Virtuální realita

Charakteristika

Počítačová simulace realisticky vyhlížejícího iluzivního 3D prostředí vnímaná uživatelem jako prostředí reálné a umožňující mu s tímto prostředím interagovat (HCI). Vizualizace může simulovat jak skutečný svět (výcvik vojáků), tak svět fiktivní (počítačové hry).
Většina současných prostředí virtuální reality jsou především vizuální zážitky, zobrazující se buď na monitoru počítače nebo přes stereoskopické zobrazení. Některé simulace dokáží vyvolat i další smyslové vjemy, jako zvuky, chutě, vůně nebo dotyky.

Ve virtuálním světě je člověk zastoupen svým vědomím, nebo-li virtuální identitou. Virtuální identita, nebo-li on-line identita, je soubor digitálních dat reprezentujících fyzický subjekt ve virtuálním prostředí.

Avatar je grafický reprezentant uživatele ve virtuální realitě, převážně v počítačových hrách.

Hlavní znaky VR

• Schopnost reagovat na podněty v reálném čase.
• Vytvoření co nejdokonalejší iluze trojrozměrnosti prostoru.
• Možnost interakce uživatele s prostřeím.
• Možnost aktivně přetvářet prostředí a pohybovat se v něm.

Tři stupně VR

• Pasivní: Do pasivní virtuální reality uživatel vstoupí sledováním filmu nebo četbou knihy. V pasivním prostředí nemůže uživatel nic ovlivnit, nic změnit.

• Aktivní: V aktivním prostředí má uživatel možnost ovládat vlastní pohyb, rozhodnout se, kam se vydá. Nemůže však prostředí formovat a zasahovat do něj.

• Interaktivní: V interaktivním prostředí může uživatel svět kolem sebe formovat, dotýkat se věcí, brát předměty do ruky a pracovat s nimi.

Využití VR

• Vzdělávání
• Zdravotnictví
• Architektura
• Vojenství
• Zábavní průmysl

Oculus Rift - nástroj virtuální reality ve vývoji určený pro zábavní průmysl

Terminologie

Autorství pojmu Virtuální realita je přisuzováno Jaronovi Lanierovi, zakladateli společnosti VPL Research.

Kromě termínu Virtuální realita se lze setkat i s pojmem Umělá realita nebo prostředí. Termín bývá také často zaměňován za termín Kyberprostor.

Virtuální

Z hlediska technologického je termín virtuality spojen s přenosem informace pomocí binárního kódu do digitalizované podoby s možností následného převedení do symbolického výstupu určeného příjemci informace. Informace se tak stává virtuální, tedy potenciálně existující, tzn. vyvolatelná. Subjekt je sám o sobě nepřístupný, zastoupený pouze textovým, obrazovým nebo jiným zobrazením.

Definice

Lanier (1984)
Počítačem vytvořené interaktivní trojrozměrné prostřední, do něhož se člověk totálně ponoří.

Krueger (1991)
Termín virtuální světy se tyká obvykle třídimnziálních realit realizovaných s pomocí multimediálních brýlí a kontaktních rukavic.

Coates (1992)
Virtuální realita je elektronická simulace prostředí, která umožňuje uživateli interakci ve virtuálních situacích za pomoci multimediálních brýlí a pohyb snímajícího oblečení.

Greenbaum (1992)
Virtuální realita je alternativní svět tvořený plně počítačem generovanými obrazy, které reagují na lidský pohyb. Tato simulovaná prostředí jsou obvykle navštěvována s pomocí datových obleků, které se vyznačují stereofoními videobrýlemi a rukavic z optických vláken.

Listner (2003)
Termínem virtuální realita označujeme dva dobře známé významy. Za prvé to jsou imerzivní i neimerzivní interaktivní zážitky, které jsou umožňovány novými formami obrazových, simulačních a počítačových technologií. Imerzí je zde přitom myšlen pocit ponoření se do konstruovaného obrazu - někdy s takovou intenzitou, že jedinec přestává vnímat fyzické prostředí kolem sebe. Za druhé to mohou být metaforická místa a prostory vytvořené telekomunikačními sítěmi. Za virtuální realitu však v jistém směru můžeme považovat i retrospektivní zkušenost, kterou zažíváme například při sledování filmu nebo čtení knihy.

Historie

Počátky virtuální reality před r. 1950

mirror stereoscope

Přelomovým se stal rok 1838, kdy Sir Charles Wheatsone předvedl první metodu prostorového pozorování obrazů pomocí stereoskopie. Ta spočívala ve využití páru zrcadel, které byly natočené k lidským očím v úhlu 45 stupňů. Na obě zrcadla byl zvlášť promítán obraz, který v očích pozorovatele navozoval pocit nerovného, ačkoliv uspořádaného obrazu a hlavně jeho hloubku. To mělo za následek tvorbu iluze třetího rozměru.

Brewster stereoscope

Později na Sira Wheatsona navázal David Brewster, který v roce 1849 vytvořil zařízení na principu lentikulárních, stereoskopických obrazů. Jednalo se o široké brýle (ve tvaru dalekohledu), které využívaly čoček pro vizuální spojení dvou obrazů tištěných na jednom papíře. Tato takřka revoluční metoda dala za vznik budoucím možnostem a dodnes se tyto principy využívají.

Významné historické okamžiky ve virtuální realitě mezi lety 1950-1970

Soubor:Sensorama-morton-heilig-virtual-reality-headset.jpg

220x220px

V roce 1962 si Morton Heilig nechal patentovat stroj zvaný Sensorama. Vynález nabízel mimo stereoskopického obrazu také dvoukanálový stereo zvuk (namísto do té doby velmi populárního mono/jednokanálového zvuku) a jako další, velmi důležité součásti imerze cílil na vjemy: Byla zde možnost cítit různé pachy či změny teplot (např. ve formě větráku, který navozoval pocit větrného počasí), v neposlední řadě se také židle, na které uživatel seděl, velmi mírně pohybovala, díky čemuž byla navozena simulace vibrací a pohybu.

Telesphere Mask

V roce 1960 začal pionýr virtuální reality Morton Heilig pracovat na novém vynálezu, nazvaný jako „Telesphere Mask“. Jednalo se o první příklad brýlí, které samy o sobě držely na obličeji uživatele. Tyto brýle se již začínaly podobat dnešním náhlavním soupravám pro virtuální realitu. Chyběla jim však stále jedna ze zásadnějších věcí – sledování, resp. detekce pohybu hlavy, tzv. „motion tracking“, který umožňuje pohyb obrazu v závislosti na pohybu hlavy.

Soubor:Headsight.jpg

Headsight

To se však částečně změnilo o rok později v roce 1961. V tomto roce vytvořili inženýři C. Comeau a J. Bryan první příklad detekce pohybu hlavy. Jednalo se o zařízení Headsight, které využívalo dvou malých obrazovek (jedna pro každé oko) v kombinaci s magnetickým systémem detekce pohybu. Ten byl přímo spojený na ovládací systém několik desítek metrů vzdálené kamery pomocí radiových frekvencí. Nejednalo se tedy o zábavní zařízení, nýbrž zařízení pro armádní účely, jenž uživateli po nasazení náhlavní soupravy umožňovalo pohyb vzdálené kamery rozhlížením se – uživatel tedy mohl přirozeně prozkoumávat vzdálené okolí.Stále se však nejednalo o plně využitelnou virtuální realitu v pravém slova smyslu, neboť pojem „virtuální realita“ stále nebyl v této době pevně definován.

O čtyři roky později popsal americký počítačový vědec a průkopník v počítačové grafice Ivan Sutherland tzv. The Ultimate Display (volně přeloženo jako „Ultimátní zobrazovač“). Tento koncept plně imerzivního světa měl tři hlavní součásti:

• Vysoce realistický virtuální svět, ke kterému se přistupuje pomocí náhlavní soupravy v kombinaci s 3D zvukovým efektem a taktilní (hmatovou) zpětnou vazbou.
• Počítačový hardware, který umožňuje vytvořit virtuální svět a jakékoliv změny v něm okamžitě zpětně generovat a zobrazovat uživateli.
• Možnost interakce s objekty ve virtuálním světě stejným způsobem, jako v reálném světě.

VR v umění

VR ve fimu

• Welt am Draht (1973)

• Tron (1982)

• Star Trek: The Next Generation (1987 - 1994)

• Ghost in the Shell: Man-Machine Interface (1991-1997)

• Freejack (1992)

• VR Troopers (1994)

• Johnny Mnemonic (1995)

• Virtuosity (1995)

• The Thirteenth Floor (1999)

• The Matrix (1999)

• Avalon (2001)

• Tron Legacy (2010)

• Transcendence (2014)

Sovisející hesla

Kyberprostor
Kyberkultura
Kybernetika, teorie systému, teorie sítí a nová média
Kyberpunk

Odkazy

Použitá literatura

• Technische Universiteit Eindhoven. What is Virtual reality? [online]. - [cit. 2015-01-27]. Dostupné z: http://www.idemployee.id.tue.nl/g.w.m.rauterberg/presentations/hci-history/sld056.htm
• The Ultimate Display. In: Institutionen för informatik [online]. - [cit. 2015-01-28]. Dostupné z: http://www8.informatik.umu.se/~jwworth/The Ultimate Display.pdf
• How stuff works?. How Virtual Reality Works [online]. - [cit. 2015-01-28]. Dostupné z: http://electronics.howstuffworks.com/gadgets/other-gadgets/virtual-reality8.htm
• Umění teleprezence jako subžánr virtuálního umění. In: Muni [online]. 2011 [cit. 2015-01-28]. Dostupné z: http://is.muni.cz/th/342161/ff_b/Bakalarska_diplomova_prace_Pyszkova_Alexandra.txt
• Link Triner. In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, 2001-2015 [cit. 2015-01-28]. Dostupné z: http://en.wikipedia.org/wiki/Link_Trainer
• Daniel J. Sandin. In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, 2001-2014 [cit. 2015-01-28]. Dostupné z: http://en.wikipedia.org/wiki/Daniel_J._Sandin
• Avatar (computing). In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, 2001-2015 [cit. 2015-01-28]. Dostupné z: http://en.wikipedia.org/wiki/Avatar_%28computing%29
• Virtual identity. Webopedie [online]. - [cit. 2015-01-28]. Dostupné z: http://www.webopedia.com/TERM/V/virtual_identity.html
• AUKSTAKALNIS, Steve a David BLATNER. Reálně o virtuální realitě: umění a věda virtuální reality. Překlad Jan Klimeš. Brno: Jota, 1994, 283 s., [12] s. barev. il. Nové obzory. ISBN 80-856-1741-2.
• Jaron Lanier: první hráč ve virtuálním světě. Science World [online]. 2005 [cit. 2015-01-28]. Dostupné z: http://www.scienceworld.cz/clovek/jaron-lanier-prvni-hrac-ve-virtualnim-svete-1862/?switch_theme=mobile
• Virtuální. Revue pro média [online]. 2001 - 2005 [cit. 2015-01-28]. Dostupné z: http://rpm.fss.muni.cz/Revue/Heslar/virtualni.htm
• About virtual reality?. Ignis [online]. 2013 [cit. 2015-01-28]. Dostupné z: http://ignisvr.com/about-virtual-reality/
• Virtual reality. In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, 2001-2015 [cit. 2015-01-28]. Dostupné z: http://en.wikipedia.org/wiki/Virtual_reality
• La sala delle prospettive. Villa Farnesina [online]. 2010 [cit. 2015-01-28]. Dostupné z: http://www.villafarnesina.it/sala_prospettive.html
• Ivan Sutherland | Ultimate Display <1970>. Pioneers [online]. 2000 [cit. 2015-01-28]. Dostupné z: http://www.w2vr.com/timeline/Sutherland.html
• Virtual Reality: History. NCSA [online]. 1995 [cit. 2015-01-28]. Dostupné z: http://archive.ncsa.illinois.edu/Cyberia/VETopLevels/VR.History.html
• SAK, Petr. Člověk a vzdělání v informační společnosti. Vyd. 1. Praha: Portál, 2007, 290 s. ISBN 978-80-7367-230-0.
• Možnosti aplikačního softwaru pro rozšířenou realitu v kontextu poznávání reality. In: ŠPAČKOVÁ, Adéla. Is.muni [online]. 2012 [cit. 2015-01-29]. Dostupné z: is.muni.cz/th/342074/ff_b/finalni_verze.doc
• Česko-Slovenská filmová databáze [online]. 2001 - 2015 [cit. 2015-01-29]. Dostupné z: http://www.csfd.cz/
• How Our Visions of Virtual Reality Have Changed in the Past 40 Years. Io9 [online]. 2013 [cit. 2015-01-29]. Dostupné z: http://io9.com/how-our-visions-of-virtual-reality-have-changed-in-the-582906269