Virtuálna realita

Virtuálna realita (VR) je prostredie vymodelované prostriedkami počítačovej simulácie, ktoré umožňujú interagovať s umelým trojrozmerným (3D) vizuálnym alebo iným zmyslovým prostredím. Aplikácie VR ponoria používateľa do počítačom generovaného prostredia, ktoré simuluje realitu pomocou interaktívnych zariadení, ktoré odosielajú a prijímajú informácie ako sú okuliare, náhlavné súpravy (angl. headset), rukavice alebo celotelové obleky. V typickom prípade si používateľ s VR headsetom so stereoskopickou obrazovkou prezerá animované obrázky simulovaného prostredia. Ilúziu „byť pri tom“ (teleprítomnosť) vyvolávajú pohybové senzory, ktoré zachytávajú pohyby používateľa a podľa toho prispôsobujú pohľad na obrazovke, zvyčajne v reálnom čase (v okamihu, keď dôjde k pohybu používateľa).^[1]

Výskumníci z Európskej vesmírnej agentúry (ESA) v nemeckom Darmstadte, ktorí sú vybavení náhlavnou VR súpravou a ovládačmi pohybu, demonštrujú, ako budú môcť astronauti využívať virtuálnu realitu na trénovanie hasenia požiaru v lunárnom module.

Vytváranie a vnímanie VR

Vytváranie vizuálneho zážitku zobrazovaného na obrazovke VR headsetu, prípadne cez špeciálne stereoskopické zariadenia, môže byť v sofistikovanejších prípadoch doplnené aj o ďalšie zmysly ako napr. sluch, čuch a hmat. Takto tvorené prostredie môže vytvárať predstavu skutočného sveta (napr. pri nácviku boja, učení pilotovania), prípadne sa od neho značne líšiť (napr. pri hraní hier).

Anglické "headset" sa prekladá do slovenčiny doslovne ako "náhlavná súprava", ale v Česku sa stále neprekladá a je uvádzaný ako Headset (brýle) pro virtuální realitu. U nás sa najčastejšie stretávame s opisným prekladom "okuliare na virtuálnu realitu". Takéto okuliare na virtuálnu realitu môžu byť pripojené nielen k počítaču, k mobilu, ku herným konzolám alebo dronom. Môžu však fungovať aj samostatné.^[2]

Vojak United States Navy pri tréningu skoku s padákom s využitím virtuálnej reality.

Etymológia

Pôvod vzniku termínu virtuálna realita nie je jasný. Často sa pripisuje Damienovi Broderickovi, ktorý vo svojom románe Judáš Mandala z roku 1982 použil tento termín v inej súvislosti. Vynálezca virtuálnej reality Jaron Lanier tvrdil, že tento názov vymyslel sám.^[3] Podobný termín „umelá realita“ (angl. artificial reality) sa vďaka Myronovi Kruegerovi používal už od 70-tych rokov minulého storočia.

História

Morton Heilig písal v 50-tych rokoch 20. storočia o tzv. Experience Theater (z angličtiny doslova "Divadlo zážitkov"), ktoré by stimulovalo všetky zmysly diváka podľa hranej scény. Na základe tejto vízie postavil v roku 1962 prototyp nazvaný Sensorama, ktorý popri premietaní piatich krátkych filmoch umožňoval vnímať okrem obrazu a zvuku aj vôňu. Aj napriek nástupu počítačovej techniky údajne funguje ešte aj dnes.

V roku 1968 zostrojil Ivan Sutherland spolu so svojím žiakom Bobom Sproullom zobrazovacie zariadenie nositeľné na hlave, čo sa vo všeobecnosti považuje za prvý prístroj vytvárajúci virtuálnu realitu. Bol jednoduchý tak na ovládanie, ako aj na zobrazovacie schopnosti. Prostredie totiž tvorili virtuálne izby ohraničené len čiarami. Okrem toho mal takú váhu, že musel byť upevnený na strope, vďaka čomu dostal pomenovanie Damoklov meč.

Pozoruhodným medzi prvopočiatočnými zariadeniami bol Aspen Movie Map vyrobený na Univerzite v Massachussettskom technologickom inštitúte (MIT) v roku 1977. Program predstavoval približnú simuláciu mesta Aspen v Colorade (USA), ktorého ulicami sa používateľ mohol túlať. Na výber boli tri módy: leto, zima a polygóny. Prvé dva boli založené na fotografiách - tvorcovia skutočne nasnímali každý možný pohyb cez mesto počas oboch ročných období - a tretí na trojrozmernom modeli mesta.

V druhej polovici 80-tych rokov minulého storočia spopularizoval pojem „virtuálna realita“ Jaron Lanier, jeden z priekopníkov v tejto oblasti. V roku 1985 založil spoločnosť VPL Research (skratka z anglického „Virtual Programming Languages“, doslova Virtuálne programovacie jazyky), ktorá vyvinula najvýznamnejšie systémy „goggles n' gloves“ (doslova z angličtiny „okuliare a rukavice“) toho obdobia.

Technológie VR

Vnímavosť. Tento pojem označuje úroveň ponorenia do virtuálnej reality. Pôsobivosť určuje úroveň realizmu virtuálneho prostredia. Čím vyššia je úroveň imerzívnosti, tým väčší pocit prítomnosti vo svete používateľ pociťuje. Celková imerzívnosť sa dosahuje nielen prostredníctvom vysokokvalitných vizuálnych efektov, ale aj zvukových efektov a ovládačov.

Náhlavná súprava VR. Zariadenie alebo viacero zariadení (headset + ovládače), ktoré sa používajú na ponorenie sa do virtuálnej reality. Headset je zodpovedný za vizuálnu časť, zatiaľ čo ovládače pomáhajú pri interakcii s prostredím.

Sledovacie zariadenia. Ide o systém snímačov, ktorý sníma používateľa, jeho polohu v priestore a pomáha zachytávať pohyby na prenos do herného sveta. Trackery môžu byť integrované do náhlavnej súpravy alebo dodávané samostatne. Niektoré trackery sú nainštalované v rôznych rohoch miestnosti, aby sledovali pohyby hráča.

Foveated Rendering. Ide o samostatnú technológiu zodpovednú za spracovanie grafiky vo virtuálnom svete. Táto technológia zachytáva vysoké rozlíšenie a kvalitu obrazu len v tej časti virtuálneho sveta, kam smeruje pohľad hráča. Okrajové oblasti sa vykresľujú v nižšom rozlíšení. Táto technológia pomáha efektívnejšie spravovať systémové zdroje a poskytuje vysoký výkon bez toho, aby sa znížila kvalita a efekt pohltenia.

Scéna. Virtuálny priestor, v ktorom sa v danom okamihu odohráva všetka akcia. Scéna zahŕňa miesto, objekty, s ktorými hráč komunikuje, herné postavy a ďalšie prvky sveta.

Zorné pole alebo FOV. Označuje zorný uhol, ktorý hráč vidí. Čím väčší je uhol FOV, tým realistickejšie je ponorenie do virtuálneho sveta.

AR alebo rozšírená realita. Technológia, ktorá prekrýva digitálne prvky a objekty na objekty reálneho sveta. Technológia funguje vďaka kamere smartfónu alebo prídavnej náhlavnej súprave, ako je napríklad Apple Vision.

Mapovanie a lokalizácia. Táto technológia sa používa v odvetví AR. Je zodpovedná za vytvorenie mapy prostredia a priestoru a následné určenie polohy zariadenia používateľa (smartfónu) v priestore.

MR alebo zmiešaná realita. Ide o kombináciu dvoch technológií: VR + AR. V zmiešanej realite sa virtuálne prvky prekrývajú s reálnym svetom, ale môžu aj reagovať na jeho zmeny.

Oblasti použitia

• Sektor nehnuteľností
• Maloobchodný sektor
• Vzdelávanie a odborná príprava
• Systém zdravotnej starostlivosti
• Výroba a dizajn
• Cestovný ruch a pohostinstvo
• Odvetvie marketingu a reklamy
• Herný a zábavný priemysel
• Metaverzum a obchodné stretnutia^[4]

Investície

Trh AR / VR sa už stal miliardu dolárovým trhom a predpokladá sa, že v priebehu niekoľkých rokov bude pokračovať v raste. Napríklad v roku 2014 firma Facebook (neskôr Meta) kúpila firmu Oculus VR za v tom čase 2 až 3 miliardy dolárov.^[5]