واقعیت مجازی یا VR چیست و چه کاربردهای دارد؟
واقعیت مجازی یکی از پیشرفت‌های جدید علم و فناوری است که به شکل فزاینده‌ای در زندگی ما حضور دارد. واقعیت مجازی به معنای شبیه‌سازی دنیای واقعی در یک فضای مجازی است. در این مقاله، به بررسی مزایا، معایب و کاربردهای واقعیت مجازی می‌پردازیم.
فهرست مطالب
تاریخچه واقعیت مجازی
تاریخچه واقعیت مجازی به سال ۱۹۶۰ با بازیابی کلمه “سنسوراما” توسط ایوان سالومن آغاز شد. اولین دستگاه واقعیت مجازی نیز در سال ۱۹۶۸ توسط ایوان سالومن توسعه داده شد. با بهبود تکنولوژی، واقعیت مجازی به شکل قابل‌توجهی پیشرفت کرد و به یک ابزار قدرتمند برای استفاده در صنایع مختلف تبدیل شد.
واقعیت مجازی چیست؟
یکی از جذاب‌ترین تکنولوژی‌های آموزشی واقعیت مجازی است. واقعیت مجازی یا Virtual Reality (VR) به دانش‌آموزان اجازه می‌دهد تا به یک‌دنیای مجازی وارد شوند و در یک محیط کاملاً شبیه‌سازی شده و مجازی تعامل داشته باشند؛ و با استفاده از تجربه‌های واقعی، مهارت‌های جدیدی را کسب کنند.
در حال حاضر، سیستم‌های واقعیت مجازی استاندارد هدست‌های واقعیت مجازی یا محیط‌های چندگانه برای تولید تصاویر، صداها و سایر احساسات واقعی استفاده می‌کنند که حضور فیزیکی کاربر را در یک محیط مجازی شبیه‌سازی می‌کنند.
فردی که از تجهیزات واقعیت مجازی استفاده می‌کند قادر است به اطراف دنیای مصنوعی نگاه کند، در آن حرکت کند و با ویژگی‌ها یا آیتم‌های مجازی تعامل داشته باشد. این افکت معمولاً توسط هدست‌های واقعیت مجازی متشکل از یک نمایشگر روی سر با یک صفحه‌نمایش کوچک در جلوی چشم ایجاد می‌شود، اما می‌تواند از طریق اتاق‌هایی با طراحی خاص با چندین صفحه‌نمایش بزرگ نیز ایجاد شود.
واقعیت مجازی معمولاً بازخورد شنیداری و تصویری را در بر می‌گیرد، اما ممکن است انواع دیگر بازخورد حسی و نیرویی را از طریق فناوری لمسی نیز امکان‌پذیر کند. این تکنولوژی برای درس‌های مختلفی مانند علوم، ریاضیات و به‌خصوص در آموزش مواردی مثل پزشکی یا خلبانی که احتمال بروز خطا و ریسک وجود دارد و حتی تاریخ می‌تواند مفید باشد. برای مثال، دانش‌آموزان می‌توانند در دنیای مجازی مسابقه‌ای را با یکدیگر برگزار کنند، مدل‌های سه‌بعدی را بررسی کنند و حتی به‌جای سفر به یک مکان خاص، از واقعیت مجازی استفاده کنند تا این تجربه را به‌صورت واقعی به دست آورند.
یکی از روش‌هایی که با آن می‌توان واقعیت مجازی را تحقق بخشید، واقعیت مجازی مبتنی بر شبیه‌سازی است. برای مثال، شبیه‌سازهای رانندگی با پیش‌بینی حرکت وسیله نقلیه ناشی از ورودی راننده و بازخورد دادن نشانه‌های بصری، حرکتی و صوتی مربوطه به راننده، این تصور را به راننده القا می‌کند که واقعاً یک وسیله نقلیه واقعی را رانندگی می‌کند.
با استفاده از واقعیت مجازی مبتنی بر تصویر آواتار، افراد می‌توانند در قالب ویدئوی واقعی و همچنین آواتار به محیط مجازی بپیوندند. می‌توان در محیط مجازی توزیع شده سه‌بعدی به‌صورت یک آواتار معمولی یا یک ویدئو واقعی شرکت کرد. کاربران می‌توانند نوع مشارکت خود را بر اساس قابلیت سیستم انتخاب کنند.
انواع متمایز دیگر فناوری به سبک وی آر شامل واقعیت افزوده و واقعیت ترکیبی است که گاهی به‌عنوان واقعیت توسعه‌یافته یا XR شناخته می‌شود.
مزایا و معایب واقعیت مجازی
مزایا:
یکی از مزایای واقعیت مجازی، امکان ایجاد تجربه‌های واقعیت‌پذیری در یک محیط کاملاً مجازی است. این امکان باعث می‌شود تا کاربران بتوانند به‌صورت واقعیت‌پذیر، به موضوعاتی مانند آموزش، نمایش فیلم و بازی‌ها دسترسی داشته باشند. همچنین، واقعیت مجازی می‌تواند در بسیاری از انواع صنایع نظیر طراحی محصول، پزشکی، ساخت‌وساز، بازی‌های ویدئویی و غیره مورداستفاده قرار گیرد.
معایب:
بااین‌حال، واقعیت مجازی نیز دارای معایبی است. یکی از این معایب، ایجاد وابستگی به واقعیت مجازی است که ممکن است باعث شود که کاربران از جامعه واقعی دور شوند. همچنین، استفاده از واقعیت مجازی ممکن است باعث ایجاد برخی از مشکلات سلامتی مانند سردرد، استفراغ و افزایش ریسک ابتلا به بیماری‌های چشمی شود.
کاربردهای واقعیت مجازی
واقعیت مجازی بیشتر در برنامه‌های سرگرمی مانند بازی‌های ویدئویی، سینمای سه‌بعدی و دنیای مجازی استفاده می‌شود.
هدست‌های واقعیت مجازی اولین‌بار توسط شرکت‌های بازسازی ویدئویی در اوایل و اواسط دهه ۱۹۹۰ منتشر شد. با شروع دهه ۲۰۱۰، نسل بعدی هدست‌های تتردار تجاری توسط Oculus (Rift), HTC (Vive) و Sony (PlayStation VR) عرضه شدند و موج جدیدی از توسعه برنامه‌ها را به راه انداختند.
در سینمای سه‌بعدی نیز برای رویدادهای ورزشی، هنرهای زیبا، موسیقی ویدئوها و فیلم‌های کوتاه استفاده شده است. از سال ۲۰۱۵، ترن هوایی و پارک‌های موضوعی واقعیت مجازی را برای تطبیق جلوه‌های بصری با بازخورد لمسی در نظر گرفته‌اند.
در علوم اجتماعی و روان‌شناسی، واقعیت مجازی ابزاری مقرون‌به‌صرفه برای مطالعه و تکرار تعاملات در یک محیط کنترل شده ارائه می‌دهد. می‌توان از آن به‌عنوان یک مداخله درمانی استفاده کرد. به‌عنوان‌مثال، موردی از درمان مواجهه با واقعیت مجازی (VRET)، شکلی از مواجهه‌درمانی برای درمان اختلالات اضطرابی مانند اختلال استرس پس از سانحه (PTSD) و فوبیا وجود دارد.
کاربرد واقعیت مجازی در آموزش
واقعیت مجازی به عنوان یک فناوری نوین، به شکل گسترده‌ای در صنعت آموزش به کار گرفته می‌شود. در اینجا چند کاربرد واقعیت مجازی در آموزش بررسی می‌شود:
آموزش عملی:
واقعیت مجازی به معنای شبیه‌سازی دنیای واقعی در یک فضای مجازی است، بنابراین می‌تواند به‌عنوان یک ابزار آموزشی عملی بسیار مفید باشد. برای مثال، در آموزش پزشکی، واقعیت مجازی می‌تواند برای شبیه‌سازی عملیات جراحی، تمرینات تعمیراتی یا آموزش مهارت‌های کاربردی دیگر به کار گرفته شود.
آموزش مجازی:
با استفاده از واقعیت مجازی، می‌توان به‌سادگی یک محیط آموزشی تعاملی را ایجاد کرده و به دانش‌آموزان اجازه داد تا در محیطی تعاملی و مفهومی آموزش ببینند. با این روش، دانش‌آموزان می‌توانند در زمینه‌هایی مانند تاریخ، جغرافیا، زیست‌شناسی و غیره به‌صورت واقعیت مجازی آموزش داده شوند.
آموزش بازی:
واقعیت مجازی می‌تواند به‌عنوان یک ابزار آموزش بازی‌های ویدئویی مفید باشد. با استفاده از واقعیت مجازی، بازیکنان می‌توانند به شکل واقعیت‌پذیر تر بازی کنند و در آنجا تجربه‌های جذاب‌تری را داشته باشند.
آموزش مهارت‌های اجتماعی:
با استفاده از واقعیت مجازی، می‌توان به‌سادگی محیط‌های اجتماعی مختلف را شبیه‌سازی کرد. این به دانش‌آموزان اجازه می‌دهد تا در محیط‌های اجتماعی مختلف آموزش داده شوند و مهارت‌های اجتماعی خود را بهبود بخشند.
آموزش زبان:
واقعیت مجازی می‌تواند به‌عنوان یک ابزار آموزش زبان مفید باشد. با استفاده از واقعیت مجازی، دانش‌آموزان می‌توانند به شکل واقعیت‌پذیر تر با زبان‌های مختلف آشنا شوند و روش‌های مختلفی را برای آموزش زبان به کار ببرند. برای مثال، می‌توان در واقعیت مجازی محیط‌هایی را شبیه‌سازی کرد که در آن‌ها دانش‌آموزان بتوانند با شخصیت‌های مختلف در زبان‌های مختلف در ارتباط باشند و زبان را به‌صورت عملی یاد بگیرند.
سخت‌افزار
برای احساس غوطه‌ورشدن در واقعیت مجازی، نرخ فریم بالا (حداقل ۹۵ فریم بر ثانیه) و همچنین تأخیر کم‌اهمیت دارد.
نمایشگرهای هدست واقعیت مجازی مدرن مبتنی بر فناوری توسعه‌یافته برای گوشی‌های هوشمند از جمله: ژیروسکوپ و حسگرهای حرکتی برای ردیابی وضعیت سر، بدن و دست هستند.
صفحه‌نمایش‌های کوچک HD برای نمایشگرهای استریوسکوپی و پردازنده‌های کامپیوتری کوچک، سبک و سریع هستند.
این اجزا به مقرون‌به‌صرفه بودن نسبی برای توسعه‌دهندگان مستقل واقعیت مجازی منجر شد و ارائه اولین هدست VR توسط Oculus Rift Kickstarter در سال ۲۰۱۲ صورت گرفت.
سلامت و امنیت
ملاحظات بهداشتی و ایمنی زیادی در مورد واقعیت مجازی وجود دارد. تعدادی از علائم ناخواسته به دلیل استفاده طولانی‌مدت از واقعیت مجازی ایجاد شده است، و ممکن است گسترش این فناوری را کند کرده باشد.
اکثر سیستم‌های واقعیت مجازی با هشدارهای مصرف‌کننده همراه هستند، از جمله: تشنج، مشکلات رشد در کودکان، هشدار سقوط و برخورد، درد و ناراحتی، آسیب استرس مکرر، و تداخل با وسایل پزشکی؛ برخی از کاربران ممکن است در حین استفاده از هدست‌های VR دچار پرش، تشنج یا بیهوشی شوند، حتی اگر سابقه صرع نداشته باشند و قبلاً هرگز تشنج نداشته باشند. از هر ۴۰۰۰ نفر یک نفر یا ۰٫۰۲۵ درصد ممکن است این علائم را تجربه کند. ازآنجایی‌که این علائم در بین افراد زیر ۲۰ سال شایع‌تر است، به کودکان توصیه می‌شود از هدست‌های واقعیت مجازی استفاده نکنند.
مشکلات دیگری ممکن است در تعاملات فیزیکی با محیط فرد رخ دهد. هنگام استفاده از هدست واقعیت مجازی، افراد به‌سرعت آگاهی خود را نسبت به محیط واقعی از دست می‌دهند و ممکن است در اثر زمین‌خوردن یا برخورد با اشیا واقعی به خود آسیب برسانند.
امنیت واقعیت مجازی به میزانی که دستگاه‌ها، نرم‌افزارها و محتوای آن امن باشند، تضمین می‌شود. برخی از روش‌های افزایش امنیت واقعیت مجازی عبارتند از:
- استفاده از دستگاه‌های معتبر و بروزرسانی شده
- استفاده از نرم‌افزارهای قابل اعتماد و بدون ویروس
- استفاده از محتوای مناسب و منطبق با سن و شرایط فرد
- رعایت حداکثر زمان استفاده روزانه
- حفظ فاصله کافی از محیط واقعی و اجسام خطرناک
حریم خصوصی
ردیابی مداوم موردنیاز همه سیستم‌های واقعیت مجازی، این فناوری را به‌ویژه برای نظارت انبوه مفید و آسیب‌پذیر می‌کند. گسترش VR باعث افزایش پتانسیل و کاهش هزینه‌های جمع‌آوری اطلاعات، حرکات و پاسخ‌های شخصی می‌شود. داده‌های حسگرهای ردیابی چشم که پیش‌بینی می‌شود به یک ویژگی استاندارد در هدست‌های واقعیت مجازی تبدیل شوند، ممکن است به طور غیرمستقیم اطلاعاتی را در مورد قومیت، ویژگی‌های شخصیتی، ترس‌ها، احساسات، علایق، مهارت‌ها و سلامت جسمی و روانی کاربر نشان دهند.
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، درحالی‌که 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.
در واقعیت مجازی، به‌جای قراردادن 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 به‌جای ترکیب اشیای یک محیط مجازی و یک صحنه واقعی، دنیایی تعاملی و چنان واقعی برای فرد ایجاد می‌کند که کاربر متقاعد شود که واقعاً 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 قابل‌نصب 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، به‌عنوان 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 قابل‌ارائه به کاربر مبدل می‌شوند. همان‌طور که مشخص است واقعیت افزوده و واقعیت مجازی، هر دو مبتنی بر تصاویر ایجاد شده توسط کامپیوتر هستند.
آیا واقعیت مجازی می‌تواند جایگزین واقعیت واقعی شود؟
از آنجایی‌که واقعیت مجازی توانسته است در سال‌های اخیر به شکل قابل‌توجهی پیشرفت کند، ممکن است برخی فکر کنند که در آینده می‌تواند جایگزین واقعیت واقعی شود. بااین‌حال، هنوز تأکید می‌شود که واقعیت مجازی نمی‌تواند جایگزین کامل واقعیت واقعی باشد.
در واقع، واقعیت مجازی به شکل مفیدی می‌تواند به کار گرفته شود، اما در بسیاری از موارد، پیشنهاد می‌شود که برای بهره‌برداری بهینه از آن، واقعیت مجازی را به‌عنوان یک ابزار کمکی در کنار واقعیت واقعی به کار گرفت. به‌عنوان‌مثال، در صنعت بازی‌های ویدئویی، واقعیت مجازی می‌تواند تجربه‌های بازی را برای بازیکنان به شکلی جذاب‌تر و واقع‌گرایانه‌تر ارائه دهد، اما همچنان بسیاری از بازیکنان ترجیح می‌دهند تجربه بازی در دنیای واقعی را داشته باشند.
همچنین، در زمینه‌هایی مانند آموزش و پزشکی، واقعیت مجازی می‌تواند به‌عنوان یک ابزار آموزشی و تشخیصی مفید مورداستفاده قرار گیرد، اما در نهایت، برای بهبود وضعیت جامعه و جامعه‌یابی، نیاز به توسعه و استفاده از واقعیت واقعی همچنان وجود دارد.
بنابراین، می‌توان گفت که واقعیت مجازی نمی‌تواند جایگزین کامل واقعیت واقعی شود، بلکه به‌عنوان یک ابزار کمکی و مفید در بسیاری از صنایع و موارد مورداستفاده قرار می‌گیرد. همچنین، برای بهره‌برداری بهینه از واقعیت مجازی، نیاز است که مزایا و معایب آن به‌دقت بررسی و در نظر گرفته شود.
سخن پایانی
واقعیت مجازی به دلیل مزایای بسیاری که دارد، به شکل گسترده‌ای در صنایع مختلف به کار گرفته شده است. بااین‌حال، مانند هر فناوری دیگری، واقعیت مجازی دارای معایبی نیز است. برای بهره‌برداری به شکل بهینه از واقعیت مجازی، لازم است که مزایا و معایب آن به‌صورت دقیق بررسی شود و در نظر گرفته شود. همچنین، برای جلوگیری از مشکلات سلامتی، لازم است که از واقعیت مجازی به شکل صحیح و باتوجه‌به محدودیت‌های موجود استفاده شود. در نهایت، واقعیت مجازی به‌عنوان یکی از پیشرفت‌های جدید علم و فناوری، به ما امکاناتی را می‌دهد که قبلاً وجود نداشته و با استفاده از آن‌ها می‌توانیم به بهبود کیفیت زندگی خود و جامعه کمک کنیم.
برای ارسال نظر لطفا ابتدا وارد حساب کاربری خود شوید. صفحه ورود و ثبت نام