تابه‌حال به این فکر کردید که در یک محیط امن مهارتهایی مانند شمشیرزنی یا خلبانی بیاموزید؟ یا هنگامی که آگهی یک فیلم را میبینید بدون جست و جو در اینترنت و فقط با گرفتن تلفن همراه خود روی آن آگهی، اطلاعات بیشتری دریافت کنید؟ فناریهایی مانند واقعیت مجازی و واقعیت افزوده برای پاسخ به این نیازها به وجود آمده‌اند و یکی از جذاب‌ترین و رو به رشدترین زمینه‌های امروزی به شمار می‌آیند. حتی شاید همین حالا شما درحال استفاده از واقعیت مجازی، واقعیت افزوده و یا واقعیت ترکیبی باشید.

دسته بندی

XR یا واقعیت گسترده (Extended Reality) شامل واقعیت افزوده (AR)، واقعیت مجازی (VR) و واقعیت ترکیبی (MR) و سایر فناوری‌هایی است که درحال ایجاد و رشد هستند و با ترکیب دنیاهای مجازی و واقعی و ایجاد یک تجربه شناور آنها را تجربه می‌کنیم. برای به دست آوردن تصویر بهتر از XR ، سه دسته کلی از فناوری‌های موجود را که امروزه وجود دارد ، مرور می‌کنیم:

• واقعیت مجازی
• واقعیت افزوده
• واقعیت ترکیبی

واقعیت مجازی (Virtual Reality)

در یک تجربه‌ واقعیت مجازی که به اختصار VR نیز نامیده می‌شود، کاربران کاملاً در یک محیط دیجیتالی شبیه‌سازی شده قرار می‌گیرند. افراد باید از یک هدست VR یا صفحه نصب شده روی سر استفاده کنند تا نمای 360 درجه‌ای از دنیای مصنوعی داشته باشند و مغزشان آنها را به این باور برساند که دنیای جلو چشمان‌شان واقعی است، مانند راه رفتن بر روی ماه، شنا کردن زیر اقیانوس و یا قدم گذاشتن به هر دنیای جدید. واقعیت مجازی تجربه سفر را به افراد می‌دهد بدون اینکه آنها مجبور به ترک خانه‌های خود شوند.

انواع واقعیت مجازی

انواع مختلفی از فناوری واقعیت مجازی وجود دارد که عبارتند از:

واقعیت غیر شناور (Non Immersive Simulation)

این نوع از VR در زندگی روزمره بسیار متداول شده‌ است. به عنوان مثال خود یک بازی ویدیویی از لحاظ فنی یک تجربه واقعیت مجازی غیر غوطه ور محسوب می‌شود چراکه فرد در یک فضای فیزیکی نشسته و با یک فضای مجازی در تعامل است. سیستم حرکات کاربر را به عنوان ورودی گرفته و بعد از تفسیر به شکل دیگری در محیط مجازی وارد می‌کند.

واقعیت نیمه شناور (Semi Immersive Simulation)

این نوع VR عمدتاً برای اهداف آموزشی مانند شبیه ساز پرواز استفاده می‌شود و تجربه با استفاده از محاسبات گرافیکی و سیستم‌های پروژکتور بزرگ امکان پذیر است. سخت‌افزار دارای یک صفحه گسترده و دارای یک سیستم فراگیر است و دارای لوازم جانبی دیگری مانند هدفون ، جوی استیک و غیره است. در این نوع فرد هنوز آگاه به این موضوع هست که در حال تجربه نوع دیگری از واقعیت می‌باشد.

واقعیت کاملاً شناور (Fully Immersive Simulation)

فرد تجربه مجازی کاملی را تجربه می‌کند و معمولا فراموش می‌کند که دنیایی که در آن قرار گرفته واقعی نیست؛ زیرا این نوع واقعیت مجازی با یک کامپیوتر بسیار قدرتمند همراه است. این کامپیوتر قدرتمند باید بتواند صداها ، بینایی و حتی کوچکترین حرکتی را تشخیص دهد و تجربه شخص را تنظیم کند. نمایشگر دارای یک صفحه نمایش مجهز به سر (HMD) است و همچنین دستکش‌های حسی در اختیار فرد قرار می‌گیرد. این نوع VR معمولاً برای بازی و سایر سرگرمی‌ها استفاده می‌شود (اتاق خالی از وسایل شکننده توصیه می‌شود.)

سخت‌افزار مورد نیاز واقعیت مجازی

هنگام تنظیم واقعیت مجازی، باید حسگرهایی به کار رود که برای نظارت بر حرکات شخص مورد استفاده قرار می‌گیرند. دستگاه‌های واقعیت مجازی همیشه دارای دو مانیتور (برای حس بینایی)، بدنه (برای درک لمسی) و یک سیستم صوتی (برای شنوایی) هستند. سایر تجهیزات سخت افزاری مورد استفاده در واقعیت مجازی عبارت اند از:

• اتاق‌های مجهز
• دستکش داده
• نمایشگرهای نصب شده روی سر یا هدست‌ها (HMDs)
• کنترل‌کننده

واقعیت افزوده (Augmented Reality)

اگر تاکنون نابودگر، مرد آهنی و یا آواتار را دیده باشید، به این معنی است که با مفهوم واقعیت افزوده آشنا هستید، چراکه که همگی از فیلم‌های شاخصی هستند که در آن‌ها از واقعیت افزوده در پیشبرد داستان خود استفاده شده ‌است. در واقعیت افزوده یا AR، اطلاعات و اشیا مجازی روی دنیای واقعی قرار می‌گیرند و به دنیای واقعی اضافه می‌شوند. قرارگیری عناصری مانند تصاویر ، متن و انیمیشن باعث می‌شود اطلاعات دریافتی فرد از دنیای واقعی بیشتر شود. می‌توان از طریق عینک‌های AR یا از طریق صفحه نمایش ، تبلت و تلفن‌های هوشمند به این تجربه دسترسی پیدا کرد. این بدان معنی است که برخلاف واقعیت مجازی، کاربران از دنیای واقعی جدا نیستند و هنوز هم می‌توانند در تعامل باشند و ببینند که در مقابل آنها چه می‌گذرد. مشهورترین نمونه‌های AR بازی پوکمون گو (Pokémon GO) است که موجودات دیجیتالی را بر روی دنیای واقعی یا فیلترهای اسنپ چت ظاهر می‌کند و اشیا دیجیتالی مانند کلاه یا عینک را روی سر قرار می‌دهد.

انواع واقعیت افزوده

AR‌ها خود به انواع مختلفی تقسیم می‌شوند اما اغلب آنها در قالب دو دسته زیر می‌باشند:

مبتنی بر مکان

از مکان‌یاب، سرعت‌سنج و مواردی از این قبیل برای تعیین مکان ظاهر کردن محیط مجازی استفاده می‌کند. مانند بازی پوکمون گو که در بالا به آن اشاره شد.

مبتنی بر نشانگر

از نشانگر بصری استفاده کرده و تصویر و محیط مجازی را روی آن نشانگر ظاهر می‌کند. عموما از نشانگرهای ساده مانند QR کدها و یا تابلوهای خاص استفاده می‌شود.

واقعیت ترکیبی (Mixed Reality)

در واقعیت ترکیبی یا MR، اشیا دیجیتالی و دنیای واقعی با هم وجود دارند؛ اما این اشیا برخلاف AR در اینجا می‌توانند در زمان واقعی با یکدیگر در تعامل باشند. این مورد جدیدترین و آخرین فناوری گسترده است. به یک هدست MR و قدرت پردازش بسیار بیشتری نسبت به VR یا AR نیاز دارد. هولولنز (HoloLens) مایکروسافت نمونه ای عالی است که این امکان را می‌دهد تا اشیاء دیجیتالی را در اتاقی که در آن هستید قرار دهید و به هر طریقی امکان چرخش آن در اطراف یا تعامل با شی دیجیتال را داشته باشید. شرکت‌ها در حال کشف راه‌هایی هستند که می‌توانند واقعیت ترکیبی را برای حل مشکلات، حمایت از ابتکار عمل و بهتر شدن مشاغل خود به کار گیرند.

کاربردهای XR

هرچند صنعت بازی و سرگرمی سازندگان اولیه این فناوری بودند، با این حال، شرکت هایی در صنایع مختلف مانند مراقبت‌های بهداشتی، ساخت و ساز، مهندسی، ارتش و سایر موارد در حال استفاده و توسعه واقعیت گسترده هستند. از شبکه‌های اجتماعی گرفته تا آموزش و بازاریابی، کاربردهای زیادی برای فناوری‌های گسترده وجود دارد. در کشورما نیز این زمینه با سرعتی زیاد رو به رشد است.

محیط‌های توسعه XR

سرویس‌ها و بسته‌های زیادی وجود دارند که این امکان را می‌دهند تا در فضای XR مشغول به توسعه برنامه باشیم. از معروف‌ترین و محبوب‌ترین این سرویس‌ها می‌توان به پکیچ XR یونیتی (Unity) اشاره کرد. ARCORE و ARKIT از دیگر گزینه‌های توسعه XR به شمار می‌روند.

چالش‌های استفاده از واقعیت گسترده

پردازش زیاد

فناوری‌های XR بخش زیادی از داده‌های بسیار دقیق و شخصی را در مورد کارهایی که افراد انجام می‌دهند، آنچه نگاه می‌کنند و حتی احساسات آنها را در هر زمان معین جمع آوری و پردازش می‌کنند.

هزینه

سخت‌افزارها و دستگاه‌های پوشیدنی که امکان تجربه کامل XR را فراهم می‌کنند، باید مد روز و راحت و همواره متصل و هوشمند باشند. موارد فنی و سخت افزاری قابل توجهی برای ایجاد یک تجربه XR وجود دارد که محدود به صفحه نمایش، حسگرهای حرارتی و بینایی، ردیابی حرکت و اتصال نیست: به عنوان مثال در جایی که نیاز هست اشیا مجازی در یک دنیای واقعی از اشیا واقعی قابل تشخیص نباشند. باید توجه داشت که هزینه پیاده سازی فناوری نیاز به کاهش دارد. در غیر این صورت، بسیاری از شرکت‌ها قادر به سرمایه‌گذاری در آن نخواهند بود.

آینده‌ی XR

XR در آینده به مردم فرصتی می‌دهد که حتی بدون ترک خانه خود به خرید، مسافرت و حتی معاشرت بپردازند. با توسعه برنامه‌های XR، باید انتظار داشته باشیم که دنیا بتواند دانش  و اطلاعاتی را که در زندگی ما تأثیر می‌گذارد، به اشتراک بگذارد. مردم می‌توانند در مناطق دور افتاده آموزش ببینند و همچنین اطلاعات و دانش به روز شده ای را در نقاط مختلف جهان به اشتراک بگذارند. دانش آموزان قادر به تمرکز بهتر خواهند بود زیرا در هنگام یادگیری هیچ حواس پرتی ندارند.

جراحان همچنین می‌توانند مهارت‌های خود را با تمرین روی چیزهایی که انسان واقعی نیستند انجام دهند و راه هایی برای بهبود علم و فناوری پزشکی پیدا کنند. جراحان می‌توانند در محیطی مجازی با استفاده از VR آموزش ببینند و در دنیای واقعی عملکرد بهتری داشته باشند. در آینده یک تغییر پویا در زندگی افراد ایجاد خواهد شد زیرا واقعیت مجازی چیزهای زیادی برای ارائه دارد.

جمع‌بندی

در این مقاله با واقعیت گسترده و کاربرد‌های مختلف آن آشنا شدیم. این فناوریها کاربردهای مختلفی دارند. اگر تجربه ای در استفاده یا توسعه این فناوریها دارید یا از علاقمندان این حوزه هستید، درمورد مزیت‌های و ضعف‌های هر یک از این فناوری‌ها نظرات و سوالات خود را با ما به اشتراک بگذراید.