هر آنچه باید در مورد واقعیت مجازی بدانید (بخش دوم و پایانی)

ماری ویتونمعتقد است که صنعت بازی و سرگرمی باعث پیشرفت و توسعه ی فناوری واقعیت مجازی خواهد شد. صنعت بازی ویدیویی به طور ویژه ای باعث پیشرفت هایی در زمینه ی گرافیک و صداگذاری شده است و مهندسان می توانند از این پیشرفت ها در عرصه ی واقعیت مجازی نیز بهره ببرند. یکی از پیشرفت هایی که ویتون بسیار آن را جذاب می داند، متعلق به دستگاه وی (Wii) از شرکتنینتندواست. این دستگاه نه تنها یک محصول تجاری با قابلیت هایی در زمینه ی ردیابی حرکات است؛ بلکه می تواند برای افرادی که بازی ویدویی نمی کنند هم جذاب و مقرون به صرفه باشد. از آنجایی که سیستم ردیابی و سیستم دستگاه های ورودی، دو سیستمی هستند که از سایر فناوری های واقعیت مجازی عقب مانده اند، دستگاه وی می تواند اولین موج از پیشرفت های مفید برای سیستم های واقعیت مجازی باشد.

از منظر برخی از برنامه نویسان، اینترنت در آینده شکلی سه بعدی به خود خواهد گرفت و به حالت دنیایی مجازی درخواهد آمد که افراد با وارد شدن به این دنیا، اطلاعات مورد نیاز خود را به دست خواهند آورد. وب سایت هایی که بتوانند به شکل سه بعدی در بیایند، دنیایی طبیعی تر به کاربران اعطا خواهند کرد. برنامه نویسان برای رسیدن به این دنیای سه بعدی، چندین زبان کامپیوتر و مرورگر مختلف طراحی کرده اند که برخی از آن ها عبارت اند از:

• زبان مدل سازی واقعیت مجازی(VRML): اولین زبان مدل سازی سه بعدی برای وب
• 3DML: یک زبان مدل سازی سه بعدی که کاربر می تواند با نصب افزونه یا پلاگین، از یک نقطه دیدن کند. کاربر برای دیدن می تواند از اکثر مرورگرها استفاده کند.
• X3D: زبانی است که جایگزین VRML شد. این زبان یک استاندارد برای خلق محیط مجازی در اینترنت است.
• COLLADA: یک فرمت و قالب برای تبادل فایل در برنامه های سه بعدی

البته بسیاری از کارشناسان محیط مجازی معتقدند که سیستم اینترنت سه بعدی و مجازی بدون HMD، محیطی مجازی به وجود نمی آورد. این سیستم ها مخاطب و کاربر را در خود غرق نخواهند کرد و سیستم ردیابی و نمایش تصاویر آن ها مطابق با دنیای واقعی نخواهد بود.

نحوه به کارگیری واقعیت مجازی

دنیای واقعیت مجازی در اوایل دهه ی ۱۹۹۰، بسیار کوچک بود. درست است که صنعت بازی های ویدیویی و دنیای فیلم سازی درصدد استفاده ی بیشتر از واقعیت مجازی هستند؛ ولی استفاده از واقعیت مجازی در دنیای واقعی امروز شامل زمینه های دیگری نیز می شود. برخی از معماران با استفاده از فناوری واقعیت مجازی، نقشه ی ساختمانی را که قرار است بسازند، پیش از ساخت در اختیار مشتریان قرار می دهند. مشتریان با دیدن این نقشه و راه رفتن داخل آن ساختمان سه بعدی، نظر نهایی خود در مورد ساختمان را می گویند و می توانند قبل از ساخت، نقشه را عوض کنند. مدل های مجازی احساس کامل تری در مورد ساختمان به شما می دهند تا اینکه شما صرفا از روی یک نقشه دوبعدی ساختمان را تصور کنید.

کمپانی های خودروسازی، نمونه های اولیه خود را به صورت مجازی طراحی می کنند و قبل از اینکه آن نمونه وارد مرحله ی ساخت فیزیکی شود، آن را ارزیابی و بررسی می کنند. طراحان می توانند با استفاده از این مدل های مجازی، تغییراتی در خودرو ایجاد کنند؛ آن هم بدون اینکه نیازی به دستکاری فیزیکی طرح باشد. به کارگیری و گسترش فناوری های واقعیت مجازی هم مؤثرتر است و هم ارزان تر. محیط های مجازی کاربردهای دیگری هم دارند؛ مثلا دربرنامه های آموزشی برای ارتش،برنامه ی فضایییا حتی برایدانشجویان پزشکی. ارتش آمریکا مدت ها است از گسترش فناوری واقعیت مجازی حمایت می کند. برنامه های آموزشی واقعیت مجازی در ارتش می توانند موضوعات مختلفی داشته باشند؛ ازشبیه سازی وسایل نقلیهگرفته تا مبارزه و جنگیدن تیمی. سیستم های واقعیت مجازی در ارتش، هم سالم تر و امن تر هستند و هم ارزان تر. تجربه ثابت کرده است سربازانی که تحت واقعیت مجازی آموزش می بینند، به خوبی همان سربازانی هستند که به روش های قبلی و سنتی آموزش می دیدند.

در دنیای پزشکی، افراد می توانند با استفاده از محیط های مجازی، به کارآموزان هرچیزی را یاد بدهند؛ ازروش های جراحیتاتشخیص بیماری. جراحان از واقعیت مجازی نه تنها برای آموزش دادن، بلکه برای انجامجراحی های از راه دوربا کمک دستگاه های رباتیک نیز استفاده می کنند. اولین جراحی رباتیک در سال ۱۹۹۸ در بیمارستانی در پاریس انجام شد. بزرگ ترین مشکل جراحی با کمک واقعیت مجازی، وجودتأخیردر آن است؛ چراکه هرگونه تأخیر در این اقدام حساس، حس غیرطبیعی بودن را به جراح القا می کند. همچنین سیستم های واقعیت مجازی باید بازخورد بی عیب و نقصی به جراح بدهند.

استفاده ی پزشکی دیگر از فناوری واقعیت مجازی، مربوط بهدرمان رواناست. دکترباربارا روتبائوماز دانشگاه اموری و دکترلری هاجساز مؤسسه فناوری جورجیا، پیشگامان استفاده از محیط های مجازی برای درمان هراس و فوبیای افراد هستند. آن ها با در مواجهه قرار دادن بیماران در شرایطی در محیط مجازی، آن ها را درمان می کنند. این در مواجهه قرار دادن بیماران در محیط مجازی دو مزیت نسبت به محیط واقعی دارد: از یک طرفدرمان راحت ترصورت می گیرد و از طرف دیگرتمایل بیمارانبرای درمان شدن در دنیای مجازی بیشتر از دنیای واقعی است؛ چراکه می دانند در دنیای مجازی قرار نیست برای آن ها اتفاقی بیفتد. پژوهش های این دو نفر، باعث تأسیس شرکتی به نامVirtually Betterشد که به دکتر های ۱۴ کشور سیستم های درمانی واقعیت مجازی می فروشد.

نگرانی ها و چالش های واقعیت مجازی

بزرگ ترین چالش ها در عرصه ی واقعیت مجازی عبارت اند از:ساخت سیستم های بهتر از نظر ردیابی،یافتن راه های طبیعی تر برای تعامل کاربران با محیط مجازیوکاهش زمان ساخت محیط های مجازی. کمپانی های سیستم ردیابی کمی از زمان پیدایش واقعیت مجازی به کار خود ادامه داده اند و بیشتر کمپانی ها، کوچک هستند و زیاد در این عرصه دوام نمی آورند. همچنین کمپانی های زیادی روی دستگاه های ورودی مخصوص واقعیت مجازی کار نمی کنند. اکثر توسعه دهنگان صنعت واقعیت مجازی باید به تکنیکی تکیه کنند که منشأ و مقصد دیگری دارد و امیدوار باشند که شرکت هایی که از این صنعت حمایت می کنند، سرپا باقی بمانند. برای ساخت دنیاهای مجازی زمان زیادی صرف می شود؛ چراکه باید طبیعی جلوه کنند. ساخت یک اتاق در دنیای مجازی نیازمند کار تیمی از برنامه نویسان به مدت بیش از یک سال است.

چالش دیگر برای توسعه دهندگان محیط مجازی، ساختن محیطی است که از نظرارگونومیکخوب باشد. بسیاری از سیستم های واقعیت مجازی متکی به سخت افزار هستند که وجود آن می تواند حرکات کاربر را محدود کند. اگر این سخت افزار به خوبی طراحی نشده باشد، کاربر حس می کند تعادل ندارد؛ که این خود باعث می شود دیگر در محیط مجازی غرق نشود و از طرفی باعث می شود که او از محیط دل زده شود و حالت تهوع به او دست دهد. البته همه ی کاربران دچار مشکل دلزدگی و حالت تهوع نمی شوند و ممکن است ساعت ها بتوانند بدون هیچ مشکلی در دنیای مجازی حضور داشته باشند؛ ولی از طرف دیگر افرادی هم هستند که تنها با گذراندن چند دقیقه در دنیای مجازی دچار مشکل می شوند.

برخی از روانشناسان معتقدند که غرق شدن در دنیای مجازی می تواند اثرات روانی روی کاربر داشته باشد. آن ها معتقدند سیستم های محیط مجازی که حاوی محتوای خشونت بار باشند، می توانند کاربر را نیز تبدیل به فردی خشن کنند. در واقع این نگرانی وجود دارد که محیط مجازی،نسلی جامعه ستیزپرورش دهد. برخی دیگر از روانشناسان در مورد جامعه ستیزی نگران نیستند و در عوض نگراناعتیاد افراد به این محیط های مجازیهستند. داستان ها و اخبار زیادی وجود دارند که نشان می دهند گیمرها چنان درگیر بازی های آنلاین شده اند که زندگی واقعی خود را فراموش کرده اند. این در حالی است که محیط های مجازی حتی می توانند اعتیارآورتر از بازی های آنلاین معمولی باشند.

یکی دیگر از نگرانی ها مربوط به اقدامات جنایت کارانه است. تعریف اقداماتی مثلقتلوجرایم جنسیمشکل ساز شده است. مقامات چگونه می توانند افراد مجرم در محیط مجازی را متهم کنند؟ مطالعات نشان می دهد وقتی افراد در محیط های شبیه سازی شده قرار می گیرند، واکنش فیزیکی و احساسی آن ها به این محیط ها کاملا واقعی است. از همین رو، این احتمال وجود دارد که آن ها قربانی یک حمله ی مجازی شوند؛ موردی که به احساسات دنیای واقعی آن ها ضربه بزند.آیا می توان فرد خاطی و حمله کننده را مجازات کرد؟ما هنوز پاسخی برای این سؤالات نداریم.

تاریخچه واقعیت مجازی

مفهوم واقعیت مجازی، دهه ها است که مطرح شده؛ ولی عموم مردم از اوایل دهه ی ۱۹۹۰ با مفهوم آن آشنا شدند. در اواسط دهه ی ۱۹۵۰ فردی به ناممورتون هیلینگکه یک فیلم بردار سینما بود، تئاتری را در ذهنش تصور کرد که بتواند تمامی حواس مخاطبان را معطوف خود کند و آن ها را بهتر غرق در داستان کند. او در سال ۱۹۶۰ دستگاهی به نام Sensorama ساخت که حاوی یکنمایشگر استریوسکوپی،فن،پخش کننده ی بو،بلندگوهای استریوو یکصندلی متحرکبود. او همچنین یک نمایشگر تلویزیونی که روی سر قرار می ٰگرفت (HMD) طراحی کرد؛ وسیله ای که به کاربر اجازه می داد تلویزیون را به صورت سه بعدی تماشا کند. کاربران فیلم مخاطبانی بودند که نمی توانستد در فیلم تأثیری ایجاد کنند؛ ولی در فیلم غرق می شدند. الگو گرفتن از بسیاری از ایده های هیلینگ، باعث پیدایش واقعیت مجازی شد.

مهندسانفیلکو کورپوریشن، اولین HMD را در سال ۱۹۶۱ ساختند و آن راهدسایت (Headsight)نامیدند. این کلاه حاوی یک صفحه نمایش ویدئویی و سیستم ردیابی بود که مهندسان آن را به یک سیستم دوربین مدار بسته متصل کرده بودند. آن ها قصد داشتند از HMD در شرایط خطرناک استفاده کنند. یک کاربر می توانست با تنظیم زاویه ی دوربین از طریق چرخاندن سرش، یک محیط واقعی را از دور مشاهده کند. کمپانیبل لابراتوریز، از HMD مشابه برای خلبانان هلیکوپتر استفاده کرد. این کمپانی با اتصال HMD به دوربین های مادون قرمز که به زیر هلیکوپترها چسبیده بودند، به خلبانان این قابلیت را داده بود که دیدی واضح از محیط در شب پیدا کنند.

در سال ۱۹۶۵ یک دانشمند کامپیوتر به نامایوان ساترلند، در فکر ساختن وسیله ای به نامUltimateDisplayبود. افراد می توانند با استفاده از این وسیله، به دنیایی مجازی نگاه کنند که همانند دنیای واقعی است. این ایده بیش از هر ایده ای باعث گسترش واقعیت مجازی شد. ایده ی ساترلند شامل موارد زیر است:

• دیدن یک دنیای مجازی که برای هرکسی به مانند دنیای واقعی است، از طریق یک HMD صورت می گیرد و برای واقعی تر به نظر رسیدن این دنیا باید محرک لمسی و صدای سه بعدی به آن اضافه شود
• کامپیوتری که تأخیری در دنیای مدل سازی شده ایجاد نکند
• کاربران بتوانند اشیاء را به صورت طبیعی در محیط مجازی دستکاری کنند

ساترلند در سال ۱۹۶۶ نوعی HMD ساخت که به یک کامپیوتر متصل بود. ارائه ی تمامی مسائل گرافیکی مربوط به نمایشگر، وظیفه کامپیوتر بود" گفتنی است که قبل از آن زمان، HMD-ها تنها به دوربین ها متصل می شدند. ساترلند از یک سیستم تعلیق برای نگه داشتن HMD استفاده کرد؛ چراکه برای یک کاربر خیلی سنگین بود. HMD می توانست تصاویر را به صورت استریو به نمایش دربیاورد، به تصویر عمق بدهد و حرکات سر کاربر را ردیابی و دنبال کند تا با توجه به این حرکات، زمینه دید کاربر تغییر کند.

توسعه ی واقعیت مجازی

وزارت دفاع و بنیاد ملی علوم ناسا، بیشتر از همه در زمینه ی پروژه های واقعیت مجازی سرمایه گذاری کرد. سازمان CIA مبلغ ۸۰ هزار دلار به عنوان پول پژوهش به ساترلند اعطا کرد. برنامه های اولیه مربوط به شبیه ساز وسایل نقلیه بودند و در تمرین دادن افراد کاربرد داشتند. از آنجایی که تجارب پرواز در شبیه سازی ها کاملا شبیه به پرواز واقعی در ارتش، ناسا و مؤسسات هوایی نبود و وقفه ای حداقل یک روزه بین پرواز شبیه سازی شده و پرواز واقعی وجود داشت، عملکرد خلبانان در دنیای واقعی لطمه می خورد.

فناوری واقعیت مجازی سال ها از چشم عموم دور ماند. تقریبا تمامی پیشرفت های واقعیت مجازی تا دهه ی ۱۹۸۰ مربوط به شبیه سازهای وسایل نقلیه بود. ولی بعد از این دهه، در سال ۱۹۸۴ یک دانشمند کامپیوتر به ناممایکل مک گریویتلاش کرد از فناوری واقعیت مجازی در طرح تعامل انسان و کامپیوتر (HCI) استفاده کند. HCI هنوز هم نقش مهمی در پژوهشات واقعیت مجازی ایفا می کند و علاوه بر این، در آن زمان منجر به جلب شدن نظر رسانه به واقعیت مجازی شد.

جارون لینیر، برای اولین بار در سال ۱۹۸۷ از اصطلاح واقعیت مجازی استفاده کرد. در دهه ی ۱۹۹۰ توجه رسانه به واقعیت مجازی بیشتر شد. این عمل باعث شد که مردم انتظارات غیر واقعی زیادی از واقعیت مجازی پیدا کنند. وقتی عموم مردم متوجه شدند که واقعیت مجازی آنطور که آن ها فکر می کردند، پیشرفت نکرده است و انتظارات آن ها را برآورده نمی کند، این موضوع از ذهن ها پاک شد. امروزه سازندگان واقعیت مجازی سعی می کنند که در مورد توانایی های واقعیت مجازی اغراق نکنند. آن ها همچنین گاهی از به کار بردن لفظ واقعیت مجازی دوری می کنند.