۰۸-۱۱-۹۱، ۰۲:۳۹ ب.ظ
واقعيت مجازي
سبك "رئاليسم جادويي" برايتان جذابيتي دارد يا هرگز كتابهاي "گابريل گارسيا ماركز" را خواندهايد؟ وي به گونه واقعيت و خيال، توهم و واقعيت و مجاز را در هم مي آميزد كه تا به خود بيايد، بسياري از توهمهايش را باور كردهايد!
تا مدتها پيش اين سبك تنها در هنر خصوصاً ادبيات رواج داشت، اما پاي "مجاز" به علم نيز باز شده است. واقعيت مجازي ترجمه عبارت "Virtual realily"، فنآوري جديدي است كه تقريباً در تمام زمينهها به كار گرفته شده است. بگذريم كه بر سر ترجمه آن به واقعيت مجازي يا حقيقت مجازي چه بحثهايي برپا بود. واقعيت يا حقيقت؛ آنچه كه هست يا آ"چه كه بايد باشد... از بحث فلسفي بگذريم كه پاياني ندارد، در قسمت اول زنگ تحقيق اين شماره به تعريف پذيرفته شده علمي اين عبارت ميپردازيم.
معرفي و تاريخچه واقعيت مجازي
طبيعي است كه جهت آشنايي با هر واژه يا عبارت جديد به فرهنگ لغت مراجعه شود. تركيب پارادوكس برانگيز "Virtal Reality" كه در فارسي واقعيت مجازي ناميده ميشود، در ويرايش هفتم فرهنگ لغات پيشرفته آكسفورد بدين صورت تعريف شده است:"تصاوير ساخته شده به وسيله كامپيوتر كه به نظر ميرسد ناظر خود را در برگرفته و واقعي به نظر ميرسد."
ويرايش پنجم فرهنگ تشريحي اصطلاحات كامپيوتري مايكروسافت كه در سال 2005، به چاپ رسيده است تعريفي به صورت زير براي واقعيت مجازي ارائه ميكند:
"يك محيط سهبعدي شبيهسازي شده كه كاربر ميتواند به گونهاي با آن كار كند كه گويي يك محيط فيزيكي است. كاربر، محيط را در صفحههاي نمايشي ميبيند كه احتمالاً برروي يك جفت عينكهاي ويژه سوار شده است. وسايل ورودي ويژه همچون دستكشها يا لباسهاي مجهز به سنسورهاي حركتياب، عمليات كاربر را تشخيص ميهد. سر نام آن، VR است."
عناصر كليدي واقعيت مجازي
عناصر اصلي هر سيستم واقعيت مجازي عبارت است از دنياي مجازي، عجين شدن، فيدبك حسي (در پاسخ به وروديهاي كاربر) و ارتباط متقابل.
عنصر كليدي اول: دنياي مجازي1
به دو صورت تعريف ميشود:
الف) يك فضاي موهومي2 كه معمولاً از طريق يك واسطه بروز مييابد.
ب) توصيفي از مجموعهاي از اشياء در فضا و قوانين و ارتباطات حاكم بر آن اشياء.
عنصر كليدي دوم: عجين شدن3
به دو دسته عجين شدن جسمي و فكري تفكيك ميشود. به نوع جسمي، عجين شدن حسي نيز گفته ميشود. تعاريف متفاوتي براي اين عنصر كليدي ارائه شده است كه ميتوان با در نظر گرفتن همه آنها، عجين شدن را به صورت زير تعريف نمود:
"احساس بودن در يك محيط كه ميتواند يك حالت ذهني خالص باشد يا توسط لوازم فيزيكي
عجين شدن ذهني: حالت درگير شدن به صورت عميق."
عجين شدن فيزيكي
"وارد شدن به يك واسط به صورت بدني، تحريك مصنوعي حواس به وسيله فنآوري كه البته به معناي درگيري تمام حواص يا كل بدن نيست."
عنصر كليدي سوم: فيدبك حسي4
فيدبك حسي، لازمه واقعيت مجازي است. سيستم واقعيت مجازي، فيدبك سيستم به كاربران بر اساس موقعيت فيزيكي آنان فراهم ميآورد. در بيشتر موارد، فيدبك به صورت ديداري است اما محيطهاي واقعيت مجازي نيز وجود دارد كه در آنها حس "لمس" تجربه ميشود. دستيابي به فيدبك دو طرفه سريع، مستلزم استفاده از كامپيوترهاي پرسرعت به عنوان وسايل واسط است.
جهت ايجاد خروجي حسي يك سيستم واقعيت مجازي در مكان كاربر، سيستم بايد قادر به رديابي حركت باشد. معمولاً حركت سر كاربر، يك دست يا شيء گرفته شده با دست، رديابي ميشود. سيستمهاي پيشرفته قادراست بسياري از مفاصل اصلي را رديابي نمايد. روشهاي متنوعي جهت رديابي وجود دارد كه در بخش دوم زنگ تحقيق مورد بررسي قرار خواهد گرفت.
عنصر كليدي چهارم: ارتباط متقابل5
براي اينكه واقعيت مجازي، درست به نظر برسد بايد قادر به پاسخگويي به كردار كاربر باشد. توانايي تأثيرگذاري بر دنياي ساخته شده توسط كامپيوتر، يك شكل از ارتباط متقابل را نشان ميدهد. شكل ديگر توانايي تغيير ديدگاه شخص به اطراف است.
تعريف واقعيت مجازي
با توجه به مفاهيم مطرح شده ميتوان به تعريفي قابل قبول از واقعيت مجازي به اين ترتيب رسيد: "واسطهاي تركيب يافته از شبيهسازيهاي كامپيوتري داراي اثر متقابل كه مكان كاربر و كردار او را حس كرده و فيدبك را جايگزين يا اضافه بر يك يا چند حس قرار ميدهد و بدين شكل حس عجين شدن ذهني يا حضور در يك شبيهسازي (دنياي مجازي) را فراهم ميآورد."
معرفي چند اصطلاح مرتبط
محيط گروهي6
كاربران چندگانه كه در محيط مجازي ارتباط متقابل دارند و لزومي به بروز در واقعيت مجازي ندارد. يك محيط واقعيت مجازي گروهي را ميتوان به حضور چندگانه يا وجود چند كاربر اطلاق كرد.
Avatar
الف) شيء مجازي جهت نمايش يك كاربر يا يك شيء فيزيكي در دنياي مجازي (معمولاً ديداري) اين نمايش ممكن است هر فرمي به خود بگيرد،
ب) شيء مجسم شده توسط كاربر و
ج) برگرفته شده از زبان هندي، تجسم زميني يك الهه.
واقعيت مصنوعي7
در واقعيت مصنوعي، عملكرد كاربر به شكل ارتباط بدني به يك دنياي گرافيك مشاهده ميشود و پاسخهايي ايجاد ميكند كه اين توهم8 را كه اعمال وي در آن دنيا انجام ميگيرد را تداوم ميبخشد.
محيط مجازي يا دنياي مجازي9
مثالي از دنياي مجازي كه به عنوان واسطهاي با اثر متقابل همانند واقعيت مجازي به نمايش درميآيد.
فضاي سايبر10
مكاني كه تنها در ذهن كاربران اغلب در نتيجه فنآوري ايجاد ميشود و افرادي را كه از نظر جغرافيايي دور هستند را قادر به برقراري ارتباط ميسازد.
واقعيت افزوده11
نوعي از واقعيت مجازي كه در آن تحريك ساختگي بر روي اشياء دنياي واقعي قرار ميگيرد تا اطلاعات بيشتري پديد آورد و آنچه با حواس براي انسان غيرقابل درك است را قابل درك سازد.
حضور از راه دور12
توانايي ارتباط متقابل مستقيم (اغلب توسط واسط كامپيوتر) با يك محيط واقعي از نظر فيزيكي و دوردست از ديدگاه شخصي اول؛ هيچ محدوديتي بر روي مكان محيط دوردست يا اندازه وسيله به كار رفته جهت انجام فرمانهاي كاربر در مكان دور وجود ندارد.
جدول (1): مقايسه خصوصيات انواع واسطها
1-5) تاريخچه واقعيت مجازي [1]
دانستن روند بهوجود آمدن اين پديده و نيازي كه سبب بروز آن شده است، به استفاده صحيح از آن كمك شاياني خواهد نمود. واقعيت مجازي برخلاف تصور موجود، چندان هم جوان نيست و اولين فنآوريهايي را كه ميتوان به اين پديده نسبت داد، به 1916 بازميگردد. بيشتر تحقيقات در اين زمينه به صورت تحقيقات آكادميك دانشگاهي يا نظامي بوده است و تا تبديل آنها به سيستمهاي تجاري راه درازي باقي است.
1 Virtual World
2 Imaginery
3 Immersion
4 Sensory Feedback
5 Interaction
6 Collabrative Environment
7 Artificial Reality
8 illusion
9 Virtual Environment
10 Cyberspace
11 Augmented Reality
12 Telepresence
تجهیزاتی برای سفر به دنیای مجازی
فنآوريها و مباحث تكنولوژيك VR
در اين بخش نحوه ارتباط دو طرفه كاربر و محيط مجازي، وسايل و ابزار آن مورد بحث قرار ميگيرد. در ابتدا وسايل ورودي كه حركت، صدا و... كاربر را به سيستم وارد ميكند و در ادامه وسايل خروجي كه به نوعي پاسخ سيستم به عمل كاربر است، شرح داده شده است. با توجه به تاريخ انتشار مرجع اين بخش كه به سال 2002 برميگردد، مسلماً در اين زمان فنآوريهاي ديگري نيز معرفي شده است. اما تكنيكهاي بحث شده در اين بخش اصولاً پايهاي است و تا حد زيادي تمام اين روشها را ميپوشاند.
پايش كاربر؛ ورودي دنياي مجازي
روشهاي متفاوتي جهت پايش كاربر در سيستمهاي واقعيت مجازي و تعامل او با دنياي مجازي وجود دارد. روشهاي وارد كردن دادههاي كنترلي به سيستم نيز متفاوت است. در ادامه انواع معمولترين اين روشها مورد بحث قرار ميگيرد.
رديابي موقعيت
سنسور موقعيت مهمترين وسيله رديابي در يك سيستم واقعيت مجازي است كه مكان و جهت كاربر را مشخص مينمايد. معمولاً موقعيت سر يا يك دست كاربر سنجيده ميشود. سنسورهاي مختلفي از قبيل الكترومغناطيس، مكانيكي، نوري، ويدئومتري، التراسونيك، اينرسي و حسگرهاي مكان عصبي وجود دارد كه به ترتيب مورد بحث قرار ميگيرد. سنسورهاي حركت بسته به نوع و فنآوري ساخت آن، محدوديتهايي به سيستم اعمال ميكند.
مسايل مهم در سنسورهاي موقعيت عبارت است از:
الف) صحت/دقت و سرعت،
ب) ماده مورد استفاده (مثلاً فلزات، مواد آبكي و ...) و
ج) قيود حسگر (سيم و لينكهاي مكانيكي).
به جرأت ميتوان گفت كه هيچ فنآوري به هر قيمتي جهت رسيدن به تمام مسايل فوق به صورت بهينه وجود ندارد و بايستي با توجه بهكاربرد سيستم و امكانات موجود، سنسوري مورد قبول انتخاب و طراحي گردد.
رديابي الكترومغناطيس
سنسور الكترومغناطيس، معمولترين سنسور مورد استفاده در رديابي فنآوري واقعيت مجازي است. در اين روش از يك فرستنده جهت ايجاد يك ميدان مغناطيسي كمتوان از سه سيمپيچ متعامد استفاده ميشود. اين ميدانها، در مجموعه سيمپيچهاي گيرنده كه توسط كاربر پوشيده شده است، جريان الكتريكي ايجاد ميكند. سيگنال هر كدام از سيمپيچها جهت اندازهگيري موقعيت متناسب با فرستنده بهكار ميرود. موقعيت سيمپيچهاي فرستنده، ثابت است و بدين ترتيب ميتوان مقدار مطلق موقعيت را بهدست آورد.
سيمپيچها همانند آنتن عمل ميكند و سيگنال در حين رسيدن به آنتن گيرنده كه در حال حركت نيست به آنتن فرستنده است، ضعيف ميشود. انرژي سيگنال بر اساس جهت سيمپيچهاي فرستنده و گيرنده نسبت به هم تغيير ميكند. با تحليل انرژي سيگنال در هر يك از سيمپيچهاي گيرنده، شش درجه آزادي موقعيت هر يك از سيمپيچهاي گيرنده نسبت به موقعيت فرستنده بهدست ميآيد.
يكي از محدوديتهاي سيمهاي جهتيابي الكترومغناطيسي اين است كه فلزات بهكار رفته در محيط اختلال الكترومغناطيس ايجاد ميكند. محدوديت ديگر محدوده كوچك ميدان مغناطيسي ايجاد شده است. بسته به مدلهاي مختلف، عملكرد گيرندهها با فاصلهاي حدود 8-3 فوت، قابل قبول است و حتي در مرز اين محدوده، صحت عملكرد به سرعت افت ميكند. استفاده از چندين فرستنده جهت توسعه محدوده به صورت تئوري ممكن است اما پيادهسازي عملي آن بسيار مشكل است.
مزيت اصلي سيستمهاي الكترومغناطيس، محدود نبودن حوزه ديد آنهاست. مزيت ديگر، توسعه سيستمهاي بيسيم با اين متدهاست. اين روش قيود اضافي را نيز از بين ميبرد. بايد به اين نكته توجه داشت كه هر چند ميتوان از چندين حسگر براي ساخت سيستمهاي بيسيم اندازهگيري حركت استفاده كرد، وسايل توسعهيافته بدين شكل بسيار حجيم است و هزينههاي بسياري ايجاد ميكند كه نسبت بهكارايي آنها مقرون به صرفه نيست.
رديابي مكانيكي
رديابي را ميتوان با استفاده از لوازم مكانيكي نيز انجام داد. اين وسايل، حركات را در يك بازه محدود دنبال ميكند، اما اندازهگيري خطي و دوراني لينكهاي مكانيكي با دقت، صحت و سرعت به وسيلة رياضيات ماتريسي مستقيم امكانپذير است.
مشكل عمده اين سيستم اين است كه لينكهاي فيزيكي حركت كاربر را به يك چارچوب مشخص، محدود ميكند. از اين روش عمدتاً در رديابي حركت سر در نمايش ديداري يا حركت دست در ورودي و خروجي لمسي استفاده ميشود و نميتون آن را براي سر و دست همزمان بهكار برد. در صورتي كه مسيريابي هر دو مورد نياز باشد، لازم است سيستم ردياب ثانويهاي بهكار گرفت.
رديابي نوري
از نوع سيستمهاي مسيرياب نوري جهت ايجاد اطلاعات ديداري از موقعيت كاربر استفاده ميشود. روشهاي مختلفي در اين رديابي وجود دارد كه معمولترين آن استفاده از يك دوربين ويدئويي است كه مانند يك چشم شخص يا شيء را ميبيند. بهطور معمول، دوربين در يك جاي ثابت قرار دارد. از روشهاي بينايي كامپيوتر جهت تعيين موقعيت شيء كه توسط دوربين ديده شده، استفاده ميشود. در بعضي موارد، وسايل حسگر نوري ديگري به جاي دوربين مورد استفاده قرار ميگيرد.
در صورت استفاده از يك دوربين تنها، موقعيت هر نقطه در دو بعد يعني در صفحهاي كه حسگر ميبيند، ديده ميشود اما عمق اطلاعات بهدست نميآيد. با استفاده از چند حسگر، موقعيت و جهت بهطور كامل و به صورت اطلاعات در سه بعد قابل حصول است.
يك روش ديگر رديابي ويدئويي با يك منبع، استفاده از يك دوربين كوچك در كنار يك مانيتور روميزي (شبيه آنچه در ويدئو كنفرانس بهكار ميرود) اين دوربين ميتواند موقعيت كاربر روبهروي مانيتور را به صورت خام به وسيله محاسبه پيرامون سر مشاهده كننده بهدست آورد.
استفاده از چند منبع ورودي ديداري به صورت همزمان، ميتواند اطلاعات بيشتري از كاربر در اختيار بگذارد. استفاده از سه ورودي بينايي همانند سه دوربين ويدئويي در مكانهاي مختلف، موقعيت را با شش درجه آزادي، به وجود ميآورد.
محدوديت رديابي نوري آن است كه خط ديد بين فرد يا شيء و دوربين بايد كاملاً مشخص باشد. ضمن اينكه نگه داشتن شيء در مسير ديد دوربين، بازه حركات كاربر را محدود ميسازد.
رديابي ويدئومتري
روش جايگزين نوري موسوم به رديابي ويدئومتري وجود دارد كه اصول آن به نوعي برعكس حالتهاي شرح داده شده در قسمتهاي قبل است. در اين روش دوربين به شيء كه در حال رديابي است متصل ميشود و به جاي قرار داشتن در يك مكان ثابت، از اين طريق به اطراف مينگرد. سيستم واقعيت مجازي تصاوير، فضاي اطراف رسيده را جهت مشخص نمودن نقاط تحول1 تحليل مينمايد و موقعيت دوربين نظير آنها را استخراج مينمايد.
جهت بهدست آوردن نقاط تحول، لازم است كه آنها از ديگر دادهها متمايز شود تا موقعيت مطلق وسيله بهدست آيد. مقدار محاسبات را ميتوان با قراردادن علامت خاص بر روي نقاط تحول، بهطور چشمگيري كاهش داد. با شاخص نمودن اين نقاط از نظر اندازه يا رنگ، الگوريتمهاي بينايي كامپيوتري، نقاط را رديابي كرده و آنها را از اشياء فضاي اطراف مرجع در نظر گرفته ميشود. در اين روش، يك دوربين به تنهايي قادر به تشخيص شش درجه آزادي است. اما از تركيب چندين دوربين نيز استفاده ميشود.
رديابي التراسوند
در اين روش رديابي، پالسهاي صدا در بازههاي زماني جهت مشخص نمودن فاصله بين فرستنده كه يك بلندگو و گيرنده كه يك ميكروفون است ارسال ميشود. همانند روش نوري، تركيب سه فرستنده و سه گيرنده، دادههاي لازم را براي سيستم جهت تشخيص شش درجه آزادي شيء فراهم ميآورد.
چون اين روش از فنآوريهاي سادهاي مانند بلندگو، ميكروفون و كامپيوترهاي كوچك استفاده ميكند، رديابي نسبتاً ارزان است و اين سيستم به صورت تجاري و به شكل عينك نيز موجود است. خصوصيتي كه اين روش رديابي را مشكل ميسازد، استفاده از آن در محيطهاي پرسروصداست. لازم است جهت محاسبه دقيق زمان (و در نتيجه فاصله) بين فرستنده و گيرنده صوت در يك مسير بدون مانع حركت نمايد. رديابهايي كه بر اساس اين فنآوري ساخته ميشود، معمولاً فاصلهاي در حدود چند فوت را پوشش ميدهد و سيمهاي متصل به فرستنده و گيرنده، قيودي ايجاد مينمايد. با توجه به قيمت پايين فرستنده و گيرنده از اين دست، ميتوان با افزايش تعداد آنها، محدوده تحت پوشش را گسترش داد. مشكلي كه در اينجا وجود دارد اين است كه در صورت افزايش فرستنده وگيرندهها لازم است فاصله حداقلي بين ميكروفونها در نظر گرفته شود. جهت رفع اين مشكل، بايستي تا حد امكان ميكروفونها كوچك انتخاب شود.
ردياب اينرسي
ردياب اينرسي از وسايل الكترومكانيك جهت آشكارسازي حركت نسبي سنسورها به وسيله اندازهگيري تغييرات نيروهاي گردشي، شتاب و انحراف، استفاده ميكند. اين وسايل شامل شتابسنج ميشود كه ميتوان آنها را براي اندازهگيري مكان جديد شيء در حال حركت كه شروع حركت آن مشخص است، بهكار برد.
وسيله ديگر انحرافسنج است كه حركت از يك سطح مشخص را آشكار ميكند. از ترانسديوسرهاي ارزانقيمتي كه نرخ زاويهاي را به وسيله ژيروسكوپها معلوم ميكند در تركيب با شتابسنجهاي خطي و زاويهاي و انحرافسنجها ميتوان بهصورت جداگانه يا با هم جهت ايجاد سيستمهاي ردياب كوچك استفاده كرد.
ردياب اينرسي عملكردي مشابه گوش داخلي در تعيين جهت حركت سر دارد. مايع گوش داخلي، در هنگامي كه ساختار اطراف حركت ميكند ثابت ميماند و سنسورهاي داخل ساختار اطلاعات را در مورد مكان ساختار متناسب با مايع ميفرستند و مغز با استفاده از اين اطلاعات جهت و تغييرات جهت را محاسبه ميكند. وسايل ردياب اينرسي نيز، سنسور كوچكي است كه به جسمي كه قرار است رديابي شود متصل ميشود و به وسيله يك سيم به كامپيوتر متصل ميشود. ميتوان به جاي اتصال مستقيم با سيم از روشهاي بيسيم مانند امواج راديويي نيز استفاده نمود.
با وجود اينكه تغييرات موقعيت در شش درجه آزادي به صورت كامل با استفاده از اين سنسورها امكانپذير است اما مسايل تكنيكي وجود دارد كه بايد در نظر گرفته شود. از آنجا كه اندازهگيريهاي شتابسنجها بر اساس مقادير نسبي و نه مطلق است، خطا در طول زمان روي هم انباشته ميشود و منجر به اطلاعات نادرست ميگردد. بنابراين از اين وسايل تنها براي اندازهگيري جهت استفاده ميشود كه البته در اين كاربرد نيز به كاليبراسيون نياز دارد. در نتيجه اين مسايل واضح است كه اين نوع سنسور به تنهايي نميتواند موقعيت را مشخص كند و آنها را نيز نميتون همراه با نمايشگرهاي ديداري ايستا بهكار برد، چون اين نوع نمايشگرها به دانش مكان سر كار نياز دارد.
جداي از اين محدوديتها، رديابهاي اينرسي، مزاياي چشمگيري نيز دارد. سرعت آنها بسيار زياد است در نتيجه تأخير كمتري به سيستم تحميل ميكند و به آساني به همراه كاربر در يك فضاي بزرگ قابل استفاده است. فنآوري بهكار رفته در آنان نسبتاً ارزان است و از آنها در HBD2ها استفاده ميشود. HBD لزماً HMD3 نيست و كاربردهاي خاص خود را دارد.
ردياب عصبي (عضلاني)
اين روش در كاربردهاي واقعيت مجازي خيلي معمول نيست، اما به نظر ميرسد كه جهت كاربردهاي پزشكي، روش مناسبي باشد كه البته هنوز بسيار جاي كار و تحقيق دارد.
در تكنيك، عصبي يا عضلاني، حركت تكتك اعضاي بدن متناسب با ديگر اعضاي بدن سنجيده ميشود. اين روش جهت رديابي مكان كاربر، مناسب نيست. اما ميتوان از آن براي رديابي حركت انگشتان استفاده كرد. سنسورهاي كوچكي به انگشتان و ديگر اعضا قرار داده ميشود و به شكلي در جاي خود ثابت ميشود.
سنسور مذكور تغييرات سيگنال عصبي يا فعاليت ماهيچه را اندازه گرفته و بدين وسيله حركت عضو مورد رديابي يا انگشتان را به سيستم واقعيت مجازي گزارش ميدهد. اين روش رديابي، فعاليت الكتريكي پاسخ پوست را جهت تعيين فعاليت عضلاني يا عصبي در منطقه مشخصي اندازه ميگيرد.
رديابي بدن
توانايي حس كردن، موقعيت و عملكر كاربر در سيستمهاي واقعيت مجازي را رديابي بدن گويند. حركت هر يك از قسمتهاي بدن را در يك درجه آزادي يا بيشتر ميتوان سنجيد. كاربرد سيستم واقعيت مجازي نوع رديابي را مشخص ميكند، هر چند محدوديتهاي وسايل و ابزار، مشكلاتي در پيادهسازي ايجاد ميكند.
در پايش كاربر، ميتوان موقعيت فعلي ايستاي كاربر يا قسمتي از بدن وي را سنجيد كه به آن حالت بدن4 گويند. حركات خاص را در نظر گرفت كه به اشارات بدن5، موسوم است.
انواع روشهاي رديابي بدن كه در كاربردهاي عملي واقعيت مجازي بهكار رفته است به صورت زير دستهبندي ميشود:
الف) رديابي سر، ب) رديابي دست و انگشتان، ج) رديابي چشمان، د) رديابي تنه، ه) رديابي پاها ، و) رديابي ديگر قسمتهاي بدن و د) رديابي غيرمستقيم.
رديابي سر
معمولاً سر در تمامي سيستمهاي واقعيت مجازي رديابي ميشود هر چند ممكن است شش درجه آزادي كامل مورد نياز نباشد. بسته به نوع سيستم جهت يا موقعيت يا هر دو سنجيده ميشود. در ادامه اين نوع رديابي معرفي ميشود. جهت اطلاع از بقيه موارد به منبع شماره (1) زنگ تحقيق مراجعه كنيد.
در HBD، تنها جهت سر رديابي ميشود. هنگامي كه كاربر، سر خود را حركت ميدهد، چشمانداز بايد متناسب با جهت ديد عوض شود وگرنه كاربر يا كاربران به صورت فيزيكي عجين نخواهند شد.
با وجود ضروري نبودن رديابي مكان، كيفيت عجين شدن در سيستم واقعيت مجازي را افزايش ميدهد و در هنگامي كه اشياء نزديك كاربر است، بسيار مهم است و اين حس را پديد ميآورد كه مكان شيء بر اساس نقاط ديد متفاوت كاربر حركت ميكند، اما هنگامي كه كاربر بتواند داشته باشد، اين حالت تنها با رديابي جهت حركت پديد ميآيد.
در نمايشگرهاي ايستاي واقعيت مجازي مانند مانيتور كامپيوتر با صفحه نمايش Projection لازم است موقعيت چشمان كاربر و صفحه نمايش نسبت به هم بهدست آيد. از آنجا كه صفحه نمايش، ايستاست نيازي به رديابي موقعيت وجود ندارد و تقريبي خوبي از موقعيت چشم از دادههاي بهدست آمده از مكان سر بهدست ميآيد. جهت نمايش تصاوير MonoScopic، اين اطلاعات كافي است اما در مورد تصاوير Stereoscopic، لازم است موقعيت هر دو چشم جهت انتقال نما، مشخص شود. جدا از ردياب جداگانهاي كه در كنار هم چشم قرار داده ميشود. سيستم به اطلاعات حاصل از جهت و مكان سر براي محاسبه مكان هر چشم، نياز دارد.
واسط خروجي سيستم واقعيت مجازي
يكي از عناصر كليدي تجربه واقعيت مجازي، چگونگي دريافت كاربر از محيط است. درك فيزيكي از دنياي مجازي كاملاً بر آنچه كاملاً نمايش ميدهد، استوار است.
واژه "نمايش6" در اين قسمت، به عنوان روشي جهت نمايش اطلاعات كه هر يك از حواس بهدست آمده است و نه تنها بينايي بهكار ميرود. حواسي كه استفاده از آنها در سيستمهاي واقعيت مجازي مرسوم است، شامل حس بينايي، شنوايي و لامسه ميشود. در اين بخش از اين فصل نيز كه عملكرد آنها بر اساس اين حواس است، پرداخته شده، شباهتها، تفاوتها و اثر انتخاب آنها بر تصميم در مورد توسعه برنامههاي كاربردي مورد بحث قرار گرفته است.
قبل از هر چيز لازم است به ذكر سه نوع تركيببندي در نمايشگرهاي حسي تعريف شده است: ايستا، برپايه سر و بر اساس دست. نوع ايستا، در جاي خود ثابت است و خروجي جهت انعكاس تغيير موقعيت ارگانهاي حسي ورودي كاربر، بهكار ميرود. نمايشگرهاي بر اساس سر بر روي سر قرار ميگيرد يا به نوعي به آن متصل ميشود و همراه با سر، حركت مينمايد. در نتيجه مهم نيست كه كاربر چگونه سرش را حركت ميدهد؛ نمايشگر حركت ميكند و در يك مكان ثابت نسبت به وروديهاي حسي بدن باقي ميماند. به اين ترتيب، صفحات نمايش در جلوي چشم كاربر و هدفون بر روي گوش كاربر، باقي ميماند.
نمايشگرهاي ديداري7
بيشتر سيستمهاي واقعيت مجازي شامل نوعي از نمايشگرهاي ديداري ميشود كه سيستم HMD، معروفترين آنهاست. اما الزامي بر وجود اين نوع نمايش در تمام برنامههاي كاربردي نيست. در ادامه اين بخش، پنج نوع نمايشگر ديداري كه در سه كلاس دستهبندي شده است، شرح داده ميشود.
نمايشگرهاي ايستا8 ، نمايشگرهاي بر اساس سر9 و نمايشگرهاي بر اساس دست10
خصوصيات نمايشگرهاي ديداري
رنگ11، رزالوشن فضايي12، كنتراست13، روشنايي14، تعداد كانالهاي نمايش15، فاصله كانوني16، تاري17، ماسك كردن18، محدوده ديد19، محدوده مورد توجه20، اطلاعات مربوط به موقعيت سر21، دوره كمون گرافيك22 و رزالوشن زماني23 از خصوصيات اين نمايشگرهاست.
ملاحظات عملي
تحرك كاربر24، واسط با روشهاي رديابي25، نيازمنديهاي محيط26، تجانس با نمايشگرهاي ديگر حواس27، قابليت حمل و نقل28، توان عملياتي29، مانع30، ايمني31 و هزينه32 مواردي است كه در پيادهسازي عملي يك سيستم واقعيت مجازي بايد در نظر گرفته شود.
نمايشگرهاي برپايه مانيتور؛ VR تنگ ماهي
سادهترين شكل نمايش VR، از يك مانيتور استاندارد كامپيوتر استفاده ميكند و نمايشگرهاي برپايه مانيتور يا به عبارت بهتر VR تنگ ماهي، ناميده ميشود. بيننده در اين روش، سر را به اطراف، بالاو پايين حركت ميدهد تا اطراف، بالا و پايين اشياء را ببيند. اما مشكل از آنجا ناشي ميشود كه بيننده كاملاً وارد فضا نميشود. چگونگي نمايش گرافيكهاي سهبعدي داراي ارتباط متقابل در VR تنگ ماهي براي تصاوير ثابت از آنجا كه يك سيستم VR، حركت سر را رديابي ميكند و صحنه نمايش داده شده در پاسخ به حركت رديابي شده سر، تغيير ميكند، متفاوت است. روش تنگ ماهي، در رده نمايشگرهاي ايستا قرار ميگيرد. هر چند ميتوان مانيتور كامپيوتر را تغيير داد. اما ناممكن است كه صفحه نمايش يك كامپيوتر در طي استفاده خود به خود حركت نمايد. VR تنگ ماهي به وسايل كمي اضافه بر يك كامپيوتر نياز دارد. يك مانيتور استاندارد كامپيوتر كافي است اما در بعضي موارد setup متفاوتي جهت نمايش بهتر تصاوير stereoscopic لازم است. در بعضي موارد استفاده از چندين نمايشگر مورد نياز است كه به هم به معناي افزايش تعداد مانيتور و هم تعداد بيشتر كامپيوتر است.
از آنجا كه در سيستم VR تنگ ماهي، ميتوان فرض نمود كه كاربر در حال نگريستن به مانيتور است، ميتوان يك دوربين ويدئويي بالاي مانيتور نصب و از آن جهت رديابي سر استفاده نمود. با روشهاي پردازش تصوير، مكان سر كاربر بهدست ميآيد. با روشهاي پردازش تصوير، مكان سر كاربر بهدست ميآيد. از روشهاي ديگر رديابي نيز ميتوان استفاده كرد، اما تخمين مكان با اين روش، ارزانتر است؛ چرا كه اين نوع دوربين در بيشتر سيستمهاي امروزي يافت ميشود.
جزء مهم ديگر VR تنگ ماهي، دوربين دو چشمي33 stereoscopic است. معمولترين روش جمعآوري نماي sterescopic از يك مانيتور، استفاده از عينك ديافراگمي34 كه لنزهاي آن از نمايشگرهاي كريستال مايع35 است، استفاده ميكند.
ميتوان از يك فيلتر مكاني بر روي صفحه نمايش مانيتور جهت ايجاد اثر خود استريو36 و حذف استفاده از اين نوع عينكها استفاده نمود. در بيشتر نمايشگرهاي خود استريوكتوني، لازم است كه كاربر بهصورت مستقيم روبهروي صفحه نمايش قرار گيرد، بدين ترتيب بازه حركات كاربر بسيار محدود ميشود.
VR بر اساس افكنش37
نمايشها بر اساس افكنش هم ايستا است. صفحه نمايش ميتواند از نظر فيزيكي بسيار بزرگتر از حالت تنگ ماهي باشد و بدين ترتيب فضاي بيشتري از محدوده ديد كاربران را پر ميكند و به آنان اجازه ميدهد تا آزادانه سير كنند. اندازه صفحه نمايش بر روي واسط دنياي مجازي تأثير ميگذارد. با وجود اينكه ميتوان ديواره نمايشگرهاي بزرگ را به وسيله تنظيم چند مانيتور CRT، در كنار هم ايجاد كرد، سيستمهاي افكنش، را بهصورت بدون درز با كنار هم قرار دادن نمايشگرها ايجاد كرد. بيشتر سيستمهاي افكنش VR، از پشت افكنده ميشود تا جلوي ايجاد سايه بر روي صفحه نمايش را بگيرد.
در آيندهاي نه چندان دور، صفحههاي نمايش و پروژكتورها با مانيتورهاي تخت بزرگ كه به قدري نازك است كه ميتوان آنها را روي ديوار قرار داد، جايگزين ميشود. نمايشگرهاي تخت، رزالوشن بالاتري دارد، به روالهاي نگهداري سادهتري نياز دارد، فضاي كمتري اشغال ميكند و تصوير از پشت افكنده ميشود.
در اينجا نيز، اندازه نمايشگر بسته به كاربرد بسيار مهم است. نمايشگرهاي روميزي38 را ميتوان به آساني در يك دفتر كار، جاي داد. اما بزرگ شدن صفحه، نمايش استفاده مداوم را سخت ميسازد.
تفاوت اصلي اجزاي سيستمهاي ايستاي روميزي و ايستاي با قابليت قدم زدن در انتخاب سيستم رديابي است. در سيستمهاي روميزي، اطلاعات مربوط به جهت كاربر اهميت چنداني ندارد و سيستمهاي با قابليت قدم زدن به محدوده وسيعتري از وسايل رديابي نياز دارد و دادههاي جهت نيز از اهميت خاصي برخوردار است. در اين سيستمها، خصوصاً در هنگامي كه از چندين پروژكتور استفاده ميشود، جايگذاري پروژكتور، اهميت فراواني دارد.
نمايشگرهاي بر اساس سر VR
وسايل نمايش بر اساس سر، مهمترين وسايلي است كه با سيستمهاي واقعيت مجازي شناخته ميشود. اين روشها برخلاف نمايشگرهاي تنگ ماهي و نمايشگرهاي ديداري، ايستا نيست و همراه با حركت سر، حركت ميكند.
اين وسايل شامل HMD، نمايشگرهاي قرار گرفته شده بر روي لينكهاي مكانيكي، نمايشگرهاي كوچك طرحي شده جهت نمايش تصاوير مجازي چند فوت دورتر، نمايشگرهاي آزمايشگاهي شبكيه و نمايشگر نوع nickelodeon ميشود.
صفحات نمايش، نمايشگرهاي بر اساس سر، چون بايد بر روي سر قرار گيرد، معمولاً كوچك و سبك است. در سيستمهاي counter weighted، امكان استفاده از نمايشگرهاي سنگينتر وجود دارد، ولي هنوز وزن، مسأله مهمي در كنترل حركت بازو وجود دارد.
محدوده وسيعي از سيستمهاي رديابي براي نمايشگرهاي بر اساس سر وجود دارد. در بعضي از اين وسايل، ردياب در داخل آن قرار گرفته است. نوع ردياب بايد به دليل كاربرد مشخص شود. در مورد آزادي عمل كاربر، يك استثناء وجود دارد و آن همزماني است كه تركيبي از نمايشگرهاي بر اساس سر و ردياب مكانيكي استفاده ميشود.
يكي از مشكلات اساسي اين نوع نمايشگر آن است كه هر تأخيري در رديابي و سيستم ايجاد تصوير، مشكلي قابل توجه براي بيننده، پديد ميآورد كه عبارت است از سردرگمي ديداري كه اغلب در اثر آن كاربر سرشان به نوسان درميآورد. اين تأخير، ايجاد بيماري سيمولاتور39 مينمايد.
محدوده ديد يك نمايشگر بر اساس سر، بسيار محدود است. معمولاً لازم است مصالحهاي بين محدود ديد و رزالوشن انجام پذيرد. نمايشگرهاي اوليه رزالوشن بسيار پايين در حدود 120*160 پيكسل رنگي براي هر چشم و سيستمهاي امروزي بيش از 000/1*000/1 پيكسل براي هر چشم دارد كه تصاوير شارپي ايجاد مينمايد.
پوشيدن HMDها و وزن آنها معمولاً ايجاد ناراحتي ميكند و باعث خستگي گردن ميشود. ضمن اينكه كابلهاي متصل به آن، آزادي حركت كاربر را محدود مينمايد. ثابت بودن فاصله كانوني HMD نيز مشكلات خاص خود را دارد.
خصوصيات مثبت فراواني نيز در مورد HMDها وجود دارد. اولين مورد آن است كه محدوده مورد توجه، تمام نيمكره اطراف بيننده را ميپوشاند. برخلاف اكثريت نمايشگرهاي ايستا، فاصلهاي در تصاوير موهومي جدا از مسير نگاه كاربر وجود ندارد، قابليت حمل و نقل آنها بالاست و فضاي بسيار كمي اشغال ميكند.
توانايي حذف دنياي واقعي در بسياري از سيستمها ضروري است. از نمايشگرهاي بر اساس سر در اين موارد ميتوان استفاده نمود. ذكر اين نكته ضروري است كه از اين نوع نمايشگرها بايد در محيطهاي حفاظت شده استفاده كرد، زيرا كاربران آنها قادر به ديدن خطرات دنياي واقعي نيستند.
به هر حال، نمايشگرهاي بر اساس سر، معمولترين وسايل، نمايش ديداري در واقعيت مجازي است. مدلهاي ارزان ايجاد تصوير monoscopic كه مسير حركت را نيز رديابي مينمايد، بسياري افراد را قادر به تجربه واقعيت مجازي مينمايد. اميدهاي فراواني جهت غلبه بر مشكلات فعلي اين سيستمها وجود دارد.
نمايشگرهاي شنيداري
در اين بخش، ابتدا به خصوصيات كلي نمايشگرهاي شنيداري پرداخته شده و سپس انواع آن معرفي ميشود. مشابه نمايشگرهاي ديداري، اين سيستمها نيز بهدسته ايستا و بر اساس سر تقسيمبندي ميشود. وسايل شنيداري با كيفيت بسيار ارزانتر از نمايشگرهاي ديداري است. از آنها ميتوان جهت تكميل سيستم به همراه نوع ديداري به تنهايي بهكار رود.
خصوصيات نمايشگرهاي شنيداري
در مقايسه با نوع ديداري، انتخابهاي كمتري در نمايشگرهاي ديداري وجود دارد و سيستمهاي اصلي اين دسته شامل انواع بلندگو و هدفون ميشود. خصوصيات اين سيستمها عبارت است از:
تعداد كانالهاي نمايش40، صداي صحنه41، محليسازي42، ماسك كردن43 و تقويت44.
ملاحظات عملي
آلودگي نويز45، تحرك كاربر، واسط با روشهاي مسيريابي، نيازهاي محيطي، تجانس با ديگر نمايشگر مربوط به ديگر حواس، توان عملياتي، قيد و مانع، ايمني و هزينه را بايد در پيادهسازي عملي
نمايشگرهاي شنيداري بر اساس سر؛ هدفون
مشابه نمايشگرهاي ديداري بر اساس سر، نمايشگرهاي شنيداري از اين نوع (هدفونها) نيز به همراه حركت سر، حركت ميكند. مخصوص تنها يك فرد است و يك محيط ايزوله ايجاد مينمايد. استفاده از هدفونهاي گوش بسته46، دنياي واقعي كنار گذاشته ميشود و با استفاده از نوع گوش باز47، صداهاي اطراف شنيده ميشود. چون هدفونها به خودي خود، دوكاناله است، توليد صداي استريو با استفاده از آن بسيار آسانتر از بلندگو است. لازم است كه موقعيت گوش كاربر رديابي و بسته به تغيير در آن، تغييرات لازم در صداي سهبعدي نيز پديد آيد. در زماني كه صداي صحنه با سيستم واقعيت مجازي ثبت ميشود، رديابي سر كاربر و فلتر كردن درست لازم است.
نمايشگرهاي ايستاي شنيداري؛ بلندگو
بلندگو نمايشگر شنيداري ايستا ناميده ميشود. با وجود اينكه كاربرد ارتباط نزديك با نمايشگرهاي ديداري افكنش دارد، ميتوان آنها را در تركيب با روشهاي بر اساس سر نيز بهكار برد. مشكل استفاده روش افكنش اين است كه درصورتي كه بلندگوها در جلوي نمايشگر ديداري قرار گيرد، مقداري از نماي بعدي بلوكه ميشود و در صورت قرار دادن بلندگوها در پشت صفحات نمايش صدا ضعيف ميشود. در اين حالت بايستي بلندگوها در نقاطي كه نمايش درآن قسمت اهميت چنداني ندارد، قرار گيرد.
طبيعت ايستاي بلندگوها باعث ميشود كه مبناي صداهاي ساخته شده بر اساس دنيا ميشود كه امري مطلوب در سيستمهاي واقعيت مجازي است. اما ايجاد تغيير در صدا بر اساس تغيير مكان در اين سيستمها سختتر است.
صدا اهميت فراواني در دنياي واقعي دارد و عموماً به وسيله آن به اطلاعات مهمي دست پيدا ميكنيم. در بيشتر موارد، صداست كه به ما ميگويد كه به چه نقطهاي بنگريم. پيادهسازي وسايل مربوط به آن در دنياي مجازي نيز ساده و ارزانقيمت است. اما مفيد بودن اين حس مستلزم آن است كه طراح دقيقاً چگونگي مثبت بودن نقش آن را در برنامه كاربردياش مشخص نمايد.
نمايشگرهاي لمسي48
جهت احساس واقعي بودن يك مسأله، حس لمس بسيار قوي عمل ميكند. وقتي يك شيء لمس ميشود، وجود آن مورد بررسي قرار ميگيرد. فريب دادن حس لامسه سخت است و در نتيجه آن، ساخت وسايل نمايشگر قابل قبول آن نيز مشكل ميشود. حسگرهاي لمسي فقط به حس لامسه ختم نشده و جهت احساس نيرو، دما و فشار نيز به كار ميرود.
استفاده از حسگرهاي لمسي نسبت به نمايشگرهاي ديداري و شنيداري چندان معمول نيست. هرچند در بعضي از كاربردهاي VR كه بيشتر جنبه تحقيقاتي داشته است، از آنان استفاده شده است. اين نوع نمايشگر در تجهيزات پزشكي و مكانيكي كاربرد بيشتري دارد. البته استفاده از آنها مستلزم آموزش بهكار است. يك دليل سخت بودن پيادهسازي اين نوع نمايشگرها، دو جهته بودن آن است، به اين معنا كه تنها حسگر نيست بلكه اثر نيز ميگذارد.
جداي از مشكلات خاص فيديك لمسي، استفاده در انواع سيستمهاي واقعيت مجازي بسيار مفيد است. سيستمهاي شبيهساز جراحي و بسياري از وسايل آموزشي با استفاده از اين نوع نمايشگرها ساخته ميشود. از آنجا كه ارتباط با اين نمايشگرها از طريق دست انجام ميگيرد، نميتون اين نمايشگرها را به صورت ايستا بر اساس سر و دستي طبقهبندي نمود. به طور طبيعي نيز انسان اطلاعات لمسي را بيشتر از طرق دست و پا دريافت ميكند و سر نقش چنداني در آن ندارد.
نمايشگرهاي لمسي Tactile
نمايشگرهاي Tactile برپايه توانايي پوست برتفسير تحريك، استوار است و مهمترين نمايشگر لمسي است. به همين دليل تنها به معرفي اين نوع بسنده ميكنيم و خوانندگان مشتاق را به مرجع شماره (1) زنگ تحقيق ارجاع ميدهيم. تحريكهاي پوستي شامل فشار ، دما، الكتريسته و درد ميشود. در اين سيستمها، محرك بهدست كاربر متصل ميشود يا اينكه از كاربر خواسته ميشود كه يك عصا، Toystick يا وسيلهاي شبيه فرمان اتومبيل را در دست گيرد. حتي در صورتي كه فيزيك نيروي فعال وجود نداشته باشد، بازهم شيء حس ميشود و نوع خاصي از فيزيك لمسي ايجاد ميشود.
انواع مختلفي از محركها وجود دارد. از انواع در دسترس آنها ميتوان به بادكنكهاي قابل تورم49، لرزانندهها50، تركيببندي سوزن51، وسايل تنظيمكنندههاي دما52 و وسايل تخصيص يافته فشار اشاره كرد. هر كدام از موارد مذكور، كاربدر خاص خود را دارد كه شرح جزئيات آنها از حوصله اين بحث خارج است.
هدف از استفاده از اكثريت نمايشگرهاي حسي، ايجاد اطلاعات در پاسخ به لمس يا گرفتن يك شيء و توسط كاربر يا احساس بافت سطحي يا دماي آن است. بيشتر روشهاي نمايش، فشار كلي، فشار هاي محلي چندگانه، لرزش و انتقال گرما را در نظر ميگيرد. بازسازي بافت سطحي يك شيء از پيچيدگي بيشتري برخوردار است و نياز به سنسورهاي فشار بسيار حساس دارد. ايجاد بافتهاي مجازي به حس سريع و دقيق حركات انگشت و فيزيك سريع از المانهاي حسگر فشار دارد. در مجموع بيشتر نمايشگرهاي حسي بر روي تحريك فشار بر روي دست و به طور خاص روي انگشتان، تمركز دارد. دليل آن هم استفاده انسان از دست و انگشتان جهت اداره امور و تمركز سنسورهاي عصبي در نوك انگشتان است. نسبت به نمايشگرهاي ديداري و شنيداري اين نوع حسگرها چندان پيشرفته نيست، بازار آنها بسيار كوچك و تحقيقات چنداني بر روي آنها انجام نشده است.
نمايشگرهاي تعادلي
اين نوع نمايشگرها از درك انساني تعادل استفاده ميكند. محل درك حس تعادل در انسان، در گوش مياني است. اما به تحريك شنوايي پاسخ نميدهد. اين قسمت به افرد كمك ميكند تا تعادل شتاب و جهت را در جهت جاذبه درك كند. ارتباط قوي بين تعادل و سيستمهاي ديداري وجود دارد.
در اين روش لازم است كه كاربر به صورت فيزيكي، حركت نمايد. سيستمهاي بر اساس حركت، ميتواند زمين يا صندلي اشغال شده توسط كاربر (كاربران) را حركت دهد. اين سيستمها در شبيهسازيهاي پرواز در آموزش پرواز نظامي يا مسافربري بسيار معمول است.
در بعضي از كاربردهاي واقعيت مجازي، تنها حس تعادلي لازم آن است كه درك فرد از جاذبه، كمر نگ يا حذف شود.
هر چند حذف كامل اين اثر ممكن نيست ولي به شيوههايي ميتوان آن را كاهش داد. يك روش كه سالها در آموزش سفرهاي فضايي بهكار رفته است، استفاده از محيط زير آب است. اما اين روش به جهت استفاده گسترده سيستمهاي واقعيت مجازي از وسايل الكترونيك به هيچ وجه امكانپذير نيست. روش ديگر، قرار دادن كاربر در حلقههاي هم مركز و چرخاندن وي در مدارهاي همزاويه يا معلق نمودن وي در هوا است. يك روش ساده نيز وجود دارد؛ ايستاندن كاربر بر روي يك فوم متراكم و غرق نشست كردن آهسته آن است.
ديگر حواس
از 1991 تاكنون، تلاش چنداني براي توسعه سيستمهاي برپايه حواسي غير از بينايي، شنوايي و لامسه، صورت نگرفته است.
تلاشهاي پراكندهاي از آن سال تاكنون بر روي حس بويايي و چشايي انجام گرفته است كه هنوز كاربردي نشده است.
1 Landmark
2 Head Based Display
3 Head Mounted Display
4 Body Posture
5 Body Gesture
6 display
7 Visual displays
8 Stationary displays
9 Head-based displays
10 Hand-based displays
11 color
12 Spatial resolution
13 Contrast
14 Brightness
15 Number of Display Channels
16 Focal Distance
17 Opacity
18 Masking
19 Field of View
20 field of regard
21 Head Position information
22 Graphic Latency Tolerance
23 Temporal resolution (frame rate)
24 user mobility
25 interface with tracking methods
26 Environment requirements
27 Associability with other sense displays
28 Portability
29 Throughput
30 Encumbrance
31 Safety
32 Cost
33 binocular
34 shutter glasses
35 LCD
36 autustereo
37 Projection-based VR
38 desktop displays
39 simulator sickness
40 Number of display channels
41 Sound Stage
42 Localization
43 Masking
44 Ampilification
45 Nois Pollution
46 Closed-ear
47 Open-ear
48 Haptic Displays
49 inflatable bladder
50 vibrators
51 pin arrangement
52 temperature-regulating device
سبك "رئاليسم جادويي" برايتان جذابيتي دارد يا هرگز كتابهاي "گابريل گارسيا ماركز" را خواندهايد؟ وي به گونه واقعيت و خيال، توهم و واقعيت و مجاز را در هم مي آميزد كه تا به خود بيايد، بسياري از توهمهايش را باور كردهايد!
تا مدتها پيش اين سبك تنها در هنر خصوصاً ادبيات رواج داشت، اما پاي "مجاز" به علم نيز باز شده است. واقعيت مجازي ترجمه عبارت "Virtual realily"، فنآوري جديدي است كه تقريباً در تمام زمينهها به كار گرفته شده است. بگذريم كه بر سر ترجمه آن به واقعيت مجازي يا حقيقت مجازي چه بحثهايي برپا بود. واقعيت يا حقيقت؛ آنچه كه هست يا آ"چه كه بايد باشد... از بحث فلسفي بگذريم كه پاياني ندارد، در قسمت اول زنگ تحقيق اين شماره به تعريف پذيرفته شده علمي اين عبارت ميپردازيم.
معرفي و تاريخچه واقعيت مجازي
طبيعي است كه جهت آشنايي با هر واژه يا عبارت جديد به فرهنگ لغت مراجعه شود. تركيب پارادوكس برانگيز "Virtal Reality" كه در فارسي واقعيت مجازي ناميده ميشود، در ويرايش هفتم فرهنگ لغات پيشرفته آكسفورد بدين صورت تعريف شده است:"تصاوير ساخته شده به وسيله كامپيوتر كه به نظر ميرسد ناظر خود را در برگرفته و واقعي به نظر ميرسد."
ويرايش پنجم فرهنگ تشريحي اصطلاحات كامپيوتري مايكروسافت كه در سال 2005، به چاپ رسيده است تعريفي به صورت زير براي واقعيت مجازي ارائه ميكند:
"يك محيط سهبعدي شبيهسازي شده كه كاربر ميتواند به گونهاي با آن كار كند كه گويي يك محيط فيزيكي است. كاربر، محيط را در صفحههاي نمايشي ميبيند كه احتمالاً برروي يك جفت عينكهاي ويژه سوار شده است. وسايل ورودي ويژه همچون دستكشها يا لباسهاي مجهز به سنسورهاي حركتياب، عمليات كاربر را تشخيص ميهد. سر نام آن، VR است."
عناصر كليدي واقعيت مجازي
عناصر اصلي هر سيستم واقعيت مجازي عبارت است از دنياي مجازي، عجين شدن، فيدبك حسي (در پاسخ به وروديهاي كاربر) و ارتباط متقابل.
عنصر كليدي اول: دنياي مجازي1
به دو صورت تعريف ميشود:
الف) يك فضاي موهومي2 كه معمولاً از طريق يك واسطه بروز مييابد.
ب) توصيفي از مجموعهاي از اشياء در فضا و قوانين و ارتباطات حاكم بر آن اشياء.
عنصر كليدي دوم: عجين شدن3
به دو دسته عجين شدن جسمي و فكري تفكيك ميشود. به نوع جسمي، عجين شدن حسي نيز گفته ميشود. تعاريف متفاوتي براي اين عنصر كليدي ارائه شده است كه ميتوان با در نظر گرفتن همه آنها، عجين شدن را به صورت زير تعريف نمود:
"احساس بودن در يك محيط كه ميتواند يك حالت ذهني خالص باشد يا توسط لوازم فيزيكي
عجين شدن ذهني: حالت درگير شدن به صورت عميق."
عجين شدن فيزيكي
"وارد شدن به يك واسط به صورت بدني، تحريك مصنوعي حواس به وسيله فنآوري كه البته به معناي درگيري تمام حواص يا كل بدن نيست."
عنصر كليدي سوم: فيدبك حسي4
فيدبك حسي، لازمه واقعيت مجازي است. سيستم واقعيت مجازي، فيدبك سيستم به كاربران بر اساس موقعيت فيزيكي آنان فراهم ميآورد. در بيشتر موارد، فيدبك به صورت ديداري است اما محيطهاي واقعيت مجازي نيز وجود دارد كه در آنها حس "لمس" تجربه ميشود. دستيابي به فيدبك دو طرفه سريع، مستلزم استفاده از كامپيوترهاي پرسرعت به عنوان وسايل واسط است.
جهت ايجاد خروجي حسي يك سيستم واقعيت مجازي در مكان كاربر، سيستم بايد قادر به رديابي حركت باشد. معمولاً حركت سر كاربر، يك دست يا شيء گرفته شده با دست، رديابي ميشود. سيستمهاي پيشرفته قادراست بسياري از مفاصل اصلي را رديابي نمايد. روشهاي متنوعي جهت رديابي وجود دارد كه در بخش دوم زنگ تحقيق مورد بررسي قرار خواهد گرفت.
عنصر كليدي چهارم: ارتباط متقابل5
براي اينكه واقعيت مجازي، درست به نظر برسد بايد قادر به پاسخگويي به كردار كاربر باشد. توانايي تأثيرگذاري بر دنياي ساخته شده توسط كامپيوتر، يك شكل از ارتباط متقابل را نشان ميدهد. شكل ديگر توانايي تغيير ديدگاه شخص به اطراف است.
تعريف واقعيت مجازي
با توجه به مفاهيم مطرح شده ميتوان به تعريفي قابل قبول از واقعيت مجازي به اين ترتيب رسيد: "واسطهاي تركيب يافته از شبيهسازيهاي كامپيوتري داراي اثر متقابل كه مكان كاربر و كردار او را حس كرده و فيدبك را جايگزين يا اضافه بر يك يا چند حس قرار ميدهد و بدين شكل حس عجين شدن ذهني يا حضور در يك شبيهسازي (دنياي مجازي) را فراهم ميآورد."
معرفي چند اصطلاح مرتبط
محيط گروهي6
كاربران چندگانه كه در محيط مجازي ارتباط متقابل دارند و لزومي به بروز در واقعيت مجازي ندارد. يك محيط واقعيت مجازي گروهي را ميتوان به حضور چندگانه يا وجود چند كاربر اطلاق كرد.
Avatar
الف) شيء مجازي جهت نمايش يك كاربر يا يك شيء فيزيكي در دنياي مجازي (معمولاً ديداري) اين نمايش ممكن است هر فرمي به خود بگيرد،
ب) شيء مجسم شده توسط كاربر و
ج) برگرفته شده از زبان هندي، تجسم زميني يك الهه.
واقعيت مصنوعي7
در واقعيت مصنوعي، عملكرد كاربر به شكل ارتباط بدني به يك دنياي گرافيك مشاهده ميشود و پاسخهايي ايجاد ميكند كه اين توهم8 را كه اعمال وي در آن دنيا انجام ميگيرد را تداوم ميبخشد.
محيط مجازي يا دنياي مجازي9
مثالي از دنياي مجازي كه به عنوان واسطهاي با اثر متقابل همانند واقعيت مجازي به نمايش درميآيد.
فضاي سايبر10
مكاني كه تنها در ذهن كاربران اغلب در نتيجه فنآوري ايجاد ميشود و افرادي را كه از نظر جغرافيايي دور هستند را قادر به برقراري ارتباط ميسازد.
واقعيت افزوده11
نوعي از واقعيت مجازي كه در آن تحريك ساختگي بر روي اشياء دنياي واقعي قرار ميگيرد تا اطلاعات بيشتري پديد آورد و آنچه با حواس براي انسان غيرقابل درك است را قابل درك سازد.
حضور از راه دور12
توانايي ارتباط متقابل مستقيم (اغلب توسط واسط كامپيوتر) با يك محيط واقعي از نظر فيزيكي و دوردست از ديدگاه شخصي اول؛ هيچ محدوديتي بر روي مكان محيط دوردست يا اندازه وسيله به كار رفته جهت انجام فرمانهاي كاربر در مكان دور وجود ندارد.
جدول (1): مقايسه خصوصيات انواع واسطها
1-5) تاريخچه واقعيت مجازي [1]
دانستن روند بهوجود آمدن اين پديده و نيازي كه سبب بروز آن شده است، به استفاده صحيح از آن كمك شاياني خواهد نمود. واقعيت مجازي برخلاف تصور موجود، چندان هم جوان نيست و اولين فنآوريهايي را كه ميتوان به اين پديده نسبت داد، به 1916 بازميگردد. بيشتر تحقيقات در اين زمينه به صورت تحقيقات آكادميك دانشگاهي يا نظامي بوده است و تا تبديل آنها به سيستمهاي تجاري راه درازي باقي است.
1 Virtual World
2 Imaginery
3 Immersion
4 Sensory Feedback
5 Interaction
6 Collabrative Environment
7 Artificial Reality
8 illusion
9 Virtual Environment
10 Cyberspace
11 Augmented Reality
12 Telepresence
تجهیزاتی برای سفر به دنیای مجازی
فنآوريها و مباحث تكنولوژيك VR
در اين بخش نحوه ارتباط دو طرفه كاربر و محيط مجازي، وسايل و ابزار آن مورد بحث قرار ميگيرد. در ابتدا وسايل ورودي كه حركت، صدا و... كاربر را به سيستم وارد ميكند و در ادامه وسايل خروجي كه به نوعي پاسخ سيستم به عمل كاربر است، شرح داده شده است. با توجه به تاريخ انتشار مرجع اين بخش كه به سال 2002 برميگردد، مسلماً در اين زمان فنآوريهاي ديگري نيز معرفي شده است. اما تكنيكهاي بحث شده در اين بخش اصولاً پايهاي است و تا حد زيادي تمام اين روشها را ميپوشاند.
پايش كاربر؛ ورودي دنياي مجازي
روشهاي متفاوتي جهت پايش كاربر در سيستمهاي واقعيت مجازي و تعامل او با دنياي مجازي وجود دارد. روشهاي وارد كردن دادههاي كنترلي به سيستم نيز متفاوت است. در ادامه انواع معمولترين اين روشها مورد بحث قرار ميگيرد.
رديابي موقعيت
سنسور موقعيت مهمترين وسيله رديابي در يك سيستم واقعيت مجازي است كه مكان و جهت كاربر را مشخص مينمايد. معمولاً موقعيت سر يا يك دست كاربر سنجيده ميشود. سنسورهاي مختلفي از قبيل الكترومغناطيس، مكانيكي، نوري، ويدئومتري، التراسونيك، اينرسي و حسگرهاي مكان عصبي وجود دارد كه به ترتيب مورد بحث قرار ميگيرد. سنسورهاي حركت بسته به نوع و فنآوري ساخت آن، محدوديتهايي به سيستم اعمال ميكند.
مسايل مهم در سنسورهاي موقعيت عبارت است از:
الف) صحت/دقت و سرعت،
ب) ماده مورد استفاده (مثلاً فلزات، مواد آبكي و ...) و
ج) قيود حسگر (سيم و لينكهاي مكانيكي).
به جرأت ميتوان گفت كه هيچ فنآوري به هر قيمتي جهت رسيدن به تمام مسايل فوق به صورت بهينه وجود ندارد و بايستي با توجه بهكاربرد سيستم و امكانات موجود، سنسوري مورد قبول انتخاب و طراحي گردد.
رديابي الكترومغناطيس
سنسور الكترومغناطيس، معمولترين سنسور مورد استفاده در رديابي فنآوري واقعيت مجازي است. در اين روش از يك فرستنده جهت ايجاد يك ميدان مغناطيسي كمتوان از سه سيمپيچ متعامد استفاده ميشود. اين ميدانها، در مجموعه سيمپيچهاي گيرنده كه توسط كاربر پوشيده شده است، جريان الكتريكي ايجاد ميكند. سيگنال هر كدام از سيمپيچها جهت اندازهگيري موقعيت متناسب با فرستنده بهكار ميرود. موقعيت سيمپيچهاي فرستنده، ثابت است و بدين ترتيب ميتوان مقدار مطلق موقعيت را بهدست آورد.
سيمپيچها همانند آنتن عمل ميكند و سيگنال در حين رسيدن به آنتن گيرنده كه در حال حركت نيست به آنتن فرستنده است، ضعيف ميشود. انرژي سيگنال بر اساس جهت سيمپيچهاي فرستنده و گيرنده نسبت به هم تغيير ميكند. با تحليل انرژي سيگنال در هر يك از سيمپيچهاي گيرنده، شش درجه آزادي موقعيت هر يك از سيمپيچهاي گيرنده نسبت به موقعيت فرستنده بهدست ميآيد.
يكي از محدوديتهاي سيمهاي جهتيابي الكترومغناطيسي اين است كه فلزات بهكار رفته در محيط اختلال الكترومغناطيس ايجاد ميكند. محدوديت ديگر محدوده كوچك ميدان مغناطيسي ايجاد شده است. بسته به مدلهاي مختلف، عملكرد گيرندهها با فاصلهاي حدود 8-3 فوت، قابل قبول است و حتي در مرز اين محدوده، صحت عملكرد به سرعت افت ميكند. استفاده از چندين فرستنده جهت توسعه محدوده به صورت تئوري ممكن است اما پيادهسازي عملي آن بسيار مشكل است.
مزيت اصلي سيستمهاي الكترومغناطيس، محدود نبودن حوزه ديد آنهاست. مزيت ديگر، توسعه سيستمهاي بيسيم با اين متدهاست. اين روش قيود اضافي را نيز از بين ميبرد. بايد به اين نكته توجه داشت كه هر چند ميتوان از چندين حسگر براي ساخت سيستمهاي بيسيم اندازهگيري حركت استفاده كرد، وسايل توسعهيافته بدين شكل بسيار حجيم است و هزينههاي بسياري ايجاد ميكند كه نسبت بهكارايي آنها مقرون به صرفه نيست.
رديابي مكانيكي
رديابي را ميتوان با استفاده از لوازم مكانيكي نيز انجام داد. اين وسايل، حركات را در يك بازه محدود دنبال ميكند، اما اندازهگيري خطي و دوراني لينكهاي مكانيكي با دقت، صحت و سرعت به وسيلة رياضيات ماتريسي مستقيم امكانپذير است.
مشكل عمده اين سيستم اين است كه لينكهاي فيزيكي حركت كاربر را به يك چارچوب مشخص، محدود ميكند. از اين روش عمدتاً در رديابي حركت سر در نمايش ديداري يا حركت دست در ورودي و خروجي لمسي استفاده ميشود و نميتون آن را براي سر و دست همزمان بهكار برد. در صورتي كه مسيريابي هر دو مورد نياز باشد، لازم است سيستم ردياب ثانويهاي بهكار گرفت.
رديابي نوري
از نوع سيستمهاي مسيرياب نوري جهت ايجاد اطلاعات ديداري از موقعيت كاربر استفاده ميشود. روشهاي مختلفي در اين رديابي وجود دارد كه معمولترين آن استفاده از يك دوربين ويدئويي است كه مانند يك چشم شخص يا شيء را ميبيند. بهطور معمول، دوربين در يك جاي ثابت قرار دارد. از روشهاي بينايي كامپيوتر جهت تعيين موقعيت شيء كه توسط دوربين ديده شده، استفاده ميشود. در بعضي موارد، وسايل حسگر نوري ديگري به جاي دوربين مورد استفاده قرار ميگيرد.
در صورت استفاده از يك دوربين تنها، موقعيت هر نقطه در دو بعد يعني در صفحهاي كه حسگر ميبيند، ديده ميشود اما عمق اطلاعات بهدست نميآيد. با استفاده از چند حسگر، موقعيت و جهت بهطور كامل و به صورت اطلاعات در سه بعد قابل حصول است.
يك روش ديگر رديابي ويدئويي با يك منبع، استفاده از يك دوربين كوچك در كنار يك مانيتور روميزي (شبيه آنچه در ويدئو كنفرانس بهكار ميرود) اين دوربين ميتواند موقعيت كاربر روبهروي مانيتور را به صورت خام به وسيله محاسبه پيرامون سر مشاهده كننده بهدست آورد.
استفاده از چند منبع ورودي ديداري به صورت همزمان، ميتواند اطلاعات بيشتري از كاربر در اختيار بگذارد. استفاده از سه ورودي بينايي همانند سه دوربين ويدئويي در مكانهاي مختلف، موقعيت را با شش درجه آزادي، به وجود ميآورد.
محدوديت رديابي نوري آن است كه خط ديد بين فرد يا شيء و دوربين بايد كاملاً مشخص باشد. ضمن اينكه نگه داشتن شيء در مسير ديد دوربين، بازه حركات كاربر را محدود ميسازد.
رديابي ويدئومتري
روش جايگزين نوري موسوم به رديابي ويدئومتري وجود دارد كه اصول آن به نوعي برعكس حالتهاي شرح داده شده در قسمتهاي قبل است. در اين روش دوربين به شيء كه در حال رديابي است متصل ميشود و به جاي قرار داشتن در يك مكان ثابت، از اين طريق به اطراف مينگرد. سيستم واقعيت مجازي تصاوير، فضاي اطراف رسيده را جهت مشخص نمودن نقاط تحول1 تحليل مينمايد و موقعيت دوربين نظير آنها را استخراج مينمايد.
جهت بهدست آوردن نقاط تحول، لازم است كه آنها از ديگر دادهها متمايز شود تا موقعيت مطلق وسيله بهدست آيد. مقدار محاسبات را ميتوان با قراردادن علامت خاص بر روي نقاط تحول، بهطور چشمگيري كاهش داد. با شاخص نمودن اين نقاط از نظر اندازه يا رنگ، الگوريتمهاي بينايي كامپيوتري، نقاط را رديابي كرده و آنها را از اشياء فضاي اطراف مرجع در نظر گرفته ميشود. در اين روش، يك دوربين به تنهايي قادر به تشخيص شش درجه آزادي است. اما از تركيب چندين دوربين نيز استفاده ميشود.
رديابي التراسوند
در اين روش رديابي، پالسهاي صدا در بازههاي زماني جهت مشخص نمودن فاصله بين فرستنده كه يك بلندگو و گيرنده كه يك ميكروفون است ارسال ميشود. همانند روش نوري، تركيب سه فرستنده و سه گيرنده، دادههاي لازم را براي سيستم جهت تشخيص شش درجه آزادي شيء فراهم ميآورد.
چون اين روش از فنآوريهاي سادهاي مانند بلندگو، ميكروفون و كامپيوترهاي كوچك استفاده ميكند، رديابي نسبتاً ارزان است و اين سيستم به صورت تجاري و به شكل عينك نيز موجود است. خصوصيتي كه اين روش رديابي را مشكل ميسازد، استفاده از آن در محيطهاي پرسروصداست. لازم است جهت محاسبه دقيق زمان (و در نتيجه فاصله) بين فرستنده و گيرنده صوت در يك مسير بدون مانع حركت نمايد. رديابهايي كه بر اساس اين فنآوري ساخته ميشود، معمولاً فاصلهاي در حدود چند فوت را پوشش ميدهد و سيمهاي متصل به فرستنده و گيرنده، قيودي ايجاد مينمايد. با توجه به قيمت پايين فرستنده و گيرنده از اين دست، ميتوان با افزايش تعداد آنها، محدوده تحت پوشش را گسترش داد. مشكلي كه در اينجا وجود دارد اين است كه در صورت افزايش فرستنده وگيرندهها لازم است فاصله حداقلي بين ميكروفونها در نظر گرفته شود. جهت رفع اين مشكل، بايستي تا حد امكان ميكروفونها كوچك انتخاب شود.
ردياب اينرسي
ردياب اينرسي از وسايل الكترومكانيك جهت آشكارسازي حركت نسبي سنسورها به وسيله اندازهگيري تغييرات نيروهاي گردشي، شتاب و انحراف، استفاده ميكند. اين وسايل شامل شتابسنج ميشود كه ميتوان آنها را براي اندازهگيري مكان جديد شيء در حال حركت كه شروع حركت آن مشخص است، بهكار برد.
وسيله ديگر انحرافسنج است كه حركت از يك سطح مشخص را آشكار ميكند. از ترانسديوسرهاي ارزانقيمتي كه نرخ زاويهاي را به وسيله ژيروسكوپها معلوم ميكند در تركيب با شتابسنجهاي خطي و زاويهاي و انحرافسنجها ميتوان بهصورت جداگانه يا با هم جهت ايجاد سيستمهاي ردياب كوچك استفاده كرد.
ردياب اينرسي عملكردي مشابه گوش داخلي در تعيين جهت حركت سر دارد. مايع گوش داخلي، در هنگامي كه ساختار اطراف حركت ميكند ثابت ميماند و سنسورهاي داخل ساختار اطلاعات را در مورد مكان ساختار متناسب با مايع ميفرستند و مغز با استفاده از اين اطلاعات جهت و تغييرات جهت را محاسبه ميكند. وسايل ردياب اينرسي نيز، سنسور كوچكي است كه به جسمي كه قرار است رديابي شود متصل ميشود و به وسيله يك سيم به كامپيوتر متصل ميشود. ميتوان به جاي اتصال مستقيم با سيم از روشهاي بيسيم مانند امواج راديويي نيز استفاده نمود.
با وجود اينكه تغييرات موقعيت در شش درجه آزادي به صورت كامل با استفاده از اين سنسورها امكانپذير است اما مسايل تكنيكي وجود دارد كه بايد در نظر گرفته شود. از آنجا كه اندازهگيريهاي شتابسنجها بر اساس مقادير نسبي و نه مطلق است، خطا در طول زمان روي هم انباشته ميشود و منجر به اطلاعات نادرست ميگردد. بنابراين از اين وسايل تنها براي اندازهگيري جهت استفاده ميشود كه البته در اين كاربرد نيز به كاليبراسيون نياز دارد. در نتيجه اين مسايل واضح است كه اين نوع سنسور به تنهايي نميتواند موقعيت را مشخص كند و آنها را نيز نميتون همراه با نمايشگرهاي ديداري ايستا بهكار برد، چون اين نوع نمايشگرها به دانش مكان سر كار نياز دارد.
جداي از اين محدوديتها، رديابهاي اينرسي، مزاياي چشمگيري نيز دارد. سرعت آنها بسيار زياد است در نتيجه تأخير كمتري به سيستم تحميل ميكند و به آساني به همراه كاربر در يك فضاي بزرگ قابل استفاده است. فنآوري بهكار رفته در آنان نسبتاً ارزان است و از آنها در HBD2ها استفاده ميشود. HBD لزماً HMD3 نيست و كاربردهاي خاص خود را دارد.
ردياب عصبي (عضلاني)
اين روش در كاربردهاي واقعيت مجازي خيلي معمول نيست، اما به نظر ميرسد كه جهت كاربردهاي پزشكي، روش مناسبي باشد كه البته هنوز بسيار جاي كار و تحقيق دارد.
در تكنيك، عصبي يا عضلاني، حركت تكتك اعضاي بدن متناسب با ديگر اعضاي بدن سنجيده ميشود. اين روش جهت رديابي مكان كاربر، مناسب نيست. اما ميتوان از آن براي رديابي حركت انگشتان استفاده كرد. سنسورهاي كوچكي به انگشتان و ديگر اعضا قرار داده ميشود و به شكلي در جاي خود ثابت ميشود.
سنسور مذكور تغييرات سيگنال عصبي يا فعاليت ماهيچه را اندازه گرفته و بدين وسيله حركت عضو مورد رديابي يا انگشتان را به سيستم واقعيت مجازي گزارش ميدهد. اين روش رديابي، فعاليت الكتريكي پاسخ پوست را جهت تعيين فعاليت عضلاني يا عصبي در منطقه مشخصي اندازه ميگيرد.
رديابي بدن
توانايي حس كردن، موقعيت و عملكر كاربر در سيستمهاي واقعيت مجازي را رديابي بدن گويند. حركت هر يك از قسمتهاي بدن را در يك درجه آزادي يا بيشتر ميتوان سنجيد. كاربرد سيستم واقعيت مجازي نوع رديابي را مشخص ميكند، هر چند محدوديتهاي وسايل و ابزار، مشكلاتي در پيادهسازي ايجاد ميكند.
در پايش كاربر، ميتوان موقعيت فعلي ايستاي كاربر يا قسمتي از بدن وي را سنجيد كه به آن حالت بدن4 گويند. حركات خاص را در نظر گرفت كه به اشارات بدن5، موسوم است.
انواع روشهاي رديابي بدن كه در كاربردهاي عملي واقعيت مجازي بهكار رفته است به صورت زير دستهبندي ميشود:
الف) رديابي سر، ب) رديابي دست و انگشتان، ج) رديابي چشمان، د) رديابي تنه، ه) رديابي پاها ، و) رديابي ديگر قسمتهاي بدن و د) رديابي غيرمستقيم.
رديابي سر
معمولاً سر در تمامي سيستمهاي واقعيت مجازي رديابي ميشود هر چند ممكن است شش درجه آزادي كامل مورد نياز نباشد. بسته به نوع سيستم جهت يا موقعيت يا هر دو سنجيده ميشود. در ادامه اين نوع رديابي معرفي ميشود. جهت اطلاع از بقيه موارد به منبع شماره (1) زنگ تحقيق مراجعه كنيد.
در HBD، تنها جهت سر رديابي ميشود. هنگامي كه كاربر، سر خود را حركت ميدهد، چشمانداز بايد متناسب با جهت ديد عوض شود وگرنه كاربر يا كاربران به صورت فيزيكي عجين نخواهند شد.
با وجود ضروري نبودن رديابي مكان، كيفيت عجين شدن در سيستم واقعيت مجازي را افزايش ميدهد و در هنگامي كه اشياء نزديك كاربر است، بسيار مهم است و اين حس را پديد ميآورد كه مكان شيء بر اساس نقاط ديد متفاوت كاربر حركت ميكند، اما هنگامي كه كاربر بتواند داشته باشد، اين حالت تنها با رديابي جهت حركت پديد ميآيد.
در نمايشگرهاي ايستاي واقعيت مجازي مانند مانيتور كامپيوتر با صفحه نمايش Projection لازم است موقعيت چشمان كاربر و صفحه نمايش نسبت به هم بهدست آيد. از آنجا كه صفحه نمايش، ايستاست نيازي به رديابي موقعيت وجود ندارد و تقريبي خوبي از موقعيت چشم از دادههاي بهدست آمده از مكان سر بهدست ميآيد. جهت نمايش تصاوير MonoScopic، اين اطلاعات كافي است اما در مورد تصاوير Stereoscopic، لازم است موقعيت هر دو چشم جهت انتقال نما، مشخص شود. جدا از ردياب جداگانهاي كه در كنار هم چشم قرار داده ميشود. سيستم به اطلاعات حاصل از جهت و مكان سر براي محاسبه مكان هر چشم، نياز دارد.
واسط خروجي سيستم واقعيت مجازي
يكي از عناصر كليدي تجربه واقعيت مجازي، چگونگي دريافت كاربر از محيط است. درك فيزيكي از دنياي مجازي كاملاً بر آنچه كاملاً نمايش ميدهد، استوار است.
واژه "نمايش6" در اين قسمت، به عنوان روشي جهت نمايش اطلاعات كه هر يك از حواس بهدست آمده است و نه تنها بينايي بهكار ميرود. حواسي كه استفاده از آنها در سيستمهاي واقعيت مجازي مرسوم است، شامل حس بينايي، شنوايي و لامسه ميشود. در اين بخش از اين فصل نيز كه عملكرد آنها بر اساس اين حواس است، پرداخته شده، شباهتها، تفاوتها و اثر انتخاب آنها بر تصميم در مورد توسعه برنامههاي كاربردي مورد بحث قرار گرفته است.
قبل از هر چيز لازم است به ذكر سه نوع تركيببندي در نمايشگرهاي حسي تعريف شده است: ايستا، برپايه سر و بر اساس دست. نوع ايستا، در جاي خود ثابت است و خروجي جهت انعكاس تغيير موقعيت ارگانهاي حسي ورودي كاربر، بهكار ميرود. نمايشگرهاي بر اساس سر بر روي سر قرار ميگيرد يا به نوعي به آن متصل ميشود و همراه با سر، حركت مينمايد. در نتيجه مهم نيست كه كاربر چگونه سرش را حركت ميدهد؛ نمايشگر حركت ميكند و در يك مكان ثابت نسبت به وروديهاي حسي بدن باقي ميماند. به اين ترتيب، صفحات نمايش در جلوي چشم كاربر و هدفون بر روي گوش كاربر، باقي ميماند.
نمايشگرهاي ديداري7
بيشتر سيستمهاي واقعيت مجازي شامل نوعي از نمايشگرهاي ديداري ميشود كه سيستم HMD، معروفترين آنهاست. اما الزامي بر وجود اين نوع نمايش در تمام برنامههاي كاربردي نيست. در ادامه اين بخش، پنج نوع نمايشگر ديداري كه در سه كلاس دستهبندي شده است، شرح داده ميشود.
نمايشگرهاي ايستا8 ، نمايشگرهاي بر اساس سر9 و نمايشگرهاي بر اساس دست10
خصوصيات نمايشگرهاي ديداري
رنگ11، رزالوشن فضايي12، كنتراست13، روشنايي14، تعداد كانالهاي نمايش15، فاصله كانوني16، تاري17، ماسك كردن18، محدوده ديد19، محدوده مورد توجه20، اطلاعات مربوط به موقعيت سر21، دوره كمون گرافيك22 و رزالوشن زماني23 از خصوصيات اين نمايشگرهاست.
ملاحظات عملي
تحرك كاربر24، واسط با روشهاي رديابي25، نيازمنديهاي محيط26، تجانس با نمايشگرهاي ديگر حواس27، قابليت حمل و نقل28، توان عملياتي29، مانع30، ايمني31 و هزينه32 مواردي است كه در پيادهسازي عملي يك سيستم واقعيت مجازي بايد در نظر گرفته شود.
نمايشگرهاي برپايه مانيتور؛ VR تنگ ماهي
سادهترين شكل نمايش VR، از يك مانيتور استاندارد كامپيوتر استفاده ميكند و نمايشگرهاي برپايه مانيتور يا به عبارت بهتر VR تنگ ماهي، ناميده ميشود. بيننده در اين روش، سر را به اطراف، بالاو پايين حركت ميدهد تا اطراف، بالا و پايين اشياء را ببيند. اما مشكل از آنجا ناشي ميشود كه بيننده كاملاً وارد فضا نميشود. چگونگي نمايش گرافيكهاي سهبعدي داراي ارتباط متقابل در VR تنگ ماهي براي تصاوير ثابت از آنجا كه يك سيستم VR، حركت سر را رديابي ميكند و صحنه نمايش داده شده در پاسخ به حركت رديابي شده سر، تغيير ميكند، متفاوت است. روش تنگ ماهي، در رده نمايشگرهاي ايستا قرار ميگيرد. هر چند ميتوان مانيتور كامپيوتر را تغيير داد. اما ناممكن است كه صفحه نمايش يك كامپيوتر در طي استفاده خود به خود حركت نمايد. VR تنگ ماهي به وسايل كمي اضافه بر يك كامپيوتر نياز دارد. يك مانيتور استاندارد كامپيوتر كافي است اما در بعضي موارد setup متفاوتي جهت نمايش بهتر تصاوير stereoscopic لازم است. در بعضي موارد استفاده از چندين نمايشگر مورد نياز است كه به هم به معناي افزايش تعداد مانيتور و هم تعداد بيشتر كامپيوتر است.
از آنجا كه در سيستم VR تنگ ماهي، ميتوان فرض نمود كه كاربر در حال نگريستن به مانيتور است، ميتوان يك دوربين ويدئويي بالاي مانيتور نصب و از آن جهت رديابي سر استفاده نمود. با روشهاي پردازش تصوير، مكان سر كاربر بهدست ميآيد. با روشهاي پردازش تصوير، مكان سر كاربر بهدست ميآيد. از روشهاي ديگر رديابي نيز ميتوان استفاده كرد، اما تخمين مكان با اين روش، ارزانتر است؛ چرا كه اين نوع دوربين در بيشتر سيستمهاي امروزي يافت ميشود.
جزء مهم ديگر VR تنگ ماهي، دوربين دو چشمي33 stereoscopic است. معمولترين روش جمعآوري نماي sterescopic از يك مانيتور، استفاده از عينك ديافراگمي34 كه لنزهاي آن از نمايشگرهاي كريستال مايع35 است، استفاده ميكند.
ميتوان از يك فيلتر مكاني بر روي صفحه نمايش مانيتور جهت ايجاد اثر خود استريو36 و حذف استفاده از اين نوع عينكها استفاده نمود. در بيشتر نمايشگرهاي خود استريوكتوني، لازم است كه كاربر بهصورت مستقيم روبهروي صفحه نمايش قرار گيرد، بدين ترتيب بازه حركات كاربر بسيار محدود ميشود.
VR بر اساس افكنش37
نمايشها بر اساس افكنش هم ايستا است. صفحه نمايش ميتواند از نظر فيزيكي بسيار بزرگتر از حالت تنگ ماهي باشد و بدين ترتيب فضاي بيشتري از محدوده ديد كاربران را پر ميكند و به آنان اجازه ميدهد تا آزادانه سير كنند. اندازه صفحه نمايش بر روي واسط دنياي مجازي تأثير ميگذارد. با وجود اينكه ميتوان ديواره نمايشگرهاي بزرگ را به وسيله تنظيم چند مانيتور CRT، در كنار هم ايجاد كرد، سيستمهاي افكنش، را بهصورت بدون درز با كنار هم قرار دادن نمايشگرها ايجاد كرد. بيشتر سيستمهاي افكنش VR، از پشت افكنده ميشود تا جلوي ايجاد سايه بر روي صفحه نمايش را بگيرد.
در آيندهاي نه چندان دور، صفحههاي نمايش و پروژكتورها با مانيتورهاي تخت بزرگ كه به قدري نازك است كه ميتوان آنها را روي ديوار قرار داد، جايگزين ميشود. نمايشگرهاي تخت، رزالوشن بالاتري دارد، به روالهاي نگهداري سادهتري نياز دارد، فضاي كمتري اشغال ميكند و تصوير از پشت افكنده ميشود.
در اينجا نيز، اندازه نمايشگر بسته به كاربرد بسيار مهم است. نمايشگرهاي روميزي38 را ميتوان به آساني در يك دفتر كار، جاي داد. اما بزرگ شدن صفحه، نمايش استفاده مداوم را سخت ميسازد.
تفاوت اصلي اجزاي سيستمهاي ايستاي روميزي و ايستاي با قابليت قدم زدن در انتخاب سيستم رديابي است. در سيستمهاي روميزي، اطلاعات مربوط به جهت كاربر اهميت چنداني ندارد و سيستمهاي با قابليت قدم زدن به محدوده وسيعتري از وسايل رديابي نياز دارد و دادههاي جهت نيز از اهميت خاصي برخوردار است. در اين سيستمها، خصوصاً در هنگامي كه از چندين پروژكتور استفاده ميشود، جايگذاري پروژكتور، اهميت فراواني دارد.
نمايشگرهاي بر اساس سر VR
وسايل نمايش بر اساس سر، مهمترين وسايلي است كه با سيستمهاي واقعيت مجازي شناخته ميشود. اين روشها برخلاف نمايشگرهاي تنگ ماهي و نمايشگرهاي ديداري، ايستا نيست و همراه با حركت سر، حركت ميكند.
اين وسايل شامل HMD، نمايشگرهاي قرار گرفته شده بر روي لينكهاي مكانيكي، نمايشگرهاي كوچك طرحي شده جهت نمايش تصاوير مجازي چند فوت دورتر، نمايشگرهاي آزمايشگاهي شبكيه و نمايشگر نوع nickelodeon ميشود.
صفحات نمايش، نمايشگرهاي بر اساس سر، چون بايد بر روي سر قرار گيرد، معمولاً كوچك و سبك است. در سيستمهاي counter weighted، امكان استفاده از نمايشگرهاي سنگينتر وجود دارد، ولي هنوز وزن، مسأله مهمي در كنترل حركت بازو وجود دارد.
محدوده وسيعي از سيستمهاي رديابي براي نمايشگرهاي بر اساس سر وجود دارد. در بعضي از اين وسايل، ردياب در داخل آن قرار گرفته است. نوع ردياب بايد به دليل كاربرد مشخص شود. در مورد آزادي عمل كاربر، يك استثناء وجود دارد و آن همزماني است كه تركيبي از نمايشگرهاي بر اساس سر و ردياب مكانيكي استفاده ميشود.
يكي از مشكلات اساسي اين نوع نمايشگر آن است كه هر تأخيري در رديابي و سيستم ايجاد تصوير، مشكلي قابل توجه براي بيننده، پديد ميآورد كه عبارت است از سردرگمي ديداري كه اغلب در اثر آن كاربر سرشان به نوسان درميآورد. اين تأخير، ايجاد بيماري سيمولاتور39 مينمايد.
محدوده ديد يك نمايشگر بر اساس سر، بسيار محدود است. معمولاً لازم است مصالحهاي بين محدود ديد و رزالوشن انجام پذيرد. نمايشگرهاي اوليه رزالوشن بسيار پايين در حدود 120*160 پيكسل رنگي براي هر چشم و سيستمهاي امروزي بيش از 000/1*000/1 پيكسل براي هر چشم دارد كه تصاوير شارپي ايجاد مينمايد.
پوشيدن HMDها و وزن آنها معمولاً ايجاد ناراحتي ميكند و باعث خستگي گردن ميشود. ضمن اينكه كابلهاي متصل به آن، آزادي حركت كاربر را محدود مينمايد. ثابت بودن فاصله كانوني HMD نيز مشكلات خاص خود را دارد.
خصوصيات مثبت فراواني نيز در مورد HMDها وجود دارد. اولين مورد آن است كه محدوده مورد توجه، تمام نيمكره اطراف بيننده را ميپوشاند. برخلاف اكثريت نمايشگرهاي ايستا، فاصلهاي در تصاوير موهومي جدا از مسير نگاه كاربر وجود ندارد، قابليت حمل و نقل آنها بالاست و فضاي بسيار كمي اشغال ميكند.
توانايي حذف دنياي واقعي در بسياري از سيستمها ضروري است. از نمايشگرهاي بر اساس سر در اين موارد ميتوان استفاده نمود. ذكر اين نكته ضروري است كه از اين نوع نمايشگرها بايد در محيطهاي حفاظت شده استفاده كرد، زيرا كاربران آنها قادر به ديدن خطرات دنياي واقعي نيستند.
به هر حال، نمايشگرهاي بر اساس سر، معمولترين وسايل، نمايش ديداري در واقعيت مجازي است. مدلهاي ارزان ايجاد تصوير monoscopic كه مسير حركت را نيز رديابي مينمايد، بسياري افراد را قادر به تجربه واقعيت مجازي مينمايد. اميدهاي فراواني جهت غلبه بر مشكلات فعلي اين سيستمها وجود دارد.
نمايشگرهاي شنيداري
در اين بخش، ابتدا به خصوصيات كلي نمايشگرهاي شنيداري پرداخته شده و سپس انواع آن معرفي ميشود. مشابه نمايشگرهاي ديداري، اين سيستمها نيز بهدسته ايستا و بر اساس سر تقسيمبندي ميشود. وسايل شنيداري با كيفيت بسيار ارزانتر از نمايشگرهاي ديداري است. از آنها ميتوان جهت تكميل سيستم به همراه نوع ديداري به تنهايي بهكار رود.
خصوصيات نمايشگرهاي شنيداري
در مقايسه با نوع ديداري، انتخابهاي كمتري در نمايشگرهاي ديداري وجود دارد و سيستمهاي اصلي اين دسته شامل انواع بلندگو و هدفون ميشود. خصوصيات اين سيستمها عبارت است از:
تعداد كانالهاي نمايش40، صداي صحنه41، محليسازي42، ماسك كردن43 و تقويت44.
ملاحظات عملي
آلودگي نويز45، تحرك كاربر، واسط با روشهاي مسيريابي، نيازهاي محيطي، تجانس با ديگر نمايشگر مربوط به ديگر حواس، توان عملياتي، قيد و مانع، ايمني و هزينه را بايد در پيادهسازي عملي
نمايشگرهاي شنيداري بر اساس سر؛ هدفون
مشابه نمايشگرهاي ديداري بر اساس سر، نمايشگرهاي شنيداري از اين نوع (هدفونها) نيز به همراه حركت سر، حركت ميكند. مخصوص تنها يك فرد است و يك محيط ايزوله ايجاد مينمايد. استفاده از هدفونهاي گوش بسته46، دنياي واقعي كنار گذاشته ميشود و با استفاده از نوع گوش باز47، صداهاي اطراف شنيده ميشود. چون هدفونها به خودي خود، دوكاناله است، توليد صداي استريو با استفاده از آن بسيار آسانتر از بلندگو است. لازم است كه موقعيت گوش كاربر رديابي و بسته به تغيير در آن، تغييرات لازم در صداي سهبعدي نيز پديد آيد. در زماني كه صداي صحنه با سيستم واقعيت مجازي ثبت ميشود، رديابي سر كاربر و فلتر كردن درست لازم است.
نمايشگرهاي ايستاي شنيداري؛ بلندگو
بلندگو نمايشگر شنيداري ايستا ناميده ميشود. با وجود اينكه كاربرد ارتباط نزديك با نمايشگرهاي ديداري افكنش دارد، ميتوان آنها را در تركيب با روشهاي بر اساس سر نيز بهكار برد. مشكل استفاده روش افكنش اين است كه درصورتي كه بلندگوها در جلوي نمايشگر ديداري قرار گيرد، مقداري از نماي بعدي بلوكه ميشود و در صورت قرار دادن بلندگوها در پشت صفحات نمايش صدا ضعيف ميشود. در اين حالت بايستي بلندگوها در نقاطي كه نمايش درآن قسمت اهميت چنداني ندارد، قرار گيرد.
طبيعت ايستاي بلندگوها باعث ميشود كه مبناي صداهاي ساخته شده بر اساس دنيا ميشود كه امري مطلوب در سيستمهاي واقعيت مجازي است. اما ايجاد تغيير در صدا بر اساس تغيير مكان در اين سيستمها سختتر است.
صدا اهميت فراواني در دنياي واقعي دارد و عموماً به وسيله آن به اطلاعات مهمي دست پيدا ميكنيم. در بيشتر موارد، صداست كه به ما ميگويد كه به چه نقطهاي بنگريم. پيادهسازي وسايل مربوط به آن در دنياي مجازي نيز ساده و ارزانقيمت است. اما مفيد بودن اين حس مستلزم آن است كه طراح دقيقاً چگونگي مثبت بودن نقش آن را در برنامه كاربردياش مشخص نمايد.
نمايشگرهاي لمسي48
جهت احساس واقعي بودن يك مسأله، حس لمس بسيار قوي عمل ميكند. وقتي يك شيء لمس ميشود، وجود آن مورد بررسي قرار ميگيرد. فريب دادن حس لامسه سخت است و در نتيجه آن، ساخت وسايل نمايشگر قابل قبول آن نيز مشكل ميشود. حسگرهاي لمسي فقط به حس لامسه ختم نشده و جهت احساس نيرو، دما و فشار نيز به كار ميرود.
استفاده از حسگرهاي لمسي نسبت به نمايشگرهاي ديداري و شنيداري چندان معمول نيست. هرچند در بعضي از كاربردهاي VR كه بيشتر جنبه تحقيقاتي داشته است، از آنان استفاده شده است. اين نوع نمايشگر در تجهيزات پزشكي و مكانيكي كاربرد بيشتري دارد. البته استفاده از آنها مستلزم آموزش بهكار است. يك دليل سخت بودن پيادهسازي اين نوع نمايشگرها، دو جهته بودن آن است، به اين معنا كه تنها حسگر نيست بلكه اثر نيز ميگذارد.
جداي از مشكلات خاص فيديك لمسي، استفاده در انواع سيستمهاي واقعيت مجازي بسيار مفيد است. سيستمهاي شبيهساز جراحي و بسياري از وسايل آموزشي با استفاده از اين نوع نمايشگرها ساخته ميشود. از آنجا كه ارتباط با اين نمايشگرها از طريق دست انجام ميگيرد، نميتون اين نمايشگرها را به صورت ايستا بر اساس سر و دستي طبقهبندي نمود. به طور طبيعي نيز انسان اطلاعات لمسي را بيشتر از طرق دست و پا دريافت ميكند و سر نقش چنداني در آن ندارد.
نمايشگرهاي لمسي Tactile
نمايشگرهاي Tactile برپايه توانايي پوست برتفسير تحريك، استوار است و مهمترين نمايشگر لمسي است. به همين دليل تنها به معرفي اين نوع بسنده ميكنيم و خوانندگان مشتاق را به مرجع شماره (1) زنگ تحقيق ارجاع ميدهيم. تحريكهاي پوستي شامل فشار ، دما، الكتريسته و درد ميشود. در اين سيستمها، محرك بهدست كاربر متصل ميشود يا اينكه از كاربر خواسته ميشود كه يك عصا، Toystick يا وسيلهاي شبيه فرمان اتومبيل را در دست گيرد. حتي در صورتي كه فيزيك نيروي فعال وجود نداشته باشد، بازهم شيء حس ميشود و نوع خاصي از فيزيك لمسي ايجاد ميشود.
انواع مختلفي از محركها وجود دارد. از انواع در دسترس آنها ميتوان به بادكنكهاي قابل تورم49، لرزانندهها50، تركيببندي سوزن51، وسايل تنظيمكنندههاي دما52 و وسايل تخصيص يافته فشار اشاره كرد. هر كدام از موارد مذكور، كاربدر خاص خود را دارد كه شرح جزئيات آنها از حوصله اين بحث خارج است.
هدف از استفاده از اكثريت نمايشگرهاي حسي، ايجاد اطلاعات در پاسخ به لمس يا گرفتن يك شيء و توسط كاربر يا احساس بافت سطحي يا دماي آن است. بيشتر روشهاي نمايش، فشار كلي، فشار هاي محلي چندگانه، لرزش و انتقال گرما را در نظر ميگيرد. بازسازي بافت سطحي يك شيء از پيچيدگي بيشتري برخوردار است و نياز به سنسورهاي فشار بسيار حساس دارد. ايجاد بافتهاي مجازي به حس سريع و دقيق حركات انگشت و فيزيك سريع از المانهاي حسگر فشار دارد. در مجموع بيشتر نمايشگرهاي حسي بر روي تحريك فشار بر روي دست و به طور خاص روي انگشتان، تمركز دارد. دليل آن هم استفاده انسان از دست و انگشتان جهت اداره امور و تمركز سنسورهاي عصبي در نوك انگشتان است. نسبت به نمايشگرهاي ديداري و شنيداري اين نوع حسگرها چندان پيشرفته نيست، بازار آنها بسيار كوچك و تحقيقات چنداني بر روي آنها انجام نشده است.
نمايشگرهاي تعادلي
اين نوع نمايشگرها از درك انساني تعادل استفاده ميكند. محل درك حس تعادل در انسان، در گوش مياني است. اما به تحريك شنوايي پاسخ نميدهد. اين قسمت به افرد كمك ميكند تا تعادل شتاب و جهت را در جهت جاذبه درك كند. ارتباط قوي بين تعادل و سيستمهاي ديداري وجود دارد.
در اين روش لازم است كه كاربر به صورت فيزيكي، حركت نمايد. سيستمهاي بر اساس حركت، ميتواند زمين يا صندلي اشغال شده توسط كاربر (كاربران) را حركت دهد. اين سيستمها در شبيهسازيهاي پرواز در آموزش پرواز نظامي يا مسافربري بسيار معمول است.
در بعضي از كاربردهاي واقعيت مجازي، تنها حس تعادلي لازم آن است كه درك فرد از جاذبه، كمر نگ يا حذف شود.
هر چند حذف كامل اين اثر ممكن نيست ولي به شيوههايي ميتوان آن را كاهش داد. يك روش كه سالها در آموزش سفرهاي فضايي بهكار رفته است، استفاده از محيط زير آب است. اما اين روش به جهت استفاده گسترده سيستمهاي واقعيت مجازي از وسايل الكترونيك به هيچ وجه امكانپذير نيست. روش ديگر، قرار دادن كاربر در حلقههاي هم مركز و چرخاندن وي در مدارهاي همزاويه يا معلق نمودن وي در هوا است. يك روش ساده نيز وجود دارد؛ ايستاندن كاربر بر روي يك فوم متراكم و غرق نشست كردن آهسته آن است.
ديگر حواس
از 1991 تاكنون، تلاش چنداني براي توسعه سيستمهاي برپايه حواسي غير از بينايي، شنوايي و لامسه، صورت نگرفته است.
تلاشهاي پراكندهاي از آن سال تاكنون بر روي حس بويايي و چشايي انجام گرفته است كه هنوز كاربردي نشده است.
1 Landmark
2 Head Based Display
3 Head Mounted Display
4 Body Posture
5 Body Gesture
6 display
7 Visual displays
8 Stationary displays
9 Head-based displays
10 Hand-based displays
11 color
12 Spatial resolution
13 Contrast
14 Brightness
15 Number of Display Channels
16 Focal Distance
17 Opacity
18 Masking
19 Field of View
20 field of regard
21 Head Position information
22 Graphic Latency Tolerance
23 Temporal resolution (frame rate)
24 user mobility
25 interface with tracking methods
26 Environment requirements
27 Associability with other sense displays
28 Portability
29 Throughput
30 Encumbrance
31 Safety
32 Cost
33 binocular
34 shutter glasses
35 LCD
36 autustereo
37 Projection-based VR
38 desktop displays
39 simulator sickness
40 Number of display channels
41 Sound Stage
42 Localization
43 Masking
44 Ampilification
45 Nois Pollution
46 Closed-ear
47 Open-ear
48 Haptic Displays
49 inflatable bladder
50 vibrators
51 pin arrangement
52 temperature-regulating device
ستایش یعنی این حسی که دارم
:)