شاید نخستین جرقه‌ها برای ساخت دستگاه‌های ایجاد واقعیت مجازی در دهه 1950 زده شد. در آن سال‌ها، انبوهی از فیلم‌ها و رمان‌های علمی ـ تخیلی، دستگاه‌هایی را به تصویر می‌کشیدند که می‌توانستند فرد را به دنیای دیگری برده تصاویر مشابه واقعیت در برابر دیدگان او پدیدار کنند اما تلاش‌های عملی ساخت ابزاری برای نشان دادن واقعیت مجازی به دهه 1990 برمی‌گردد. در این سال‌ها شرکت‌های گوناگون به ساخت انواع ابزارهای نشانگر واقعیت مجازی روی آوردند.

با این حال همه این تلاش‌ها در نهایت محکوم به شکست بود؛ زیرا توان محاسباتی رایانه‌ها در آن روزگار محدودیت‌ فراوانی داشت و افزون بر این، ابزارهای واقعیت مجازی ساخته شده نیز بسیار بزرگ و گران بود.

به همین دلیل بجز حوزه‌هایی خاص از مهندسی و علم که مشتری این دستگاه‌ها بودند، مردم عادی استقبال خاصی از آن نکردند.

به هر حال در چند سال اخیر، شاهد خیزش قابل توجهی در میان شرکت‌های مختلف برای به دست گرفتن این بازار بوده‌ایم. در این میان، شاید پیشگام اصلی این بازار را بتوان شرکت اکلوس (Oculus) دانست.

دنیای مجازی واقعی شد

پالمر لاکی (Palmer Luckey) نوجوانی عاشق بازی‌های رایانه‌ای بود که همیشه دوست داشت هدستی برای بازی در واقعیت مجازی طراحی کند.

او سال 2012 هدستی طراحی کرد و از وبسایت کیک استارتر برای تامین مالی تولید انبوه طرح خود بهره گرفت.

با این‌که هدف پالمر لاکی جمع‌آوری 250 هزار دلار بود، اما در نهایت بیش از 4/2 میلیون دلار برای این پروژه جمع‌آوری شد! مدتی بعد، فیسبوک این شرکت تازه تاسیس را خرید و همین سبب شد مبحث واقعیت مجازی به شکلی بسیار جدی از سوی بسیاری از کارشناسان و شرکت‌ها دنبال شود.

هدست شرکت اکلوس به نام ریفت (Rift) قرار است اوایل سال آینده میلادی به بازار عرضه شود، اما این بازار به حدی جذاب است که بسیاری از بزرگان دنیای دیجیتال از آن غافل نشده و وارد آن شده‌اند.

شرکت سونی قصد دارد هدست واقعیت مجازی خود را با نام مورفئوس (Morpheus) همزمان با ریفت عرضه کند.

همزمان گوگل و سامسونگ قصد دارند کیت‌هایی ارزان عرضه کنند که به کاربران امکان می‌دهد از تلفن همراه خود به عنوان هدست‌های اولیه برای مشاهده واقعیت مجازی استفاده کنند.

یکی از شرکت‌های مطرح در زمینه پیش‌بینی بازارهای اقتصادی اعلام کرده ارزش این بازار تا سال 2020 میلادی ممکن است به بیش از 30 میلیارد دلار برسد.

سخت‌افزار، رمز موفقیت

همان‌طور که اشاره کردیم تلاش‌ها در دهه 1990 برای ساخت هدست واقعیت مجازی با شکست روبه‌رو شد که دلیل آن را نیز باید به حساب ناکارآمدی فناوری آن روز بدانیم، اما پیشرفت‌های قابل توجه صورت گرفته در چند سال اخیر سبب شده است زمینه برای ساخت چنین ابزاری فراهم‌تر از گذشته باشد.

به‌طور کلی، هدست واقعیت مجازی برای این‌که بتواند تصاویری مشابه واقعیت برای کاربر ایجاد کند باید از سه ویژگی سخت‌افزاری برخوردار باشد.

گرافیک بالا (که نیازمند توان پردازشی بالای رایانه است) نخستین نیازمندی سخت‌افزاری برای این ابزار به شمار می‌رود.

همچنین صفحات نمایشگر با کیفیت بهتر و بهره‌گیری از حسگرهای گوناگون با دقت بالا ضروریات بعدی این ابزار است.

صفحه نمایش و گرافیک

ابتدا سراغ صفحه‌نمایش برویم. هدست‌های فعلی واقعیت مجازی دو صفحه نمایش کوچک ال‌سی‌دی با وضوح تصویر بالا دارند که هر صفحه به یک چشم اختصاص دارد.

یک رایانه، تصویری را که باید پخش شود تولید می‌کند. سپس هر کدام از این صفحات نمایش، بخشی از آن را در برابر چشم ایجاد می‌کنند.

این شیوه با ایجاد دو تصویر اندکی متفاوت سبب می‌شود که مغز اشتباه کرده، آن را به‌صورت یک تصویر واحد از یک فضای سه‌بعدی واقعی ببیند.این شیوه در اصطلاح استریوسکوپی (stereoscopy) نام دارد.

ساخت تصویری سه‌بعدی که واقعی به نظر برسد کار دشواری است. بسیاری از ما براحتی می‌توانیم تصاویر متحرک نه چندان با کیفیت (300 هزار پیکسل تصویر و سرعت 30 فریم در ثانیه) را تماشا کنیم، اما وقتی تلویزیون تماشا می‌کنیم، بخش‌های دیگر محیط اطراف را نیز می‌بینیم.

مشکل وقتی ایجاد می‌شود که هدست واقعیت مجازی، تمام میدان دید بیننده را اشغال کند. در هر صورت، تصاویری با ویژگی‌های تصاویر تلویزیونی، برای هدست واقعیت مجازی کاربرد ندارد، زیرا نمایش تصاویری با تعداد پایین فریم در ثانیه سبب ایجاد احساس سرگیجه و حالت تهوع در کاربر می‌شود.

همچنین چون دو صفحه نمایش هدست در نزدیک چشم کاربر قرار دارد، کم بودن تعداد پیکسل تصاویر سبب می‌شود تک تک این پیکسل‌ها دیده شده، حس واقعیت آنها از میان برود.

به همین دلیل، هدست شرکت‌های اکلوس و سونی، تصاویر را با وضوحی بین 2 تا 2.6 میلیون پیکسل نشان می‌دهند که البته نیمی از این وضوح برای هر نمایشگر خواهد بود.

همچنین این تصاویر با سرعتی بین 90 تا 120 بار در ثانیه به‌روزرسانی می‌شود، اما حتی این اقدامات نتوانسته سبب کاهش احساس سرگیجه و تهوع در برخی کاربران شود.

دلیل این مساله نیز احتمالا در توانایی مغز هنگام پردازش تصاویر دیده شده است. به همین دلیل طراحان هدست‌های واقعیت مجازی، بین 90 تا 120 صحنه در ثانیه یک صفحه سیاه رنگ وارد می‌کنند.

این صفحه حدود دو میلی ثانیه ظاهر می‌شود. چون این بازه زمانی بسیار کوتاه است، کاربر آن را نمی‌بیند، اما ظاهرا این کار سبب می‌شود حرکات روی نمایشگر هدست طبیعی‌تر جلوه کرده، حس سرگیجه کاربر نیز تا حد زیادی از بین برود.

حسگرها

یکی دیگر از ضروریات هدست واقعیت مجازی، اطلاع‌یابی رایانه از موقعیت سر کاربر است تا به ‌این ‌ترتیب بتواند بخش مناسبی از صحنه را برای او پخش کند.

به همین دلیل است که این هدست‌ها از مجموعه‌ای شامل چند دوربین و نیز چند ژیروسکوپ و شتاب‌سنج (نظیر آنچه در تلفن‌های هوشمند وجود دارد) بهره می‌برند تا به‌این‌ترتیب موقعیت کاربر را به‌صورت لحظه‌ای رصد کنند.

همه این حسگرها باید صدها بار در ثانیه، اطلاعاتی درباره موقعیت سر کاربر به رایانه دهند و رایانه نیز اطلاعات جدید را به همان سرعت به هدست برساند.

در این میان، حتی یک تاخیر بسیار جزئی و در حد کسری از ثانیه می‌تواند حس واقعیت ایجاد شده را از بین ببرد.

جالب اینجاست که تا همین چند سال پیش، هنوز به حسگرهایی که با این سرعت عمل کنند دسترسی نداشتیم.

کاربردهای هدست واقعیت مجازی

در بسیاری از نمایشگاه‌های فناوری دیجیتال در چند سال اخیر، هدست‌های واقعیت مجازی بیشتر در کنار انواع بازی‌های رایانه‌ای به بازدیدکنندگان عرضه می‌شد، اما واقعیت این است که کاربردهای احتمالی این ابزار در آینده بسیار فراتر از این خواهد بود.

یکی از اصلی‌ترین کاربردهای احتمالی این دستگاه، در حوزه فیلم و سینماست. احتمالا در آینده‌ای نه چندان دور می‌توانیم انواع فیلم‌هایی را که با فناوری ویژه تصویربرداری شده ‌است با این هدست‌ها تماشا کنیم.

به ‌این ‌ترتیب می‌توانیم با چرخاندن سر به اطراف، زوایایی را که به‌صورت عادی در نمایشگرهای مسطح قابل مشاهده نیستند، ببینیم.

همچنین هدست‌های واقعیت مجازی می‌توانند به جای هدفن‌های از بین برنده سر و صدای اطراف نیز کاربرد داشته باشند.

برای نمونه، مدتی است برنامه‌ای به نام ساحل بی‌نظیر (Perfect Beach) به بازار آمده که فرد می‌تواند با اجرای آن روی هدست واقعیت مجازی، خود را در ساحلی زیبا تصور کند.

کافی است کاربر به رادیویی که سمت چپ قرار دارد نگاه کند تا برنامه‌های رادیویی از طریق هدفن برای کاربر پخش شود.

با نگاه کردن به کتابی که سمت راست قرار دارد، کتاب الکترونیکی مشخص شده جلوی دید کاربر باز خواهد شد.

هدست‌های واقعیت مجازی می‌تواند در رسانه‌های اجتماعی نیز کاربرد داشته باشد. دلیل این‌که فیسبوک با پرداخت هزینه‌ای بسیار گزاف (حدود دو میلیارد دلار) شرکت اکلوس را خرید، شاید همین کاربرد اجتماعی این وسیله باشد.

یکی از این کاربردها، برگزاری جلسات و دیدارهای مجازی با دوستان و آشنایانی است که هزاران کیلومتر با ما فاصله دارند.

افزون بر این، شاید بازدیدکنندگان موزه‌ها نیز بتوانند از این ویژگی برای درک هر چه بهتر قدمت برخی اشیای تاریخی استفاده کنند.

به ‌این‌ترتیب که فرد بازدیدکننده با قرار دادن هدست روی سر خود بتواند شیء مورد نظر را به‌صورت مجازی در دست گیرد و زوایای مختلف آن را مشاهده کند.

هدست‌های واقعیت مجازی همچنین می‌تواند در زمینه طراحی سازه‌های مختلف سودمند باشد. به کمک این ابزار، کارفرما یا سرمایه‌گذاران می‌توانند با این دستگاه وارد فضای مجازی طراحی شده از سوی مهندسان معمار شوند و بخش‌های مختلف آن را پیش از ساخته شدن ببینند.

منبع: جام جم کلیک

تماشاخانه