เทคโนโลยีเสมือนจริง

หากเดินไปตามงาน commart หรืองานเปิดตัวสินค้าเทคโนโลยีต่างๆในทุกวันนี้ สิ่งหนึ่งที่เราจะเห็นกันอย่างเป็นประจำเลยก็คือ ผู้คนที่สวมแว่นขนาดใหญ่แล้วกำลังทดสอบระบบ Virtual reality อยู่นั้นเอง  วันนี้เราจะมาทำความรู้จักเจ้าระบบนี้กัน ว่ามีไว้เพื่ออะไร ทำงานยังไง และมีอุปกรณ์ส่วนไหนบ้าง

ความเป็นจริงเสมือน (virtual reality) หรือ วีอาร์ (VR) เป็นเทคโนโลยีที่คอมพิวเตอร์จำลองสภาพแวดล้อมเสมือนขึ้นโดยส่วนมากจะเกี่ยวข้องกับการมองเห็น แสดงทั้งบนจอคอมพิวเตอร์ หรือ อุปกรณ์แสดงผลสามมิติ    โดยผู้ใช้สามารถโต้ตอบกับสิ่งแวดล้อมเสมือนได้ทั้งการใช้อุปกรณ์นำเข้ามาตรฐานเช่น แป้นพิมพ์ หรือ เมาส์  สภาพแวดล้อมจำลองยังสามารถทำให้คล้ายกับโลกจริงได้  เช่น   การจำลองสำหรับการฝึกนักบิน หรือในทางตรงกันข้ามมันยังสามารถทำให้แตกต่างจากความเป็นจริงได้อีกด้วย เช่น เกมต่างๆ ที่ฝ่ายผู้ผลิตเกมเริ่มทำขึ้นในปัจจุบัน  ในทางปฏิบัติแล้วเป็นเรื่องยากมากในการสร้างประสบการณ์ความเป็นจริงเสมือนที่เหมือนจริงมาก ๆ เนื่องจากข้อจำกัดทางเทคนิคหรือกำลังการประมวลผล ความละเอียดของภาพ   อย่างไรก็ตามข้อจำกัดดังกล่าวคาดว่าจะแก้ไขได้ในอนาคตอันใกล้เนื่องจากเทคโนโลยีการสื่อสารภาพและข้อมูล   รวมถึงกำลังของหน่วยประมวลผลนั้นพัฒนาขึ้นอย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพ

มาดูกันว่าระบบ ความเป็นจริงเสมือนนี้ มีอุปกรณ์อะไรบ้างที่ช่วยดึงให้เราไปอยู่ในโลกของคอมพิวเตอร์

Head-mounted display (จอภาพสวมศีรษะ)

จอภาพสวมศีรษะ หรือที่รู้จักกันในชื่อหนึ่งว่า ชุดแว่นตา ประกอบด้วยแว่นตาที่บรรจุจอมอนิเตอร์ขนาดเล็กซึ่งทำด้วยกระจก 3 มิติ เรียกว่า stereoscopic glasses กระจกจะทำมุมกว้างประมาณ 140 ซึ่งครอบคลุมการเห็นในแนวนอนเกือบทั้งหมด ชุดแว่นตาจะใช้สัญญาณอินฟาเรดพร้อมเลนส์ปิด-เปิด รูรับแสงทำด้วยการเสนอภาพที่แยกกันเล็กน้อยอย่างรวดเร็วในเลนส์ แว่นตาทั้ง 2 ข้างสามารถเคลื่อนที่ได้โดยรอบในเนื้อที่ 3 มิติ ซึ่งขึ้นอยู่ว่าเสียงเกิดขึ้นในทิศทางใดบ้างในไซเบอร์สเปซนั้น

Data gloves (ถุงมือรับรู้)

ถุงมือรับรู้ เป็นถุงมือขนาดเบาที่มีเส้นใยนำแสงเรียงเป็นแนวอยู่ตามนิ้วและเมื่อเป็นเครื่องรับรู้การเคลื่อนที่และส่งสัญญาณไปยังคอมพิวเตอร์เมื่อสวมถุงมือแล้วจะทำให้เข้าถึงสิ่งแวดล้อม 3 มิติ ถุงมือรับรู้จะทำให้ผู้ใช้จับต้องและรู้สึกได้ถึงวัตถุสิ่งของซึ่งไม่มีอยู่นั่นจริงในของผิวหน้าของถุงมือจะมีการกระตุ้นการสัมผัส เมื่อคอมพิวเตอร์ รับความรู้สึก นั่นคือเมื่อเราจับวัตถุเสมือน เราจะรู้สึกเสมือนว่าเราได้จับวัตถุจริงด้วยนิ้วของเราเอง ถุงมือที่รับรู้นิยมใช้กันจะเป็นถุงมือความดันลมที่มีเครื่องรับความรู้สึกและถุงลมเล็กๆอยู่ภายใน

Cave

เป็นห้องแสดงผลสามมิติที่ประกอบจากจอภาพจำนวน 4 จอต่อกันเป็นรูปลูกบาศก์ สำหรับจอด้านซ้าย ด้านหน้า ด้านขวา และที่พื้น สามารถมองเห็นวัตถุจำลองที่เตรียมขึ้นจากโปรแกรมคอมพิวเตอร์โดยอาศัยแว่นสามมิติชนิด LCD shutter glasses รวมทั้งสามารถติดต่อกับวัตถุจำลองสามมิติชิ้นต่างๆ ได้โดยอาศัยอุปกรณ์ติดต่ออย่าง ถุงมือ 3 มิติ (CyberGlove), เมาส์สามมิติ (3D mouse), และ คทาสามมิติ (Wanda) เป็นต้น

 

การทำงานของความเป็นจริงเสมือน

เมื่อเราสวมจอภาพศีรษะซึ่งประกอบด้วยจอมอนิเตอร์เล็กๆ จอมอนิเตอร์จะเติมเต็มการเห็นทั้งหมดด้วยภาพในห้องในลักษณะภาพ 3 มิติ ซึ่งภาพนี้ถูกสร้างขึ้นมาด้วยคอมพิวเตอร์ที่เชื่อมต่อกับจอภาพสวมศีรษะด้วยสายเคเบิล วงจรไฟฟ้าและซอฟแวร์จะจัดการให้เกิดภาพในจอมอนิเตอร์อย่างเหมาะสมที่สุดโดยการสร้างภาพลวงตาในขณะที่เรามองดูรอบๆ ตัวภาพที่มองเห็นภายในกระจกจะเลื่อนเปลี่ยนทิศทางการเคลื่อนที่ลวงตาได้สร้างขึ้น นั่นคือการที่เราเคลื่อนที่ไปในขณะที่โลกเสมือนจริงนั้นนิ่งอยู่กับที่ เราต้องสร้างความสัมพันธ์ระหว่างศีรษะของเรากับโลกภายนอกสำหรับความเป็นจริงเสมือนเพื่อลอกเลียนการปรากฏขึ้นในเนื้อที่ว่างเสมือนนั้น ภาพที่มองเห็นผ่านทางจอภาพสวมศีรษะ เป็นภาพในเวลาจริงโดยคอมพิวเตอร์กราฟิก ซึ่งหมายถึงจะต้องใช้คอมพิวเตอร์ที่มีเนื้อที่บันทึกและหน่วยความจำขนาดใหญ่ซึ่งมีราคาสูงมากในเทคโนโลยีความเป็นจริงเสมือนคอมพิวเตอร์จะสร้างภาพเหตุการณ์จำนวน 30 ครั้งต่อวินาทีให้ปรากฏขึ้นต่อหน้าเราโดยปรับให้เหมาะสมกับตำแหน่งศีรษะในทันทีทำให้คอมพิวเตอร์สร้างภาพลวงตาว่าเรากำลังเคลื่อนไหวโดยรอบอยู่ภายในโลกภายนอกที่หยุดนิ่งในเวลานั้น