Świat do połowy rzeczywisty czy w połowie wirtualny?
Rzeczywistość wirtualna to termin pojemny. Można ją definiować jako grupę technologii pozwalającą ludziom na efektywną interakcję z trójwymiarowymi, skomputeryzowanymi bazami danych w czasie rzeczywistym, przy wykorzystaniu naturalnych zmysłów i umiejętności (wzrok, słuch, dotyk, zapach). Można również jako zaawansowaną formę interfejsu człowiek-maszyna, która pozwala na zanurzenie użytkownika w komputerowo wygenerowanym otoczeniu i interakcję z tym otoczeniem w naturalistyczny sposób - aby osiągnąć uczucie bycia w nim, wykorzystywany może być specjalistyczny sprzęt.
Wirtualna rzeczywistość to inaczej 3×i (immersja, interakcja, imaginacja) - doświadczenie zanurzające użytkowników w całkowicie sztucznym środowisku cyfrowym. Może to być przeżycie indywidualne, ale można je też współdzielić z innymi.
Pierwsze systemy oparte na pomyśle VR były mechaniczne i sięgają jeszcze początków XX w. Później pojawiły się układy elektryczne i elektroniczne, wykorzystujące wideo, a wreszcie komputerowe. W latach 60. głośna była Sensorama, oferująca kolorowy obraz 3D, drgania, zapachy, dźwięk stereo, powiew wiatru i podobne doznania. W tej wczesnej wersji VR można było np. "przejechać się motocyklem po Brooklynie". Sam termin "wirtualna rzeczywistość" został jednak pierwszy raz wykorzystany dopiero przez Jarona Laniera w 1986 r., a oznaczał sztuczny świat stworzony za pomocą specjalnego oprogramowania i dodatkowych akcesoriów.
Od zanurzenia po interakcję
Najprostszym systemem VR jest tzw. okno na świat (Window on World) - klasyczny monitor (ewentualnie stereografia) plus realistyczny dźwięk i specjalne manipulatory. Układ "na własne oczy" (video mapping) pozwala użytkownikowi kontrolować wirtualnego aktora i widzieć świat jego oczami. Systemy częściowego zanurzenia (partial immersion) składają się z hełmu oraz rękawicy do manipulowania wirtualnymi obiektami. Systemy pełnego zanurzenia (full-immersion) wykorzystują zaś również specjalne kombinezony, które pozwalają na zamianę sygnałów ze świata wirtualnego na odczuwalne bodźce.
W końcu dochodzimy do pojęcia systemów środowiskowych (environmental systems). Osiągnięcie w nich efektu zanurzenia staje się uzależnione od liczby oraz jakości bodźców ze świata wirtualnego i realnego, które odbieramy zmysłami. Przykładem jest CAVE (Cave Automatic Virtual Environment), czyli całe pomieszczenia wyposażone w specjalistyczne ekrany na ścianach, których kształt ułatwia "wniknięcie" do wirtualnego świata i odczuwanie go wszystkimi zmysłami. Obraz i dźwięk otaczają osobę z każdej strony, przy czym "zanurzeniu" ulegać mogą również całe grupy.
Projekt Cave Automatic Virtual Environment
Rzeczywistość rozszerzona nakłada się na obiekty wirtualne w realnym świecie. Obrazy wyświetlane dostarczają dodatkowych informacji z wykorzystaniem płaskich obiektów oraz wizualizacji 3D. Treści docierają do nas bezpośrednio za pomocą specjalnego wyświetlacza nieoferującego jednak możliwości wchodzenia w interakcję. Znanym przykładem urządzenia AR są okulary Google Glass, obsługiwane za pomocą głosu, przycisków i gestów. Sporą popularnością cieszyła się też niedawno gra "Pokémon Go", która przede wszystkim wpłynęła na zwiększenie świadomości ludzi dotyczącej właśnie rozszerzonej rzeczywistości.
W próbach definicji rzeczywistość mieszana (MR) opisywana jest jako taka, która podobnie jak AR nakłada wirtualne obiekty na rzeczywistość, ale obowiązuje w niej zasada osadzania na trwale wirtualnych obiektów w świecie rzeczywistym.
Termin "mieszana rzeczywistość" został, jak się wydaje, po raz pierwszy wprowadzony w roku 1994, w artykule "A Taxonomy of Mixed Reality Visual Displays", autorstwa Paula Milgrama i Fumio Kishino. Rozumiany jest zazwyczaj jako połączenie wszystkich trzech czynników - przetwarzania komputerowego, wkładu człowieka i wkładu środowiskowego. Przemieszczanie się w świecie fizycznym może przekładać się na ruch w świecie cyfrowym. Granice w świecie fizycznym mogą wpływać na doświadczenia związane z aplikacjami, w rodzaju gier w świecie cyfrowym.
Taki właśnie mniej więcej zamysł stoi za projektem gogli Microsoft HoloLens. Na pozór jest to sprzęt tylko trochę bardziej zaawansowany od Google Glass, jednak występuje pewien mały, ale jakże znaczący detal - interaktywność. Na realny obraz nakłada się hologram, z którym możemy wchodzić w interakcję. Jego odległość oraz położenie uzyskiwane jest dzięki skanom pomieszczenia, przeliczającym na bieżąco odległość między hełmem a otoczeniem. Wyświetlane obrazy możemy umieścić w bezruchu w dowolnym miejscu, bez względu na to, czy są one statyczne, czy też animowane.
Zaprezentowana dla HoloLens wersja gry "Minecraft" doskonale demonstrowała szeroki wachlarz interakcji z hologramem, który możemy przesuwać, rozszerzać, zmniejszać, przybliżać czy oddalać. To tylko jedna z propozycji, pozwalająca jednak zdać sobie sprawę z tego, w jak wielu strefach życia da się wykorzystać dodatkowe dane oraz inteligentne aplikacje.
Zmieszanie
Aby doświadczyć wirtualnej rzeczywistości, musisz nosić specjalny zestaw (headset) VR. Niektóre z tych sprzętów podłącza się do komputera (Oculus Rift) lub konsoli do gier (PlayStation VR), ale są też urządzenia samodzielne (wśród najpopularniejszych znajdziemy Google Cardboard). Większość autonomicznych zestawów VR działa w połączeniu ze smartfonami - wystarczy podłączyć smartfon, założyć zestaw słuchawkowy i można już zanurzać się w wirtualnej rzeczywistości.
W rzeczywistości rozszerzonej użytkownicy widzą świat rzeczywisty, a następnie dostrzegają dodawane do niego treści cyfrowe i ewentualnie na nie reagują. Tak jak w "Pokémon Go", gdzie miliony ludzi przemierzają realny świat ze swoimi smartfonami w poszukiwaniu małych wirtualnych stworzeń. Jeśli tylko posiadasz nowoczesny smartfon, możesz z łatwością pobrać aplikację AR i wypróbować tę technologię.
Rzeczywistość mieszana to pojęcie stosunkowo nowe, więc może wprowadzić w pewne… zmieszanie. Jest bowiem taka MR, która zaczyna się od rzeczywistości realnej - obiekty wirtualne nie nakładają się na rzeczywistość, ale mogą z nią wchodzić w interakcje. W takim przypadku użytkownik pozostaje w środowisku rzeczywistym, do którego dodawane są treści cyfrowe. Jest jednak również rzeczywistość mieszana, która zaczyna się od świata wirtualnego - środowisko cyfrowe zostaje zakotwiczone i zastępuje świat rzeczywisty. W takim przypadku użytkownik pozostaje całkowicie zanurzony w środowisku wirtualnym, podczas gdy świat rzeczywisty jest zablokowany. Czym to się różni od VR? W takiej odmianie MR obiekty cyfrowe pokrywają się z obiektami rzeczywistymi, podczas gdy w definicyjnym VR środowisko wirtualne nie jest połączone z rzeczywistym światem wokół użytkownika.
Tak jak w "Gwiezdnych wojnach"
Projekcja w technice naukowców z Uniwersytetu Brighama Younga
Nakładanie wirtualnych obiektów na rzeczywistość oznacza zwykle konieczność korzystania ze sprzętu, gogli czy okularów. Bardziej uniwersalną wersją mieszanej rzeczywistości byłyby widoczne dla każdego dookoła, bez specjalnego sprzętu, projekcje znane chociażby z "Gwiezdnych wojen". Takie hologramy można już spotkać nawet na koncertach (nieżyjący Michael Jackson tańczący na scenie). Fizycy z Uniwersytetu Brighama Younga w stanie Utah poinformowali jednak niedawno w "Nature" o stworzeniu być może najlepszej z dotychczas znanych technologii do projekcji obrazów 3D, choć nie nazywają ich hologramami.
Zespół kierowany przez Daniela Smalleya zaprojektował system ruchomych obrazów 3D, które można oglądać pod dowolnym kątem.
- Nasza technika zapewnia coś, czego nie da nam nigdy hologram: obraz w stylu słynnej sceny z księżniczką Leią w pierwszych "Gwiezdnych wojnach" z 1977 r. - powiedział Smalley serwisowi "Nature News".
Tradycyjny hologram, w obecnej postaci, jest projekcją obrazu pochodzącą ze źródła ograniczonego do określonego kąta widzenia. Nie można go oglądać ze wszystkich stron w tej samej postaci. Tymczasem zespół Smalleya opracował technikę, którą nazywa wyświetlaczem objętościowym. Pojedyncza cząstka włókna celulozowego jest w nim wychwytywana i podgrzewana równomiernie przy użyciu wiązek laserowych. Aby oświetlić cząsteczkę przechodzącą przez przestrzeń, popychaną i ciągniętą przez oddziaływanie wiązek, rzuca się na nią światło widzialne za pomocą drugiego zestawu laserów.
Cyfrowa ziemia na sprzedaż
Tyle wieści z naukowych laboratoriów. Okazuje się jednak, że mieszanie rzeczywistości może już wkrótce przybrać charakter globalny. John Hanke - prezes firmy Niantic (najbardziej znanej z wprowadzania "Pokémon Go") - podczas niedawnej konferencji GamesBeat opowiedział o nowym projekcie AR Cloud, określanym niekiedy jako digital land (cyfrowa ziemia). Pomysł coraz bardziej przybliża się do rzeczywistości dzięki firmie Arcona, start-upowi tworzącemu warstwę AR rozciągniętą na powierzchni naszej planety. Firma opracowała serię algorytmów ułatwiających masową adaptację mobilnych AR.
Podstawową ideą projektu jest to, by rzeczywistość rozszerzona była jeszcze bardziej spleciona z realnym światem. Dzięki algorytmom firmy Arcona i wykorzystaniu technologii bloków zawartość 3D może być umieszczana zdalnie i ze stabilnym pozycjonowaniem, pozwalając użytkownikom na tworzenie cyfrowych ulepszeń z dowolnego miejsca na świecie. Firma rozpoczęła już tworzenie warstw digital land w niektórych dużych miastach, takich jak Tokio, Rzym, Nowy Jork i Londyn. Ostatecznie celem jest stworzenie trójwymiarowej mapy całego świata 3D w czasie rzeczywistym, która służyłaby jako oparta na chmurze infrastruktura dla różnorodnych projektów AR.
Do tej pory firma "sprzedała" już 5 mln m2 swojej cyfrowej "ziemi" w najlepszych lokalizacjach w Madrycie, Tokio i Nowym Jorku. Ponad 15 tys. użytkowników dołączyło do społeczności w Arconie. Jak wyjaśniają eksperci, łatwo wyobrazić sobie ciekawe i praktyczne zastosowania tej technologii. Sektor nieruchomości może np. wykorzystać warstwę AR do demonstrowania swoim klientom, jak realizowane projekty będą wyglądały po ukończeniu. Branża turystyczna miałaby okazję do zachwycenia zwiedzających poprzez odtworzenie nieistniejących już obiektów historycznych. Ziemia cyfrowa mogłaby z łatwością pozwolić osobom po przeciwnych stronach globu spotkać się i współpracować ze sobą tak, jak gdyby przebywały w tym samym pokoju.
Według niektórych, gdy warstwa mieszanej rzeczywistości digital land zostanie ukończona, może stać się najważniejszą infrastrukturą informatyczną świata jutra - znacznie ważniejszą i cenniejszą niż graf społecznościowy Facebooka czy algorytm pagerank wyszukiwarki Google.
