غوطهوری (واقعیت مجازی)

در واقعیت مجازی، مفهوم غوطهوری (به انگلیسی: Immersion) ادراک حضور فیزیکی در یک دنیای غیر فیزیکی است. این ادراک با احاطه کردن کاربر سیستم واقعیت مجازی در تصاویر، صدا یا سایر محرکهایی که محیطی فراگیر را فراهم میکنند، ایجاد میشود.
ریشهشناسی
این نام یک استفاده استعاری از تجربه غوطهور شدن در مایعات است که به بازنمایی، داستان یا شبیهسازی گفته میشود. غوطهوری همچنین میتواند به عنوان حالت آگاهی تعریف شود که در آن یک «بازدیدکننده» (به تعبیر موریس بنایون) یا «غوطهور شونده» (به تعبیر شار دیویس) آگاهی خود از خودِ فیزیکیاش را با احاطه شدن در یک محیط مصنوعی تغییر میدهد. این اصطلاح برای توصیف تعلیق ناباوری جزئی یا کامل استفاده میشود که امکان عمل یا واکنش به تحریکات مواجه شده در یک محیط مجازی یا هنری را فراهم میکند. هرچه تعلیق ناباوری بیشتر باشد، درجه حضور به دست آمده بیشتر است.
انواع
به گفته ارنست دبلیو. آدامز،[۱] غوطهوری را میتوان به سه دسته اصلی تقسیم کرد:
- غوطهوری تاکتیکی (Tactical immersion): غوطهوری تاکتیکی هنگام انجام عملیات لمسی که نیاز به مهارت دارند، تجربه میشود. بازیکنان در حالی که اقداماتی را که منجر به موفقیت میشود کامل میکنند، احساس میکنند «در جریان» (in the zone) هستند.
- غوطهوری استراتژیک (Strategic immersion): غوطهوری استراتژیک بیشتر ذهنی است و با چالشهای فکری همراه است. بازیکنان شطرنج هنگام انتخاب یک راه حل صحیح از میان طیف وسیعی از احتمالات، غوطهوری استراتژیک را تجربه میکنند.
- غوطهوری روایی (Narrative immersion): غوطهوری روایی زمانی رخ میدهد که بازیکنان در یک داستان سرمایهگذاری میکنند و شبیه به چیزی است که هنگام خواندن کتاب یا تماشای فیلم تجربه میشود.
استفان بیورک و یوسی هولوپاینن در کتاب الگوهای طراحی بازی،[۲] غوطهوری را به دستههای مشابهی تقسیم میکنند، اما آنها را به ترتیب غوطهوری حسی-حرکتی، غوطهوری شناختی و غوطهوری احساسی مینامند. افزون بر این موارد، آنها یک دسته جدید اضافه میکنند: غوطهوری فضایی (Spatial immersion)، که زمانی رخ میدهد که بازیکن احساس کند دنیای شبیهسازی شده از نظر ادراکی متقاعدکننده است. بازیکن احساس میکند که واقعاً «آنجا» است و دنیای شبیهسازی شده «واقعی» به نظر میرسد و حس میشود.
حضور
حضور (Presence)، اصطلاحی که از کوتاهسازی واژه اصلی «حضور از راه دور» (Telepresence) گرفته شده است، پدیدهای است که به افراد امکان میدهد از طریق فناوری با جهان خارج از بدن فیزیکی خود تعامل داشته باشند و احساس ارتباط کنند. این به عنوان احساس ذهنی (Subjective sensation) یک شخص از بودن در صحنهای که توسط یک رسانه به تصویر کشیده شده است (معمولاً ماهیت مجازی دارد) تعریف میشود.[۳]
بسیاری از طراحان بر روی فناوری مورد استفاده برای ایجاد یک محیط مجازی با وفاداری بالا تمرکز میکنند؛ با این حال، عوامل انسانی درگیر در دستیابی به حالت حضور نیز باید در نظر گرفته شوند. این ادراک ذهنی است که اگرچه توسط فناوری ساخته دست بشر تولید و/یا فیلتر میشود، در نهایت موفقیت در دستیابی به حضور را تعیین میکند.[۴]
عینکهای واقعیت مجازی میتوانند احساس احشایی بودن در یک دنیای شبیهسازی شده را ایجاد کنند، شکلی از غوطهوری فضایی که حضور نامیده میشود. طبق گفته آکیولوس ویآر، الزامات فناوری برای دستیابی به این واکنش احشایی، تأخیر کم و ردیابی دقیق حرکات است.
مایکل آبراش در سال ۲۰۱۴ در «روزهای توسعهدهندگان استیم» سخنرانیای در مورد VR ارائه داد.[۵] طبق گفته تیم تحقیقاتی VR در ولو (Valve)، تمام موارد زیر برای ایجاد حضور مورد نیاز است:
- میدان دید وسیع (۸۰ درجه یا بهتر)
- وضوح کافی (1080p یا بهتر)
- ماندگاری پیکسل کم (۳ میلیثانیه یا کمتر)
- نرخ تازهسازی به اندازه کافی بالا (بیش از ۶۰ هرتز، ۹۵ هرتز کافی است اما کمتر نیز ممکن است مناسب باشد)
- نمایشگر جهانی که در آن تمام پیکسلها بهطور همزمان روشن میشوند (نمایشگر غلتان ممکن است با ردیابی چشم کار کند)
- اپتیک (حداکثر دو لنز برای هر چشم با مصالحه، اپتیک ایدهآل با فناوری کنونی عملی نیست)
- کالیبراسیون نوری
- ردیابی مستحکم – انتقال با دقت میلیمتر یا بهتر، جهتگیری با دقت یک چهارم درجه یا بهتر، و حجم ۱٫۵ متر یا بیشتر در هر طرف
- تأخیر کم (۲۰ میلیثانیه حرکت تا آخرین فوتون، ۲۵ میلیثانیه ممکن است به اندازه کافی خوب باشد)
رسانه و فناوری غوطهورکننده
رسانه غوطهورکننده (Immersive media) اصطلاحی است که به گروهی از مفاهیم گفته میشود که ممکن است در زمینههایی مانند مهندسی، رسانه، مراقبتهای بهداشتی، آموزش و خردهفروشی کاربرد داشته باشند. مفاهیم موجود در رسانه غوطهورکننده عبارتند از:
- واقعیت مجازی (VR)
- واقعیت افزوده (AR)
- واقعیت ترکیبی (MR)
- واقعیت گسترده (XR)
- متاورس
- رایانش فضایی
- محتوای سهبعدی
فناوری

واقعیت مجازی غوطهورکننده فناوری است که هدف آن غوطهور کردن کامل کاربر در دنیای تولید شده توسط رایانه است و به کاربر این تصور را میدهد که به دنیای مصنوعی «قدم گذاشته است». این امر با استفاده از فناوریهای نمایشگر روی سر (HMD) یا پیشبینیهای متعدد (Multiple projections) حاصل میشود. HMD اجازه میدهد تا VR دقیقاً در مقابل چشمها نمایش داده شود و به کاربران اجازه میدهد بدون هیچ گونه حواسپرتی روی آن تمرکز کنند.
خاستگاه
یکی از اولین دستگاههایی که طراحی شده بود تا شبیه به یک هدست واقعیت مجازی باشد و عملکردی مشابه آن داشته باشد، استریوسکوپ نام داشت. این دستگاه در دهه ۱۸۳۰ در روزهای اولیه عکاسی اختراع شد و از یک تصویر کمی متفاوت در هر چشم برای ایجاد نوعی اثر سهبعدی استفاده میکرد. اگرچه با ادامه توسعه عکاسی در اواخر دهه ۱۸۰۰، استریوسکوپها منسوختر شدند. فناوری غوطهورکننده در سال ۱۹۵۷ زمانی که مورتون هیلیگ تجربه سینمایی سنسوراما (Sensorama) را اختراع کرد که شامل بلندگوها، فنها، تولیدکنندههای بو و یک صندلی لرزان برای غوطهور کردن بیننده در فیلم بود، بیشتر در دسترس مردم قرار گرفت.
هنگامی که کسی هدستهای VR امروزی را تصور میکند، باید به «شمشیر داموکلس» که در سال ۱۹۶۸ اختراع شد و به کاربران اجازه میداد هدستهای VR خود را به جای دوربین به رایانه متصل کنند، اعتبار دهد. در سال ۱۹۹۱، سگا هدست Sega VR را راهاندازی کرد که برای استفاده در آرکید/خانگی ساخته شده بود، اما تنها نسخه آرکید به دلیل مشکلات فنی منتشر شد.
واقعیت افزوده در دهه ۱۹۹۰ زمانی که لوئیس روزنبرگ لوازم مجازی (Virtual Fixtures) را ایجاد کرد، به سرعت شروع به توسعه کرد؛ این اولین سیستم واقعیت افزوده کاملاً غوطهورکننده بود که برای نیروی هوایی استفاده میشد.
آکیولوس در سال ۲۰۱۲ عرضه شد، واقعیت مجازی را متحول کرد و در نهایت ۲٫۴ میلیون دلار سرمایه جمعآوری کرد. فیسبوک در سال ۲۰۱۴ آکیولوس را به قیمت ۲ میلیارد دلار خریداری کرد که مسیر صعودی VR را به جهان نشان داد. در سال ۲۰۱۳، گوگل برنامههای خود را برای توسعه اولین هدست AR خود، گوگل گلس اعلام کرد. در سال ۲۰۱۶، پوکمون گو (Pokémon Go) جهان را فرا گرفت و به یکی از دانلود شدهترین اپلیکیشنهای تمام دوران تبدیل شد.
عناصر فناوری غوطهورکننده
یک تجربه کامل فناوری غوطهورکننده زمانی اتفاق میافتد که تمام عناصر بینایی، شنوایی و لامسه گرد هم آیند. تعامل و اتصال تمرکز اصلی فناوری غوطهورکننده است. این قرار دادن کسی در یک محیط کاملاً متفاوت نیست، بلکه زمانی است که آنها به صورت مجازی با یک محیط جدید روبرو میشوند و فرصت یادگیری نحوه زندگی و تعامل بهینه با آن را پیدا میکنند.
انواع فناوری غوطهورکننده
واقعیت مجازی منبع اصلی فناوری غوطهورکننده است که به کاربر اجازه میدهد کاملاً در یک محیط دیجیتال که واقعیت دیگری را شبیهسازی میکند، غوطهور شود. کاربران برای داشتن یک تجربه کاملاً غوطهور که در آن فرد قادر به استفاده از حرکات/رفلکسها باشد، باید از هدست، کنترلهای دستی و هدفون استفاده کنند. همچنین بازیهای فراگیر (Pervasive games) وجود دارند که از مکانهای دنیای واقعی در گیمپلی استفاده میکنند.
فناوری غوطهورکننده امروز
فناوری غوطهورکننده در چند دهه گذشته رشد چشمگیری داشته و همچنان در حال پیشرفت است. VR حتی به عنوان کمک آموزشی سدهٔ بیست و یکم توصیف شده است. نمایشگرهای روی سر (HMD) چیزی است که به کاربران اجازه میدهد تجربه کامل غوطهوری را دریافت کنند. بازار HMD پیشبینی میشود تا سال ۲۰۲۲ ارزشی بیش از ۲۵ میلیارد دلار داشته باشد. محبوبترین استفاده از فناوری غوطهورکننده در دنیای بازیهای ویدیویی است. بازیهای ویدیویی کنونی مانند اسکادران جنگ ستارگان، نیمهعمر: الیکس و آسمان هیچکس به کاربران این توانایی را میدهند که هر جنبهای از دنیای دیجیتال را در بازی خود تجربه کنند.
اجزا
ادراک
فناوریهای سختافزاری برای تحریک یک یا چند حواس توسعه یافتهاند تا احساسات ادراکی واقعی ایجاد کنند. برخی از فناوریهای بینایی عبارتند از نمایشگر سهبعدی، فولدامها، نمایشگر روی سر و تمامنگاری. برخی از فناوریهای شنوایی عبارتند از جلوه صوتی سهبعدی، صدای با وضوح بالا و صدای فراگیر. فناوری لمسی پاسخهای لامسه را شبیهسازی میکند.
تعامل (Interaction)
فناوریهای مختلفی توانایی تعامل و ارتباط با محیط مجازی را فراهم میکنند، از جمله رابطهای مغز و رایانه، بازشناسی اشاره، تردمیلهای همهجهته و بازشناسی گفتار.
نرمافزار
نرمافزار با فناوری سختافزاری تعامل میکند تا محیط مجازی را رندر (Render) کرده و ورودی کاربر را پردازش کند تا پاسخی پویا و بیدرنگ (Real-time) ارائه دهد. برای دستیابی به این هدف، نرمافزار اغلب اجزای هوش مصنوعی و جهانهای مجازی را ادغام میکند. این کار بسته به فناوری و محیط به روشهای متفاوتی انجام میشود؛ خواه نرمافزار نیاز به ایجاد یک محیط کاملاً غوطهورکننده داشته باشد یا نمایش یک تصویر (Projection) بر روی محیط موجودی که کاربر به آن نگاه میکند.
تحقیق و توسعه
بسیاری از دانشگاهها برنامههایی برای تحقیق و توسعه فناوری غوطهورکننده دارند. نمونههایی از این موارد عبارتند از: آزمایشگاه تعامل انسانی مجازی استنفورد، آزمایشگاه گرافیک رایانهای و فناوریهای غوطهورکننده USC، مرکز کاربردهای واقعیت مجازی ایالت آیووا، آزمایشگاه VR دانشگاه بوفالو، آزمایشگاه محیطهای مجازی هوشمند دانشگاه تیساید، آزمایشگاه داستانهای غوطهورکننده دانشگاه جان مورز لیورپول، دانشگاه میشیگان آن آربور، دانشگاه ایالتی اکلاهما و دانشگاه کالیفرنیای جنوبی.[۶] همه این دانشگاهها و بسیاری دیگر در حال تحقیق در مورد پیشرفت این فناوری همراه با کاربردهای مختلفی هستند که واقعیت مجازی (VR) میتواند در آنها اعمال شود.[۷]
افزون بر دانشگاهها، صنعت بازیهای ویدئویی نیز از طریق فناوری غوطهورکننده، به ویژه واقعیت افزوده، جهش بزرگی داشته است. شرکت اپیک گیمز (Epic Games)، که برای بازی محبوب خود فورتنایت (Fortnite) شناخته میشود، در سال ۲۰۱۸ در یک دور سرمایهگذاری ۱٫۲۵ میلیارد دلار درآمد کسب کرد، زیرا آنها یک پلتفرم توسعه سهبعدی پیشرو برای برنامههای AR دارند.[۸] دولت ایالات متحده نیز برای توسعه فناوری غوطهورکننده اطلاعات درخواست میکند[۹] و پروژههای خاصی را تأمین مالی میکند.[۱۰] این اقدامات برای پیادهسازی در شاخههای دولتی در آینده است.
کاربرد
فناوری غوطهورکننده در حوزههای متعددی کاربرد دارد، از جمله خردهفروشی و تجارت الکترونیک،[۱۱] صنعت بزرگسالان،[۱۲] هنر،[۱۳] سرگرمی، بازیهای ویدئویی، داستانگویی تعاملی، نظامی، آموزش[۱۴][۱۵] و پزشکی.[۱۶]
این فناوری همچنین در بخش غیرانتفاعی در زمینههایی مانند امدادرسانی در بلایای طبیعی و حفاظت از محیط زیست در حال رشد است؛ دلیل این امر توانایی آن در قرار دادن کاربر در موقعیتی است که تجربهای شبیهتر به دنیای واقعی نسبت به یک عکس ساده ایجاد میکند و باعث ایجاد ارتباط عاطفی قویتر با موقعیت مشاهده شده میشود. با رایجتر شدن فناوری غوطهورکننده، احتمالاً به سایر صنایع نیز نفوذ خواهد کرد. همچنین با قانونی شدن شاهدانه (کانابیس) در سراسر جهان، صنعت شاهدانه شاهد رشد بزرگی در بازار فناوری غوطهورکننده بوده است تا امکان تورهای مجازی از تأسیسات خود را برای جذب مشتریان و سرمایهگذاران بالقوه فراهم کند.
نگرانیها و اخلاق
خطرات بالقوه فناوری غوطهورکننده اغلب در داستانهای علمی-تخیلی و سرگرمی به تصویر کشیده شده است. فیلمهایی مانند اگزیستنز (eXistenZ)، ماتریکس و فیلم کوتاه بازی (Play) اثر دیوید کاپلان و اریک زیمرمن،[۱۷] سؤالاتی را دربارهٔ آنچه ممکن است اتفاق بیفتد اگر نتوانیم دنیای فیزیکی را از دنیای دیجیتال تشخیص دهیم، مطرح میکنند.
بحثهایی در مورد مسئله جرم مجازی و اینکه آیا اجازه دادن به رفتارهای غیرقانونی مانند تجاوز جنسی در یک محیط شبیهسازی شده اخلاقی است یا خیر، وجود داشته است.[۱۸]
واقعیت مجازی غوطهورکننده

واقعیت مجازی غوطهورکننده (Immersive virtual reality) یک فناوری فرضی آینده است که امروزه عمدتاً به صورت پروژههای هنری واقعیت مجازی وجود دارد.[۱۹] این شامل غوطهوری در یک محیط مصنوعی است که در آن کاربر احساسی مشابه احساس معمول خود در زندگی روزمره دارد.
تعامل مستقیم با سیستم عصبی
محتملترین روش در نظر گرفته شده، القای مستقیم احساساتی است که واقعیت مجازی را تشکیل میدهند به دستگاه عصبی. در کارکردگرایی/زیستشناسی متعارف، ما از طریق سیستم عصبی با زندگی روزمره تعامل داریم؛ بنابراین ما تمام ورودیها را از تمام حواس به عنوان تکانههای عصبی دریافت میکنیم. این به نورونهای شما احساسی از حسِ تشدید شده میدهد. این روش شامل دریافت ورودیها توسط کاربر به عنوان تکانههای عصبی تحریکشده مصنوعی است؛ سیستم خروجیهای CNS (تکانههای عصبی طبیعی) را دریافت و پردازش میکند و به کاربر اجازه میدهد با واقعیت مجازی تعامل داشته باشد. تکانههای طبیعی بین بدن و دستگاه عصبی مرکزی باید متوقف شوند. این کار میتواند با مسدود کردن تکانههای طبیعی با استفاده از نانورباتهایی که به سیمکشی مغز متصل میشوند، انجام شود، در حالی که تکانههای دیجیتالی که دنیای مجازی را توصیف میکنند، دریافت و به سیمکشی مغز ارسال میشوند. همچنین یک سیستم بازخورد بین کاربر و رایانهای که اطلاعات را ذخیره میکند، مورد نیاز خواهد بود. با توجه به حجم اطلاعات مورد نیاز برای چنین سیستمی، احتمالاً این سیستم بر اساس اشکال فرضی فناوری رایانهای خواهد بود.
الزامات
- درک سیستم عصبی
درک جامعی از اینکه کدام تکانههای عصبی مربوط به کدام احساسات هستند و کدام تکانههای حرکتی مربوط به کدام انقباضات عضلانی هستند، مورد نیاز خواهد بود. این امر اجازه میدهد تا احساسات صحیح در کاربر و اقدامات در واقعیت مجازی رخ دهد. پروژه بلو برین (Blue Brain Project) در حال حاضر امیدوارکنندهترین تحقیق با ایده درک چگونگی کارکرد مغز با ساخت مدلهای رایانهای در مقیاس بسیار بزرگ است.
محیطهای دیجیتال غوطهورکننده
یک محیط دیجیتال غوطهورکننده (Immersive digital environment) یک صحنه یا «جهان» مصنوعی، تعاملی و ساخته شده توسط رایانه است که کاربر میتواند خود را در آن غوطهور کند.[۲۰]
محیطهای دیجیتال غوطهورکننده میتوانند مترادف با واقعیت مجازی در نظر گرفته شوند، اما بدون این دلالت که «واقعیت» حقیقی در حال شبیهسازی است. یک محیط دیجیتال غوطهورکننده میتواند مدلی از واقعیت باشد، اما همچنین میتواند یک رابط کاربری کاملاً فانتزی یا یک انتزاع باشد، تا زمانی که کاربر محیط در آن غوطهور باشد. تعریف غوطهوری گسترده و متغیر است، اما در اینجا فرض بر این است که به سادگی به معنای این است که کاربر احساس میکند بخشی از جهان شبیهسازی شده است. موفقیتی که با آن یک محیط دیجیتال غوطهورکننده میتواند واقعاً کاربر را غوطهور کند، به عوامل زیادی بستگی دارد، از جمله گرافیک رایانهای سهبعدی باورپذیر، صدای فراگیر، ورودی کاربر تعاملی و سایر عوامل مانند سادگی، عملکرد و پتانسیل لذت بردن. فناوریهای جدیدی در حال حاضر در دست توسعه هستند که ادعا میکنند جلوههای محیطی واقعی را به محیط بازیکنان میآورند – جلوههایی مانند باد، لرزش صندلی و نورپردازی محیطی.
ادراک
برای ایجاد حس غوطهوری کامل، ۵ حس (بینایی، شنوایی، لامسه، بویایی، چشایی) باید محیط دیجیتال را از نظر فیزیکی واقعی درک کنند. فناوری غوطهورکننده میتواند حواس را از طریق موارد زیر فریب دهد:
- نمایشگرهای سهبعدی پانوراما (بینایی)
- آکوستیک صدای فراگیر (شنوایی)
- هپتیک (Haptics) و بازخورد نیرو (لامسه)
- شبیهسازی بو (بویایی)
- شبیهسازی طعم (چشایی)
تعامل
زمانی که حواس به باور کافی برسند که محیط دیجیتال واقعی است (این تعامل و درگیری است که هرگز نمیتواند واقعی باشد)، کاربر باید بتواند به شیوهای طبیعی و شهودی با محیط تعامل داشته باشد. فناوریهای غوطهورکننده مختلف مانند کنترلهای اشارهای، ردیابی حرکت و بینایی رایانهای به اقدامات و حرکات کاربر پاسخ میدهند. رابطهای کنترل مغز (BCI) به فعالیت امواج مغزی کاربر پاسخ میدهند.
نمونهها و کاربردها
شبیهسازیهای آموزشی و تمرینی طیف وسیعی را پوشش میدهند؛ از آموزش رویهای بخشی از وظیفه (اغلب دکمهشناسی، برای نمونه: کدام دکمه را فشار دهید تا بوم سوختگیری باز شود) تا شبیهسازی موقعیتی (مانند پاسخ به بحران یا آموزش راننده کاروان) تا شبیهسازیهای تمام حرکتی که خلبانان یا سربازان و مجریان قانون را در سناریوهایی آموزش میدهند که تمرین در تجهیزات واقعی با استفاده از مهمات جنگی بسیار خطرناک است.
بازیهای ویدئویی از آرکید ساده تا بازی برخط چندنفره گسترده و برنامههای آموزشی مانند شبیهساز پرواز و شبیهساز رانندگی. محیطهای سرگرمی مانند شبیهسازهای حرکتی که سواران/بازیکنان را در یک محیط دیجیتال مجازی که با نشانههای حرکتی، دیداری و صوتی تقویت شده است، غوطهور میکنند. شبیهسازهای واقعیت، مانند یکی از کوههای ویرونگا در رواندا که شما را به سفری در جنگل میبرد تا با قبیلهای از گوریلهای کوهی ملاقات کنید.[۲۱] یا نسخههای آموزشی مانند موردی که سفر در شریانهای انسان و قلب را شبیهسازی میکند تا شاهد تجمع پلاک باشید و در نتیجه در مورد کلسترول و سلامتی بیاموزید.[۲۲]
به موازات دانشمندان، هنرمندانی مانند نوبوتیک ریسرچ، دونا کاکس، ربکا آلن، رابی کوپر، موریس بنایون، شار دیویس و جفری شاو از پتانسیل واقعیت مجازی غوطهورکننده برای ایجاد تجربیات و موقعیتهای فیزیولوژیک یا نمادین استفاده میکنند.
نمونههای دیگر فناوری غوطهوری شامل محیط فیزیکی / فضای غوطهورکننده با پروجکشنهای دیجیتال و صدای فراگیر مانند محیط مجازی خودکار غار (CAVE)، و استفاده از هدستهای واقعیت مجازی برای تماشای فیلم، با ردیابی سر و کنترل رایانهای تصویر ارائه شده است، به طوری که بیننده به نظر میرسد در داخل صحنه است. افزون بر این، فناوری غوطهوری میتواند شامل صدا با ردیابی سر و جهتگیری دقیق صدا باشد، مانند فناوری نوکیا OZO. نسل بعدی VIRTSIM است که از طریق ضبط حرکت (Motion Capture) و نمایشگرهای بیسیم نصب شده روی سر برای تیمهای حداکثر سیزده نفره به غوطهوری کامل دست مییابد و امکان حرکت طبیعی در فضا و تعامل همزمان در فضای مجازی و فیزیکی را فراهم میکند.
کاربرد در مراقبتهای پزشکی
زمینههای مطالعاتی جدید مرتبط با واقعیت مجازی غوطهورکننده هر روز در حال ظهور هستند. پژوهشگران پتانسیل زیادی در آزمایشهای واقعیت مجازی به عنوان روشهای مصاحبه مکمل در مراقبتهای روانپزشکی میبینند.[۲۳]
واقعیت مجازی غوطهورکننده همچنین در مطالعات به عنوان یک ابزار آموزشی استفاده شده است که در آن تجسم حالات روانپریشی برای افزایش درک از بیماران با علائم مشابه به کار رفته است.[۲۴] روشهای درمانی جدیدی برای اسکیزوفرنی در دسترس است[۲۵] و سایر حوزههای تحقیقاتی تازه توسعهیافته که در آنها انتظار میرود واقعیت مجازی غوطهورکننده باعث بهبود شود عبارتند از آموزش روشهای جراحی،[۲۶] برنامه توانبخشی برای آسیبها و جراحیها[۲۷] و کاهش درد اندام خیالی.[۲۸]
کاربردها در محیطهای ساختهشده
در حوزه طراحی معماری و علوم ساختمان، محیطهای مجازی غوطهورکننده برای کمک به معماران و مهندسان ساختمان به منظور ارتقای فرایند طراحی از طریق ادغام حس مقیاس، عمق و آگاهی فضایی آنها مورد استفاده قرار میگیرند. چنین پلتفرمهایی استفاده از مدلهای واقعیت مجازی و فناوریهای واقعیت ترکیبی را در عملکردهای مختلف تحقیقات علوم ساختمان،[۲۹] عملیات ساختوساز،[۳۰] آموزش پرسنل، نظرسنجی از کاربران نهایی، شبیهسازیهای عملکرد[۳۱] و تجسم مدلسازی اطلاعات ساختمان (BIM) یکپارچه میکنند.[۳۲][۳۳]
نمایشگرهای سربند (با هر دو سیستم ۳ درجه آزادی و ۶ درجه آزادی) و پلتفرمهای CAVE برای تجسم فضایی و ناوبری مدلسازی اطلاعات ساختمان (BIM) برای اهداف مختلف طراحی و ارزیابی استفاده میشوند.[۳۴] مشتریان، معماران و مالکان ساختمان از برنامههای مشتق شده از موتور بازی برای پیمایش در مدلهای BIM با مقیاس ۱:۱ استفاده میکنند که امکان تجربه گشتوگذار مجازی در ساختمانهای آینده را فراهم میکند.[۳۳] برای چنین موارد استفادهای، بهبود عملکرد ناوبری فضایی بین هدستهای واقعیت مجازی و صفحهنمایشهای رومیزی دوبعدی در مطالعات مختلف مورد بررسی قرار گرفته است؛ برخی پیشنهاد میکنند که بهبود قابل توجهی در هدستهای واقعیت مجازی وجود دارد،[۳۵][۳۶] در حالی که برخی دیگر تفاوت معنیداری را نشان نمیدهند.[۳۷][۳۸] معماران و مهندسان ساختمان همچنین میتوانند از ابزارهای طراحی غوطهور برای مدلسازی عناصر مختلف ساختمان در رابطهای CAD واقعیت مجازی استفاده کنند[۳۹][۴۰] و تغییرات ویژگیها را در فایلهای مدلسازی اطلاعات ساختمان (BIM) از طریق چنین محیطهایی اعمال کنند.[۳۲][۴۱]
در فاز ساختوساز ساختمان، محیطهای غوطهورکننده برای بهبود آمادهسازی سایت، ارتباطات در محل و همکاری اعضای تیم، ایمنی[۴۲][۴۳] و لجستیک[۴۴] استفاده میشوند. برای آموزش کارگران ساختمانی، محیطهای مجازی در انتقال مهارت بسیار مؤثر نشان داده شدهاند و مطالعات نتایج عملکردی مشابهی را با آموزش در محیطهای واقعی نشان میدهند.[۴۵] افزون بر این، پلتفرمهای مجازی در فاز بهرهبرداری ساختمانها نیز برای تعامل و تجسم دادهها با دستگاههای اینترنت اشیاء (IoT) موجود در ساختمانها، بهبود فرایند و مدیریت منابع مورد استفاده قرار میگیرند.[۴۶][۴۷]
مطالعات مربوط به ساکنان و کاربران نهایی نیز از طریق محیطهای غوطهورکننده انجام میشود.[۴۸][۴۹] پلتفرمهای غوطهورکننده مجازی، ساکنان آینده را در فرایند طراحی ساختمان با ایجاد حس حضور برای کاربران و ادغام ماکتهای پیشساخت و مدلهای BIM برای ارزیابی گزینههای طراحی جایگزین در مدل ساختمان به شیوهای به موقع و مقرونبهصرفه، درگیر میکنند.[۵۰] مطالعاتی که آزمایشهای انسانی را انجام دادهاند نشان دادهاند که کاربران در فعالیتهای روزانه اداری (شناسایی اشیاء، سرعت خواندن و درک مطلب) در محیطهای مجازی غوطهورکننده و محیطهای فیزیکی معیار، عملکرد مشابهی دارند.[۴۸] در زمینه روشنایی، از هدستهای واقعیت مجازی برای بررسی تأثیر الگوهای نما بر ادراک و رضایت از یک فضای شبیهسازی شده با نور روز استفاده شده است.[۵۱] افزون بر این، مطالعات نورپردازی مصنوعی محیطهای مجازی غوطهورکننده را برای ارزیابی ترجیحات نورپردازی کاربران نهایی در صحنههای مجازی شبیهسازی شده با کنترل پردهها و نورهای مصنوعی در محیط مجازی پیادهسازی کردهاند.[۴۹]
برای مهندسی سازه و تحلیل، محیطهای غوطهورکننده کاربر را قادر میسازند تا بدون حواسپرتی بیش از حد برای کار با ابزار شبیهسازی و ناوبری، بر تحقیقات سازهای تمرکز کند.[۵۲] کاربردهای واقعیت مجازی و واقعیت افزوده برای تحلیل اجزای محدود سازههای پوستهای طراحی شدهاند. با استفاده از قلم نوری و دستکشهای داده به عنوان دستگاههای ورودی، کاربر میتواند مش را ایجاد و اصلاح کند و شرایط مرزی را مشخص نماید. برای هندسههای ساده، نتایج کدگذاری شده با رنگ به صورت بیدرنگ با تغییر بارها بر روی مدل به دست میآید.[۵۳] مطالعات از شبکههای عصبی مصنوعی (ANN) یا روشهای تقریب برای دستیابی به تعامل بیدرنگ برای هندسه پیچیده و شبیهسازی تأثیر آن از طریق دستکشهای هپتیک استفاده کردهاند.[۵۴] شبیهسازی سازههای بزرگمقیاس و پلها نیز در محیطهای مجازی غوطهورکننده محقق شده است. کاربر میتواند بارهای وارد بر پل را جابهجا کند و نتایج تحلیل اجزای محدود بلافاصله با استفاده از یک ماژول تقریبی بهروزرسانی میشوند.[۵۵]
آثار زیانبار
بیماری شبیهساز (Simulation sickness)، یا زدگی شبیهساز، وضعیتی است که در آن فرد علائمی مشابه بیماری حرکت را که ناشی از انجام بازیهای شبیهسازی است، نشان میدهد.[۵۶]
بیماری حرکت ناشی از واقعیت مجازی بسیار شبیه به بیماری شبیهساز و بیماری حرکت ناشی از فیلمها است. با این حال، در واقعیت مجازی، این اثر شدیدتر میشود زیرا تمام نقاط مرجع خارجی از دید مسدود میشوند، تصاویر شبیهسازی شده سهبعدی هستند و در برخی موارد صدای استریو نیز ممکن است حس حرکت را القا کند. مطالعات نشان دادهاند که قرار گرفتن در معرض حرکات چرخشی در یک محیط مجازی میتواند باعث افزایش قابل توجه حالت تهوع و سایر علائم بیماری حرکت شود.[۵۷]
سایر تغییرات رفتاری مانند استرس، اعتیاد، انزوا و تغییرات خلقی نیز به عنوان عوارض جانبی ناشی از واقعیت مجازی غوطهورکننده مورد بحث قرار گرفتهاند.[۵۸]
جستارهای وابسته
- فراواقعیت
- هنر تعاملی
- متاورس
- حملونقل روایی
- لنز پنکیک
- پلیاستیشن ویآر۲
- اثر توری پنجره
- واقعیت شبیهسازیشده
- رایانش فضایی
- هنر شمشیر آنلاین
- دره وهمی
- هنر مجازی
- بیماری واقعیت مجازی
منابع
- ↑ Adams, Ernest (July 9, 2004). "Postmodernism and the Three Types of Immersion". Gamasutra. Archived from the original on October 24, 2007. Retrieved 2007-12-26.
- ↑ Björk, Staffan; Jussi Holopainen (2004). Patterns In Game Design. Charles River Media. p. 206. ISBN 978-1-58450-354-5.
- ↑ Barfield, Woodrow; Zeltzer, David; Sheridan, Thomas; Slater, Mel (1995). "Presence and Performance Within Virtual Environments". Virtual Environments and Advanced Interface Design. Oxford University Press. p. 473. ISBN 978-0-19-507555-7.
- ↑ Thornson, Carol; Goldiez, Brian (January 2009). "Predicting presence: Constructing the Tendency toward Presence Inventory". International Journal of Human-Computer Studies. 67 (1): 62–78. doi:10.1016/j.ijhcs.2008.08.006.
- ↑ Abrash M. (2014). What VR could, should, and almost certainly will be within two years
- ↑ Banna, Srinivasa (2020-04-02). "MicroLED Technology for AR/VR Displays (Conference Presentation)". Optical Architectures for Displays and Sensing in Augmented, Virtual, and Mixed Reality (AR, VR, MR). Vol. 11310. SPIE. p. 147.
- ↑ "Top and Best Universities in US for VR / AR". Virtual Reality Augmented Reality Technology Latest News (in American English). 10 January 2018. Archived from the original on 22 فوریه 2021. Retrieved 27 دسامبر 2025.
- ↑ "The 10 Biggest AR Investments of 2018". Next Reality (in English). 28 December 2018.
- ↑ "Intelligence Advanced Research Projects Activity (IARPA) RFI". Fbo.gov. 2010-03-12.
- ↑ "Army's Telemedicine and Advanced Technology Research Center funds virtual world for amputees". Whatsbrewin.next.gov.com. Archived from the original on 5 مارس 2012. Retrieved 27 دسامبر 2025.
- ↑ Petronzio, Matt (April 25, 2013). "Immersing Consumers in 'Immersive Experiences'". Mashable.
- ↑ "Porn Industry Embraces Immersive 3D technology". Tgdaily.com. Archived from the original on 27 سپتامبر 2016. Retrieved 27 دسامبر 2025.
- ↑ "Media Arts and Technology, UC Santa Barbara". Mat.ucsb.edu.
- ↑ "Home - Immersive Education Initiative". Immersiveeducation.org.
- ↑ "Immersive Learning Research Network". Immersive Learning Research Network.
- ↑ "Doctors test new gestural interface during brain surgery". Immersivetech.org.
- ↑ Kaplan, David; Zimmerman, Eric. "Play".
- ↑ "Virtual Rape Is Traumatic, but Is It a Crime?". Wired.com. 4 May 2007.
- ↑ Joseph Nechvatal, Immersive Ideals / Critical Distances. LAP Lambert Academic Publishing. 2009, pp. 367-368
- ↑ Joseph Nechvatal, Immersive Ideals / Critical Distances. LAP Lambert Academic Publishing. 2009, pp. 48-60
- ↑ «pulseworks.com». بایگانیشده از اصلی در ۵ مه ۲۰۰۹. دریافتشده در ۲۷ دسامبر ۲۰۲۵.
{{cite web}}: نگهداری یادکرد:تاریخ بهطور خودکار ترجمهشده (رده) - ↑ "Thank You".
- ↑ Freeman, D.; Antley, A.; Ehlers, A.; Dunn, G.; Thompson, C.; Vorontsova, N.; Garety, P.; Kuipers, E.; Glucksman, E.; Slater, M. (2014). "The use of immersive virtual reality (VR) to predict the occurrence 6 months later of paranoid thinking and posttraumatic stress symptoms assessed by self-report and interviewer methods: A study of individuals who have been physically assaulted". Psychological Assessment. 26 (3): 841–847. doi:10.1037/a0036240. PMC 4151801. PMID 24708073.
- ↑ http://www.life-slc.org/docs/Bailenson_etal-immersiveVR.pdf
- ↑ Freeman, D. (2007). "Studying and Treating Schizophrenia Using Virtual Reality: A New Paradigm". Schizophrenia Bulletin. 34 (4): 605–610. doi:10.1093/schbul/sbn020. PMC 2486455. PMID 18375568.
- ↑ Virtual Reality in Neuro-Psycho-Physiology, p. 36, در گوگل بوکس
- ↑ De Los Reyes-Guzman, A.; Dimbwadyo-Terrer, I.; Trincado-Alonso, F.; Aznar, M. A.; Alcubilla, C.; Pérez-Nombela, S.; Del Ama-Espinosa, A.; Polonio-López, B. A.; Gil-Agudo, Á. (2014). "A Data-Globe and Immersive Virtual Reality Environment for Upper Limb Rehabilitation after Spinal Cord Injury". XIII Mediterranean Conference on Medical and Biological Engineering and Computing 2013. IFMBE Proceedings. Vol. 41. p. 1759. doi:10.1007/978-3-319-00846-2_434. ISBN 978-3-319-00845-5.
- ↑ Llobera, J.; González-Franco, M.; Perez-Marcos, D.; Valls-Solé, J.; Slater, M.; Sanchez-Vives, M. V. (2012). "Virtual reality for assessment of patients suffering chronic pain: A case study". Experimental Brain Research. 225 (1): 105–117. doi:10.1007/s00221-012-3352-9. PMID 23223781. S2CID 2064966.
- ↑ Kuliga, S.F.; Thrash, T.; Dalton, R.C.; Hölscher, C. (2015). "Virtual reality as an empirical research tool — Exploring user experience in a real building and a corresponding virtual model". Computers, Environment and Urban Systems. 54: 363–375. Bibcode:2015CEUS...54..363K. doi:10.1016/j.compenvurbsys.2015.09.006.
- ↑ Kamat Vineet R.; Martinez Julio C. (2001-10-01). "Visualizing Simulated Construction Operations in 3D". Journal of Computing in Civil Engineering. 15 (4): 329–337. doi:10.1061/(asce)0887-3801(2001)15:4(329).
- ↑ Malkawi, Ali M.; Srinivasan, Ravi S. (2005). "A new paradigm for Human-Building Interaction: the use of CFD and Augmented Reality". Automation in Construction. 14 (1): 71–84. doi:10.1016/j.autcon.2004.08.001.
- 1 2 "Revit Live | Immersive Architectural Visualization | Autodesk". Archived from the original on 2017-11-09. Retrieved 2017-11-09.
- 1 2 "IrisVR - Virtual Reality for Architecture, Engineering, and Construction". irisvr.com. Retrieved 2017-11-09.
- ↑ Frost, P.; Warren, P. (2000). "Virtual reality used in a collaborative architectural design process". 2000 IEEE Conference on Information Visualization. An International Conference on Computer Visualization and Graphics. pp. 568–573. doi:10.1109/iv.2000.859814. ISBN 978-0-7695-0743-9. S2CID 30912415.
- ↑ Santos, Beatriz Sousa; Dias, Paulo; Pimentel, Angela; Baggerman, Jan-Willem; Ferreira, Carlos; Silva, Samuel; Madeira, Joaquim (2009-01-01). "Head-mounted display versus desktop for 3D navigation in virtual reality: a user study". Multimedia Tools and Applications (in English). 41 (1): 161. CiteSeerX 10.1.1.469.4984. doi:10.1007/s11042-008-0223-2. ISSN 1380-7501. S2CID 17298825.
- ↑ Ruddle, Roy A.; Payne, Stephen J.; Jones, Dylan M. (1999-04-01). "Navigating Large-Scale Virtual Environments: What Differences Occur Between Helmet-Mounted and Desk-Top Displays?" (PDF). Presence: Teleoperators and Virtual Environments. 8 (2): 157–168. doi:10.1162/105474699566143. ISSN 1054-7460. S2CID 15785663.
- ↑ Robertson, George; Czerwinski, Mary; van Dantzich, Maarten (1997). "Immersion in desktop virtual reality". Proceedings of the 10th annual ACM symposium on User interface software and technology - UIST '97. New York, NY, USA: ACM. pp. 11–19. CiteSeerX 10.1.1.125.175. doi:10.1145/263407.263409. ISBN 978-0-89791-881-7. S2CID 2699341.
- ↑ Ruddle, Roy A; Péruch, Patrick (2004-03-01). "Effects of proprioceptive feedback and environmental characteristics on spatial learning in virtual environments". International Journal of Human-Computer Studies. 60 (3): 299–326. CiteSeerX 10.1.1.294.6442. doi:10.1016/j.ijhcs.2003.10.001.
- ↑ "vSpline". www.vspline.com. Archived from the original on 2017-09-19. Retrieved 2017-11-09.
- ↑ "VR - Gravity Sketch". Gravity Sketch (in British English). Archived from the original on 2017-01-15. Retrieved 2017-11-09.
- ↑ "VR Productivity for AEC". www.kalloctech.com. Archived from the original on 2017-11-09. Retrieved 2017-11-09.
- ↑ Colombo, Simone; Manca, Davide; Brambilla, Sara; Totaro, Roberto; Galvagni, Remo (2011-01-01). "Towards the Automatic Measurement of Human Performance in Virtual Environments for Industrial Safety". ASME 2011 World Conference on Innovative Virtual Reality. pp. 67–76. doi:10.1115/winvr2011-5564. ISBN 978-0-7918-4432-8.
- ↑ "DAQRI - Smart Helmet®". daqri.com. Archived from the original on 2017-11-09. Retrieved 2017-11-09.
- ↑ Messner, John I. (2006). "Evaluating the Use of Immersive Display Media for Construction Planning". Intelligent Computing in Engineering and Architecture. Lecture Notes in Computer Science (in English). Vol. 4200. Springer, Berlin, Heidelberg. pp. 484–491. doi:10.1007/11888598_43. ISBN 978-3-540-46246-0.
- ↑ Waller, David; Hunt, Earl; Knapp, David (1998-04-01). "The Transfer of Spatial Knowledge in Virtual Environment Training". Presence: Teleoperators and Virtual Environments. 7 (2): 129–143. CiteSeerX 10.1.1.39.6307. doi:10.1162/105474698565631. ISSN 1054-7460. S2CID 17900737.
- ↑ V. Whisker; A. Baratta; S. Yerrapathruni; J.Messner; T. Shaw; M.Warren; E. Rotthoff; J. Winters; J. Clelland; F. Johnson (2003). "Using immersive virtual environments to develop and visualize construction schedules for advanced nuclear power plants". Proceedings of ICAPP. 3: 4–7. CiteSeerX 10.1.1.456.7914.
- ↑ Colombo, Simone; Nazir, Salman; Manca, Davide (2014-10-01). "Immersive Virtual Reality for Training and Decision Making: Preliminary Results of Experiments Performed With a Plant Simulator". SPE Economics & Management (in English). 6 (4): 165–172. doi:10.2118/164993-pa. ISSN 2150-1173.
- 1 2 Heydarian, Arsalan; Carneiro, Joao P.; Gerber, David; Becerik-Gerber, Burcin; Hayes, Timothy; Wood, Wendy (2015). "Immersive virtual environments versus physical built environments: A benchmarking study for building design and user-built environment explorations". Automation in Construction. 54: 116–126. doi:10.1016/j.autcon.2015.03.020.
- 1 2 Heydarian, Arsalan; Carneiro, Joao P.; Gerber, David; Becerik-Gerber, Burcin (2015). "Immersive virtual environments, understanding the impact of design features and occupant choice upon lighting for building performance". Building and Environment. 89: 217–228. Bibcode:2015BuEnv..89..217H. doi:10.1016/j.buildenv.2015.02.038.
- ↑ Mahdjoub, Morad; Monticolo, Davy; Gomes, Samuel; Sagot, Jean-Claude (2010). "A collaborative Design for Usability approach supported by Virtual Reality and a Multi-Agent System embedded in a PLM environment". Computer-Aided Design. 42 (5): 402–413. doi:10.1016/j.cad.2009.02.009. S2CID 9933280.
- ↑ Chamilothori, Kynthia; Wienold, Jan; Andersen, Marilyne (2016). "Daylight patterns as a means to influence the spatial ambiance: a preliminary study". Proceedings of the 3rd International Congress on Ambiances.
- ↑ Huang, J.M.; Ong, S.K.; Nee, A.Y.C. (2017). "Visualization and interaction of finite element analysis in augmented reality". Computer-Aided Design. 84: 1–14. doi:10.1016/j.cad.2016.10.004.
- ↑ Liverani, A.; Kuester, F.; Hamann, B. (1999). "Towards interactive finite element analysis of shell structures in virtual reality". 1999 IEEE International Conference on Information Visualization (Cat. No. PR00210). pp. 340–346. doi:10.1109/iv.1999.781580. ISBN 978-0-7695-0210-6. S2CID 13613971.
- ↑ Hambli, Ridha; Chamekh, Abdessalam; Salah, Hédi Bel Hadj (2006). "Real-time deformation of structure using finite element and neural networks in virtual reality applications". Finite Elements in Analysis and Design. 42 (11): 985–991. doi:10.1016/j.finel.2006.03.008.
- ↑ Connell, Mike; Tullberg, Odd (2002). "A framework for immersive FEM visualisation using transparent object communication in a distributed network environment". Advances in Engineering Software. 33 (7–10): 453–459. doi:10.1016/s0965-9978(02)00063-7.
- ↑ "Oculus Rift is working to solve simulator sickness". Polygon. 19 August 2013. Archived from the original on 2015-09-24. Retrieved 2015-05-05.
- ↑ So, R.H.Y. and Lo, W.T. (1999) "Cybersickness: An Experimental Study to Isolate the Effects of Rotational Scene Oscillations." Proceedings of IEEE Virtual Reality '99 Conference, March 13–17, 1999, Houston, Texas. Published by IEEE Computer Society, pp. 237–241
- ↑ Costello, Patrick (1997-07-23). "Health and Safety Issues associated with Virtual Reality - A Review of Current Literature" (PDF). Archived (PDF) from the original on 2014-12-18. Retrieved 2014-11-25.
برای مطالعه بیشتر
- Grau, Oliver (2003). Virtual Art: From Illusion to Immersion. MIT-Press. ISBN 978-0-262-27426-5.
- Varney, Allen (2006-08-08). "Immersion Unexplained". The Escapist.
- Grau, Oliver, ed. (2007). MediaArtHistories. MIT Press. ISBN 978-0-262-51498-9.
- Adams, Ernest (July 9, 2004). "Postmodernism and the Three Types of Immersion". گاماسوترا. Retrieved 2007-12-26.
- Björk, Staffan; Jussi Holopainen (2004). Patterns In Game Design. Charles River Media. p. 423. ISBN 978-1-58450-354-5.
- Shanken, Edward A. (2009-02-21). Art and Electronic Media. Phaidon Press. ISBN 978-0-7148-4782-5.
- Nechvatal, Joseph (2009-01-01). Towards an Immersive Intelligence: Essays on the Work of Art in the Age of Computer Technology and Virtual Reality, 1993-2006. Edgewise Press. ISBN 978-1-893207-24-0.
پیوند به بیرون
- Immersive Ideals / Critical Distances دانلود پیدیاف کتاب درسی ژوزف نچواتال. انتشارات آکادمیک لمبرت. ۲۰۰۹.
- Audio and Game Immersion پایاننامه دکتری دربارهٔ صدای بازی (چارچوب IEZA) و غوطهوری.
- ابتکار آموزش غوطهورکننده
- شبکه تحقیقاتی یادگیری غوطهورکننده
- داگلاس ترامبول – آینده فیلم (فیلم سخنران Future of StoryTelling 2018) در یوتیوب
- ارزیابی فناوری
- واقعیت مجازی
- هنر آمریکایی
- هنر معاصر
- هنر مفهومی
- هنر ایالات متحده آمریکا
- واژهشناسی بازیها
- واقعیت حاد
- رسانههای جدید
- صوت
- ارزیابیهای فناوری
- سبکهای هنرهای تجسمی