بخشی از پاورپوینت
اسلاید 1 :
بنام خدا
دیباچه ای بر
حقیقت مجازی (Virtual Reality)
اسلاید 2 :
معرفي واقعيت مجازي
تركيب پارادوكس برانگيز "Virtal Reality" كه در فارسي واقعيت مجازي ناميده ميشود، در 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.
اسلاید 4 :
عناصر كليدي واقعيت مجازي
عناصر اصلي هر سيستم واقعيت مجازي عبارت است از:
دنياي مجازي
عجين شدن
احساس بودن در يك محيط كه ميتواند يك حالت ذهني خالص باشد يا توسط لوازم فيزيكي ایجاد شود
فيدبك حسي
در بيشتر موارد، فيدبك به صورت ديداري است اما محيطهاي واقعيت مجازي نيز وجود دارد كه در آنها حس "لمس" تجربه ميشود.
ارتباط متقابل
اسلاید 5 :
تعریف 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."
اسلاید 6 :
Avatar
شيء مجازي جهت نمايش يك كاربر يا يك شيء فيزيكي در دنياي مجازي (معمولاً ديداري) اين نمايش ممكن است هر فرمي به خود بگيرد.
واقعيت مصنوعي
در واقعيت مصنوعي، عملكرد كاربر به شكل ارتباط بدني به يك دنياي گرافيك مشاهده ميشود و پاسخهايي ايجاد ميكند كه اين توهم را كه اعمال وي در آن دنيا انجام ميگيرد را تداوم ميبخشد.
واقعيت افزوده
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.
اسلاید 7 :
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.
اسلاید 8 :
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.
اسلاید 9 :
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.
اسلاید 10 :
رديابي الكترومغناطيس
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.
اسلاید 11 :
محدوديتها و مزايای رديابي الكترومغناطيس
محدوديتها
سيمهاي جهتيابي الكترومغناطيسي اين است كه فلزات بهكار رفته در محيط اختلال الكترومغناطيس ايجاد ميكند.
محدوده ميدان مغناطيسي ايجاد شده كوچك است (8-3 فوت).
مزايا
محدود نبودن حوزه ديد
توسعه سيستمهاي بيسيم
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.
اسلاید 12 :
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.
اسلاید 13 :
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.
اسلاید 14 :
رديابي نوري
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.
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.
اسلاید 15 :
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 تحول تحليل مينمايد و موقعيت دوربين نظير آنها را استخراج مينمايد.
اسلاید 16 :
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.
اسلاید 17 :
ردياب اينرسي
ردياب اينرسي از وسايل الكترومكانيك جهت آشكارسازي حركت نسبي سنسورها به وسيله اندازهگيري تغييرات نيروهاي گردشي، شتاب و انحراف، استفاده ميكند. و عملكردي مشابه گوش داخلي در تعيين جهت حركت سر دارد. 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.و براي اندازهگيري جهت استفاده ميشود.
اسلاید 18 :
ردياب عصبي (عضلاني)
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.
اسلاید 19 :
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.
اسلاید 20 :
رديابي سر
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.
