

تفاوت بین واقعیت مجازی و واقعیت افزوده

واقعیت مجازی و واقعیت افزوده (Augmented Reality | AR) دو روی یک سکه هستند. واقعیت افزوده اشیا (objects) مصنوعی را در محیط واقعی شبیه‌سازی می‌کند، در حالی که واقعیت مجازی یک محیط مصنوعی برای سکونت ایجاد می‌کند. در واقعیت افزوده، رایانه از سنسورها و الگوریتم‌هایی برای تعیین موقعیت و جهت دوربین استفاده می‌کند. به طور ساده می‌توان گفت در واقعیت افزوده بخشی از اطلاعاتی که کاربر درک می‌کند، در دنیای واقعی وجود دارند و بخشی توسط کامپیوتر ساخته شده‌اند. نمونه‌ای از واقعیت افزوده را می‌توانید در شکل زیر مشاهده کنید.

واقعیت مجازی (Virtual Reality) چیست ؟ — به زبان ساده

در واقعیت مجازی، به جای قرار دادن یک دوربین واقعی در یک محیط فیزیکی، موقعیت چشم کاربر در محیط شبیه‌سازی شده قرار دارد. اگر سر کاربر برگردد، گرافیک مطابق آن عکس‌العمل نشان می‌دهد. فناوری واقعیت مجازی به جای ترکیب اشیای یک محیط مجازی و یک صحنه واقعی، دنیایی تعاملی و چنان واقعی برای فرد ایجاد می‌کند که کاربر متقاعد شود که واقعا در آن محل حضور دارد.

یک تفاوت اساسی بین این دو فناوری این است که واقعیت مجازی نیاز به تجهیزات خاص خود دارد، اما واقعیت افزوده را می‌توان با استفاده از ابزارهای ساده‌تر مانند نرم‌افزارهای قابل نصب روی تبلت‌ها و گوشی‌های هوشمند که قابلیت افزودن امکانات واقعیت افزوده را دارند ارائه کرد.

با نصب این نرم‌افزارها، تصاویر توسط دوربین گوشی هوشمند و سایر سنسورها مانند میکروفون، به عنوان ورودی نرم‌افزار واقعیت افزوده دریافت می‌شوند. سپس، پردازش تصویر انجام و متناسب با آن، اطلاعات دیجیتالی که می‌توانند تصاویر، صدا و یا دیگر موارد باشند به خروجی قابل ارائه به کاربر مبدل می‌شوند. همانطور که مشخص است واقعیت افزوده و واقعیت مجازی، هر دو مبتنی بر تصاویر ایجاد شده توسط کامپیوتر هستند.

معرفی منابع آموزش واقعیت مجازی

در این بخش از مطلب واقعیت مجازی چیست، منابع آموزشی به زبان فارسی و فیلم‌های آموزش واقعیت مجازی معرفی شده‌اند.

فیلم آموزش واقعیت مجازی و ساخت انیمیشن با متلب

واقعیت مجازی (Virtual Reality) چیست ؟ — به زبان سادهطول مدت این دوره آموزشی چهار ساعت و شش دقیقه و مدرس آن، مهندس جواد پالیزوان زند است. این دوره آموزشی برای علاقه‌مندان و فعالان حوزه فناوری اطلاعات و ارتباطات، دانشجویان حوزه‌های مهندسی کامپیوتر، هوش مصنوعی، برنامه‌نویس‌ها و دیگر علاقه‌مندان به هوش مصنوعی و واقعیت مجازی مناسب است. از جمله مباحث مورد بررسی در فیلم آموزش واقعیت مجازی و ساخت انیمیشن می‌توان به مقدمه‌ای بر واقعیت مجازی در محیط MATLAB و Simulink، شبیه‌سازی انتقال مکعب، شبیه‌سازی نوسان سیستم دو درجه و دیگر موارد اشاره کرد.

فیلم آموزش موتور رندر آرنولد برای ایجاد جلوه‌های ویژه در 3DS Max

واقعیت مجازی (Virtual Reality) چیست ؟ — به زبان سادهطول مدت این دوره آموزشی دو ساعت و بیست وچهار دقیقه و مدرس آن، مهندس بردیا صاحب هنر است. این دوره آموزشی برای علاقه‌مندان و دانشجویان حوزه‌های معماری، تصویرسازان و طراحی و گرافیک و دیگر علاقه‌مندان به نرم‌افزارهای گرافیکی مناسب است. از خروجی‌های تولید شده توسط این موتور رندر، برای تولید خروجی‌های سه‌بعدی مناسب واقعیت مجازی استفاده می‌شود. از جمله مباحث مورد بررسی در فیلم آموزشی، می‌توان به بیان پیش نیازها و آشنایی با موتور رندر آرنولد، متریال‌ها، نورپردازی و دیگر موارد را اشاره کرد.

  • برای دیدن فیلم آموزش موتور رندر آرنولد برای ایجاد جلوه‌های ویژه در 3DS Max + اینجا کلیک کنید.

جمع‌بندی

به طور کلی می‌توان گفت واقعیت مجازی یک تکنولوژی بسیار مفید، سرگرم‌کننده‌ و پیشرفته به حساب می‌آید. پس از گذشت یک دهه از وارد شدن واقعیت مجازی به مرحله پیشرفته، هنوز هم پرسش‌های زیادی راجع به آن در ذهن مخاطبان ایجاد می‌شود. همانطور که اشاره شد، می‌توان از این فناوری پیچیده و لذت‌بخش در زمینه‌های علمی، فرهنگی، آموزشی و کسب و کار و مواردی مانند پزشکی و سلامت بهره برد.

اگر این مطلب برای شما مفید بوده است، آموزش‌ها و مطالب زیر نیز به شما پیشنهاد می‌شوند:

نوید آتش‌فراز (+)

«نوید آتش فراز»، فارغ‌التحصیل مقطع کارشناسی ارشد مهندسی کامپیوتر، گرایش هوش مصنوعی و رباتیکز است. او در زمینه هوش مصنوعی، یادگیری ماشین و یادگیری عمیق فعالیت می‌کند.

بر اساس رای 8 نفر

آیا این مطلب برای شما مفید بود؟

نظر شما چیست؟

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *