Ülevaade: virtuaalreaalsus ja mida sellega peale hakata
Kuid mis on virtuaalreaalsus ning kas see on üldse midagi sellist, mille kohta tasub aina artikleid avaldada, küsib ajaveeb The Technorat.
Mis on Virtuaalne reaalsus?
Virtuaalreaalsus (VR) ehk tehistegelikkus on arvutiga loodud maailma ja objektide simulaator, mida inimene saab tajuda nägemis-, kompimis-, kuulmis- ja/või lõhnameelte abil ning inimene ja virtuaalne maailm saavad üksteist vastastiku mõjutada.
Näiteks võib objektid läheneda-kaugeneda, liikuda, inimene võib isegi objekte puutuda ning meisterdada ja lõhkuda.
Inimene saab sukelduda virtuaalreaalsusesse, kasutades erilist sorti seadmeid nagu andmekindad, spetsiaalsed mütsid, prillid, peakomplektid, jooksurajad ja muud tehnilised seadmed.
Praegusel hetkel on tehnoloogia vaid niikaugel, et tehismaailma saab tekitada ainult pildi ning heli abil.
Samas katsetatakse seadmeid, mis võimaldaks inimesel virtuaalseid objekte kompida, kuid reaalset produkti tavakasutaja jaoks pole veel loodud. Samuti tehakse katseid lõhnageneraatorite loomiseks, kuid ka see kuulub veel ulme valdkonda.
Kõige "õigem" virtuaalne reaalsus on kolmemõõtmeline, arvuti poolt genereeritud maailm, milles saavad kasutaja ja maailm üksteist vastastikku mõjutada.
Virtuaalne reaalsus peab muutuma vastavalt kasutaja tegevusele ning paus inimtegevuse ja muutuse vahel peaks olema võimalikult väike. Pilt, heli ja tehismaailma struktuur peaksid olema niivõrd realistlikud, et inimene unustaks mõneks ajaks pärismaailma olemasolu.
Mis on immersioon?
Inglise keelne termin immersion tähistab kasutaja kohalolekutunnet virtuaalruumis. Selle kvaliteet oleneb VR-seadmete kvaliteedist, tehnoloogiast ja tehismaailma detailsusest.
Kõige puhtama immersiooni puhul kaob kasutajal piiritunnetus, kus lõppeb pärismaailm ja algab virtuaalsus.
Taktiilse immersiooni saavutamiseks peavad kasutajad tehismaailmas midagi tegema. Näiteks tuleb lennukisimulaatorites tumblereid, lüliteid ja nuppe plõksutada, rooli näppida ning mõõdikuid jälgida, et edukalt virtuaalset lennukit lennutada.
Strateegiline immersioon on rohkem seotud vaimse immersiooniga, mis tekib hallide ajurakkude pingutamisel. Näiteks malet mängides vajuvad inimesed mõttes malelauale, et läbi mõelda kõik võimalikud head käigud.
Narratiivne immersioon tekib siis, kui inimene sukeldub maailmasse tänu kujuteldavas maailmas toimuvale, see esineb raamatut lugedes või filmi vaadates.
Ruumiline immersioon tekib siis, kui kujutis tekib kasutajas tunne, et tema keha ja vaim asuvad tehismaailmas. Esineb just virtuaalset reaalsust simuleerivate seadmetega.
Tehnilised parameetrid
Antud artiklis käsitlen eelkõige just ruumilist immersiooni, lugemise ja mõtlemise propagandat võite leida koolist.
Mängustuudio Valve uuringutiimi sõnul peab kohaloleku tunde tekitamiseks VR-seadmel olema:
* Suur vaatenurk (80+ kraadi)
* Korralik lahutusvõime (1080 pikslit või rohkem)
* Kõrge kaadrisagedus (~95 Hz)
* Kõik pildiväljapunktid on üheaegselt valgustatud
* Läätsede olemasolu (maksimaalselt kaks, kuid tulevikus tahetakse nendest üldse lahti saada)
* pildistabiliseerimine
* Väga täpne kasutaja jälgimine (millimeetri, nurga, minuti täpsusega)
* Väike latentsusaeg (~25 ms)
VR-keskkonnad
Virtuaalreaalsuse üks olulisim aspekt on arvuti poolt loodud keskkond ning see peab olema hästi läbi mõeldud, et tagada sügav immersioon ning saavutada rahuldav tulemus.
Kui keskkonnas peaks esinema vähemalt ükski pisike viga, on see nagu tilk tõrva meepotis ning kasutaja ei suudaks tunnetada täisväärtusliku immersiooni.
VR-keskkonda luues on peamine eesmärk tagada kasutajale maksimaalselt tõetruu kohaloleku tunne.
On olemas kolme sorti VR-keskkondi, millest igaüks pakub omal tasemel immersiooni:
SiVR ehk Semi-immersive Virtual reality
Esineb kõikvõimalikes simulaatorites, silmapaistev näide on lennukisimulaator. Sellel on üldjuhul suure lahutusvõimega ekraan või võimsad projektorid. Lisaks ekraanile on simulaatori lahutamatu osa reaalsed objektid nagu iste, juhtpaneel, rool, pedaalid jm.
SiVRi puhul on kasutaja teadlik välismaailma eksisteerimisest. Selle eelised on madal hind ja kasutushõlpsus. Selle puudusteks on, et vahendid, millega virtuaalset maailma mõjutada saab, on kohmakad ning mitu kasutajat korraga samasse keskkonda paigutada on keerukas ülesanne.
CAVE Fully Immersive Virtual Reality
CAVE kujutab endast ruumi, mille seintele, põrandale ja lakke on projetseeritud virtuaalmaailma kujutis. Ruumi nurkades asuvad kõlarid ja liikumisandurid.
Kasutaja paneb ette VR-prillid või peakomplekti, mis näitab kolmemõõtmelist pilti. Tehismaailma kujutised tekitavad võimsad arvutid, kujutis ruumiseintel muutub vastavalt inimese liikumisele.
Muutuvat pilti näeb kasutaja tänu peakomplektile kolmemõõtmelisena. Kõrglahutusega kujutis, täpne kasutaja liikumise jälgimine, realistlik heli tekitavad immersiooni kõrgeima taseme.
Collaborative Virtual Environments
on virtuaalsed töökeskkonnad, milles mitmed inimesed on koos ning saavad üksteisega suhelda, asudes pärismaailmas üksteisest kaugel.
Sellist sorti tehistegelikkuse eesmärk on tagada sujuv koostöö ja võimaldada efektiivselt jagada ideid ja kogemusi.
Virtuaalne koostöökeskkond tuleb kasuks:
* sõjaväelaste ning päästetöötjate treenimiseks
* e-õppes
* kunstiobjektide näitamiseks (virtuaalne galerii)
* kirurgiliste operatsioonide läbi viimisel
* Foobiate ravis
Videomängudest rasketööstuseni välja
Virtuaalset reaalsust rakendatakse üsna ebatavalistes valdkondades, nt rasketööstuses, rõivatööstuses ning isegi spordis.
Ehitus ja tootmine
Virtuaalreaalsust kasutatakse ehituses ning arhitektuuris. Näiteks saavad insenerid ja arhitektid luua tulevase ehitise 3D-mudeli ning selle kujutist iga nurga alt vaadelda, leida võimalike vigu ning testida pärismaailma ohuallikaid, näiteks ilmastikuolusid. See aitab kaasa kiirema, täpsema, ohutuma ja kvaliteetsema ehituse valmimisele.
VR võimaldab inseneridel vaadelda projekti maketi kolmemõõtmelist projektsiooni ning seeläbi paremini aru saada, kuidas toimida. Nad saavad märgata potentsiaalseid riske ning vigu enne. kui füüsiline objekt tootmisesse läheb.
Näiteks Balfour Beatty Rail, raudteeehituse- ja hooldusega tegelev ettevõtte kasutab oma tootearenduses mõningal määral virtuaalreaalsust, et õigesti plaanida raudteid, luua prototüüpe ning ehitusmakette.
Autotööstus kasutab virtuaalmaailma oma autode prototüüpide loomiseks ning ka disainiprotsessis.
See võimaldab neil madala hinnaga luua korraga mitmeid prototüüe ning neid testida. See aitab kokku hoida raha reaalse masana ehitamiselt jateeb kiiremaks ka arendusprotsessi. Näiteks kasutatakse tehismaailma Land Roveri mudelite arendamisel.
Sõjavägi
Sõjaväes kasutatakse tehismaailma ohtlikke olukordadade simuleerimiseks, et valmistada sõdureid ette igaks võimalikuks stsenaariumiks.
Sõdurid saavad treenida reguleeritud ja kontrollitavas keskkonnas ning VR-seade võimaldab ühte olukorda läbi mängida mitmeid kordi lühikese aja perioodi jooksul.
Samuti panna sõdureid sellistesse tingimustesse, mille päriselus üles ehitamine oleks keerukas, kallis või lihtsalt võimatu.
Virtuaalreaalsuse seadmed on kasutusel eriti laialdaselt lennuvägedes pilootide treenimisel ning maavägedes tankistide ja muu raske transpordi juhtide ettevalmistamisel.
Simulaatorid on tänapäeval üsna tõetruud oma juhtpaneelide, roolide, näidikute, vibratsioonide ning veateadetega, mis teevad sõduritest esmaklassilised juhid, kes on igaks olukorraks valmis.
Samamoodi treenitakse ka näiteks tuletõrjeautode juhte, kus pannakse simulaatoris ülesandeks jõuda võimalikult kiiresti ja väikese arvu vigastustega õnnetuskohale. Tulevikus võidakse hakata samal viisil ette valmistama kiirabiautojuhte.
Tervishoid
Tehisvirtuaalsuse peamine kasutusala meditsiinis on erinevat sorti teraapiad. Need võivad olla alates foobiate ravimisest lõpetades insuldi üleelanud inimese taastusravini.
Foobiaravis modeleeritakse patsiendi hirmuallikas ning seejärel pannakse modelleerimine ja kujutamine virtuaalreaalsusesse.
Samuti kasutatakse VR-i veteranide posttraumaatiliste stressihäirete ravimiseks. Endised sõdurid paigutatakse virtuaalreaalsesse keskkonda, mis simuleerib sõjatsooni.
Patsient pannakse tema hirmu allika ette ja pidev kordamine toob kaasa hirmu või stressi vähenemise.
Samuti kasutatakse tehikeskkondi füsioteraapias traumast taastuva või püsiva puudega inimese raviks. Virtuaalne reaalsus julgustab patsiente aktiivsemalt liikuma, orienteeruma ning suhtlema.
Haridusasutused
Virtuaalset reaalsust tahetakse kasutusele võtta muuseumis, näitustel, galeriides, teatrites, teemaparkides, avastus- ja teaduskeskustes, mis teeksid need veidi köitvamaks ja lõbusamaks ning oleks samas koht, kus teadmisi saada.
Virtuaalrealssus võimaldab külastajal vaadelda haruldast eksponaati iga nurga alt ning kergemal ja lõbusamal moel sellega tutvuda või isegi mõnda keskaja või muu ajastu keskkonda sattuda. Või näiteks ookeanipõhja või ürgmetsa.
Võimaluste arv on praktiliselt piiritu. Näiteks saaaks kasutaja hulkuda ringi ürgses metsas või siis keskaegses Euroopa linnas
Mood
Mood ja tehnoloogia pole just need alad, mis pealtnäha üksteisega kokku sobivad kuid VR võib ka rõivadisainerite elu kergemaks teha.
Tehismaailmas saab luua virtuaalseid moepaviljone, 3D-inimmudeleid ja eksponeerida valmistoodangut. See muudab riideesemete disainimise kergemaks.
Looja saab kokku hoida modellide arvel, materjali kulu on väiksem ja valmistooted võivad jõuda laiema publikuni kui moešõul.
Haridus ja teadus
Haridus on see valdkond, milles mina näen VR-il kõige enam potentsiaali ja kus sellest kõige rohkem kasu oleks.
VR võimaldab õpilastel kokku puutuda genereeritud maailmaga ja sellega tutvuda lähemalt kui õpikut lehitsedes. See võimaldab samuti õpetajatel esitleda materjali huvitaval ja kergesti vastuvõetaval viisil.
Näiteks saavad astronoomiat õppivad tudengid rohkem tähesüsteemide kohta ja nende töö põhimõttest kergemini aru, kui saavad sellessamas tähesüsteemis ringi hõljuda ja igat planeeti ja tähte lähemalt uurida või näiteks mõne komeedi liikumise trajektoori analüüsida.
Selline õppimismeetod on kasulik eriti neile, kes on loomingulised ning kellel on lihtsam õppida kasutades värve, tekstuure jmt.
Teaduses võib virtuaalset maailma kasutada teaduslike tööde tulemuste, graafikute näitlikustamiseks ja uurimuse jaoks vajalike andmete visualiseerimiseks.
VR-i saab kasutada ka ideede ja kontseptsioonide esitlemiseks või siis probleemile lahenduse leidmiseks. See leiaks kasutust füüsika, keemia, astronoomia, bioloogia ja meditsiini õpingutes ja õpetamises.
Virtuaalreaalsust saab kasutada simulaatorite, animatsioonide ja lihtsalt graafikute loomiseks.
Sport
Spordis kasutatakse tehismaailma igasugustel treeningutel nagu golfis, suusatamises, rattaspordis ja paljudel muudel aladel.
See aitab mõõta ja jälgida sportlase parameetreid, treeningu meetodit analüüsida ja seda parandada. Samuti aitab see ka spordivarustuse ja -riiete disainimisel ning VR toob spordiüritused publikule lähemale, näiteks võiks ühel päeval inimene ise virtuaalsest võistlusmängust osa võtta.
Videomängud
Videomängud on valdkond, milles tahetakse vast virtuaalreaalsust kõige rohkem näha. Kes meist ei tahaks koos lemmikkangelastega asuda maailmas, kus kõik on lubatud?
Mina näiteks tahaksin küll väga Tamrielis olla, korjata lilli, töötada postiljonina, kuulata sõdurite lugusid nende noorusaegadest ja vahel draakoneid tappa.
Virtuaalse reaalsuse kasutuselevõttu on proovinud mitmed ettevõtted näiteks Nintendo ja Forte Technologies, kuid neil see ei õnnestunud, kuna tehnoloogia polnud tol ajal nii kaugele jõudnud.
Kuid tänapäeval on meil olemas seadmed nagu Oculusi Rift, mis on võmimeline simuleerima virtuaalset maailma ning mis ei tekita kasutajale peavalu ega aja iiveldama.
Samuti on olemas jooksurajad nagu Virtuix Omni, mis teeb immersiooni veelgi sügavamaks, kuna enam pole vaja vajutada klahvidele, vaid tuleb mängumaailmas liikumiseks endale liikuda.
Varjuküljed
Nagu igal asjal siin päikese all, on ka virtuaalsel reaalsusel omad head ja halvad omadused.
Esiteks võivad virtuaalses reaalsuses viibides viga saada kasutaja tugielundkond ja rüht, kuna inimene võib tehismaailmas ekseldes jätta oma keha unarusse ning see tekitab pikemas perspektiivis lihasvalu, rühihäireid ja muud taolist.
Teiseks enimlevinud tervise häireks võib pidada merehaigust. On esinenud juhtumeid (ka minul endal), kus VR-seadmete kasutajad on kogenud merehaigusele omaseid sümptomeid nagu iiveldus ja peavalu.
Samas see mõju ei pruugi esineda kõigil, näiteks võib üks inimene olla kübermaailmas mitmeid tunde ning seejuures end terve ja õnnelikuna tunda, kuid teisel inimesel võib süda läikima hakata juba esimese paarikümne minuti jooksul.
Psühholoogise tervise seisukohalt on virtuaalreaalsus kahjulik kahes plaanis: see võib tekitada sõltuvust ning teeb inimese tundetuks.
Desensitiviseerimine (tundetuks, empaatiavõimetuks muutumine) ohustab neid, kes mängivad vägivaldseid videomänge, vaatavad vägivaldseid filme virtuaalreaalsuses ja ka pärismailmas.
Kui inimene viibib pikaajaliselt virtuaalses reaalsuses, kus valitseb vägivald, siis tulemuseks on see, et inimene ei suuda enam empaatiat ega hoolivust tunda.
Sõltlased võivad isegi meelega otsida pärismaailmas adrenaliinilaksu, võimu ja põnevust, mille nad saavad mängumaailmast ning teevad igasugu lollusi.
Kui miski on hea ning pakub naudingut, kipub see inimeses sõltuvust tekitama. Nii on ka kübersõltuvusega.
Virtuaalne maailm võib inimesele niivõrd meeldima hakkata, et ta hakkab veetma seal üha rohkem aega ja ajapikku kaob arusaam, kus jookseb piir päris-ja virtuaalmaailma vahel. See toob kaasa psüühika- ja tervisehäireid.
Kuriteod virtuaalmaailmas
Mis juhtub, kui virtuaalmaailmas sooritatakse kuritegu? Mis juhtub siis, kui inimene saab teisele inimesele virtuaalmaailmas vaimselt või füüsiliselt haiget teha?
Kas seda vaadeldakse samusuguse kuriteona nagu pärismaailmas? Kas kurjategija saab samal määral karistada või on karistused leebemad?
Kas kasutaja saab virtuaalmaailmas olles tunda emotsioone või füüsilist seindundit, nagu valu, nälg, väsimus, janu? Kas sellisel juhul toimuvad muutused päriskehas või ainult simulaatoris ning millal lõppeb reaalsus sellises olukorras?
Need on küsimused millele ei saa veel vastata, sest midagi sellist pole juhtunud, küll aga tasub juba praegu selle üle mõtiskleda.
Raskused
Tänapäevane tehnoloogia ei võimalda luua tehistegelikkust, mida inimene tõelisusega segi ajaks.
Seda takistavad piirangud protsessori võimsuses, pildiresolutsioonis ja side ribalaiuses.
Visuaalse poole pealt on virtuaalreaalsusega kõik korras, pilt on ilus, ekraanidel suured resolutsioonid ning kaadrisagedus on suur.
Virtuaalreaalsust hoiavad hetkel tagasi audio, taktiilne tehnoloogia, sisendseadmed ja inimkeha jälgimise andurid, mis ei vasta veel 21. sajandi teise aastakümnendi nõudmistele.
Peamine probleem on see, et tehonoloogia ei võimalda tekitada seda piisavalt tõetruud kohaloleku tunnet, et inimese mõistust petta ning seepärast tekivadki inimesel virtuaalreaalsust kogedes peavalu, iiveldus ning tekivad tasakaaluhäired.
Samuti pole tagatud kasutaja mugavus ning keerukad VR-seadmed võivad nõuda kasutamaasumiseks eraldi õppimist.
Majanduslikus plaanis on probleem, et virtuaalreaalsuse arendamiseks kulub palju rohkem aega kui mõne keskkonna või rakenduse loomiseks.
VR-le pühendatud ettevõtted ning teadlased kasutavad olemasolevaid tehnoloogiaid ja kui need ei vasta enam kasutajate nõudmistele, peavad nad ootama, mil teised tegijad oma tehnoloogiaga järgi jõuavad.
Samas ise selle vajaliku tehinoloogia arendamine on kulukas ning keerukas protsess, nii et VR-seadmete tootjad ning mängustuudiod ei hakka ise ratast täiustama. Mida realistlikumat maailma tahetakse, seda rohkem kulub aega selle loomiseks.
Kokkuvõtteks
Virtuaalne reaalsus on selline asi, millest on aastakümneid räägitud, kirjutatud, filmitud, lauldud, joonistatud ja fantaseeritud, aga mida tegelikult pole veel olemaski.
Loomulikult on olemas simulaatorid ja seadmed, mis tekitavad lahedaid kujutisi tehismaailmast, kuid need ei tekita sellist kohalolekutunnet, millesse inimene saaks ennast unustada.
