Tudta-e?
...nincs tudományos alapja annak a feltételezésnek, hogy a haj és a köröm tovább növekszik a halál után. Valójában a bőr szárad ki és húzódik össze a halál beállta után, ezért válik jobban láthatóvá a belőle kiemelkedő szőr és köröm.

8. rész

A virtuális valóság eszközei

A VR-nek jelentős szerepe van az agy stimulálásában, amelyhez speciális eszközökre van szükség. Az eddigi kutatások és fejlesztések eredményeként ma már egyre több ilyen eszköz van.

2
Ezek az eszközök az embereket a számítógéphez kapcsolják, hiszen például egy-egy játék sokkal élvezhetőbbé válik ezen eszközök alkalmazásával. Ezen eszközök nemcsak a szórakoztatóiparban használatosak, hanem az orvostudományban és az oktatás területén is hatékonyan alkalmazhatók.
Azonban felhasználása ma még elsősorban a kommunikáció iparban (televíziózás), a szórakoztatóiparban, kereskedelemben (virtuális áruház), a kultúra (virtuális képcsarnokok) területén várható.
Századunk elején az 1920-as, 1930-as években a hadiipar részére olyan speciális eszközöket állítottak elő, amelyek a valódi repülés érzetét keltették. Ezek a berendezések a néhány évtized múlva megjelenő szimulátorok elődeinek tekinthetők.
Az 1950-es években a televízió és a videotechnika olyan mértékben fejlődött, hogy lehetővé vált, hogy fejlettebb szimulátorokat készítsenek, amelyekkel már képesek voltak a külvilágot is szimulálni.
Az 50-es évek nagymértékű technikai fejlődése a légierőn kívül más területekre is kihatott. A mozi-ipar nagy „mesterei” az 1950-es évek elején Hollywoodban olyan technika kifejlesztésén fáradoztak, amely 3D mozi érzetét keltette.
1950-es évek végén Morton Heilig filmrendező által a Broadway-en bemutatott úgynevezett Cinerama rendszer 3 egymáshoz szinkronozott kamerája egy széles vásznú felületre vetítette a több szögből felvett képsorozatot, s mellé sztereo hangfelvételt sugárzott.
Az első fejre építhető sisakot Stanton 1956-ban fejlesztette ki.
1960-ban a Philco Corporation készített egy fejre erősíthető kivetítőt, amely segítségével a felhasználó egy kamerán át a távolba tudott látni.
1966-ban Ivan Sutherland készítette el az első HMD-t (Head Mounted Display – fejre illeszthető képernyő) amely számítógéphez csatlakozott. Ez a szerkezettel mindössze csak egy kocka háló volt látható. Ez az eszköz Demoklesz kardja néven ismert. Az elnevezés onnan ered, hogy a sisak fém rudakon lógott a mennyezetről. Ezek a rudak elsősorban a fej térbeli elhelyezkedésének meghatározására, valamint a szerkezet nagy súlyának megtartására szolgáltak. A HMD-ben kis CRT kijelzők voltak a monoszkópikus kép megjelenítésére.
1970-ben Ivan Sutherland tovább fejlesztette a HMD-jét. A szerkezet súlya sokkal kisebb lett, így sokkal stabilabbá vált. A fémrudak helyett giroszkópot használt a helymeghatározásra, a monoszkópikus képek helyett pedig sztereoszkópikus képeket vetített a felhasználó szeme elé.
1977-ben szabadalmaztatták az USA-ban az első számítógépes interakciókhoz használható kesztyűt a Sayre Glove-ot.A 70-es évekre tehető Myron Kreuger fejlesztése is, a VIDEOPLACE. A VIDEOPLACE a Vetített valóság egyik formája. Kreuger egy hatalmas képernyőt helyezett el a felhasználó előtt, amelyen annak árnyéka volt látható - ennek segítségével lehetőség volt arra, hogy egyszerre több ember szerepeljen a képernyőn-. Ebben a környezetben megjelenített egy kis „állatkát”, CRITTER-t, aminek segítségével a felhasználónak módjában állt kapcsolatot teremteni egymással, illetve a számítógéppel.
Körülbelül ebben az időben kísérletezett Boeing az Augmented Realityvel. Az ötlet abból adódott, hogy a hajtóműveket tervező mérnökök munkáját segítsék. E kísérlet eredménye pedig nem más, mint egy speciális szemüveg, amely segítségével a valós világon túl bizonyos pótlólagos információt is közölnek a viselőjével, amelyet a szeme elé vetítettek.
Az 1980-as években a VR minden alapvető eszköze létezett már, de csak a később megjelent nagy teljesítményű rendelési lehetőségekkel és nagy sebességgel rendelkező számítógépekkel voltak képesek működni.
1982-ben Thomas Furness kifejlesztett egy igen nagy felbontású HMD-t, amelyekben 1 inches CRT kijelzőket használt. Ezt a sisakot használva a pilóta a föld szimbólikus képét láthatta a szeme előtt.
A nyolcvanas években McGreevy a NASA Ames-nál Furness és Sutherland eredményeit felhasználva, megalkotta az LCD (Liquid Crystal Display – folyadékkristályos kijelző) kijelzős HMD-t. Polhemus nyomkövetőjét használtál fel a fej helyzetének meghatározására.
Számos tudóst foglalkoztatott a VR eszközök fejlesztése. A médiakutatók- az M.I.T.-től és más kutatóintézetektől –évekkel ezelőtt elkezdtek azon gondolkodni, hogy miként lehetne megoldani, hogy az ember az eddigieknél is jobban belemerüljön, közelebb kerüljön a számítógép világába. Erre a célra speciális hardver és szoftver elemeket fejlesztettek ki: egy speciális képernyős szemüveg három dimenziós computer képeket jelenít meg, aminek következtében a néző úgy érzi, mintha egy computer animációs tér vagy egy három dimenziós computer animáció kellős közepén lenne.



Az úgynevezett „Head- Tracking” eljárás felelős azért, hogy a mozgás változása, tehát a „Cybernauta” fejének mozdulatai és pozíciója a számítógépekbe kerüljön, ami aztán ennek megfelelően alakítja a képeket a képernyős szemüvegben.



Vizuális eszközök, fejre illeszthető sisakok


A következőkben néhány kiemelt gyártó eszközeit tekintsük át.

Eyephone™
A VPL Research Inc. által gyártott eszköz egyike a legismertebbeknek a piacon. Ez az eszköz egy pár színes folyadékkristályos kijelzőt használ. A lencséi 100 fok széles látószöggel rendelkeznek, melyek megközelítik a normál térlátás nagyságát. A látószög vízszintes irányban 100 fok, vízszintes irányban 60 fok, és a két folyadékkristályos kijelző felbontása egyébként 360x240 képpont. Az Eyephone™ a Polhemus IsoTrak™ rendszert használja a fej aktuális pozíciójának követésére. Az eszköz súlya több mint 2 font. Az Eyephone™ specifikusan a virtuális valóság számára kifejlesztett eszköz.

Cyberface II.™
Ez is egy fejre csatolható eszköz. Az egész a LEEP cég sztereó nagyító és nézőrendszerén alapul, amelyet a LEEP speciális sztereó fényképnézőihez fejlesztett ki. A LEEP Systems Inc. Cég készítésében magában foglal egy folyadék kristályos kijelzőt is, amely hasonlóan működik mint az Eyephone™ rendszer. Ez az eszköz nagyobb látószöggel rendelkezik, mint az Eyephone™, a felbontása több mint 150 fokos vízszintes értéket érhet el. A képernyője több mint 125.000 képpontból áll. Ez a rendszer még magában foglal egy fülhallgatót és egy ellensúly rendszert is.

Flight Helmet™

Ezt a készüléket Bruce Bassett fejlesztette ki a Virtual Research cégnél. Az eszköz mindkét szemnél 360x240 képpontos felbontással rendelkezik és a sisak LEEP optikát és egy sztereo fülhallgatót is tartalmaz. Pozícionáláshoz a Logitech Corporation által kifejlesztett ultrahangos nyomkövető rendszert alkalmazza a fej pillanatnyi helyzetének meghatározására. A komplett rendszernek körülbelül 4 font a súlya. A készülék előnye, hogy nagyon könnyű és kényelmes viselet.

CrystalEyes™
A Desktop Virtual Reality egyik legfontosabb, nélkülözhetetlen eszköze a sztereoszkópikus kivetítő szemüveg, amely ugyanazokat a funkciókat nyújtja, mint a fejre helyezhető kivetítők, de megengedik a felhasználónak, hogy mindent tisztán láthasson maga körül a valós világból. Ez a sztereoszkópikus kivetítő szemüveg mindössze 2 uncia súlyú, és csupán egy elemmel működik. A felhasználó – hogyha a kivetítőt az arca elé helyezi – képes a háromdimenziós képek megnézésére a képernyőn, azzal az érdekességgel, hogy ez az eszköz alkalmas arra is, hogy valaki szemüveget viseljen alatta.
A CrystalEyes™ rendszernek létezik egy olyan változata is, amelyet mint sztereo kivetítő rendszert személyi számítógépekhez is csatlakoztathatunk. Kiegészítőként kapható még két kisméretű kamera is, amely képes sztereo felvételeket készíteni teljessé téve ezzel a vizuális rendszert.

Visette™ virtuális diplay sisak
A Visette™ sisak tulajdonképpen a leichesteri W. Industries cég által kifejlesztett és gyártott komplett VR rendszer, a Virtuality része, de megvásárolható különálló eszközként is. A sisak vizuális rendszere 2 db 40 mm-es sztereo grafikus lencsét tartalmaz, az egyenként 276x372 pixel felbontású LCD képernyők előtt, amely egy nagy látószögű kristálytiszta képet eredményez a felhasználó számára. A fejpozíció meghatározására mágneses szenzorokat alkalmaz. A készülék beállítástól függően 22 v. 25 képet jelenít meg mp-ként. A sisakba integrált fülhallgató rendszer 4 hangcsatorna egyidejű megszólaltatására képes. A rendszer kiváló paramétereinek és magas fokú flexibilitásának köszönhetően az egyik legkeresettebb eszköz a piacon.

Ruhák és input eszközök a VR-hez

Jaron Lanier a szenzoros kesztyű feltalálója. A szenzoros kesztyű („Data-Glove”) amelynek segítségével lehet megérinteni és elmozdítania tárgyakat.



A program reagál a kesztyű által kiadott jelekre és ennek megfelelően változtatja a képernyő ábráit. Ha a szenzoros kesztyű kivezetéseire speciális légpárnákat csatlakoztatunk, elérhetjük, hogy a virtuális tárgyat „érezzük”. A tárgyak keménységének és alakjának érzetét a nyomás változtatásával szimulálhatjuk.



A DataGlove™
Ezt az eszközt Thomas Zimmermann fejlesztette ki a VPL Research cégnek. Ez a kesztyű volt az első olyan eszköz, amellyel teljesen intuitív módon lehetett a rendszerhez csatlakozni és manipulálni a virtuális világ elemeit. A DataGlove™ a Polhemus IsoTrak™ navigációs rendszerét használja a működéshez. Hat szabadság fokkal rendelkezik, ebből következően ezt az eszközt zavarják a szórt mágneses mezők és az eszköz közelében elhelyezett nagyobb acél tárgyak. A DataGlove™ kesztyű könnyített változata a Lycra™, amely üvegszálas érzékelést és magasfokú mechanikai védelmet is tartalmaz. A kesztyű pontosan illeszkedik a kéz alakjához és lehetővé teszi, hogy egy számítógép bemeneti egységen keresztül a kesztyű mint egy kurzor funkcionáljon a Cyberspace-ben. A DataGlove™ tíz adattal jellemzi az ujjak állapota és további hattal a kéz felületének állapotát. Ez teszi lehetővé a kesztyűt arra, hogy a virtuális környezetben megfogjunk egy tárgyat, és azt eldobjuk, stb. A mágneses érzékelők a kéz valós világbeli koordinátáit érzékelik, majd ezeket fordítja le a számítógép a kurzor pozíciójára a virtuális világban. A VPL Research a kesztyűt három különböző méretben gyártja, készítenek jobb- és balkezes konfigurációt is. A cég termékei között szerepel még egy speciális interfész is, amely egyszerre két kesztyű használatát teszi lehetővé. Fontos azonban megjegyezni, hogy ezt az eszközt inkább a kutatók számára fejlesztették ki, s nem az általános felhasználóknak.

A CyberGlove™
A Virtex Virtual Technologies által gyártott eszköz. Ez a cég a saját szoftverét használja ahhoz, hogy értelmezni tudja a kéz és az ujjak mozgását és grafikusan reprezentálni tudja azt a virtuális környezetben. Az eszköz működését tekintve az elektromos ellenállás mérés elvén alapul. A CyberGlove™ 16 vagy 24 érzékelős változatban kapható a piacon. Ujjanként három görbület- és egy erőérzékelő szenzor található ezenkívül további érzékelők vannak az ujjak forgásának és a kézfej mozgásának érzékelésére. A kesztyű ujj részei és a tenyér része hiányzik, amely a könnyebb használatot teszi lehetővé. Ezt az eszközt úgy tervezték meg, hogy képes legyen együtt működni más ruha típusú eszközökkel is.
A szenzoros kesztyűnél magasabb fejlődési fokon áll az úgynevezett szenzoros öltöny, ruha („Data-Suit”), ami rögzíti, majd közvetíti a test finom mozgásait a számítógéphez.



Hangkeltő eszközök

A számítógéppel történő hangkeltés már viszonylag régi eredetű, ezért igen komoly eszközök állnak a felhasználók rendelkezésére. Általánosan elmondható, hogy a VR-ben a digitális hangkeltés két formáját használják:
- az FM (frequency modulation) rendszerek, ahogy az a nevéből is kitűnik frekvencia modulációval hozzák létre a hangot. Ezen eszközök 2-64 csatornásig használatosak. A programozó tetszőlegesen be tudja állítani egy hang burkológörbéjét, amplitúdóját és más jellemzői paramétereket. Ilyen lehetőségeket építettek be a pl. az Adlib™ vagy az igen elterjedten használt Sound Blaster™ hangkártyába is.
- MIDI (Musical Instrument Digital Interface) működése azon alapul, hogy előzőleg hangmintát vesznek bizonyos hangszerekből. Ezeket a hangmintákat eltárolják, majd a memóriából előhívva hozzák létre a hanghatást. A MIDI egy interfésszel is rendelkezik, amely segítségével a hangkártyát össze lehet kötni elektronikus hangszerekkel. A VR környezet kialakításában használatos számítógéppel ma már mind rendelkeznek beépített sztereo hangkeltő rendszerrel.
Más specifikus hardverek:
- joystick
- székek
- VR POD játékok számára



A felsorolt eszközöket és programokat nemcsak a szórakoztató iparszámára dolgozták ki, hanem az egyetemek és fejlesztő laborok számára is.
A kidolgozást követően rövid időn belül néhány kutató szélesebb körben is elkezdte terjeszteni az eredményeket.
Jaron Lanier cége a VPL Research, az első VR eszközöket gyártó cég. Napjainkban is a legfontosabb értékesítők közé tartozik a virtuális valóságban használt hardver és szoftver területén. Németországban a hamburgi „MegaBrain”-nek cég van a legjelentősebb szerepe ezen felszerelések árusításában.
A megfelelő hardver és szoftver segítségével igazi élménnyé válhat a multimédia.
Fontos tudnivaló, hogy a multimédia ezen alkalmazása sokkal több számolási teljesítményt igényel, mint amit a ma használatos „otthoni” számítógépek elérnek, mégis megjelentek az első olyan szoftverek és hardverek, amelyeket otthon is lehet használni.
Így a képernyős szemüveg és a szenzoros kesztyű egyszerűbb változataival mi is szerezhetünk tapasztalatokat a „CyberSpace” területén, vagy játszhatunk az interaktív játékokkal is. A VR eszközök segítségével talán már olyan helyekre is eljuthatunk, ahová a távolság vagy a veszély miatt soha nem jutnánk el. A virtuális valóság érzetét keltő hardver és szoftver segítségével olyan feladatokat is elláthatnak majd a távirányítással vezérelt robotok, amelyeket eddig csak az ember végezhetett el. Talán még az is megvalósítható lenne, hogy az orvosok „bejárlák” a páciens testét, miáltal sokkal jobb diagnózist állíthatnának fel. Nem elképzelhetetlen az sem, hogy a pedagógia és a kommunikáció terén is jobb és hatásosabb eredményeket érhetnek el a virtuális valóság segítségével.
A virtuális valóságnak persze vannak veszélyei is. A legnagyobb veszélyt talán az jelentheti, hogy a felhasználó túlságosan eltávolodik a tényleges valóságtól. Ez az „álomvilág” droggá, vagy a valóságos világ problémáitól való meneküléssé válhat számunkra.
ISSN 2334-6248 - Elektronikus folyóiratunk havonta jelenik meg. ©2017 Fókusz. Minden jog fenntartva!
Design by predd | Code by tibor