واقعیت ترکیبی
فهرست مطالب
آخرین به روزرسانی در 03/05/2024
در این مقاله قصد داریم توضیحاتی را در رابط با واقعیت ترکیبی (Mixed Reality) یا همان
MR بدهیم و توضیح دهیم که چگونه این تکنولوژی بزرگ روز دنیا تحولاتی را در زندگی بشر
ایجاد کرده و دنیای متفاوتی را برای ما ساخته است.
واقعیت ترکیبی چیست ؟
واقعیت ترکیبی را می توان یکی از بزرگ ترین دستاوردها و تکنولوژی های روز دنیا دانست ؛
به طور کلی می توان گفت واقعیت ترکیبی همانطور که از اسم آن پیداست ترکیب فوق العاده ی بین دنیای فیزیکی و دنیای دیجیتال است.
اگر بخواهیم به صورت فنی این ادغام را توضیح دهیم باید گفت ترکیب واقعیت مجازی (Virtual Reality) با واقعیت افزوده (Augmented Reality) می باشد.
(قبلا در مقالاتی به توضیحات مربوط به هر کدام از آن ها پرداخته ایم.)
به طور کلی می توان گفت امروزه واقعیت ترکیبی ، تعامل بین انسان و هوش مصنوعی را وارد فاز جدیدی کرده است.
ترکیبی از سه پردازش کامپیوتری، ورودی انسان و ورودی محیطی، این فرصت فوق العاده را در اختیار ما گذاشته است.
شاید مفهوم واقعیت ترکیبی با واقعیت افزوده بسیار اشتباه گرفته شود اما مهم ترین تفاوتی که در اینجا به وجود آمده است ، نحوه ی تعامل با اشیای مجازی ای می باشد که در دنیای واقعی وارد شده اند.
تجربه های تکنولوژی واقعیت ترکیبی امکان تعامل فیزیکی با شبیه سازی ها را ایجاد می کند. این تعاملات به روشی است که هنوز AR نمی تواند داشته باشد و در واقعیت ترکیبی.
به جای اینکه فقط به صفحه ی گوشی وابسته باشید می توانید از بدن و دستگاه های کنترل از راه دور برای تعامل بیشتر با محیط استفاده کنید.
نحوه ی کار و پتانسیل های آینده
واقعیت ترکیبی وقتی به درستی برای تغییر نحوه یادگیری، زندگی و کار ما استفاده شود، پتانسیل باورنکردنی دارد.
از آنجایی که فناوری به رشد خود ادامه میدهد و به نظر میرسد دستگاههای جدید MR را فعال میکنند، شکی نیست که گروههای بیشتری به دنبال راههایی برای پذیرش واقعیت ترکیبی خواهند بود.
در حال حاضر، فناوری موجود به دو دسته تقسیم می شود. اولین نوع دستگاهی که ممکن است ببینید
یک دستگاه یا هدست است، شبیه به یک هدست VR، که به شما امکان می دهد دنیای اطراف خود را متحول کنید.
گزینه دوم که در حال حاضر توسط برخی از رهبران بازار MR در حال بررسی است، دستگاه های هولوگرافیک است.
این محصول، محتوای دیجیتال را در دنیای واقعی اسکن می کند و به نظر می رسد که واقعاً وجود دارد.
پیشرفت تکنولوژیکی تجارب واقعیت مختلط بیشتری را امکان پذیر خواهد کرد.
با این حال، در حال حاضر، ما هیچ دستگاه کاملی نداریم که بتواند بهترین تجربیات را برای MR در کل طیف ارائه دهد.
توسعه دهندگان در حال کار بر روی این هستند، و با ادامه یافتن گزینه های اتصال بدون تاخیر مانند 5G، پتانسیل واقعیت ترکیبی افزایش خواهد یافت.
در آینده، دستگاههای هولوگرافیک و MR پیشرفتهتر خواهند شد و به ما فرصتی میدهند تا با هم کار کنیم و ارتباط برقرار کنیم.
از آنجایی که تجارب واقعیت مختلط در دنیای واقعی اتفاق میافتند، میتوانند مرز جدیدی را برای کاوش در اختیار ما قرار دهند که نسبت به بسیاری از تجربیات واقعیت مجازی موجود امروزی واقعیتر و راحتتر به نظر میرسد.
کلان داده ها ، رایانش ابری و پیشرفتهای اخیر در هوش مصنوعی قابلیتهای MR را مقرون به صرفهتر میکنند و با کاهش قیمت، انتظار میرود که MR تعامل کامپیوتری انسانی ( HCI) را به شدت تغییر دهد.
پیش بینی های آینده :
کارشناسان صنعت پیش بینی می کنند که واقعیت ترکیبی تا سال 2024 به یک صنعت جهانی 1.2 تا 6.9 میلیارد دلاری تبدیل خواهد شد.
اگرچه بازی همچنان نقش مهمی در توسعه آن ایفا خواهد کرد، انتظار می رود Enterprise MR بر تلاش های تحقیقاتی واقعیت ترکیبی در سال های آینده تسلط داشته باشد.
در حال حاضر هدستهای MR قیمتی بین 300 تا 3000 دلار دارند.
در آینده نزدیک، انتظار میرود گوشیهای هوشمند، تبلتها و عینکهای هوشمند مجهز به دوربین جایگزین هدستهای تخصصی شوند.
شایعه شده است که اپل عینک هایی با واقعیت ترکیبی در دست توسعه دارد که مانند اپل واچ به آیفون کاربر متصل می شود.
تفاوت اصلی بین واقعیت افزوده و واقعیت ترکیبی
شاید برای بسیاری از شما این سوال پیش آمده باشد که تفاوت واقعیت افزوده و واقعیت ترکیبی دقیقا چیست ؟
زیراکه در هر دوی آن دقیقا جسم یا المان مجازی ای وارد یک دنیای واقعی می شود و شما با آن در تعامل خواهید بود.
مهم ترین و اصلی ترین تفاوت واقعیت ترکیبی با AR در درجه ی اول واقع گرایانه بودن است.
در MR مدل هایی که وارد دنیای واقعی می شوند کاملا رندر شده و شبیه سازی می باشند به همین علت شما هیچگونه تفاوتی ما بین آن و دنیای واقعی حس نمی کنید.
اما در AR مدل های اضافه شده به صورتی می باشد که به راحتی از محیط واقعی قابل تشخیص می باشد.
دومین و یکی دیگر از تفاوت های AR با MR در واقعیت مجازی است، زیراکه همانطور که گفته شد واقعیت ترکیبی از ترکیب واقعیت افزوده و مجازی حاصل شده است و این یعنی قابلیت های واقعیت مجازی نیز به آن اضافه خواهد شد.
اما این قابلیت ها دقیقا به چه صورت هستند ؟
همانطور که در برگه ی سفارش بازی شبیه سازی توضیحات کاملی در رابطه با واقعیت مجازی گفته شد ما در این سیستم با استفاده از هدست های واقعیت مجازی خود را داخل یکی دنیای کاملا تخیلی و ساخته شده خواهیم دید و می توانیم با آن دنیای ساختگی و المان های آن تعامل برقرار کنیم.
حال ترکیب VR با AR به اینصورت می شود که شما مانند VR هست هایی به چشم خود خواهید زد؛ اما با این تفاوت که به جای دیدن خود در دنیای تخیلی و ساختگی، خود را داخل یک دنیای واقعی همراه با المان های اضافه شده به آن توسط AR خواهید دید.
در واقع MR باعث می شود شما به جای دیدن واقعیت های افزوده با استفاده از گوشی، تبلت یا هر پلتفرم دیگری ، با استفاده از ترکیب شدن با VR خود را درون آن دنیای واقعی با المان های اضافه شده ببینید.
کاربردهای MR
تمامی کاربردهایی که برای AR و VR در مقالات مربوط به آن ها گفته شد برای MR هم وجود دارد و ما در ادامه تنها به برخی دیگری از این کاربردها که قبلا به آن اشاره ای نشده است خواهیم پرداخت :
آموزش های نظامی :
یکی از مهم ترین بخش هایی که از واقعیت ترکیبی در آن استفاده می شود بخش های آموزشی نظامی می باشد.
این بخش آموزش نظامی مصنوعی که در ارتش آمریکا با نام STE شناخته می شود امروزه در پیشرفت و توسعه ی بسیار زیادی قرار داشته و روز به روز در حال توسعه است.
در واقع در این بخش آموزشی به سربازان با استفاده از محیط های مصنوعی یا همان STE آموزش های لازم داده می شود.
این بخش کمک می کند بسیاری از فناوری نظامی که آزمایش و استفاده از آن ها یا بسیار خطرناک و یا بسیار هزینه بر است با استفاده از MR انجام پذیر و واکنش سربازان در برابر آن را افزایش دهد.
به طور کلی این محیط ها با استفاده از آزمایشات محیطی در سرتاسر کره ی زمین و ایجاد موقعیت مختلف محیطی و نظامی باعث بالا رفتن توانایی و واکنش گرایی سربازان در هر گونه شرایطی خواهد شد.
کمک رسانی های فنی :
واقعی ترکیبی همچنین کمک رسانی های سرتاسر دنیا را نیز سریع تر و پیشرفته تر از سایر زمان ها هموار کرده است.
به عنوان مثال در گذشته و قبل از این تکنولوژی زمانی که مشکلاتی در سیستم های فنی و پایه ای یک کشور در کارخانجات و شرکت ها رخ می داد ، اگر کارشناسان قادر به حل آن نبودند ، از کارشناسان سر تا سر دنیا کمک می گرفتند و تا زمان حضور آن ها ممکن بود روزها طول بکشد و باعث ایجاد خسارات بیشتر بشود.
اما امروز با استفاده از این تکنولوژی در هر جای دنیا که مشکلاتی از این قبل رخ بدهد به راحتی با استفاده از واقعیت ترکیبی کارشناسان در بخش های مربوطه به صورت مجازی وارد و حاضر شده و رفع مشکلات را به کارشناسانی که حضور دارند به صورت عملی یاد خواهند داد .
کالبد شکافی با در علم پزشکی :
حتی با ورود واقعیت ترکیبی در علم پزشکی نیز تحولی یافته شده است و در عملی تر بخش این تخصص یعنی کالبد شکافی نیز تغییرات بزرگی حاصل شده به اینصورت که دیگر نیاز به استفاده از یک جنازه ی واقعی نبوده و دانشجویان می توانند با استفاده از یک انسان مجازی ، هدست ها و کنترلرهای تعاملی به کالبد شکافی های لازم بپردازند.
فضانوردی :
امروز در علم و تکنولوژی فضانوردی نیز تحولات بی نهایتی رخ داده است.
با استفاده از واقعیت ترکیبی نیز فضانوردان کارآموز می توانند به راحتی به فضای خارج از جو دست یابی پیدا کرده و با آن تعامل برقرار کنند و با استفاده از آن آمادگی خود را افزایش دهند.
(نکته : واقعیت ترکیبی فقط خلاصه به یک هدست واقعیت مجازی و افزودنی های واقعیت افزوده نمی شود و می تواند سایر شرایط محیطی در آن برای تاثیرگذاری بیشتر آن وارد شود.
به عنوان مثال در همین کاربرد بالا که فضانوردی ذکر شده است ، برای درک بیشتر و تعامل بیشتر آن ها با محیط خارج از جو به آن ها لباس فضانوردی نیز پوشانده می شود و در یک اتاق خلاء نیز رها می شوند.
اینگونه با استفاده از هدست نیز شخص به صورت کامل جدا از حالت عینی ، با حالت فیزیکی و جسمی خود نیز می توانند تعامل داشته باشند.
شما باز برای درک بهتر این موضوع می توانید یک سینمای 5 بعدی توجه کنید که در واقع تصویر برای نمایش داده شدن در دنیای واقعی سه بعد است ؛ اما برای تعامل بهتر شما با آن ، صندلی ها نیز تکان خورده و یا هر از گاهی آبی نیز به شما پاشیده می شوند و این دو نیز به عنوان دو بعد شناخته می شوند.
پس در نتیجه یک واقعیت ترکیبی نیز می تواند برای ایجاد تعامل بهتر ، چند بعدی باشد.)
بخش های تشکیل دهنده
شاید جالب باشد که بدانید برای به وجود آمدن و توسعه ی MR از چه نوع تجهیزاتی استفاده می شود
که در ادامه به برخی از مهم ترین آن ها خواهیم پرداخت.
ورودی و ادراک محیطی
در دهههای گذشته، رابطه بین انسان و رایانه با استفاده از روشهای ورودی به تکامل خود ادامه داده است.
رشته جدیدی ظهور کرد که به عنوان تعامل انسان و کامپیوتر یا HCI شناخته می شود.
ورودی انسان اکنون می تواند شامل صفحه کلید، موش، لمس، جوهر، صدا و ردیابی اسکلت کینکت باشد.
پیشرفتها در حسگرها و قدرت پردازش، درک رایانهای جدیدی از محیطها بر اساس روشهای ورودی پیشرفته ایجاد میکنند.
به همین دلیل است که نامهای API در ویندوز که اطلاعات محیطی را نشان میدهند، APIهای ادراک نامیده میشوند.
ورودیهای محیطی میتوانند:
- موقعیت بدن فرد در دنیای فیزیکی (ردیابی سر)
- اشیاء، سطوح و مرزها (نقشه برداری فضایی و درک صحنه)
- نور و صدا محیط
- تشخیص شی
- مکان های فیزیکی
نرم افزاری
مدل سازی سه بعدی و شبیه سازی :
قائدتا در مرحله برای وارد شدن و یا افزودن المان ها و مدل های یک دنیای مجازی باید تمامی مدل ها توسط طراحان سه بعدی شبیه سازی ساخته و رندرگیری شود.
مهم ترین موضوع در این بخش شبیه سازی بودن آن ها زیراکه همانطور که گفتیم یکی از تفاوت های MR با AR در شبیه سازی و واقع گرایانه بودن بخش های مجازی می باشد.
هوش مصنوعی برای درک مقیاس :
فاکتور های مقیاس و موقعیت یابی برای طراحی تکنولوژی MR یک اصل و بسیار ضروری است.
زیراکه در تعامل فرد با محیط بسیار تاثیر گذار می باشد.
در واقع هوش مصنوعی با استفاده از مقایس پذیری المان ها و مدل ها را با اندازه و واکنش گرایی
درست ظاهر می کند و به گونه ای آن ها را وارد دنیای واقعی می کند که با سایر بخش های یک
محیط واقعی ادغام شده و به بهترین شکل ممکن به تعامل گرایی بپردازد.
بخش انیمیشن :
در واقع با استفاده از این بخش انیمیشن و تحرکات افزوده های شروع می شود.
یک دنیای استاتیک و خالی از تعامل و تحرک هیچ ارزش و جذابیتی را ندارد.
به همین خاطر بسیار حائز اهمیت می باشد که در دنیای MR اصول فیزیک، موشن، زمان بندی، ری اکشن، صحنه پردازی، صداگذاری و سایر اصول انیمیشن سازی به نحوی پیاده سازی شود که کاربر در دنیای آن غرق و خود را وسط محیط تصور کند.
سخت افزاری
هدست :
قطعا اولین بخش مورد نیاز برای ورود به MR هدست های واقعیت مجازی می باشند که باعث می شود حس بینایی شما به گونه ای درگیر شود که خود را درون دنیای ادغام شده با مجازی و واقعی تصور کنید.
مهم ترین اصل تعیین کنده در هدست های کیفیت تصویری و پردازشی آن ها می باشد که ما در مقاله ی بهتری هدست های واقعیت مجازی به معرفی بهترین آن ها پرداختیم.
نکته ی دیگیر در هدست های راحتی آن ها در قرارگیری بر روی چشم می باشد که نباید چشم پلیر را آزار دهد.
کنترلر:
کنترلر ها که برای هر شرکتی به گونه ای متفاوت طراحی می شود وظیفه ی ایجاد تعامل کاربر با افزودنی ها به دنیای واقعی را دارد.
به عبارتی شما با استفاده از کنترلر هایی که بعضا بر دست و گاها بر پاهای شما بسته می شود ؛ امکان کنترل مدل های افزوده شده به دنیای واقعی را دارید.
محیط :
همانطور که طی نکته ای گفته شد ، محیط یک بعد دیگری برای واقعیت ترکیبی می باشد که باعث می شود علاوه بر دیدمان و کنترلرهای متصل به دست یا پایاتان ، بدن و سایر احساسات آن نیز در بازی درگیر شود.
طراحی و صحنه سازی این محیط قائدتا به صورت واقعی می باشد و باید صحنه سازی کاملا شبیه سازی برای انجام شده تا کاربر بهترین تعامل را در آن برقرار کند.