واقعی ساختن دنیای مجازی و نحوه «فریب» مغز به وسیله ‏VR‏ (بخش اول)‏

در این مقاله خواهیم آموخت که چگونه VR به روشهای جالب و گاهی غیر منتظره، مغز ما را فریب داده تا باور کند به طور کامل در مکان دیگری قرار داریم.
 

محیط‌های واقعیت مجازی می‌توانند به کوچکی کابین خلبان هواپیما یا به بزرگی کل دنیای مجازی باشند. این محیط‌ها به گونه‌ای طراحی می‌شوند که تا حد امکان واقعی به نظر برسند.
VR زمانی باورپذیر و غوطه ور کننده در نظر گرفته می‌شود که تجربه ما در دنیای مجازی شبیه به تجربه‌مان در دنیای واقعی باشدVR زمانی باورپذیر و غوطه ور کننده در نظر گرفته می‌شود که تجربه ما در دنیای مجازی شبیه به تجربه‌مان در دنیای واقعی باشد. به عنوان مثال در دنیای واقعی شما می‌توانید با سرعتهای مختلف راه بروید یا بدوید. چنانچه در دنیای مجازی باشید و تنها بتوانید با یک سرعت حرکت کنید، آنگاه دنیای مجازی باورپذیر یا غوطه ور کننده نخواهد بود، به این دلیل که تجربه شما در VR با تجربه شما از دنیای واقعی که در آن می‌توانید با سرعتهای مختلف راه رفته یا بدوید تطابق ندارد. هر اندازه واقعیت مجازی متقاعد کننده‌تر یا غوطه ور سازتر باشد، آن را بیشتر باور می‌کنیم یا حداقل این احساس به ما دست می‌دهد که انگار در محیط واقعی قرار داریم.

آیا می‌دانید این اتفاق چگونه رخ می‌دهد؟ اجازه دهید تصور کنیم که می‌خواهیم جهان یا عالم دیگری را برای یک دوست ساخته تا آن را تجربه کند. برای موفقیت در این کار لازم است این جهان بسیار باورپذیر باشد. اگر این کار را به درستی انجام دهیم، مغز دوست ما «فریب» خواهد خورد که این جهان ساختگی ما واقعی است حتی با این وجود که دوست‌مان می‌داند این توهمی بیش نیست. در صورتی که در کار خود موفق نباشیم، دوستمان تنها یک تجربه لذت بخش را خواهد داشت بدون آنکه مغز او به درستی «فریب» خورده باشد. احتمال سومی هم وجود دارد که ما آن را واقعاً اشتباه انجام دهیم. که در این حالت دوستمان نوعی سایبرزدگی را تجربه می‌کند. در این وضعیت نوعی احساس سردرگمی و یا حالت تهوع به دوستمان دست می‌دهد که می‌تواند در نتیجه توهم حرکت در محیط‌های مجازی باشد. این احساس ناخوشایند همچنین می‌تواند به دلیل تأخیر میان آنچه قوه بینایی شما انتظار دارد و آنچه دنیای مجازی ارائه می‌دهد اتفاق افتد.

به عبارت دیگر VR زمانی غیر مؤثر و ناکارآمد خواهد بود که دنیای مجازی «رفتاری» متفاوت از آنچه در واقعیت وجود دارد از خود نشان دهد.
 

به منظور درک میزان مؤثر بودن VR ابتدا لازم است کمی در مورد نحوه حس دنیای اطراف‌مان توسط مغز اطلاعاتی کسب کنیم. اجازه دهید به حواسی بپردازیم که به ما امکان تجربه دنیای واقعی را می‌دهند که چند مورد از آنها حواس بینایی، شنوایی و لامسه را شامل می‌شود. مغز برای درک دنیا ابتدا نیاز دارد اطلاعات را از اندام‌های حسی مانند چشم، گوش و پوست دریافت کند. سپس این اطلاعات را تفسیر کرده و به ما اجازه می‌دهد هر آنچه در محیط رخ می‌دهد را درک کنیم. تعبیر مغز از حواسی که درک ما را می‌سازند را ادراک (یعنی فرایند مغز در تفسیر حواس به تجربه) گویند.

به عنوان مثال ما می‌توانیم سگی را ببینیم که در اطراف اتاق می‌دود، صدای پارس او را می‌شنویم و موی بدنش را که بر روی پوست خود احساس می‌کنیم، همگی احساساتی هستند که آنها را دریافت کرده و به عنوان تجربه درک می‌کنیم. این تأثیر متقابل احساس (با استفاده از قوه بینایی، شنوایی و غیره) و ادراک (تفسیر مغز ما از این اطلاعات) است که تجربه ما از واقعیت را می‌سازند.
 

برای ساخت یک جهان دیگر، موارد زیادی را باید مورد بررسی قرار دهیم. به این دلیل که حواس ما متعدد و پیچیده هستند، با یک مثال ساده شروع می‌کنیم. ما می‌توانیم جهان دیگری را تنها از طریق حس بینایی تجربه کنیم و این مکان را باورپذیر سازیم به این دلیل که مغز ما بیشتر از هر حس دیگری بر روی حس بینایی تکیه دارد. اجازه دهید تصور کنیم که آنچه ما قرار است بسازیم شبیه به یک تل یا تپه مریخی است. چگونه می‌توانیم با این تصویر ساده شروع کنیم و دوست خود را متقاعد سازیم، به گونه‌ای که این محیط برای او باورپذیر باشد؟ دوست ما نیاز دارد تصویر دو بعدی از یک تپه مریخی را تجربه کند به گونه‌ای که این تصویر مانند فضای سه بعدی که اکنون در آن هستیم، واقعی جلوه کند. برای تحقق این امر، نیاز داریم با ایجاد چیزی در محیط خود تحت عنوان دید سه بعدی یا برجسته بینی شروع کنیم.

چگونه می‌توانیم از واقعیت مجازی استفاده کرده تا این تصویر دو بعدی از یک تپه ماسه‌ای در مریخ را به جهانی تبدیل کنیم که این احساس به ما دست دهد واقعاً بر روی آن ایستاده‌ایم؟ پاسخ آن پیچیده است و ایجاد دید سه بعدی در هدست VR و ردیابی حرکت سر شخص را نیاز دارد.

یک عکس معمولی یک تصویر غیر متحرک است که از یک منظره واحد مشاهده می‌شود. اما در دنیای واقعی هنگامی که یک منظره یا صحنه را تماشا می‌کنیم می‌توانیم به اطراف حرکت کرده و به اشیاء یا اشخاص از زوایای مختلف نگاه بیندازیم. در تصویر زیر سگی را می‌بینیم که کنار یک صندلی نشسته است. گاهی اوقات بسته به محل ایستادنمان می‌توانیم بیشتر صندلی را ببینیم تا سگ را، و اهمیت آن در این است که در این تصاویر عمق تصویر را درک کنیم. در این عکس می‌توانیم بگوییم که صندلی نزدیک‌تر از سگ به ما است چرا که تا اندازه‌ای مانع از دیده شدن کامل سگ شده است. درک میزان نزدیکی و دوری اشیاء به ما، تا حدودی به دید دو چشمی‌مان بستگی دارد.
مغز اطلاعات بصری را از چشمان چپ و راست دریافت کرده و آنها را به یک تصویر واحد تبدیل می‌سازد.دید دو چشمی به این معنا است که چشم چپ و راست به دلیل آنکه در موقعیت کمی متفاوت از یکدیگر در دو طرف صورت قرار گرفته‌اند، اشیاء و اشخاص را از زاویه دید کمی متفاوت مشاهده و دریافت می‌کنند. این بدان معنا است که مغز ما باید اطلاعات دریافتی از این دو زاویه دید را با یکدیگر ادغام سازد. این روند را بینایی سه بعدی یا برجسته بینی گویند. یعنی مغز اطلاعات بصری را از چشمان چپ و راست دریافت کرده و آنها را به یک تصویر واحد تبدیل می‌سازد.

مغز به وسیله دید سه بعدی این امکان را فراهم می‌سازد که متوجه شویم آیا یک شئ نزدیک به ما است یا در فاصله دور قرار دارد. برای دوستمان سه بعدی بینی چیزی است که توهم بودن در تصویر بجای تنها نگاه کردن به آن را ایجاد می‌کند.



در یک عکس ساده برای نشان دادن زوایای مختلف یک صحنه به چندین تصویر نیاز داریم. واقعیت مجازی برای ما این امکان را فراهم می‌سازد که این محیط‌های واحد را در هم ادغام کرده و از نقاط متفاوت حرکت کرده و عمق سه بعدی دقیقاً مانند زندگی واقعی را درک کنیم.

ادامه دارد...


منبع: kids.frontiersin