قد يبدو أن تقنية الواقع الافتراضي (VR) كانت موجودة منذ بضع سنوات قصيرة فقط.

ومع ذلك ، فإن أنظمة VR وسماعات الرأس التي نعرفها اليوم كانت قيد التطوير منذ عقود. يعود أقدم السلف لأنظمة الواقع الافتراضي الحالية إلى عام 1957 مع براءة اختراع قدمها مارتن هيليج لجهاز تلفزيون مجسم مثبت على الرأس.

في السنوات التي تلت ذلك ، كانت تقنية الواقع الافتراضي تحقق تقدمًا بطيئًا ولكنه ثابت. في البداية ، افتقر المطورون إلى القدرة الحاسوبية لتقديم تجربة واقع افتراضي غامرة. ثم ، بمجرد أن حصلوا عليها ، بدأ السباق لجعلها محمولة وبأسعار معقولة للمستهلك العادي.

هذا هو المكان الذي نحن فيه اليوم. تقدم شركات مثل HTC و Oculus و Valve و Sony الآن أجهزة VR قابلة للتطبيق تجاريًا والتي تستمر في التحسن بسرعة فائقة. لهذا السبب ، أصبح الناس في جميع أنحاء العالم الآن على دراية بالواقع الافتراضي ويفهمون ماهيتها. ومع ذلك ، لا يمتلك معظمهم فهمًا راسخًا لخصائص التكنولوجيا.

دليل تقني للواقع الافتراضي

لتصحيح ذلك ، إليك دليل تقني أساسي لتكنولوجيا الواقع الافتراضي. ستتعرف على كيفية عملها ، وما يلزم لإنجاحها ، والمكان الذي قد تتجه إليه التكنولوجيا بعد ذلك. دعنا نتعمق.

الأسس العلمية للواقع الافتراضي

في جوهرها ، تمتلك تقنية الواقع الافتراضي غرضًا واحدًا فقط: محاكاة الإعدادات والبيئات بشكل واقعي بما يكفي لخداع العقل البشري لقبولها كحقيقة. من وجهة نظر علمية ، يبدأ هذا كله بفهم كيفية تفسير أدمغتنا للأشياء التي نراها لتطوير صورة ذهنية للعالم من حولنا.

بدون الخوض في الكثير من التفاصيل ، فإن أبسط تفسير هو أن تصورنا للواقع يعتمد على القواعد التي نطورها باستخدام تجاربنا كدليل. على سبيل المثال ، عندما نرى السماء ، فإنها تخبرنا عن الاتجاه "لأعلى". عندما نرى أشياء يمكننا تحديدها ، يمكننا استخدام حجمها بالنسبة لبعضها البعض للحكم على المسافة. يمكننا أيضًا اكتشاف مصادر الضوء من خلال التقاط الظلال التي تلقيها الأشياء من حولنا.

يمكن لمصممي الواقع الافتراضي استخدام تلك القواعد التقليدية لإنشاء بيئات افتراضية تتوافق مع توقعاتنا العقلية للواقع. عندما يفعلون ذلك ، تكون النتيجة تجربة سلسة نفسرها على أنها "حقيقية".

الأساسيات التقنية للواقع الافتراضي

تتنافس جميع أنظمة الواقع الافتراضي التجارية اليوم لتحديد أيها يمكن أن يوفر أفضل تجربة مستخدم ممكنة في بيئة افتراضية. في الحقيقة ، لا أحد منهم قادر على خوض تجربة غامرة تمامًا ، لسبب بسيط للغاية: التكنولوجيا لم تلحق بقدرات الرؤية البشرية - حتى الآن. إليك تفاصيل حول مكان سماعات الرأس VR اليوم ، والمكان الذي يحاولون الوصول إليه.

مجال الرؤية

من وجهة نظر فنية ، تتمثل إحدى أكبر العقبات في حقيقة أن البشر قادرون على مجال رؤية أوسع بكثير (FOV) مما يمكن أن توفره سماعات الرأس اليوم. يمكن للإنسان العادي أن يرى البيئة من حوله في حوالي 200 إلى 220 درجة قوسية حول رأسه. حيث يتداخل البصر من أعيننا اليمنى واليسرى ، يوجد قوس يبلغ 114 درجة تقريبًا ، حيث يمكننا رؤيته بأبعاد ثلاثية.

تركز سماعات الرأس اليوم اهتمامها على تلك المساحة ثلاثية الأبعاد التي تبلغ 114 درجة لتقديم بيئاتها الافتراضية. ومع ذلك ، لا توجد سماعة رأس يمكنها استيعاب مجال الرؤية الكامل للإنسان العادي. في الوقت الحالي ، على الرغم من ذلك ، يهدف مصممو أجهزة الواقع الافتراضي اليوم إلى إنشاء أجهزة تسمح بمجال رؤية 180 درجة ، والذي يعتبر مثاليًا لمحاكاة الواقع الافتراضي عالية الأداء.

معدل الإطار

في عالم الواقع الافتراضي ، ربما لا يوجد موضوع خلاف أكبر من كيفية التعامل مع معدلات الإطارات للبيئات الافتراضية. هذا لأنه لا يوجد إجماع علمي حقيقي على مدى حساسية الرؤية البشرية في هذا الصدد. من وجهة نظر مادية ، نعلم أن العين البشرية يمكنها أن ترى ما يعادل 1000 إطار في الثانية (FPS). ومع ذلك ، فإن الدماغ البشري لا يتلقى مثل هذه التفاصيل عبر العصب البصري. كانت هناك دراسات أشارت إلى أنه يمكن للبشر تمييز معدلات الإطارات التي تصل إلى 150 إطارًا في الثانية ، ولكن بعد ذلك ، تُفقد المعلومات في الترجمة في الطريق إلى الدماغ.

بالنسبة للفيلم الذي تراه في المسرح ، يبلغ معدل الإطارات 24 إطارًا في الثانية. هذا ، مع ذلك ، ليس مصممًا لمحاكاة الواقع. بالنسبة لتطبيقات الواقع الافتراضي ، وجد معظم المطورين أن أي شيء أقل من 60 إطارًا في الثانية يميل إلى التسبب في الارتباك والصداع والغثيان لدى المستخدم. لهذا السبب ، يهدف معظم المطورين إلى الحصول على "مكان رائع" لمحتوى الواقع الافتراضي يبلغ حوالي 90 إطارًا في الثانية والبعض (مثل سوني) لن يصادق على تشغيل البرامج على أجهزتهم إذا كانت أقل من 60 إطارًا في الثانية في أي وقت أثناء الاستخدام. من الآن فصاعدًا ، سيبدأ معظم مطوري أجهزة الواقع الافتراضي في الدفع للحصول على معدل إطارات يبلغ 120 إطارًا في الثانية أو أكثر ، حيث سيوفر ذلك تجربة أكثر واقعية لمعظم التطبيقات.

مؤثرات صوتية

جانب تقني آخر مهم للواقع الافتراضي هو الطريقة التي يستخدم بها المصممون المؤثرات الصوتية لنقل إحساس الفضاء ثلاثي الأبعاد للمستخدم. اليوم ، تعتمد تقنية الواقع الافتراضي المتطورة على تقنية تسمى الصوت المكاني لإنشاء مشهد صوتي محاكى يتطابق مع المرئيات التي أنشأتها تقنية الواقع الافتراضي.

يجب أن يكون أي شخص سبق له وأن جلس في قاعة حفلات مصممة جيدًا على دراية بكيفية اختلاف الأصوات التي نسمعها بناءً على مكان تواجدنا داخل مساحة وحتى الطريقة التي ندير بها رؤوسنا. الصوت المكاني هو تقنية يمكن من خلالها لمصممي الواقع الافتراضي إنتاج صوت بكلتا الأذنين (استريو) من خلال مجموعة من سماعات الرأس التي تحاكي هذا الإحساس الدقيق.

هناك مجموعة متنوعة من التطبيقات الحالية ، لكنها تشترك جميعًا في بعض الخصائص المتشابهة ، بما في ذلك:

من المهم أيضًا أن تتذكر أنه بالنسبة لسماعات رأس VR ، يجب حساب التأثيرات الصوتية الموضحة هنا في الوقت الفعلي لمراعاة حركة المستخدم. عندما يتعلق الأمر بهذا ، لا تزال أجهزة الواقع الافتراضي الحالية تبدأ للتو في خدش سطح ما هو ممكن.

تتبع الرأس والموقف

لا يأتي السحر الحقيقي للواقع الافتراضي من مدى إقناع المرئيات أو الصوت (على الرغم من أن هذه عناصر أساسية حاسمة) ، بل يأتي من حقيقة أن المستخدمين يمكنهم التحرك داخل مساحة افتراضية تتكيف مع موقعهم. إنه ما يفصل بين سماعة رأس الواقع الافتراضي ومجموعة بسيطة من نظارات عرض الفيديو.

في الوقت الحالي ، هناك نوعان من تتبع الرأس والموضع قيد الاستخدام لتطبيقات الواقع الافتراضي - يتم قياسهما بدرجات الحرية - 3DoF و 6DoF. تستخدم سماعات الرأس المحمولة VR مثل Samsung Gear VR و Google Daydream View و Oculus Go 3DoF ، مما يعني أنها قادرة على التتبع الدوراني فقط. إنهم يعرفون متى تدير رأسك يمينًا ويسارًا ، أو تنظر لأعلى أو لأسفل ، أو تميل رأسك إلى جانب أو آخر. إذا قمت بتحريك جسمك بالكامل ، فلن يلتقطوا ذلك.

على النقيض من ذلك ، يمكن لسماعات الرأس التي تستخدم 6DoF تتبع موضع مرتديها داخل الغرفة ، وكذلك الاتجاه الذي يتم توجيه رأسه إليه. هذا يعني أن سماعات الرأس 6DoF يمكن أن تسمح بالحركة الذاتية الكاملة من خلال مساحة ثلاثية الأبعاد ، وهي تجربة واقع افتراضي أكثر إقناعًا. تختلف الطريقة التي يتم بها ذلك من منصة إلى أخرى ، لكن الطرق الرئيسية تميل إلى تضمين التتبع المستند إلى الكاميرا بالتنسيق مع منارات ضوء الأشعة تحت الحمراء.

حيث يتجه الواقع الافتراضي

على الرغم من تقدم تقنية الواقع الافتراضي اليوم ، فمن المحتم أن تتحسن كثيرًا في السنوات القادمة. مع استمرار التطورات ، يجب أن نبدأ في رؤية الأجهزة مع FOV محسّن وأكثر واقعية وصوت ثلاثي الأبعاد أفضل لمطابقته. هذا وحده يجعل المستقبل القريب للواقع الافتراضي مثيرًا.

نحن أيضًا على وشك رؤية تحسينات جديدة للواقع الافتراضي ستجعل التجربة أفضل بكثير مما يمكنك الحصول عليه من أجهزة اليوم. أحدها هو استخدام أجهزة ردود الفعل اللمسية مثل قفازات HaptX ، والتي توفر أحاسيس لمس واقعية للأشياء التي يتفاعل معها المستخدمون في الواقع الافتراضي. طريقة أخرى هي تقنية الرسوم المعروفة باسم التقديم المتقن ، والتي تستفيد من نقطة التركيز المحدودة للعين البشرية لتقديم صور فائقة الدقة فقط في الأماكن التي تركز عليها أعيننا ، وبالتالي تقليل قوة الحوسبة المطلوبة لإنشاء الصورة.

لكن الأهم من ذلك هو الطرق الجديدة التي يُحتمل أن تُستخدم بها VR. ستؤدي التطورات الموازية في تكنولوجيا التعلم الآلي في مجال التعليم إلى جعل التعلم عن بعد الغامر حقيقة واقعة لأول مرة. سيستفيد الجراحون من تدريب VR المتقدم لتحسين نتائج المرضى. أولئك الذين يحتاجون إلى علاج اضطراب ما بعد الصدمة والاضطرابات ذات الصلة سيكون لديهم أخيرًا طريقة للشفاء.

خلاصة القول هنا هي أن تقنية الواقع الافتراضي بدأت للتو في إدراك إمكاناتها في مجموعة متنوعة من المجالات. مع نمو التكنولوجيا ، ستنمو أيضًا التطبيقات التي يحلم بها مطورو البرامج الموهوبون والباحثون وقادة الأعمال. من هذا المنطلق ، من العدل أن نقول إننا أقرب بكثير إلى بدايات قصة الواقع الافتراضي مما نحن عليه الآن - وستكون هناك الكثير من التطورات المذهلة في المستقبل.

هل أنت مهتم بمعرفة المزيد عن برامج الواقع الافتراضي الحالية والتكنولوجيا ذات الصلة؟ اطلع على جميع الخيارات المتاحة للارتقاء بمعرفتك إلى المستوى التالي - فقط على G2.