به صورت ساده می‌توان گفت که واقعیت مجازی یک تکنولوژی کامپیوتری است که به وسیله هدست‌های مخصوص و یا ابزاری مشابه، با ترکیب جهان واقعی و مجازی، به خلق یک دنیای مجازی برای کاربر می‌پردازد.
واقعیت مجازی (Virtual Reality یا VR) یک تکنولوژی مدرن کامپیوتری بوده که با استفاده از هدست‌های طراحی شده برای این منظور و یا دستگاه‌های خاص، با ادغام واقعیت به کمک تصاویر کامپیوتری طراحی شده، ایجاد اصوات و یا سایر مدیوم‌های ارتباطی حواس پنج گانه انسان، یک محیط جدید و غیر واقعی را شبیه سازی میکند. انسان‌ها به استفاده از حواس پنجگانه خود با جهان ارتباط برقرار کرده و اتفاقات و رویداد‌های به‌وقوع پیوسته در آن را درک می‌کنند. علاوه بر این حواس پنجگانه، انسان‌ها ارتباطاتی دیگر با محیط نیز داشته که به عنوان مثال می‌توان به حس تعادل اشاره کرد. این احساسات در واقع مجموعه‌ای از اطلاعات بوده که با استفاده از ترکیب حواس پنجگانه به مغز انسان ارسال شده و درک بهتری از محیط اطراف را به ما می‌دهد. هرآنچه که انسان از واقعیت پیرامون خویش درک میکند نیز بر پایه این مجموعه از احساسات پایه و یا پردازش شده است.
به عبارت دیگر می‌توان براساس شرایط و شبیه سازی حواس و اطلاعات ارسال شده به مغز، واقعیت را تغییر داده و بر اساس اطلاعات ارسال شده به شبیه سازی واکنش‌ها و عکس العمل‌های مغزی پرداخت. به این ترتیب مغز انسان در واقع به نوعی فریب خورده و اطلاعات ارسالی را به عنوان واقعیت فرض کرده و بدین ترتیب مفهوم واقعیت مجازی پایه گذاری می گردد. از لحاظ فنی، واقعیت مجازی در واقع یک محیط سه بعدی طراحی شده توسط کامپیوترها و نرم افزارهای وابسته بوده که با ارسال اطلاعات غیر واقعی به مغز، یک محیط مجازی را برای کاربر فراهم نموده و با مهیا کردن تصور حضور فیزیکی در یک محیط خاص، وی را وادار به انجام واکنش مناسب و منطقی در مقابل این اطلاعات شبیه سازی شده میکند. در سیستم واقعیت مجازی، فرد جزئی از این سیستم شبیه سازی غیر واقعی و یا به عبارت صحیح‌تر، نزدیک به واقعیت شده و توانایی ارتباط با اجزا و یا دستکاری اشیا موجود در آن را خواهد داشت.
واقعیت مجازی برخلاف تصور تاریخچه‌ای طولانی داشته و استفاده از مفهوم آن، ریشه در قرن 19 میلادی دارد. از اولین استفاده‌ها از مفهوم واقعیت مجازی می‌توان به ایده‌های نقاش آوانگارد فرانسوی، Antonin Artaud اشاره کرد که عقیده داشت مرز مشخصی مابین واقعیت و رویا وجود ندارد. اولین ارجاعات به مفهوم واقعیت مجازی در دنیای مدرن نیز در دهه 1960 میلادی و در بخش هنر سینما بود که با استفاده از دستگاه ویژه‌ای به نام سنسوراما “Sensorama” علاوه بر پخش فیلم، به وسیله صدا، بو و حس لامسه، محیطی شبیه سازی شده بر اساس واقعیت مجازی را برای بیننده فراهم می‌کرد. در اواخر دهه 1980 میلادی نیز یک ابرنقشه مدرن توسط دانشگاه MIT ایالات متحده طراحی شد که با شبیه سازی محیط شهر آسپن (Aspen) در ایالت کلرادو (Colorado) و استفاده از فیلم‌های ویدیویی تهیه شده متعدد از جزئیات و ساختار، قابلیت گشت و گذار به صورت مجازی را در این شهر به کاربر می‌داد. در اواسط دهه 1990 میلادی و با پیشرفته تکنولوژی کامپیوترهای خانگی و ساخت ابزار و ادواتی مانند دستکش‌ها و عینک‌های مدرن، واقعیت مجازی پیشرفت بیشتری کرد و علاوه‌بر استفاده در سیستم‌های شبیه ساز آموزشی و نظامی، به دنیای بازی‌های کامپیوتری نیز وارد شد.
در حال حاضر، سیستم‌های مبتنی بر واقعیت مجازی با استفاده از ابزارهایی مانند هدست‌های واقعیت مجازی، سطوح مجهز به گیرنده‌های حرکتی و دستکش‌های مخصوص کار می‌کنند. این دستگاه‌ها به همراه نرم افزارهای مدرن کامپیوتری دست به تحریک حواس پنجگانه انسان زده و با ترکیب آنها، تصوری از واقعیت را برای کاربران فراهم می‌کنند. البته فرایند واقعیت مجازی به دلیل عملکرد هماهنگ مغز انسان و حواس، بسیار پیچیده‌تر از آنچه که در نگاه اول به نظر می‌رسد، است. مغز انسان تفاوت واقعیت با توهم را درک کرده و در صورتی که موضوعی با واقعیت ثبت شده در مغز انسان تطابق نداشته باشد، به سرعت متوجه آن خواهد شد. سیستم‌های مبتنی بر واقعیت مجازی با استفاده از ابزار مدرن و پیشرفته خود وظیفه تطابق ویژگی‌های فیزیولوژیکی انسان با رابط های کاربری کامپیوتری را دارند. به عنوان مثال زاویه دید انسان مانند یک تصویر و یا فریم ویدیویی نبوده و توانایی پوشش محیطی در حدود 180 درجه را دارد. البته تمامی این محیط تحت پردازش مستقیم مغز نبوده و تنها در صورت تحریک و توجه و یا وجود موضوعی خاص در اولویت پردازش قرار می‌گیرد. همین امر در مورد گوش و حس شنوایی نیز صادق است. در صورت تحریک نامناسب، حس تعادل فیزیولوژیکی بدن برهم خورده و با تداخل اطلاعات دریافت شده، حس ناخوشایندی مانند حالت دریازدگی در انسان به وجود می آید و این یکی از مهمترین مسائلی است که باید در خصوص ابزار و ادوات واقعیت مجازی مورد توجه قرار گیرد.
دستگاه‌های مبتنی بر سیستم واقعیت مجازی در اشکال مختلف و کاربردهای متفاوت طراحی و ساخته شده اند. اما همگی بر پایه اصل فعالیت می‌کنند: نمایش تصاویر سه بعدی در ابعاد و اندازه واقعی برای کاربر. با حرکت کاربر در محیط شبیه سازی شده در سیستم واقعیت مجازی زاویه دید شخص نیز تغییر کرده و با هماهنگی کامل بین دو حس بینایی و شنوایی و همچنین وضعیت سر کاربر، علاوه بر مشاهده تصاویر و مناظر شبیه سازی شده غیر واقعی، حس راحتی را نیز به استفاده کننده القا میکند. طراحی محیط شبیه سازی شده در تکنولوژی واقعیت مجازی نیز باید بسیار دقیق و با جزئیات کامل صورت گرفته و پردازش آن به نحوی باشد که به صورت آنی و بدون تاخیر، واکنشی مناسب نسبت به تغییر وضعیت حواسی مانند بینایی و شنوایی را از خود به نمایش گذارد. وجود وقفه و تاخیر بین کنش کاربر و واکنش محیط علاوه بر ایجاد تجربه‌ای ناخوشایند، مانع از فریب مغز شده و کاربر بلافاصله متوجه غیر واقعی بودن تصاویر خواهد شد.
برای استفاده از قابلیت‌های سیستم‌های مبنتی بر واقعیت مجازی به ابزارهایی خاص نیاز داریم. پر استفاده ترین ابزار موجود برای واقعیت مجازی عبارتند از:
هدست‌های واقعیت مجازی قدیمی‌ترین ابزار مورد استفاده در این تکنولوژی به حساب می‌آیند. از نمونه هدست‌های واقعیت مجازی می‌توان به Playstation VR شرکت سونی، وایو (Vive) شرکت اچ تی سی و دی دریم ویو (Daydream View) شرکت گوگل و گیر وی آر (Gear VR) شرکت سامسونگ اشاره کرد.
یکی دیگر از پیشرفته‌ترین ابزارهای تکنولوژی واقعیت مجازی ، دستکش‌های مخصوص این تکنولوژی است. دستکش‌های واقعیت مجازی با استفاده از سنسورهای مختلف قابلیت‌هایی مانند ردیابی حرکت‌های دست و یا شبیه سازی احساساتی مانند لرزش و یا حرارت را دارند.
این ابزار موجود برای تکنولوژی واقعیت مجازی امکان تعامل کاربر با اجزا و اشیای دنیای مجازی موجود در واقعیت مجازی را فراهم کرده و با توانایی تشخیص وضعیت دست مانند باز و یا بسته بودن، قابلیت انجام اعمالی مانند در دست گرفتن یک وسیله و یا رها کردن اشیا را در واقعیت مجازی برای کاربر فراهم می‌نماید.
واقعیت مجازی کاربردهایی بسیار متنوع در بخش‌های مختلفی از زندگی انسان دارند. تفریح و سرگرمی یکی از شناخته شده ترین کاربردهای این تکنولوژی بوده که بازی‌های ویدیویی و فیلم‌های تعاملی پر استفاده‌ترین نمونه‌های آن هستند. اما گذشته از بخش سرگرمی و هنر، موارد استفاده واقعیت مجازی بسیار جدید و حساس بوده و این تکنولوژی نقشی حیاتی در بسیاری از دستگاه‌های مدرن و سیستم‌های پیجیده امروزی ایفا میکند. به طور خلاصه می‌توان کاربردهای واقعیت مجازی را در بخش‌های زیر طبقه بندی کرد:
همانطور که اشاره شد از دهه 1990 میلادی و به دلیل گسترش استفاده از کامپیوترهای خانگی با قدرت پردازش بالا، واقیعت مجازی به عرصه این صنعت بسیار همه گیر و درآمدزا وارد شد. هدست‌های واقعیت مجازی با نام “صفحات نمایش قرار گرفته بر روی سر (HMD)” طراحی شده و در دسترس عموم قرار گرفت. کنسول بازی Virtual Boy شرکت نینتندو، عینک‌های iGlasses شرکت Virtual IO و Cybermaxx شرکت Victormaxx و هدست VFX1 شرکت Forte Technologies نمونه‌هایی از ابزار واقعیت مجازی در اواسط دهه 1990 میلادی بودند. از نمونه‌های مدرن سیستم‌های واقعیت مجازی نیز می‌توان به کنسول بازی Wii Remote شرکت نینتندو، کینکت (Kinect) شرکت مایکروسافت و سیستم‌های Playstation Move و Playstation Eye شرکت سونی اشاره کرد که با ارسال اطلاعات جمع آوری شده از حرکت فیزیکی کاربر به یک کنسول بازی و ایجاد واکنش ها و عکس العمل‌های متناسب، تجربه‌های جدیدی را برای کاربران بازی‌های کامپیوتری رقم زدند.
با گسترش استفاده از تکنولوژی واقعیت در دنیای بازی‌های کامپیوتری، شرکت‌های مطرح تولید بازی نیز سرمایه گذاری بیشتری در این بخش نموده و عناوین خود را با این تکنولوژی هماهنگ نمودند. بازی Vendetta Online محصول شرکت Guild Software اولین بازی تحت شبکه در سبک نقش آفرینی (Role Playing Games یا RPG) بود که از هدست واقعیت مجازی Oculus Rift پشتیبانی می‌کرد. در سال 2013 میلادی نیز شرکت Virtuix دستگاه مبتنی بر واقعیت مجازی خود با نام Virtuix Omni را به بازار عرضه نمود که علاوه‌بر استفاده از هدست واقعیت مجازی، با استفاده از یک سطح متحرک حساس و سنسورهای حرکتی مختلف و کفش‌های مخصوص، قابلیت حرکت در یک دنیای سه بعدی مجازی را برای کاربر فراهم می‌نمود. این دستگاه هماهنگی کاملی با هدست‌های واقعیت مجازی موجود در بازار مانند HTC Vive و Oculus Rift داشت. در سال‌های اخیر برخی از فعالان در عرضه تکنولوژی واقعیت مجازی با استفاده و بهینه سازی این سیستم، دست به تولید ابزاری برای ورزش و آمادگی جسمانی نیز زدند. دستگاه ورزشی ICAROS یکی از مشهورترین نمونه‌ها در بخش استفاده از ابزارهای واقعیت مجازی در عرصه ورزش است.
فیلم‌های سینمایی ساخته شده بر اساس تکنولوژی واقعیت مجازی جذابیت بسیار زیادی داشته و قابلیت تجربه یک محیط کاملا سه بعدی و 360 درجه را برای تماشاگران فراهم می‌کنند. شرکت‌های بزرگ فیلمسازی مانند Fox Searchlight Pictures و Skybound با استفاده از دوربین‌های مخصوص، فیلم‌های سینمایی 360 درجه تولید کرده با استفاده از عینک‌های واقعیت مجازی قابل مشاهده است. در اواخر سال 2016 میلادی نیز واقعیت مجازی وارد مسابقات ورزشی شد و رویدادهایی ورزشی مانند مسابقات قهرمانی شطرنج جهان و مسابقات ورزشی شبکه فاکس (Fox Sport) به صورت 360 درجه و با استفاده از گوشی‌های تلفن همراه هوشمند و هدست‌های واقعیت مجازی به نمایش عمومی درآمد. از واقعیت مجازی در پارک‌های تفریحی نیز استفاده شده و در سال 2015 میلادی این تکنولوژی در قطارهای شهربازی‌‌ها پیاده سازی شد. اولین شهربازی مجازی نیز که با استفاده از تکنولوژی واقعیت مجازی و یکی از زیر مجموعه‌های آن واقعیت افزوده (Mixed Reality – ترکیبی از اشیا مجازی و محیط واقعی) فعالیت می‌کرد، با نام The Void در ایالات متحده آمریکا دایر گردید.
تکنولوژی واقعیت مجازی بستری بی خطر و کم هزینه را برای تحقیقات و آزمایش‌های دانشمندان و محققین علوم پزشکی و روانشناسی فراهم کرده تا در محیطی کنترل شده به بررسی تئوری‌های علمی خود بپردازند. علاوه بر این تکنولوژی واقعیت مجازی این امکان را به جراحان و پزشکان داده که با استفاده از آن به شبیه سازی اعمال جراحی خطرناک بپردازند. علاوه بر این تکنولوژی واقعیت مجازی و ابزار و ادوات آن قابلیت استفاده در انجام اموری مانند تمرینات فیزیوتراپی و ریکاروی را نیز دارند. یکی دیگر از تئوری‌های واقعیت مجازی در علم پزشکی نیز در رابطه با مدیریت درد ناشی از بیماری‌های مختلف بوده که با استفاده از سنسورهای مختلف و نرم افزارهای پیشرفته، موجب کاهش درد بیمار می گردد.
واقعیت مجازی این امکان را به استفاده‌کنندگان می‌دهد که با استفاده از آن بدون نیاز به قرار گرفتن در محیط‌های خاص و خطرناک و بدون نگرانی از شکست و تحمل صدمات فیزیکی، به آموزش و فراگیری فنون مختلف بپردازند. در کشور ژاپن و در مدرسه آنلاین N Highsvhool واقعیت مجازی نقشی اساسی داشته و با استفاده از آن دانش آموزان با استفاده از هدست واقعیت مجازی و بدون نیاز به حضور فیزیکی در محل مدرسه، در مراسم و کلاس‌های آن شرکت می‌کنند. واقعیت مجازی در بخش نظامی نیز کاربردی قابل توجه دارد. از اولین استفاده‌های واقعیت مجازی در نیروهای نظامی می‌توان به شبیه ساز هواپیماهای جنگی اشاره کرد که در اواسط دهه 1970 میلادی توسط نیروی هوایی ایالات متحده آمریکا به کار گرفته می‌شد. سازمان هوافضای ایالات متحده آمریکا، ناسا (NASA) نیز یکی از استفاده کنندگان اصلی تکنولوژی واقعیت مجازی است. در این سازمان تمرینات و آموزش‌های فضانوردان بیش از دو دهه است که توسط سیستم‌ها و تکنولوژی واقعیت مجازی برگزار می‌گردد. شبیه ساز‌های پرواز، رانندگی، دریانوردی و مواردی مانند این نیز بر پایه تکنولوژی واقعیت مجازی فعالیت کرده و بدون نیاز به استفاده از ابزار و ادوات و محیط واقعی، گام مهمی در آموزش مهارت‌های مرتبط به دانشجویان برداشته است. همان طور که اشاره شد، در عرصه علوم پزشکی نیز واقعیت مجازی حضوری پر رنگ داشته و بدون نیاز به استفاده از اندام‌های طبیعی انسانی و حیوانی، نقشی کلیدی و انکار ناپذیر در آموزش اعمال جراحی به دانشجویان ایفا میکند.
دیوید ام (David Em) یکی از اولین هنرمندانی بود که در دهه 1970 میلادی با استفاده از تکنولوژی واقعیت مجازی دست به خلق آثاری در حوزه هنرهای زیبا زد. ویرتوپیا (Virtopia) نیز یکی از اولین نمونه‌های استفاده از واقعیت مجازی در عرصه هنرهای زیبا بود که در یک جشنواره فیلم به نمایش درآمد. این فیلم که توسط ژاکلین فورد موری (Jacquelyn Ford Morie) ساخته شده بود، در جشنواره فیلم فلوریدا در سال 1992 میلادی به نمایش عمومی درآمد. از دیگر آثار هنری ساخته شده توسط تکنولوژی واقعیت مجازی می‌توان به Osmose و Ephemere از هنرمند کانادایی، شار دیویس (Char Davis)، Is GOD Flat محصول سال 1994 میلادی و Is DEVIL Curved محصول سال 1995 میلادی از آثار مائوریس بنایون (Maurice Benayon) اشاره کرد. تعدای از موزه‌های مطرح دنیا نیز از واقعیت مجازی و ابزار و ادوات وابسته به آن برای نمایش آثار خود استفاده کرده که به عنوان نمونه می‌توان به موزه های British Museum و Guggenheim اشاره کرد.
استفاده از ابزارهای سه بعدی طراحی بوسیله کامپیوتر (CAD) تا اواسط دهه 1990 میلادی تنها در صفحات نمایشگر تخت و دو بعدی ممکن بود. اما استفاده از ویدیو پروژکتورهای مدرن، دستگاه‌های ردیابی و حسگر سه بعدی و تکنولوژی مدرن کامپیوتری، طراحی سه بعدی به وسیله واقعیت مجازی را ممکن نمود. شرکت‌های مهندسی مانند VRcom و IC.IDO با استفاده از عینک‌های سه بعدی و ویدیو پروژکتورهای چند سطحی و تکیه بر تکنولوژی واقعیت مجازی توانستند علم طراحی را از روی کاغذ و ساختار دو بعدی به محیط مجازی و سه بعدی منتقل نمایند. در حال حاضر با استفاده از تکنولوژی واقعیت مجازی مهندسین توانایی مشاهده ساختمان‌ها و ساز‌ه‌ها در محیطی سه بعدی را داشته و با قابلیت مشاهده از تمامی زوایا، امکان بهینه سازی و بازسازی بخش‌های مختلف نقشه‌های مهندسی را دارند.
واقعیت مجازی با قرار دادن مخاطب در یک کنسرت موسیقی و در برابر هنرمندان محبوب خود، تجربه‌ای جدید و هیجان انگیز را رقم زده و وی را در موقعیت یک اجرای زنده موسیقی قرار می‌دهد. علاوه بر این واقعیت مجازی در موزیک ویدیوها نیز حضور داشته و موجب تاثیرگذاری و جذابیت بیشتر آنها می‌گردد. از نمونه‌های استفاده از تکنولوژی واقعیت مجازی در زمینه موسیقی می‌توان به تجربه گروه پاپ نروژی a-ha اشاره کرد که با همکاری با استودیوی Void ویدیوهایی 360 درجه را بر روی آرشیو ویدیویی یوتیوب قرار داد که کاربران با استفاده از هدست‌های واقعیت مجازی امکان تجربه موسیقایی جدید و جذابی را پیدا کردند.
واقعیت مجازی یک فرصت طلایی و متفاوت در بخش بازاریابی و تبلیغات را در اختیار صاحبان مشاغل قرار می‌دهد تا از زاویه‌ای جدید و متفاوت با مخاطبان ارتباط برقرار نماید. شرکت‌هایی مانند کوکاکولا، شرکت سینمایی پارامونت، والت دیزنی و رستوران‌های زنجیره‌ای مک دونالدز از واقعیت مجازی در تبلیغات خود استفاده می‌کنند. موسسه‌های عام المنفعه‌ای مانند یونیسف، بنیاد جهانی طبیعت (WWF) و سازمان عفو بین الملل (Amnesty International) نیز با استفاده از تکنولوژی واقعیت مجازی و با قرار دادن مخاطبین در فضای موردنظر خود و برداشتن فاصله مابین دو طرف، بدون نیاز به حضور فیزیکی در محل، به ارائه مستندات و شواهد موردنظر خود پرداخته و نظر مخاطبین را به واضح‌ترین شکل ممکن به خود جلب می‌نمایند. بسیاری از شرکت‌های معماری و دفاتر معاملات املاک نیز با استفاده از تکنولوژی واقعیت مجازی و بدون نیاز به حضور مشتری در محل، محل مورد معامله را به نمایش گذاشته و امکان یک تور مجازی را برای آنها فراهم می‌کنند.
رمان‌ها و داستان‌های زیادی بر اساس واقعیت مجازی به رشته تحریر درآمده‌اند. در بسیاری از این نوشته‌ها به بیان ماجراهایی در خصوص اسیر شدن شخصیت‌ها در واقعیت مجازی اشاره شده است. از نمونه‌های شاخص این رمان‌ها می‌توان به بازیکن شماره 1 آماده (Ready Player One) اثر ارنست کلاین (Ernest Cline) نویسنده آمریکایی و سقوط برف (Snow Crash) اثر نیل استفنسون (Neal Stephenson) نویسنده آمریکایی اشاره نمود. در دهه‌ها 1980 و 1990 میلادی نیز نوشته‌های سبک سایبرپانک (Cyberpunk – یکی از زیر مجموعه‌ها رمان‌های علمی-تخیلی) از تکنولوژی واقعیت مجازی به عنوان مسیری برای تغییر سبک زندگی اجتماعی یاد می‌کردند.
واقعیت مجازی با چالش‌هایی مانند خطرات ایمنی و تاثیر منفی بر سلامت استفاده کنندگان، حفظ حریم خصوصی و مشکلات فنی و تکنیکی روبرو بوده و از این رو مخالفانی را در برابر خود می‌بیند. با توجه به مدرن بودن و حضور تازه در بازار، اثرات دراز مدت استفاده از تکنولوژی واقعیت مجازی بر سیستم عصبی و حواس پنجگانه انسان هنوز ناشناخته است. کاربران واقعیت مجازی ممکن است با مشکلاتی نظیر اختلال در سیستم تعادل مواجه شده و یا با توجه به عدم وجود موانع فیزیکی در سیستم‌های مبتنی بر واقعیت مجازی ، احساس رضایت کافی از دنیای واقعی را از دست بدهند. علاوه بر این اعتیاد به واقعیت مجازی نیز می‌تواند یکی دیگر از اثرات مخرب جانبی این تکنولوژی به حساب آید.
تکنولوژی واقعیت مجازی در ایران حاضر بوده و در حال حاضر تعدادی شرکت در این زمینه مشغول به فعالیت هستند. تعدادی از شرکت‌ها و موسسه‌های فعال در زمینه تکنولوژی واقعیت مجازی در ایران عبارتند از:
مقالات مرتبط :
