Tudta-e?
... hogy a Duna neve "vizet", "folyót" jelent, és valószínűleg az óiráni "danu" (víz) szóból ered?

3. rész

Történelmi áttekintés

A virtuális valóság története nagyon mélyre vezethető vissza. Már az ősembereknél is megfigyelhető volt néhány olyan kezdetleges alkalmazás, amely a ma úgynevezett virtuális valóságban is megfigyelhető.

A virtuális valóság története nagyon mélyre vezethető vissza. Már az ősembereknél is megfigyelhető volt néhány olyan kezdetleges alkalmazás, amely a ma úgynevezett virtuális valóságban is megfigyelhető. Természetesen ezeknél az alkalmazásoknál ne gondoljunk arra, hogy őseinknek bármiféle eszköz is rendelkezésére állhatott. Itt sokkal inkább a képzeletet kell eszköznek tekinteni, vagyis azt, hogy önálló tudattal rendelkező emberek vagyunk, akik képesek képzeletük irányítására. Legjobb példaként az ősi eszkimó törzseket lehetne megemlíteni, akiknél gyakori volt az a szokás, hogy esténként, amikor a törzs összeült, a férfiak harci helyzeteket találtak ki. A törzs egyik tagjának a feladata pedig az volt, hogy az adott helyzetbe képzelve magát, hogyan oldaná meg a feladatot. Ezt követően az illető szinte leszimulálta magának, hogy mi is fog történni, és ő maga mit fog erre cselekedni. Ez a történet is azt példázza, hogy a szimuláció - azaz fiktív eseményekben való aktív részvétel - már nagyon korán megjelent az embereknél, pontosan azért, hogy így nagyobb tapasztalatot szerezve, egy-egy kockázatos helyzetben sokkal biztonságosabban dönthessenek. A VR kiindulópontját jelentették a szimulációs alkalmazások.

A virtuális valóság történeti áttekintéséhez ugyan szervesen nem tartoznak hozzá az olyan technikai találmányok feltalálása, mint a távíró, a fényképezőgép, mozgófilm, magnetofon, a képmagnetofon, a tranzisztor, az első számítógép, stb., azonban fel kell ismernünk, hogy ezen berendezések és módszerek képzik a mai VR rendszerek alapjait.

A virtuális valóság csak néhány éve létezik a köztudatban, ennek ellenére több mint ötvenéves múltra tekinthet vissza. Az 1950-es években a számítógépek hatalmas, szoba méretű berendezések voltak, amelyeket csak a hozzáértő, nagy gyakorlattal rendelkező szakemberek voltak képesek működtetni.

A fiatal villamosmérnök és haditengerészeti radartechnikus Douglas Engelbart egészen máshogy vélekedett. A számítógépeket nem pusztán számítások elvégzésére alkalmas gépnek tekintette, hanem egy fontos eszköznek a digitális képernyők számára. Radaros múltjából jött az ötlet, hogy a korábbi tapasztalatoktól eltérően a digitális információt a képernyőn kell megjeleníteni felhasználóbarát formában. Tehát kössük össze a számítógépet és a képernyőt, s máris megoldhatjuk a problémát.

Akkoriban Engelbart ötletét elvetették, de később az 1960-as évek elején sokakban felvetődött hasonló gondolat. Az idő ekkora már megérett Engelbart számítástechnikai víziójának a beteljesülésére. A kommunikációs technológia ötvöződött a számítógépes és grafikai technológiával. A számítógépek már nem vákuumcsövekből készültek, mint annak idején, hanem tranzisztorokból. Mindezek a technikai fejlődések lehetővé tették, hogy sokkal felhasználó barátibb gépeket készítsenek, valamint kialakuljon a számítógépes grafika, - Ivan Sutherland révén, akit leginkább a számítógépes grafika atyjaként ismerhetünk - majd később a VR. A VR igazi atyja Jaron Lanier, az elnevezés is tőle származik.

A VR kezdetei az 1920-as 30-as években. Kutatások szerint a VR már a korai számítógépek megjelenése előtt létező dolog volt a katonai világban. Itt főképpen a katonai repülésre kell gondolni. Repüléstechnikai szempontból fokozott odafigyelést követelt meg a pilóták részéről az éjszakai, valamint a felhőrepülés. Ilyen esetekben ugyanis a pilóta nem látja az alatta elhelyezkedő tájat, és a horizontot sem. Akik már repültek hasonló körülmények között, azok tudják, hogy az ember aligha hagyatkozhat ilyenkor az érzékszerveire, mert azok alaposan félrevezethetik. Ilyenkor kell használni azokat a speciális műszereket, amik pótolják a valódi horizont látványát, vagy éppen annyi és olyan minőségű információt biztosítanak a gyakorlott pilóta számára, hogy az biztonsággal tudjon repülni a gépével. Ezeket a helyzeteket nevezik a repülési szakzsargonban - IFR, azaz Instrumental Flight Rules - műszer szerinti repülési szabályoknak, szemben a - VFR, azaz Visual Flight Rules - látvány szerinti repülési szabályokkal.

A század elején a 20-as 30-as években a Link Corporation gyártott a katonaság részére olyan szerkezeteket, amelyek segítségével a fent említett műszerrepülés volt gyakorolható. Ezek a berendezések inkább hasonlítottak egy nagy fekete dobozra, mint egy repülőgépre. A belsejében a repülőgépeknél megtalálható speciális műszereket helyezték el, természetesen egy botkormánnyal és egy üléssel együtt. A doboz egy mozgó talapzaton foglalt helyet, aminek segítségével a valódi repülés érzetét keltette.

Később az 1950-es években, amikor a televízió- és videotechnika már létezett, lehetővé vált olyan szimulátorok építése, amelyek már a külvilágot is képesek voltak szimulálni. A megoldás nagyon frappáns volt. Egy kamera mozgott a pilóta botkormányon végzett mozdulatainak, valamint a szabályozott tolóerőnek megfelelően egy terepasztal felett. A kamera képét a pilóta egy monitoron láthatta. Rendszerint ezeket a szimulátorokat egy valódi repülőgép pilótakabinjából, valamint az arra felszerelt berendezésekből állították össze. Ezek már alkalmasak voltak arra, hogy repülés közben adódó technikai hibákat szimulálják, és ezzel felmérjék a pilóták szakmai felkészültségét.

E technika segítségével a pilóták jelentős tapasztalat birtokában szállhattak be a nagy értékű repülőgépeikbe. A korai szimulátorok természetesen még nagyon kezdetlegesek voltak.
Legtöbbször csak egy pilótakabin volt felszerelve egy mozgó talpazatra. A legfőbb problémája ezeknek a berendezéseknek a vizuális visszacsatolás hiánya volt, ami a video kijelzők megjelenésével egy csapásra megoldódott. 1970-es évektől fogva a számítógép által generált grafikát felváltotta a videotechnika. Ezek a szimulátorok valós időben működtek, bár grafikájukat tekintve elég kezdetlegesek voltak. 1979-ben a hadsereg már HMD-kel kísérletezett. Ezeket a kutatásaikat főként az vezérelte, hogy egyre nagyobb veszélyt jelentett a pilótákra nézve a valóságos gépeken gyakorolni vagy tanulni, mivel ezek a berendezések rendkívül összetettek voltak. Az 1980-as évek elején a jobb szoftverek, hardver és mozgást szimuláló berendezések lehetővé tették, hogy a pilóták nagy "részletességű" virtuális tájakon keresztül navigálhassanak.

Néhány esemény, amely jelentősnek számít a VR történelmében:
- A nukleáris csapásoktól való félelem arra késztette az Egyesült Államok hadseregét, hogy továbbfejlesszék a radarrendszerüket. A cél egy olyan komplex rendszer létrehozása volt, amellyel hatalmas mennyiségű információt lehet egyszerre megjeleníteni a képernyőn, az ember számára könnyen érthető formában. A projekt eredményeként létrejött az első "real time" (valós idejű), adatokat szimulálni képes védelmi rendszer.
- Repülőgéptervező mérnökök próbálkoztak azzal, hogyan lehet grafikusan megjeleníteni, vagy modellezni légáramlási viszonyokat. Számítógépes szakértők kezdték el úgy átstruktúrálni a számítógépeket, hogy azok képesek legyenek mind megjeleníteni, mind számítani ezeket a modellezési feladatokat. A tervezőmérnökök munkája kiinduló pontját jelentette a későbbi számítógépes modellezésnek, valamint a szimulációs kutatásoknak. [7.]

Számos törekvés irányult arra, hogy a billentyűzet helyettesíthető legyen olyan interaktív eszközzel, amely képek és kézmozdulatok segítségével képes az adatok manipulációjára. 1962-ben Ivan Sutherland (akit a számítógépes grafika atyjaként ismernek) megépítette a fényceruzát, amelynek segítségével képeket lehetett rajzolni a képernyőre. Sutherland első számítógép-segítette formatervező programja, amelyet Sketchpad-nek hívnak, új utakat nyitott a tervezők számára. Ez a tervező rendszer az évtized végére már "real time"-ban (valós időben) működött. 1970-ben Sutherland megalkotta az első primitív – Demoklész kardja néven ismert - HMD-t (fejre illeszthető kijelző), Engelbart pedig létrehozta a ma is széleskörben alkalmazott "egeret".

Természetesen nem a hadiipar volt az egyetlen, aki érdeklődést tanúsított a számítógépes grafika iránt. A mozi ipar, szórakoztatóipar és a tudományos kutatások területén is felismerték a VR-ben rejlő lehetőségeket.

Az 1970-es években már számos Hollywood-i filmtrükk készült számítógépes grafika felhasználásával. Gondoljunk csak a hatalmas sikert aratott, 1976-ban készült Star Wars (Csillagok Háborúja) című mozifilmre. Ezt követték az olyan hasonló sikerek, mint a Terminator vagy a Jurassic Park, amelyek már rendkívül korszerű számítógépes háttér felhasználásával készültek. A videojátékok robbanásszerű elterjedését az 1980-as évek elején figyelhettük meg.

A VR jövőjét nagyban befolyásolták mindazon filmtechnikák, mint a sztereoszkópikus, vagy 3D-mozi és különböző széles vásznú rendszerek, amelyekkel a hollywoodi filmkészítők próbálkoztak az 1950-es évek elején. A Cinerama elnevezésű a legismertebb ezen technikák közül. A célja az, hogy megnövelje a mozi közönsége számára a látómezőt. Három egymáshoz képest kis szöget bezáró kamerával vették fel a Cinerama film minden egyes jelenetét. Ezt követően szinkronizálták, és három befelé fordított hatalmas vetítő vászonra vetítették ki. Ezek a vásznak teljesen lefedték a nézők látómezejét, beleértve a perifériákat is. A technika azonban túl költségesnek bizonyult ahhoz, hogy ezekre a filmekre a kommersz filmszínházak vevők legyenek. Mindenesetre a térbeli vizuális hatáskeltés egy fontos elemévé vált a VR-nek.

A Cinerama keltette fel a fiatal dokumentumfilm készítő Morton Heilig érdeklődését is, aki hitt a mozi jövőjében. Elképzelése szerint készíthetünk olyan filmeket, amelyek kihasználják az emberi érzékeket, azaz a látást, a hallást, a szaglást és az érzéseket. Felvázolta azokat a különböző elemeket, amelyek véleménye szerint szükségesek a tökéletes illúzió keltéséhez. Itt ilyen fontos elemeket említett meg, mint az agy érzékelő csatornái valamint a test motorikus hálózata. Saját művét "experience theater"-nek (élmény színház) nevezte.

Heilig kutatásai vezettek a Sensorama-hoz, amit maga tervezett és készített 1962-ben. A Sensorama segítségével megpróbálta az emberi érzékszerveket a valósághoz teljesen hasonló módon stimulálni. Ennek a szerkezetnek a segítségével a felhasználó számára a motorbiciklizés minden élményét képes volt szimulálni. A térbeli látványt egy speciális szemüveg, a hang térbeliségét sztereó hanghatások segítségével oldotta meg. Biztosította továbbá az ellenszél hatását, valamint szaganyagokat és aromákat, amit kislányok szórtak a néző orrához, ezzel is növelve a valósághű hatást. A néző választhatott különböző helyszínek között, mint például California, homokdűnék vagy Brooklyn utcái.

A Cinerama és Sensorama rendkívül fontos elméleti és látvány örökséget hagyott a VR számára. Mégis azt kell mondani, hogy a VR tudományos alapjait az 1950-es valamint az 1960-as évek mesterséges intelligencia kutatásai határozták meg.
ISSN 2334-6248 - Elektronikus folyóiratunk havonta jelenik meg. ©2017 Fókusz. Minden jog fenntartva!
Design by predd | Code by tibor