Was ist virtuelle Realität Eine einfache Einführung
Foto: Virtuelle Realität bedeutet, sich weg von der realen Welt blockiert und ein computergeneriertes Alternative zu ersetzen. Oft geht es um eine Rundum-Headset trägt ein Head-Mounted Display genannt, Stereo-Kopfhörer über die Ohren Klemm, und berühren oder das Gefühl, sich zurechtzufinden Ihre imaginären Heimat Datenhandschuhe (Handschuhe mit eingebauten Sensoren) verwendet wird. Bild von Wade Sisler mit freundlicher Genehmigung von NASA Ames Research Center.
Was ist virtuelle Realität?
Wenn wir gehen zu verstehen, warum Bücher, Filme, Bilder und Musikstücke nicht das Gleiche wie virtuelle Realität sind, müssen wir VR ziemlich klar definieren. Für die Zwecke dieses einfachen, Einführungsartikel, ich werde es definieren, wie:
Eine glaubwürdige, interaktive 3D-Computer-erschaffenen Welt, die Sie so erkunden Sie das Gefühl, Sie sind wirklich da, sowohl geistig als auch körperlich.
Um es eine andere Art und Weise, ist virtuelle Realität im Wesentlichen:
Kunstwerk: Das Canaletto Gemälde von Venedig, Italien ist glaubwürdig und in gewissem Sinne erforschbaren (Sie können Ihre Augen herum und denken über verschiedene Teile des Bildes bewegen), aber es ist nicht interaktiv, computer-generierte, oder immersive, so dass es nicht der Fall ist unsere Definition der virtuellen Realität treffen: in diesem Bild sucht, ist nicht wie dort zu sein. Es gibt nichts zu stoppen Sie uns eine erforschbaren Äquivalent in VR zu machen, aber wir müssen CGI-nicht Ölfarben zu tun. Foto mit freundlicher Genehmigung von Wikimedia Commons.
VR ist ganz anders. Es macht Sie denken, Sie leben tatsächlich in einer völlig glaubhaften virtuellen Welt (ein, in der die Fachsprache zu verwenden, Sie sind teilweise oder vollständig eingetaucht). Es ist Zwei-Wege-interaktiv: wie Sie reagieren, was Sie sehen, was Sie sehen Sie antwortet: wenn Sie Ihren Kopf herum drehen, was Sie im VR-Änderungen sehen oder hören Sie Ihre neue Perspektive entsprechen.
Arten der virtuellen Realität
voll immersiven
Für die komplette VR Erfahrung, müssen wir drei Dinge. Zunächst wird eine plausible und detailreichen virtuelle Welt zu erkunden; ein Computermodell oder Simulation, mit anderen Worten. Zweitens ist ein leistungsfähiger Computer, die erkennen können, was wir gehen und unsere Erfahrung entsprechend anpassen, in Echtzeit (also was wir sehen oder hören Änderungen so schnell wie wir uns bewegen, genau wie im wirklichen Realität). Drittens Hardware mit dem Computer verbunden, die uns vollständig in der virtuellen Welt eintaucht, wie wir um herumlaufen. Normalerweise würden wir müssen auf setzen, was heißt eine Head-Mounted Display (HMD) mit zwei Bildschirmen und Stereo-Sound, und tragen einen oder mehrere sensorische Handschuhe. Alternativ könnten wir in einem Raum, ausgestattet mit Surround-Sound-Lautsprecher bewegen. auf welche Bilder ändern sich von außen projiziert. Wir VR Ausrüstung im Detail in einem Moment erkunden.
Nicht eintauchend
Eine sehr realistische Flugsimulator auf einem Heim-PC könnte als nonimmersive virtuelle Realität, in Frage kommt vor allem, wenn es einen sehr breiten Bildschirm, mit Kopfhörern oder Surround-Sound und einem realistischen Joystick und anderen Steuerelemente verwendet. Nicht jeder will oder vollständig in einer alternativen Realität eingetaucht werden muss. Ein Architekt kann ein detailliertes 3D-Modell eines neuen Gebäudes bauen, um Kunden zu zeigen, dass durch Bewegen einer Maus auf einem Desktop-Computer erkundet werden können. Die meisten Leute würden das als eine Art virtuelle Realität einzuordnen, auch wenn es nicht vollständig Sie tauchen. In der gleichen Weise, Computer Archäologen schaffen oft eingreifenden 3D-Rekonstruktionen von lange verschollenen Siedlungen, die Sie sich um und erkunden bewegen können. Sie nehmen Sie nicht Hunderte oder Tausende von Jahren zurück oder die Töne erzeugen, Gerüche und Geschmäcker der Vorgeschichte, aber sie geben eine viel reichere Erfahrung als ein paar Pastellzeichnungen oder sogar einen animierten Film.
Collaborative
Was ist mit „virtuellen Welt“ Spiele wie Second Life und Minecraft? Zählen sie als virtuelle Realität? Obwohl sie die ersten vier unserer Kriterien (glaubwürdig, interaktive, computer erstellt und erforschbaren) gerecht zu werden, erfüllen sie nicht wirklich die fünfte: sie nicht in vollem Umfang Sie tauchen. Aber eine Sache, die sie anbieten tun, um diese innovative VR tut normalerweise nicht ist die Zusammenarbeit: die Idee, eine Erfahrung in einer virtuellen Welt mit anderen Menschen zu teilen, die oft in Echtzeit oder etwas sehr nahe. Die Zusammenarbeit und die gemeinsame Nutzung ist wahrscheinlich immer wichtige Merkmale von VR in Zukunft werden.
Welche Ausrüstung brauchen wir für virtuelle Realität?
Head-Mounted-Displays (HMDs)
Foto: Der Blick von innen. Ein typischer HMD hat zwei kleine Bildschirme, die verschiedene Bilder zu jedem Ihrer Augen zeigen, so dass Ihr Gehirn produziert ein kombinierte 3D (stereoskopisches) Bild. Bild mit freundlicher Genehmigung von der US Air Force.
Fesselnde Zimmer
Datenhandschuhe
Noch einfacher ist als ein dataglove, ist ein Stab ein Stab Sie berühren können, zeigen Sie auf, oder auf andere Weise mit einer virtuellen Welt interagieren. Es hat Position oder Bewegungssensoren (wie beispielsweise Beschleunigungsmesser) eingebaut, zusammen mit Maus-wie Knöpfen oder Scrollrad. Ursprünglich wurden stäbe plump in die Haupt VR Computer verdrahtet; zunehmend, sie sind drahtlos.
Foto: Ein typischer Hand Virtual-Reality-Controller (komplett mit elastischen Bändern), auf der Suche nicht so verschieden von einem Videospiel-Controller. Foto mit freundlicher Genehmigung von NASA Ames Research Center.
Anwendungen der virtuellen Realität
Foto: Flight Training ist eine klassische Anwendung der virtuellen Realität, obwohl es HMDs oder Datenhandschuh nicht verwendet werden. Stattdessen sitzen Sie in einem pretend Cockpit mit Bildern Wechsel auf riesigen Leinwänden einen Eindruck von der Ansicht zu geben, die Sie von Ihrem Flugzeug sehen würde. Das Cockpit ist eine sorgfältige Nachbildung des einen in einem echten Flugzeug mit genau den gleichen Instrumente und Bedienelemente. Foto von Javier Garcia mit freundlicher Genehmigung von der US Air Force.
wissenschaftliche Visualisierung
Alles, was auf atomarer oder molekularer Ebene geschieht, ist praktisch unsichtbar, wenn Sie bereit sind, mit den Augen zu einem Elektronenmikroskop geklebt zu sitzen. Aber nehmen wir an Sie neue Materialien oder Medikamente entwickeln wollen, und Sie wollen mit dem molekularen Äquivalent von LEGO experimentieren. Das ist eine andere offensichtliche Anwendung für virtuelle Realität. Statt Ringen mit Zahlen, Gleichungen oder zweidimensionale Zeichnungen von molekularen Strukturen, können Sie komplexe Moleküle lassen sich leicht zusammen direkt vor Ihren Augen. Diese Art von Arbeit begann in den 1960er Jahren an der Universität von North Carolina in Chapel Hill, wo Frederick Brooks GROPE ins Leben gerufen. ein Projekt, ein VR-System für die Erforschung der Wechselwirkungen zwischen Proteinmolekülen und Medikamenten zu entwickeln.
Industriedesign und Architektur
Architekten verwendet bauen Modelle aus Karte und Papier; jetzt sind sie viel wahrscheinlicher, Virtual-Reality-Computermodelle bauen Sie durch und erkunden. Aus dem gleichen Grunde ist es in der Regel viel billige Autos zu entwerfen, Flugzeuge und andere komplexe, teure Fahrzeuge auf einem Computer-Bildschirm, als sie in Holz zu modellieren. Kunststoff. oder andere reale Materialien. Dies ist ein Bereich, in die virtuelle Realität mit Computermodellierung überlappt. anstatt einfach ein immersive 3D-visuelles Modell für Menschen, zu untersuchen und zu erforschen, sind Sie ein mathematisches Modell zu schaffen, das für seine Aerodynamik getestet werden kann, die Sicherheit oder andere Qualitäten.
Spiele und Unterhaltung
Vor-und Nachteile der virtuellen Realität
Wie jede Technologie, hat virtuelle Realität gute und schlechte Punkte. Wie viele von uns hätte lieber eine komplexe Hirnoperation von einem Chirurgen in VR trainiert durchgeführt wird, im Vergleich zu jemandem, der nur Bücher oder sah über die Schultern ihrer Kollegen gelesen hat? Wie viele von uns würden lieber üben unsere auf einem Auto-Simulator fahren, bevor wir einen Fuß auf die Straße gesetzt? Oder lehnen Sie sich zurück und entspannen Sie sich in einem Jumbo-Jet, zuversichtlich in dem Wissen, dass unser Pilot auf diesem Flughafen landen praktiziert, dutzende Male in einem VR-Simulator, bevor sie jemals einen Fuß in einem echten Cockpit gesetzt?
Eine kurze Geschichte der virtuellen Realität
So viel für die Zukunft, aber was der Vergangenheit an. Virtuelle Realität hat eine lange und reiche Geschichte. Hier sind ein paar der interessantesten Highlights.
