1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ-ΟΡΟΙΣΜΟΙ.
Εικόνα 12: Στιγμιότυπο από τηλεσυνδιάσκεψη με χρήστη πολυχρηστηκής
immersive εικονικής πραγματικότητας.
Η εικονική πραγματικότητα (virtual reality) θεωρούνται μια καινοτόμος τεχνολογική ανακάλυψη που επέτρεψε στον άνθρωπο να ξεπεράσει τον κλασικό τρόπο διάδρασης με τον ηλεκτρονικό υπολογιστή, μέσο των στατικών μέσων διεπαφής, όπως το ποντίκι και το πληκτρολόγιο και του έδωσε τη δυνατότητα να μπει και να πλοηγηθεί σε ένα τρισδιάστατο τεχνητό κόσμο.
Ο όρος της εικονικής πραγματικότητας διατυπώθηκε για πρώτη φορά το 1989 από τον Jaron Lanier ο οποίος της έδωσε τον εξής ορισμό:
<<Εικονική πραγματικότητα είναι ένα αλληλεπιδραστικό περιβάλλον, φτιαγμένο από υπολογιστή, στο οποίο μπορεί κάποιος να εμβυθιστεί>>.
Στη συνέχεια δόθηκαν διάφοροι άλλοι ορισμοί.
Το 1993 ο Gigante είπε: <<Χαρακτηρίζεται από την ψευδαίσθηση της συμμετοχής σε ένα συνθετικό περιβάλλον και όχι απλά από την εξωτερική παρατήρηση ενός τέτοιου περιβάλλοντος. Η εικονική πραγματικότητα βασίζεται σε τρισδιάστατες στερεοσκοπικές μονάδες απεικόνισης με ανιχνευτή της κίνησης του κεφαλιού, του χεριού ή του σώματος και στερεοσκοπικό ήχο. Η εικονική πραγματικότητα είναι μια εμπειρία εμβύθισης που χρησιμοποιεί όλες τις αισθήσεις>>.
Οι Loffer και Anderson (1994) ορίζουν την εικονική πραγματικότητα ως εξής:
<<Εικονική πραγματικότητα είναι ένα τρισδιάστατο περιβάλλον προσομοίωσης σε υπολογιστή του οποίου η απεικόνιση γίνεται σε πραγματικό χρόνο και εξαρτάται από τη συμπεριφορά του χρήστη>>.
Η εικονική πραγματικότητα χρησιμοποιεί ηλεκτρονικούς υπολογιστές, για να δημιουργήσει και να προσομοιώσει υπαρκτά ή φανταστικά περιβάλλοντα, από τα οποία ο χρήστης έχει την ψευδαίσθηση
ότι περιβάλλεται και στα οποία μπορεί να κινηθεί ελεύθερα, αλληλεπιδρώντας παράλληλα με τα αντικείμενα που περιλαμβάνουν, όπως θα έκανε και στον πραγματικό κόσμο. Επομένως η έννοια της εικονικής πραγματικότητας ορίζεται μέσα από την εμπειρία που βιώνει ο χρήστης. Η εικονική πραγματικότητα περιγράφεται από τρία I (Εικόνα 1), immersion (εμβύθιση), interaction (αλληλεπίδραση),
imagination (φαντασία) περιοριζόμενη από την ανθρώπινη φαντασία όσο αφορά τις εφαρμογές της
(Burdea & Coiffet, 1993).
Εικόνα 1:Το τρίγωνο των τριών I της εικονικής πραγματικότητας όπως
παρουσιάζονται από τους Burdea & Coiffet.
Το αποτέλεσμα που παράγεται από ένα σύστημα εικονικής πραγματικότητας ονομάζεται Εικονικό Περιβάλλον, που αναφέρεται στη βιβλιογραφία και ως σύστημα εικονικού περιβάλλοντος (virtual environment system) ή και ως εικονικός κόσμος (virtual world).
Το εικονικό περιβάλλον (virtual environment) είναι ένας συνθετικός κόσμος που διέπεται από ένα σύνολο κανόνων και επιτρέπει στο χρήστη να πλοηγηθεί μέσα σε αυτό και να αλληλεπιδράσει μαζί του. Πολλές φορές στο περιβάλλον αυτό χρησιμοποιείται εξειδικευμένο υλικό για την επικοινωνία με το χρήστη, που καθορίζει και τον τρόπο αλληλεπίδρασής του με αυτά.
Σύμφωνα με τον Kalawasky (1994) <<ένα εικονικό περιβάλλον είναι μια συνθετική αισθητήρια εμπειρία που μεταδίδει φυσικά και αφηρημένα στοιχεία στο άτομο που τη βιώνει. Αυτή η αισθητήρια εμπειρία γεννιέται από ένα υπολογιστικό σύστημα μέσω της παρουσίασης, στα ανθρώπινα αισθητήρια συστήματα μιας διεπαφής ανθρώπου- υπολογιστή , που προσεγγίζει διάφορες ιδιότητες του πραγματικού κόσμου. Αυτή η διεπαφή έχει τη μορφή τρισδιάστατου απεικονιστικού περιβάλλοντος, το οποίο συνίσταται σε αντικείμενα και φαινόμενα>>.
Δημιουργώντας την αισθητήρια εμπειρία, το σύστημα εικονικής πραγματικότητας <<περιβάλλει>> τον χρήστη δημιουργώντας του μια συνειδητή αίσθηση παρουσίας. Στο (Witner et al., 1998) προτείνεται ότι η ποιότητα της αίσθησης παρουσίας σε ένα εικονικό περιβάλλον είναι μετρήσιμη, επιτυγχάνεται μέσα από τη νοητική συγκέντρωση και εξαρτάται από τους παρακάτω παράγοντες:
- Εμπλοκή: η ψυχολογική κατάσταση που βιώνεται ως συνέπεια της συγκέντρωσης της ενέργειας και της προσοχής ενός ατόμου σε ένα συνεκτικό σύνολο ερεθισμάτων ή εννοιολογικά συσχετιζόμενων δραστηριοτήτων και γεγονότων.
- Εμβύθιση: η ψυχολογική κατάσταση που χαρακτηρίζεται από την αντίληψη που έχει ένα άτομο ότι περιέχεται ή περικλείεται από ένα περιβάλλον και αλληλεπιδρά με αυτό το περιβάλλον, το οποίο παρέχει στο άτομο συνεχή ροή ερεθισμάτων και εμπειριών.
Ο Ellis (1993) δίνει έναν άλλο ορισμό:
<< Ένα εικονικό περιβάλλον αποτελείται από περιεχόμενο (αντικείμενα και δράστες), γεωμετρία και δυναμική, με ένα εγωκεντρικό πλαίσιο αναφοράς, που περιλαμβάνει την αντίληψη των αντικειμένων σε βάθος και που εγείρει διάφορες αισθήσεις ταυτόχρονα>>.
Με βάση τους παραπάνω ορισμούς τα βασικά χαρακτηριστικά των εικονικών περιβαλλόντων φαίνεται να είναι τρισδιάστατα γραφικά και ένα μοντέλο περιβάλλοντος, που αναπαριστά μια τοποθεσία από την πραγματική ζωή ή κάποια τεχνητή δομή. Ο λόγος για τον οποίο έχει επικρατήσει τα τελευταία χρόνια ο όρος <<εικονικό περιβάλλον>> έναντι του όρου <<εικονική πραγματικότητα>> είναι γιατί στα συστήματα αυτά αφενός δε γίνεται προσπάθεια μοντελοποίησης ολόκληρου του σύμπαντος αλλά ενός περιορισμένου περιβάλλοντος ανάλογα με την εφαρμογή και αφετέρου γιατί δεν είναι υποχρεωτικό η αναπαράσταση να αφορά κάποια ρεαλιστική δομή, αλλά μπορεί κάλλιστα να είναι και κάποιος φανταστικός χώρος με ιδιόμορφους νόμους.
Ουσιαστικά ένας χρήστης <<κατοικεί>> στο περιβάλλον έχοντας μια τρέχουσα θέση σε αυτό και επομένως μια περιορισμένη άποψη του χώρου. Έχει την ικανότητα να ταξιδεύει σε αυτό και να αλληλεπιδρά με τα αντικείμενα που τον περιβάλλουν.Τόσο η αντίληψη του περιβάλλοντος, όσο και η αλληλεπίδραση του χρήστη με αυτό μπορούν να μοντελοποιηθούν με βάση την πραγματικότητα. Στην περίπτωση της αντίληψης, ένα τέτοιο παράδειγμα είναι η χρήση πολυαισθητήριων ερεθισμάτων που μιμούνται τα ερεθίσματα του πραγματικού κόσμου ενισχύοντας έτσι την αληθοφάνεια του εικονικού περιβάλλοντος . Αντίστοιχο παράδειγμα αλληλεπίδρασης είναι το βάδισμα του χρήστη πάνω σε κυλιόμενο επίπεδο που προκαλεί την πλοήγησή του στο εικονικό περιβάλλον.
2. ΚΑΤΗΓΟΡΙΕΣ ΕΙΚΟΝΙΚΗΣ ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΟΤΗΤΑΣ.
Τα συστήματα της Εικονικής Πραγματικότητας με τα οποία υλοποιούνται τα εικονικά Περιβάλλοντα διακρίνονται στις εξής κατηγορίες :
- Επιτραπέζια συστήματα Εικονικής Πραγματικότητας (DeskTop VR). Στην κατηγορία αυτή ανήκουν τα συστήματα που προβάλλουν τον εικονικό κόσμο σε μια τυπική οθόνη επιτραπέζιου υπολογιστή. Ένα μειονέκτημα της προσέγγισης αυτής είναι ότι δεν προσφέρει περιφερειακή όραση, οπότε οδηγεί σε χαμηλότερο επίπεδο εμβύθισης. Ωστόσο, αυτά τα συστήματα είναι ευρέως διαδεδομένα λόγω του χαμηλού κόστους τους και της υπάρχουσας υποδομής. Χαρακτηριστικό παράδειγμα είναι τα ηλεκτρονικά παιχνίδια.
Εικόνα 2: Επιτραπέζιο σύστημα Εικονικής Πραγματικότητας.
- Συστήματα εμβύθισης (Immersion VR). Σε αυτά τα συστήματα δίνεται μεγάλη σημασία στην ποιότητα της εμβύθισης του χρήστη, με χρήση συσκευών (π.χ. κράνους) που τον αποκόπτουν από ερεθίσματα του πραγματικού κόσμου προσφέροντας ρεαλιστική αλληλεπίδραση με τον εικονικό κόσμο.
Εικόνα 3: Σύστημα εμβύθισης.
- Συστήματα με αναπαράσταση του χρήστη. Η αίσθηση παρουσίας του χρήστη στο εικονικό περιβάλλον ενισχύεται από την ύπαρξη μιας τρισδιάστατης αναπαράστασης μέσα στον εικονικό χώρο. Η αναπαράσταση μπορεί να προέρχεται από σύνθεση τρισδιάστατου μοντέλου από τον υπολογιστή ή ακόμα και από την εικόνα του χρήστη, σε πραγματικό χρόνο, με χαρτογράφηση video.
- Προβολικά συστήματα (Cave). Αποτελούνται από ένα δωμάτιο στους τοίχους, το δάπεδο και την οροφή του οποίου προβάλλονται εικόνες που αναπαριστούν απόψεις του εικονικού περιβάλλοντος. Ο χρήστης έχει τη δυνατότητα να βαδίζει στο δωμάτιο και να έχει την αίσθηση της παρουσίας του στον εικονικό κόσμο.
Εικόνα 4: Χρήστης εντός ενός CAVE.
- Τηλεπαρουσία (Tele-presence). Η συγκεκριμένη κατηγορία χρησιμοποιεί απομακρυσμένους αισθητήρες του πραγματικού κόσμου, για να μεταφέρει τις συνθήκες του πραγματικού περιβάλλοντος στο εικονικό. Ένα τέτοιο διαδραστικό σύστημα αποτελεί ένα σύστημα μικτής πραγματικότητας, καθώς συνδυάζει εισόδους από τον πραγματικό και τον εικονικό κόσμο.
- Ενισχυμένη εικονική πραγματικότητα (Augmented VR). Ένα σύστημα εικονικής πραγματικότητας που συνδυάζει την πραγματική σκηνή με την εικονική που παράγει ο υπολογιστής βελτιστοποιώντας την αίσθηση ρεαλισμού και προσεγγίζοντας πολύ τη συνειδητή πραγματικότητα, όπως φαίνεται στην εικόνα 5.
Εικόνα 5: Τρισδιάστατος καναπές όπως εμφανίζεται σε κατάλογο σχεδιασμένο
ειδικά για να εφαρμοστεί η επαυξημένη πραγματικότητα.
3. ΚΑΤΗΓΟΡΙΕΣ ΕΙΚΟΝΙΚΩΝ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΩΝ.
Τα Εικονικά Περιβάλλοντα διακρίνονται στις εξής κατηγορίες:
- Κατανεμημένα εικονικά περιβάλλοντα. Ονομάζονται έτσι όταν ενεργά μέρη τους είναι διασκορπισμένα σε διαφορετικά υπολογιστικά συστήματα και συνδέονται μέσω ενός δικτύου. Το βασικό χαρακτηριστικό τους είναι ότι επιτρέπουν την αλληλεπίδραση του χρήστη με το περιβάλλον και με τα αντικείμενα που περιέχει, σε πραγματικό χρόνο, παρέχοντας μια αυξημένη αίσθηση ρεαλισμού (Slater and Usoh, 1995).
- Δικτυακά εικονικά περιβάλλοντα. Τα δικτυακά εικονικά περιβάλλοντα επιτρέπουν σε μια ομάδα διασκορπισμένων χωρικά και χρονικά χρηστών αλληλεπιδρούν σε πραγματικό χρόνο. Τα περιβάλλοντα αυτά ονομάζονται και πολυχρηστικά (multy-user). Σε αντιπαράθεση με τα μονοχρηστικά περιβάλλοντα που ο χρήστης έχει τη δυνατότητα να αλληλεπιδρά μόνο με το περιβάλλον του εικονικού κόσμου, τα πολυχρηστικά εικονικά περιβάλλοντα στοχεύουν σε κάτι περισσότερο: την αλληλεπίδραση πολλαπλών χρηστών μεταξύ τους σε πραγματικό χρόνο.Επιπλέον, το εικονικό περιβάλλον μπορεί να είναι κατανεμημένο και να εκτελείται σε πολλαπλά υπολογιστικά συστήματα τα οποία βρίσκονται συνδεδεμένα στο δίκτυο.
- Συνεργατικά εικονικά περιβάλλοντα. Ως τέτοιο εικονικό περιβάλλον χαρακτηρίζεται ένας παραγόμενος από ηλεκτρονικό υπολογιστή εικονικός τόπος ή και ένα σύνολο τέτοιων τόπων. Στα περιβάλλοντα αυτά οι χρήστες έχουν τη δυνατότητα να συναντιούνται, να συνεργάζονται και να αλληλεπιδρούν μεταξύ τους, με ευφυείς πράκτορες και με τα αντικείμενα του εικονικού κόσμου. Η αναπαράστασή τους μπορεί να ποικίλλει από τρισδιάστατους γραφικούς χώρους και δισδιάστατους κόσμους, σε περιβάλλοντα που βασίζονται σε απλό κείμενο.
- Μαθησιακά Εικονικά Περιβάλλοντα. Ένα μαθησιακό εικονικό περιβάλλον μπορεί να θεωρηθεί ως ένα συνεργατικό περιβάλλον με σκοπό όμως όχι μόνο τη διεξαγωγή και ολοκλήρωση μιας συνεργατικής διαδικασίας, αλλά και επιπρόσθετες εκπαιδευτικές εργασίες, όπως για παράδειγμα η μάθηση από απόσταση. Πιο συγκεκριμένα ένα τέτοιο περιβάλλον είναι ένα σύνολο από εικονικούς κόσμους, ένας εικονικός κόσμος ο οποίος παρέχει στους χρήστες εκπαιδευτική λειτουργικότητα.
4. ΤΡΟΠΟΙ ΠΡΟΣΒΑΣΗΣ ΣΤΑ ΕΙΚΟΝΙΚΑ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΑ ΑΝΑΛΟΓΑ ΜΕ ΤΟΝ ΑΡΙΘΜΟ ΤΩΝ ΧΡΗΣΤΩΝ.
- Μονοχρηστικά Εικονικά Περιβάλλοντα. Στην κατηγορία αυτή ανήκουν συστήματα σχεδιασμένα για χρήση από ένα μόνο άτομο την ίδια χρονική στιγμή. Ο μοναδικός χρήστης είναι υπεύθυνος για τη διαχείριση του εικονικού κόσμου. Δεν πρόκειται ποτέ να δει αναπαράσταση άλλου χρήστη, ούτε να αλληλεπιδράσει με αυτόν, με μέσα που του προσφέρει ο εικονικός κόσμος.
Εικόνα 6:Σύστημα για ένα μόνο χρήστη.
- Πολυχρονικά Εικονικά Περιβάλλοντα. Είναι δικτυωμένα, συνεργασιακά συστήματα για πολλούς χρήστες (multi-user, collaborative, distributed VEs) που επιτρέπουν τη συνύπαρξη πολλών χρηστών στον ίδιο χώρο ταυτόχρονα (εικόνα 7). Ο κάθε συμμετέχων μπορεί να δει την εικονική αναπαράσταση ενός άλλου συμμετέχοντα το επονομαζόμενο Avatar του. Οι όποιες αλλαγές, επιτελέσει ένας χρήστης, στον κόσμο, είναι ορατές και στους υπόλοιπους. Αυτό ισχύει για, εκ φύσεως, απομακρυσμένους χρήστες.
Εικόνα 7: Πολυχρηστικό Δικτυωμένο Συνεργασιακό Σύστημα.
5. ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΕΝΟΣ ΕΙΚΟΝΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ
Μια πολύ εύστοχη ανάλυση ενός Εικονικού Περιβάλλοντος στα λειτουργικά στοιχεία από τα οποία αποτελείται πραγματοποιήθηκε από τον Stephen Ellis (1993) σύμφωνα με την οποία ένα Εικονικό περιβάλλον αποτελείται από τρία συστατικά (Εικόνα 8).
- Περιεχόμενο: Τα αντικείμενα και τα ενεργά στοιχεία, συμπεριλαμβανομένης και της αναπαράστασης του χρήστη.
- Γεωμετρία: Η μαθηματική περιγραφή του πεδίου όπου εξελίσσεται η αλληλεπίδραση.
- Δυναμικές: Οι κανόνες σύμφωνα με του οποίους αλληλεπιδρούν αντικείμενα και πράκτορες μεταξύ τους, ο τρόπος με τον οποίο συμπεριφέρονται και επικοινωνούν.
Εικόνα 8: Τα λειτουργικά χαρακτηριστικά ενός Εικονικού Περιβάλλοντος.
6. ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΕΝΟΣ ΕΙΚΟΝΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ.
Η δημιουργία ενός εικονικού περιβάλλοντος περιλαμβάνει την κατασκευή του επιμέρους μοντέλου του περιβάλλοντος και το σχεδιασμό των αλληλεπιδράσεων με το χρήστη.
Όσο αφορά στο μοντέλο του περιβάλλοντος μια κατηγοριοποίηση των επιμέρους τμημάτων τους είναι η εξής (Ellis, 1993, Thalmann, 1994):
- Ο χώρος σκηνικού ή η γεωμετρία, που παραμένει αμετάβλητη και μπορεί να κατασκευαστεί με βάση κάποια περιοχή του πραγματικού κόσμου, όπως ένα συγκεκριμένο κτήριο, ή ακόμα και να βασιστεί σε κάποια φανταστική ή αφηρημένη δομή ανάλογα με το είδος του περιβάλλοντος.
- Οι χρήστες, που μπορούν να εκτελούν ενέργειες και να ελέγχουν το δικό τους οπτικό πεδίο,
- Οι πράκτορες ή εικονικοί ηθοποιοί, οι οποίοι έχουν ευφυία και μπορούν να ενεργούν ανεξάρτητα από τους χρήστες και
- Τα αντικείμενα που υπάρχουν στο χώρο. Αυτά διαφοροποιούνται στο επίπεδο αλληλεπίδρασης με το χρήστη και στις δυνατότητες αλλαγής της κατάστασής τους.
Σε ό,τι αφορά την αλληλεπίδραση του χρήστη με το περιβάλλον οι βασικοί τύποι είναι (Bordegoni, 1993, Herndon et. al., 1994):
- Πλοήγηση και έλεγχος οπτικού πεδίου.
- Αλληλεπιδράσεις με αντικείμενα, όπως πιάσιμο, περιστροφή, μετακίνηση και χρήση αντικειμένων.
7. ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ.
Κάθε εικονικό περιβάλλον αποτελείται από το υλικό που θα χρησιμοποιήσει ο χρήστης και από το λογισμικό που εκτελείται σε κάποιον υπολογιστή. Το υλικό χρησιμοποιείται αφενός για να καταγράψει την τρέχουσα κατάσταση του χρήστη, όπως θέση στο χώρο, κινήσεις χεριών και κεφαλιού , ομιλία, κτλ., και αφετέρου για να μεταδώσει τα κατάλληλα ερεθίσματα στις αισθήσεις του, δηλαδή στην όραση, ακοή και αφή του. Αντίθετα το λογισμικό περιλαμβάνει το ίδιο το περιβάλλον αλλά και τα τμήματα διεπαφής του υλικού με το περιβάλλον.
Στην παρακάτω εικόνα παρουσιάζεται ένα γενικό σύστημα εικονικού περιβάλλοντος, όπου η εικόνα και ο ήχος προσαρμόζονται στην κίνησή του κεφαλιού και υπάρχει αλληλεπίδραση με το περιβάλλον με τη χρήση γαντιού δεδομένων και με φωνητικές εντολές.
Εικόνα 9: Ένα γενικό σύστημα Εικονικού Περιβάλλοντος και τα επιμέρους
τμήματά του.
7.1. Υλικό.
Οι συσκευές που χρησιμοποιούνται ως σήμερα σε εικονικά περιβάλλοντα είναι οι παρακάτω:
- Συσκευές εισόδου: Υπάρχει ένας αριθμός συσκευών που χρησιμοποιούνται για τη μετακίνηση του χρήστη στο περιβάλλον σε όλες τις διαστάσεις με διάφορους βαθμούς ελευθερίας. Τέτοιες συσκευές είναι το χειριστήριο (joystick), η σφαίρα (space ball) (εικόνα 10γ) και το τρισδιάστατο ποντίκι. Ακόμα, μπορούν να χρησιμοποιηθούν γάντια δεδομένων (data gloves) (εικόνα 10β) που εντοπίζουν τη θέση και την κίνηση του χεριού και των δακτύλων για αλληλεπίδραση με εικονικά αντικείμενα. Συσκευές εντοπισμού θέσης (position trackers) ή καταγραφής video μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να εντοπιστούν κινήσεις του κεφαλιού ή του σώματος, ώστε να βοηθήσουν τη μετακίνηση του χρήστη στο περιβάλλον ή την αλληλεπίδραση με αντικείμενα.
- Συσκευές οπτικοποίησης: Οθόνες προσαρμοσμένες στο κεφάλι (head-mounted displays) που περιλαμβάνουν ανεξάρτητες οθόνες για κάθε μάτι , μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να παρέχουν εμβυθισμένη, στερεοσκοπική εμφάνιση (εικόνα 10α,δ). Εναλλακτικά, μπορούν να χρησιμοποιηθούν συσκευές προβολής video που προβάλλουν το περιβάλλον σε φυσικό μέγεθος πάνω σε τοίχους δωματίων ή επιφάνειες τραπεζιών.
- Συσκευές τρισδιάστατου ήχου: Οι συσκευές αυτές μπορούν να παράγουν πολυφωνικούς ήχους με τρόπο τέτοιο, ώστε να γίνεται αντιληπτή από το χρήστη η σχετική θέση στο χώρο της κάθε πηγής ήχου.
- Συσκευές ανάδρασης: Υπάρχουν συσκευές ανάδρασης δυνάμεων και ανάδρασης αφής, που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να προσομοιώσουν την αίσθηση που έχει το δέρμα, όταν αγγίζει διαφόρων ειδών υλικά, ή για να εξομοιώσουν τη βαρύτητα ή την αντίσταση στην κίνηση.
Εικόνα 10:Συσκευές εικονικού περιβάλλοντος: α) ένα σύγχρονο HMD, β) γάντια δεδομένων, γ)απλό και τρισδιάστατο ποντίκι και τρισδιάστατο ποντίκι και τρισδιάστατη σφαίρα
7.2. Λογισμικό.
Το λογισμικό διακρίνεται σε δύο βασικές κατηγορίες, το λογισμικό ανάπτυξης, δηλαδή αυτό που χρησιμοποιείται για το σχεδιασμό του εικονικού περιβάλλοντος και το λογισμικό εκτέλεσης, δηλαδή αυτό που εκτελείται κατά τη διάρκεια της αλληλεπίδρασης του χρήστη με το περιβάλλον.
Κατά τη διάρκεια της ανάπτυξης του περιβάλλοντος χρησιμοποιούνται οι παρακάτω τύποι προγραμμάτων:
- Πρόγραμμα τρισδιάστατης μοντελοποίησης ή τρισδιάστατης ψηφιοποίησης από δεδομένα του πραγματικού κόσμου για τη δημιουργία των τρισδιάστατων μοντέλων,
- Εργαλεία βελτιστοποίησης γεωμετρίας για μείωση του όγκου των δεδομένων και καλύτερη απόδοση του περιβάλλοντος,
- Εργαλεία επεξεργασίας εικόνας για την κατασκευή των υφών που θα προστεθούν στα μοντέλα,
- Γενικού τύπου γλώσσα προγραμματισμού ή ειδική script γλώσσα για εικονικά περιβάλλοντα για τον προγραμματισμό των κανόνων του κόσμου και της κίνησης των αντικειμένων.
Οι διαδικασίες που εκτελούνται κατά τη διάρκεια εκτέλεσης ενός εικονικού περιβάλλοντος είναι οι παρακάτω:
- Μηχανή τρισδιάστατης οπτικοποίησης και παραγωγής ήχου σε πραγματικό χρόνο: είναι η διαδικασία που δημιουργεί την προοπτική πρώτου προσώπου του χρήστη και αναπαριστά το περιβάλλον σε πραγματικό χρόνο. Σε περίπτωση που το περιβάλλον περιέχει και τρισδιάστατο ήχο αναλαμβάνει και την προσαρμογή του ήχου ανάλογα με την τρέχουσα θέση του χρήστη.
- Διαδικασία χειρισμού συσκευών εισόδου / εξόδου του χρήστη: η διαδικασία αυτή λαμβάνει δεδομένα από τις συσκευές εισόδου (π.χ. γάντι δεδομένων, μικρόφωνο, θέση κεφαλιού) και τα μεταφράζει σε δεδομένα του εικονικού περιβάλλοντος. Αντίστοιχα, μετά από κάθε οπτικοποίηση ή παραγωγή τρισδιάστατου ήχου μεταφέρει την εικόνα και τον ήχο στις αντίστοιχες συσκευές εξόδου.
- Διαδικασία προσομοίωσης : είναι ουσιαστικά ο <<πυρήνας>> του εικονικού περιβάλλοντος, καθώς είναι η διαδικασία που εφαρμόζει τους νόμους του περιβάλλοντος (που μπορεί να αφορούν στην κίνηση ή σε άλλες επιτρεπτές ενέργειες) στα αντικείμενα και υπολογίζει τις νέες του ιδιότητες.
- Βάση δεδομένων γεωμετρίας του περιβάλλοντος: η γεωμετρία του περιβάλλοντος αποθηκεύεται και ανακτάται με τέτοια μορφή, ώστε το περιβάλλον να έχει όσο το δυνατόν μεγαλύτερη απόδοση. Η διαδικασία αυτή αναλαμβάνει να μην εμφανίσει τα αντικείμενα που δεν είναι στο οπτικό πεδίο του χρήστη ή να αντικαταστήσει τα αντικείμενα που βρίσκονται μακριά από το χρήστη με αντίστοιχα μειωμένης λεπτομέρειας.
Σήμερα υπάρχει ήδη ένα πρότυπο τυποποιημένο από το διεθνή οργανισμό τυποποίησης για την αναπαράσταση τρισδιάστατων δεδομένων στο internet, η VRML97. Το πρότυπο είναι ιδιαίτερα πολύπλοκο, με αποτέλεσμα πολλές από τις εφαρμογές που ισχυρίζονται ότι το χρησιμοποιούν να μην παρέχουν πλήρη υποστήριξη. Ενώ υπάρχει υποστήριξη του μοντέλου γεωμετρίας της VRML από τα δημοφιλή πακέτα τρισδιάστατης μοντελοποίησης, έχουν υπάρξει λίγες υλοποιήσεις του πλήρους μοντέλου συμβάντων (events). Για τις ανάγκες του Παγκόσμιου Ιστού έχουν γραφτεί ορισμένα δημοφιλή προγράμματα που εγκαθίστανται στο πρόγραμμα πλοήγησης (browser), όπως τα CosmoPlayer, BlaxxunCntract και ParallelGraphicsCortona. Με τη χρήση της γλώσσας VRML σε συνδυασμό με κάποιο από τα παραπάνω προγράμματα μπορούν να κατασκευαστούν αξιόλογα μικρής κλίμακας εικονικά περιβάλλοντα οθόνης, όμως η απόδοση τέτοιων συστημάτων δεν είναι ιδιαίτερα ικανοποιητική. Ως συνέχεια της VRML97 ετοιμάζεται σήμερα ένα νέο πρότυπο, το X3D. Το πρότυπο αυτό σε γενικές γραμμές είναι η VRML97, που έχει μετατραπεί σε μορφή XML, παρέχοντας όμως την αναγκαία προς τα πίσω συμβατότητα, ώστε να υποστηρίζονται οι υπάρχουσες εφαρμογές. Ένας αριθμός από εικονικούς κόσμους έχει αναπτυχθεί με τη χρήση μηχανών παιχνιδιών για PC, όπως οι τρισδιάστατες μηχανές των δημοφιλών παιχνιδιών Doom, Quake και Unreal. Ορισμένες τέτοιες μηχανές, όπως αυτή του Unreal, συνοδεύονται από ισχυρές γλώσσες σεναρίων (scriptlanguages) για την καλύτερη παραμετροποίηση του περιβάλλοντος, αλλά τείνουν να λειτουργούν καλύτερα σε εικονικά περιβάλλοντα που έχουν παρόμοια δομή με αυτά για τα οποία σχεδιάστηκαν οι μηχανές. Ακόμη, έχουν την τάση να θυσιάζουν την υποστήριξη γενικού τύπου τρισδιάστατων μοντέλων για χάρη της απόδοσης και των οπτικών εφφέ, και κατά συνέπεια είναι πολύ καλές για τους χώρους για τους οποίους έχουν σχεδιαστεί., αλλά δεν αποτελούν λύση που καλύπτει όλες τις περιπτώσεις. Τέλος, τη μεγαλύτερη ευκολία και άνεση στη δημιουργία ενός ενός εικονικού περιβάλλοντος τη δίνουν οι διάφορες βιβλιοθήκες τρισδιάστατων γραφικών, οι οποίες περιλαμβάνουν έτοιμες ρουτίνες για απεικόνιση και κίνηση τρισδιάστατων δεδομένων και διευκολύνουν τον προγραμματιστή στην ανάπτυξη τέτοιων εφαρμογών. Υπάρχουν βιβλιοθήκες χαμηλού επιπέδου, όπως η OpenGL και το Direct3D, και βιβλιοθήκες υψηλότερου επιπέδου, που χρησιμοποιούν τις παραπάνω, για να παρέχουν επιπλέον λειτουργικότητα. Παραδείγματα τέτοιων βιβλιοθηκών είναι Java3D, που ενισχύει τα προγράμματα Java με δυνατότητες αναπαράστασης και χειρισμού τρισδιάστατων δεδομένων, το OpenInventor, ένα ολοκληρωμένο εργαλείο για την κατασκευή αλληλεπιδραστικών τρισδιάστατων εφαρμογών, και το Performer, που είναι εξειδικευμένο για συστήματα πολλαπλών επεξεργαστών.
8. ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ.
Οι εφαρμογές εικονικής πραγματικότητας (ΕΠ) μεταφέρουν το χρήστη σε ένα Εικονικό Περιβάλλον, που έχει κατασκευαστεί εξ' ολοκλήρου από ηλεκτρονικό υπολογιστή και που μπορεί να εξομοιώσει την πραγματικότητα μέσα από τη χρήση ειδικών συσκευών, Η ΕΠ και κατά επέκταση τα Εικονικά Περιβάλλοντα αναμένεται να επαναδομορφώσουν τη διεπαφή ανθρώπου και πληροφόρησης, απεικόνισης, και τη δημιουργική έκφραση ιδεών. Εκτός από το χώρο του θεάματος και των βιντεοπαιχνιδιών, η εικονική πραγματικότητα με τα εικονικά περιβάλλοντα βρίσκουν εφαρμογές σε πολλούς κλάδους της επιστήμης [CHIP]:
Οι εφαρμογές εικονικής πραγματικότητας (ΕΠ) μεταφέρουν το χρήστη σε ένα Εικονικό Περιβάλλον, που έχει κατασκευαστεί εξ' ολοκλήρου από ηλεκτρονικό υπολογιστή και που μπορεί να εξομοιώσει την πραγματικότητα μέσα από τη χρήση ειδικών συσκευών, Η ΕΠ και κατά επέκταση τα Εικονικά Περιβάλλοντα αναμένεται να επαναδομορφώσουν τη διεπαφή ανθρώπου και πληροφόρησης, απεικόνισης, και τη δημιουργική έκφραση ιδεών. Εκτός από το χώρο του θεάματος και των βιντεοπαιχνιδιών, η εικονική πραγματικότητα με τα εικονικά περιβάλλοντα βρίσκουν εφαρμογές σε πολλούς κλάδους της επιστήμης [CHIP]:
8.1. Απεικόνιση συστημάτων πληροφοριών.
Ένας φυσιολογικός άνθρωπος δεν έχει την δυνατότητα να επεξεργαστεί και να αξιολογήσει ένα τεράστιο όγκο δεδομένων, ονομάτων ή αριθμών. Έχει όμως την ικανότητα να αναγνωρίζει μοτίβα και διατάξεις που παρουσιάζονται σε γραφικές αναπαραστάσεις πλούσιες σε οπτικά χαρακτηριστικά, στις οποίες σκιαγραφούνται διάφοροι παράμετροι υπό εξέταση πληροφοριακού συστήματος.
Ένας φυσιολογικός άνθρωπος δεν έχει την δυνατότητα να επεξεργαστεί και να αξιολογήσει ένα τεράστιο όγκο δεδομένων, ονομάτων ή αριθμών. Έχει όμως την ικανότητα να αναγνωρίζει μοτίβα και διατάξεις που παρουσιάζονται σε γραφικές αναπαραστάσεις πλούσιες σε οπτικά χαρακτηριστικά, στις οποίες σκιαγραφούνται διάφοροι παράμετροι υπό εξέταση πληροφοριακού συστήματος.
Επομένως η τεχνολογία της εικονικής πραγματικότητας μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την δημιουργία πολυδιάστατων οπτικών απεικονίσεων πολύπλοκων συστημάτων πληροφοριών, σε μορφή αλληλεπιδραστικών Εικονικών Περιβαλλόντων, επιτρέποντας έτσι στον χρήστη να τα επεξεργαστεί με τον πλέον φυσικό τρόπο που συμβαδίζει καλύτερα με την μέθοδο εργασίας του.
8.2. Μοριακή μοντελοποίηση.
Η χημεία, η επιστήμη των υλικών και άλλες σχετικές επιστήμες ασχολούνται με την πολύπλοκη φύση μοριακών μοντέλων. Οι τρισδιάστατες αναπαραστάσεις βοηθούν στην κατανόηση της δομής και οι αλληλεπιδραστικές προσομοιώσεις των μοντέλων διευκολύνουν την εξερεύνηση της δυναμικής των μοριακών δομών. Ένα χαρακτηριστικό παράδειγμα φαίνεται στην ακόλουθη εικόνα, όπου, με χρήση προβολικής τράπεζας και ειδικών γυαλιών, ο χειριστής βλέπει τρισδιάστατες γραφικές αναπαραστάσεις και με ειδικά χειριστήρια επηρεάζει το μοντέλο που προσομοιώνεται.
Εικόνα 11: Μοριακή μοντελοποίηση με χρήση εικονικής πραγματικότητας.
8.2. Μοριακή μοντελοποίηση.
Η χημεία, η επιστήμη των υλικών και άλλες σχετικές επιστήμες ασχολούνται με την πολύπλοκη φύση μοριακών μοντέλων. Οι τρισδιάστατες αναπαραστάσεις βοηθούν στην κατανόηση της δομής και οι αλληλεπιδραστικές προσομοιώσεις των μοντέλων διευκολύνουν την εξερεύνηση της δυναμικής των μοριακών δομών. Ένα χαρακτηριστικό παράδειγμα φαίνεται στην ακόλουθη εικόνα, όπου, με χρήση προβολικής τράπεζας και ειδικών γυαλιών, ο χειριστής βλέπει τρισδιάστατες γραφικές αναπαραστάσεις και με ειδικά χειριστήρια επηρεάζει το μοντέλο που προσομοιώνεται.
Εικόνα 11: Μοριακή μοντελοποίηση με χρήση εικονικής πραγματικότητας.
8.3. Ιατρική προσομείωση.
Στον τομέα της ιατρικής έχουν δοκιμαστεί εφαρμογές που συνδυάζουν και εικονική πραγματικότητα, Ίσως δεν είναι γνωστές στο ευρύ κοινό, αλλά έχουν αναπτυχθεί σε ερευνητικό, δοκιμαστικό και προπαραγωγικό επίπεδο. Οι προσπάθειες που γίνονται υπόσχονται ακόμη περισσότερα για το μέλλον. Αναφέρουμε ενδεικτικά μερικές εφαρμογές:
Στον τομέα της ιατρικής έχουν δοκιμαστεί εφαρμογές που συνδυάζουν και εικονική πραγματικότητα, Ίσως δεν είναι γνωστές στο ευρύ κοινό, αλλά έχουν αναπτυχθεί σε ερευνητικό, δοκιμαστικό και προπαραγωγικό επίπεδο. Οι προσπάθειες που γίνονται υπόσχονται ακόμη περισσότερα για το μέλλον. Αναφέρουμε ενδεικτικά μερικές εφαρμογές:
- Διάγνωση: είναι απαραίτητες μετρήσεις του ανθρώπινου σώματος με τη βοήθεια ακτίνων (σε διάφορα μήκη κύματος) και υπέρηχων. Το σώμα του ασθενούς σαρώνεται από μηχανήματα και παράγεται μια σειρά από γραφήματα της σάρωσης (CT, CAT, PET, MRI, Untrasound, ERCP). Τα παραγόμενα δεδομένα μπορούν να αναπαρασταθούν τρισδιάστατα, ώστε ο ιατρός να έχει μια φυσική άποψη της κατάστασης και να είναι ευκολότερο να διαγνώσει πιθανές ασθένειες.
- Τηλεϊατρική: ουσιαστικά πρόκειται για ειδική περίπτωση τηλεμετρίας. Λόγω αυτού του είδους εφαρμογών, το ιατρικό προσωπικό ενός νοσοκομείου έχει τη δυνατότητα να προσφέρει τις υπηρεσίες του σε ασθενείς γεωγραφικά απομονωμένων περιοχών και σε ασθενείς που χρήζουν άμεσης βοήθειας (ατυχήματα στο δρόμο, πεδίο μάχης). Ακόμη και δύσκολες εγχειρήσεις μπορούν να γίνουν στην κλίνη ενός ειδικά διαμορφωμένου και εξοπλισμένου ασθενοφόρου, το οποίο προσεγγίζει τον ασθενή αμέσως όταν αυτό χρειαστεί. Παράλληλα, γεωγραφικά απομακρυσμένοι ιατροί, μπορούν να εγχειρίσουν μαζί έναν ασθενή με χρήση τηλεϊατρικών συστημάτων.
- Εκπαίδευση: η εικονική πραγματικότητα μπορεί να βοηθήσει επιτυχώς τους εκπαιδευόμενους ιατρούς, ούτως ώστε να γνωρίσουν την ανθρώπινη ανατομία μέσω παρατήρησης τρισδιάστατων μοντέλων και μέσω εικονικών εγχειρήσεων. Άξια προσοχής είναι και η δυνατότητα εκμάθησης αντιμετώπισης σπάνιων ασθενειών που μόνο ένας έμπειρος ιατρός μπορεί να χειριστεί, χάρις σεναρίων εικονικής πραγματικότητας.
8.4. Τηλεσυνδιάσκεψη.
Η τηλεσυνδιάσκεψη είναι μια πολυχρηστική εφαρμογή, η οποία φέρνει σε επαφή τους συμμετέχοντες, παρά τις φυσικές αποστάσεις που τους χωρίζουν. Για τη μεγάλη σημασία της εφαρμογής δε χρειάζεται
να ειπωθεί τίποτα περισσότερο. Ο συνήθης τρόπος υλοποίησης μιας τηλεσυνδιάσκεψης είναι μια desktop προγραμματιστική εφαρμογή με κανάλια επικοινωνίας κειμένου ή και ήχου/βίντεο, εφόσον κάτι τέτοιο επιτρέπεται από το διαθέσιμο εύρος ζώνης. Το σημαντικό είναι να επιτευχθεί μεγάλος βαθμός φυσικότητας στην επικοινωνία, κάτι που μπορεί να γίνει με υψηλής ποιότητας βίντεο. Αν, όμως, χρησιμοποιηθεί εικονική πραγματικότητα, τότε ο βαθμός φυσικότητας πολλαπλασιάζεται και παράλληλα οι απαιτήσεις από το δίκτυο μειώνονται, διότι οι πληροφορίες για να καθοριστεί η θέση και στάση του avatar κάποιου συμμετέχοντα είναι πολύ λιγότερες σε όγκο από ένα καρέ της εικόνας του χρήστη. Για να αυξηθεί η αληθοφάνεια, μπορεί στο πρόσωπο των avatars να προβάλλονται βίντεο χαμηλής ποιότητας από τα πρόσωπα των αντίστοιχων χρηστών. Επιπρόσθετα, όταν κρίνεται αναγκαίο και διατίθεται ο κατάλληλος εξοπλισμός, χρησιμοποιείται immersive εικονική πραγματικότητα, όπως φαίνεται στο στιγμιότυπο της Εικόνας 12.
Εικόνα 12: Στιγμιότυπο από τηλεσυνδιάσκεψη με χρήστη πολυχρηστηκής
immersive εικονικής πραγματικότητας.
8.5. Εκπαίδευση.
Η χρήση εικονικής πραγματικότητας σε εκπαιδευτικές εφαρμογές αποτελεί μια πολλά υποσχόμενη τεχνολογία. Το εκπαιδευτικό εικονικό περιβάλλον συνδυάζει την ισχύ της ρεαλιστικής εμπειρίας, της φυσικής αναπαράστασης μαζί με τη ψυχαγωγία. Το συγκεκριμένο πεδίο εφαρμογής θα αναλυθεί σε επόμενο κεφάλαιο.Αναφέρουμε ενδεικτικά μερικές εφαρμογές:
Η χρήση εικονικής πραγματικότητας σε εκπαιδευτικές εφαρμογές αποτελεί μια πολλά υποσχόμενη τεχνολογία. Το εκπαιδευτικό εικονικό περιβάλλον συνδυάζει την ισχύ της ρεαλιστικής εμπειρίας, της φυσικής αναπαράστασης μαζί με τη ψυχαγωγία. Το συγκεκριμένο πεδίο εφαρμογής θα αναλυθεί σε επόμενο κεφάλαιο.Αναφέρουμε ενδεικτικά μερικές εφαρμογές:
- Εικονική αναπαράσταση μικρόκοσμου: μόρια, άτομα κτλ.
- Περιηγήσεις σε εικονικούς αρχαιολογικούς χώρους, σε εικονικές ζούγκλες της εποχής των δεινοσαύρων κτλ.
- Ταξίδια στο διάστημα, στο εσωτερικό του ανθρώπινου σώματος και γενικά όπου είναι ανέφικτο, δύσκολο ή επικίνδυνο να βρεθεί κάποιος.
- Εικονική αίθουσα διδασκαλίας που επιτρέπει σενάρια εκπαίδευσης από απόσταση (distant learning) και ενσωματώνει, ίσως, πολυμέσα τρισδιάστατο περιβάλλον.
8.6. Μηχανικός σχεδιασμός.
Όσον αφορά τους μηχανικούς, είναι σχεδόν βέβαιο ότι όσοι χρησιμοποιούν σχεδιαστικά προγράμματα στον υπολογιστή (CAD- Computer Aided Disign) θα έχουν περιηγηθεί σε κάποιο τρισδιάστατο εικονικό κόσμο. Εκτός από την περίπτωση τρισδιάστατης προεπισκόπησης, κάποιοι σχεδιασμοί εγγενώς εφαρμόζονται σε τρισδιάστατα μοντέλα, όπως ο αρχιτεκτονικός και μηχανολογικός σχεδιασμός. Σε άλλες εφαρμογές, όπως ο σχεδιασμός ηλεκτρονικών πλακετών και η χαρτογραφία, απαιτείται προεπισκόπηση τρισδιάστατου μοντέλου ως μια φάση του σχεδιαστικού κύκλου.
Τα πλεονεκτήματα είναι πολλά. Από τη μια πλευρά ο μηχανικός ολοκληρώνει την εργασία του πολύ πιο γρήγορα. Σε αυτό συμβάλλουν ο βελτιωμένος μηχανισμός αντίληψης του σταδίου, στο οποίο βρίσκεται ο σχεδιασμός, αλλά και η επιστημονική οπτικοποίηση των δεδομένων που προσφέρει η χρήση VR. Παράλληλα ο συνδυασμός εικονικής πραγματικότητας και προσομοιώσεων στον υπολογιστή, όπως στο παράδειγμα εικονικών σηράγγων δοκιμής (βλέπε Εικόνα 13), απαλλάσσει από την ανάγκη πραγματικών δοκιμών (ή τις περιορίζει στο ελάχιστο). ¨Έτσι μειώνεται ο χρόνος παράδοσης ενός προϊόντος στην αγορά (time to market) και περιορίζεται το αρχικό κόστος της έρευνας και ανάπτυξης του (NRE cost).
Σημαντική θέση κατέχει στον τομέα του μηχανικού σχεδιασμού και η πολυχρηστική εικονική πραγματικότητα. Οι εφαρμογές που επιτρέπουν συνεργατικό σχεδιασμό, από δύο ή περισσότερους μηχανικούς, διευκολύνουν την ιδιαίτερα δύσκολη διεκπεραίωση μεγάλων και πολύπλοκων συστημάτων (π.χ. ένα κύκλωμα VLCI). Αν, τέτοιες εφαρμογές, παρέχουν και δυνατότητες παρόμοιες με αυτών των εφαρμογών τηλεσυνδιάσκεψης, βασισμένες σε πολυχρηστική εικονική πραγματικότητα, τότε τα οφέλη και η χρηστικότητα των προγραμμάτων αυτών πολλαπλασιάζονται.
8.7. Τηλεμετρία.
Η τηλεμετρία και ο τηλεχειρισμός αποτελούν ,ούτως ή άλλως, πολύ σημαντικές εφαρμογές. Καθιστούν εύκολη την πρόσβαση σε απομακρυσμένους ερευνητικούς ή παραγωγικούς σταθμούς κάθε φύσεως. Επιτρέπουν τον ασφαλή και από απόσταση έλεγχο επικίνδυνων περιβαλλόντων, όπως πυρηνικών αντιδραστήρων, τοποθεσιών παγιδευμένων με εκρηκτικές ύλες, χημικά εργοστάσια κ.α.
Τα συστήματα εικονικής πραγματικότητας, τα οποία χρησιμοποιούνται στην τηλεμετρία και τηλεχειρισμό, ανήκουν στην κατηγορία της τηλεπαρουσίας και, ενίοτε, στην κατηγορία της ενισχυμένης Εικονικής Πραγματικότητας (augmented VR), όταν στόχος είναι η τηλεμετρία ενός συστήματος, το οποίο πρέπει να ελεγχθεί με μεγάλη ακρίβεια και για αυτό το σκοπό διατίθεται ένα πραγματικό μοντέλο (πιθανώς σε κλίμακα) του πραγματικού συστήματος.
8.7. Τηλεμετρία.
Η τηλεμετρία και ο τηλεχειρισμός αποτελούν ,ούτως ή άλλως, πολύ σημαντικές εφαρμογές. Καθιστούν εύκολη την πρόσβαση σε απομακρυσμένους ερευνητικούς ή παραγωγικούς σταθμούς κάθε φύσεως. Επιτρέπουν τον ασφαλή και από απόσταση έλεγχο επικίνδυνων περιβαλλόντων, όπως πυρηνικών αντιδραστήρων, τοποθεσιών παγιδευμένων με εκρηκτικές ύλες, χημικά εργοστάσια κ.α.
Τα συστήματα εικονικής πραγματικότητας, τα οποία χρησιμοποιούνται στην τηλεμετρία και τηλεχειρισμό, ανήκουν στην κατηγορία της τηλεπαρουσίας και, ενίοτε, στην κατηγορία της ενισχυμένης Εικονικής Πραγματικότητας (augmented VR), όταν στόχος είναι η τηλεμετρία ενός συστήματος, το οποίο πρέπει να ελεγχθεί με μεγάλη ακρίβεια και για αυτό το σκοπό διατίθεται ένα πραγματικό μοντέλο (πιθανώς σε κλίμακα) του πραγματικού συστήματος.
8.8. Ψυχαγωγία.
Η εφαρμογή της εικονικής πραγματικότητας σε ψυχαγωγικούς ρόλους θεωρείται κλασσική. Τα τρισδιάστατα παιχνίδια κατέχουν ένα μεγάλο μερίδιο από την αγορά λογισμικού σε όλο τον κόσμο. Εξάλλου ο κύριος λόγος, για τον οποίο οι περισσότεροι οικιακοί χρήστες υπολογιστών αναβαθμίζουν τα συστήματά τους, είναι η δυνατότητα να παίζουν καινούργια, απαιτητικότερα παιχνίδια.
Η τεχνολογία, μάλιστα, των καρτών γραφικών οδηγείται από τις απαιτήσεις των τρισδιάστατων παιχνιδιών. Παιχνίδια δράσης, περιπέτειας, βολών, αγώνων αυτοκινήτων, εξομοιωτές πτήσης χρησιμοποιούν υλικό επιταχυνόμενων τρισδιάστατων γραφικών. Τα παιχνίδια προσφέρουν εμπειρίες από φανταστικούς κόσμους ή εξομοιώνουν υποθετικά σενάρια του πραγματικού κόσμου με πρωταγωνιστή το χρήστη. Σε κάθε περίπτωση η ανάγκη, για αληθοφανή, υψηλής ποιότητας γραφικά, είναι ζωτικής σημασίας για την εμπορική επιτυχία του τίτλου. Άμεση συνέπεια αυτού είναι τα παιχνίδια
να αποτελούν την καλύτερη πλατφόρμα δοκιμών και ανάπτυξης προγραμμάτων εικονικής πραγματικότητας, μηχανών γραφικών, αλλά και άλλων τμημάτων του προγραμματιστικού μέρους ενός
παιχνιδιού.
Η εφαρμογή της εικονικής πραγματικότητας σε ψυχαγωγικούς ρόλους θεωρείται κλασσική. Τα τρισδιάστατα παιχνίδια κατέχουν ένα μεγάλο μερίδιο από την αγορά λογισμικού σε όλο τον κόσμο. Εξάλλου ο κύριος λόγος, για τον οποίο οι περισσότεροι οικιακοί χρήστες υπολογιστών αναβαθμίζουν τα συστήματά τους, είναι η δυνατότητα να παίζουν καινούργια, απαιτητικότερα παιχνίδια.
Η τεχνολογία, μάλιστα, των καρτών γραφικών οδηγείται από τις απαιτήσεις των τρισδιάστατων παιχνιδιών. Παιχνίδια δράσης, περιπέτειας, βολών, αγώνων αυτοκινήτων, εξομοιωτές πτήσης χρησιμοποιούν υλικό επιταχυνόμενων τρισδιάστατων γραφικών. Τα παιχνίδια προσφέρουν εμπειρίες από φανταστικούς κόσμους ή εξομοιώνουν υποθετικά σενάρια του πραγματικού κόσμου με πρωταγωνιστή το χρήστη. Σε κάθε περίπτωση η ανάγκη, για αληθοφανή, υψηλής ποιότητας γραφικά, είναι ζωτικής σημασίας για την εμπορική επιτυχία του τίτλου. Άμεση συνέπεια αυτού είναι τα παιχνίδια
να αποτελούν την καλύτερη πλατφόρμα δοκιμών και ανάπτυξης προγραμμάτων εικονικής πραγματικότητας, μηχανών γραφικών, αλλά και άλλων τμημάτων του προγραμματιστικού μέρους ενός
παιχνιδιού.
Ιδιαίτερα σημαντικές είναι και οι δικτυακές διαστάσεις των σύγχρονων παιχνιδιών. Το ενδιαφέρον του χρήστη αυξάνει όταν μπορεί να παίζει με άλλους χρήστες, μέσω δικτύου. Οι πίστες του παιχνιδιού μετατρέπονται σε πολυχρηστικούς εικονικούς κόσμους, όπου οι συμμετέχοντες αλληλεπιδρούν μεταξύ τους, αλλά και με ορισμένα αντικείμενα του εικονικού χώρου. Ως επί το πλείστον, τέτοιου είδους παιχνίδια, διαθέτουν και προγραμματιστικούς πράκτορες, οι οποίοι συνομιλούν με το χρήστη και ανταποκρίνονται με προκαθορισμένους τρόπους στις ενέργειές του.
8.9. Λοιπές εφαρμογές.
Πάμπολλες είναι οι χρήσεις της εικονικής πραγματικότητας. Συνοπτικά αναφέρουμε την εφαρμογή στην έβδομη τέχνη, για παραγωγή ειδικών εφέ (αλλά και ολόκληρων κινηματογραφικών ταινιών (Εικόνα 14)), τη χρήση από την αεροδιαστημική βιομηχανία για εξομοιώσεις πτήσεων, οπτικοποίηση τροχιών δορυφόρων κ.α. Έχει εφαρμογή, επίσης, στη διαχείριση επικοινωνιακών δικτύων, αυτοκινητιστικής συγκοινωνίας, στρατιωτικών επιχειρήσεων.
Εικόνα 14: Εικόνα από την ταινία <<Avatar>>.
Εικόνα 14: Εικόνα από την ταινία <<Avatar>>.
Ακόμα και άτομα με ειδικές ανάγκες επωφελούνται από τη VR τεχνολογία, η οποία αναλαμβάνει να βελτιώσει την επικοινωνία με τον έξω κόσμο.
Η Εικονική Πραγματικότητα με τα Εικονικά Περιβάλλοντα είναι μια νέα τεχνολογία με άπειρες
εφαρμογές και μεγάλες δυνατότητες εξέλιξης και δεν βρισκόμαστε παρά μόνο στην αρχή μιας νέας συναρπαστικής εποχής αλληλεπίδρασής μας με τον Η/Υ η οποία θα μοιάζει με αυτή του πραγματικού κόσμου. Εκτιμάται ότι τα εικονικά περιβάλλοντα θα εφαρμόζονται στο μέλλον σε όλους τους τομείς της καθημερινής μας ζωής.
εφαρμογές και μεγάλες δυνατότητες εξέλιξης και δεν βρισκόμαστε παρά μόνο στην αρχή μιας νέας συναρπαστικής εποχής αλληλεπίδρασής μας με τον Η/Υ η οποία θα μοιάζει με αυτή του πραγματικού κόσμου. Εκτιμάται ότι τα εικονικά περιβάλλοντα θα εφαρμόζονται στο μέλλον σε όλους τους τομείς της καθημερινής μας ζωής.