تحقیق درباره واقعیت مجازی و کاربردهای آن

تحقیق درباره واقعیت مجازی و کاربردهای آن

تحقیق واقعیت مجازی و کاربردهای آن در قالب فایل ورد تهیه و طراحی شده و شامل صفحه فهرست بندی موضوعات، عنوان تحقیق،مقدمه، متن تحقیق و منابع می باشد که مجموع صفحات این فایل 35 صفحه است.

صفحات این تحقیق شماره گزاری شده و متن آن نیز پاراگراف بندی و ویرایش شده است و آماده ارائه و یا پرینت می باشد. فایل ورد این تحقیق قابل ویرایش بوده و شما می توانید به مطالب آن افزوده و یا هر قسمت که بخواهید حذف کنید.

جهت جلوگیری از بهم ریختگی متون و نمایش صحیح در دستگاه ها و نرم افزار های مختلف علاوه بر فایل Word یک نسخه فایل PDF هم در فایل دانلودی قرار داده شده است.

عناوین و سرفصل ها:

مقدمه – نام‌شناسی – فرم‌ها و روش‌ها – تاریخ – فن آوری – نرم‌افزار – سخت‌افزار – تجربه غوطه وری دیداری – کیفیت نمایش – کاربردها – کاربردهای واقعیت مجازی در ارتش – کاربردهای نظامی –  تجهیزات VR و ارتش – کاربردهای واقعیت مجازی در آموزش – کاربردهای واقعیت مجازی در نجوم – واقعیت مجازی و کودکان خوره تکنولوژی! – کاربردهای واقعیت مجازی در بهداشت و درمان – نرم افزار شبیه سازی انسان – کاربردهای واقعیت مجازی در تشخیص بیماری – جراحی رباتیک مجازی – کاربردهای واقعیت مجازی در صنعت سرگرمی – بهبود تعامل مخاطبان – کاربردهای واقعیت مجازی در مد – فشن شو مجازی – مد سکند لایف – بازی‌های دخترانه و مد – واقعیت مجازی و میراث فرهنگی – سایت‎های میراث فرهنگی و تاریخی واقعیت مجازی – کاربردهای واقعیت مجازی در تجارت – مزایای VR در تجارت – دنیاهای مجازی برای تجارت و کسب و کار – کاربردهای واقعیت مجازی در مهندسی – واقعیت مجازی و چرخه طراحی – واقعیت مجازی و طراحی اتوموبیل – کاربردهای واقعیت مجازی در ورزش – بهبود عملکرد ورزشکار – طراحی تجهیزات ورزشی و نوآوری – نزدیک تر ساختن رویداد ورزشی به مخاطبان – کاربردهای واقعیت مجازی در رسانه – واقعیت مجازی در سینما و تلویزیون – جشنواره فیلم مجازی – واقعیت مجازی و موسیقی – واقعیت مجازی و کتاب – واقعیت مجازی و هنر – واقعیت مجازی و تجسم علمی – ابزاری برای انتقال اطلاعات پیچیده – کاربردهای واقعیت مجازی در انواع علوم – کاربردهای واقعیت مجازی در ارتباطات از راه دور – کاربردهای واقعیت مجازی در ساختمان سازی – منافع – دوام و پایداری – ساخت و ساز شبیه سازی شده – آینده ساخت و ساز و VR – زبان‌های برنامه نویسی واقعیت مجازی – زبان برنامه‌ریزی مختص واقعیت مجازی – زبان برنامه‌نویسی بصری – نگرانی‌ها و چالش‌ها – سلامت و امنیت – حریم خصوصی – منابع

قسمتی از تحقیق:

مقدمه

واقعیت مجازی (به انگلیسی : Virtual Reality) به اختصار وی‌آر (VR)، یک تجربه شبیه‌سازی شده است که می‌تواند مشابه یا کاملاً متفاوت از دنیای واقعی باشد. کاربردهای واقعیت مجازی شامل سرگرمی (مثلاً بازی‌های ویدیویی)، آموزش (مثلاً آموزش پزشکی یا نظامی) و تجارت (مثلاً جلسات مجازی) است. انواع متمایز دیگر فناوری به سبک وی‌آر شامل واقعیت افزوده و واقعیت ترکیبی است که گاهی اوقات به عنوان واقعیت توسعه یافته یا XR شناخته می‌شود.

در حال حاضر، سیستم‌های واقعیت مجازی استاندارد از هدست‌های واقعیت مجازی یا محیط‌های چندگانه برای تولید تصاویر، صداها و سایر احساسات واقعی استفاده می‌کنند که حضور فیزیکی کاربر را در یک محیط مجازی شبیه‌سازی می‌کنند. فردی که از تجهیزات واقعیت مجازی استفاده می‌کند قادر است به اطراف دنیای مصنوعی نگاه کند، در آن حرکت کند و با ویژگی‌ها یا آیتم‌های مجازی تعامل داشته باشد. این افکت معمولاً توسط هدست‌های واقعیت مجازی متشکل از یک نمایشگر روی سر با یک صفحه نمایش کوچک در جلوی چشم ایجاد می‌شود، اما می‌تواند از طریق اتاق‌هایی با طراحی خاص با چندین صفحه نمایش بزرگ نیز ایجاد شود. واقعیت مجازی معمولاً بازخورد شنیداری و تصویری را در بر می‌گیرد، اما ممکن است انواع دیگر بازخورد حسی و نیرویی را از طریق فناوری لمسی نیز امکان‌پذیر کند.

نام‌شناسی

از نیمه قرن ۱۴۰۰ میلادی به بعد واژه مجازی به معنای بودن چیزی در مفهوم یا ماهیت هر چند نه در واقعیت یا در حقیقت وجود داشته‌است. از سال ۱۹۵۹ واژه مجازی در معنای رایانه ای به کار برده شده اما نه از نظر ساختار فیزیکی بلکه به عنوان یک نرم‌افزار نمایان شده‌است.

در سال ۱۹۳۸، آنتونین آرتو، نمایشنامه نویس پیشرو فرانسوی، ماهیت غیر واقعی شخصیت‌ها و اشیاء در تئاتر را بعنوان واقعیت مجازی در مجموعه ای از مقاله‌ها با نام تئاتر و همزادش توصیف کرد. در سال ۱۹۵۸ ترجمه انگلیسی این کتاب، به نام تئاتر و همزادش منتشر شد که این نخستین کاربرد اصطلاح «واقعیت مجازی “ منتشر شده می‌باشد. اصطلاح “ واقعیت مصنوعی “ به وسیله میرون کروگر ابداع شد که از دهه ۱۹۷۰ به بعد به کار برده شده‌است. اصطلاح “واقعیت مجازی “ نخستین بار در زمینه علمی-تخیلی در رمان» Judas Mandala “ در سال ۱۹۸۲ به وسیله دامین برودریک به کار برده شد.

اقتباس گسترده از اصطلاح “virtual reality” در رسانه‌ها به Jaron Lanier نسبت داده می‌شود که در اواخر دهه ۱۹۸۰ برخی از اولین سخت‌افزارهای واقعیت مجازی درجه یک تجاری را تحت نظر شرکت تحقیقاتی VPL طراحی کرد، و فیلم مرد چمن‌زن در سال ۱۹۹۲ ویژگی‌های استفاده از سیستم‌های واقعیت مجازی آن را به نمایش گذاشت.

فرم‌ها و روش‌ها

یکی از روش‌هایی که با آن می‌توان واقعیت مجازی را تحقق بخشید، واقعیت مجازی مبتنی بر شبیه‌سازی است. برای مثال، شبیه‌سازهای رانندگی با پیش‌بینی حرکت وسیله نقلیه ناشی از ورودی راننده و بازخورد دادن نشانه‌های بصری، حرکتی و صوتی مربوطه به راننده، این تصور را به راننده القا می‌کند که واقعاً یک وسیله نقلیه واقعی را رانندگی می‌کند.

با استفاده از واقعیت مجازی مبتنی بر تصویر آواتار، افراد می‌توانند در قالب ویدیوی واقعی و همچنین آواتار به محیط مجازی بپیوندند. می‌توان در محیط مجازی توزیع شده سه بعدی به صورت یک آواتار معمولی یا یک ویدیو واقعی شرکت کرد. کاربران می‌توانند نوع مشارکت خود را بر اساس قابلیت سیستم انتخاب کنند.

تاریخ

منشأ دقیق واقعیت مجازی مورد مناقشه است، تا حدی به این دلیل که تدوین تعریفی برای مفهوم وجود جایگزین دشوار بوده‌است. توسعه پرسپکتیو در اروپای رنسانس، تصاویر متقاعدکننده‌ای از فضاهایی ایجاد کرد که وجود نداشتند، در آنچه از آن به عنوان «تکثیر جهان‌های مصنوعی» یاد می‌شود. سایر عناصر واقعیت مجازی در اوایل دهه ۱۸۶۰ ظاهر شدند. آنتونین آرتو بر این باور بود که توهم از واقعیت متمایز نیست و از این که تماشاگران در یک نمایشنامه باید ناباوری را متوقف کنند و درام روی صحنه را واقعیت بدانند. اولین ارجاع به مفهوم جدیتر واقعیت مجازی در داستانهای علمی تخیلی بود.

فن آوری

نرم‌افزار

زبان مدل‌سازی واقعیت مجازی (VRML) که برای اولین بار در سال ۱۹۹۴ معرفی شد، برای توسعه «جهان‌های مجازی» بدون وابستگی به هدست در نظر گرفته شد. کنسرسیوم Web3D متعاقباً در سال ۱۹۹۷ برای توسعه استانداردهای صنعتی برای گرافیک‌های سه بعدی مبتنی بر وب تأسیس شد. کنسرسیوم اکس تری دی را از چارچوب VRML به عنوان یک استاندارد آرشیوی و منبع باز برای توزیع مبتنی بر وب محتوای VR توسعه داد. WebVR یک رابط برنامه‌نویسی برنامه کاربردی جاوااسکریپت (API) آزمایشی است که از دستگاه‌های واقعیت مجازی مختلف مانند HTC Vive, Oculus Rift, Google Cardboard یا OSVR در یک مرورگر وب پشتیبانی می‌کند.

سخت‌افزار

نمایشگرهای هدست واقعیت مجازی مدرن مبتنی بر فناوری توسعه‌یافته برای گوشی‌های هوشمند از جمله: ژیروسکوپ و حسگرهای حرکتی برای ردیابی وضعیت سر، بدن و دست هستند. صفحه نمایش‌های کوچک HD برای نمایشگرهای استریوسکوپی؛ و پردازنده‌های کامپیوتری کوچک، سبک و سریع هستند. این اجزا به مقرون به صرفه بودن نسبی برای توسعه دهندگان مستقل واقعیت مجازی منجر شد و ارائه اولین هدست VR توسط Oculus Rift Kickstarter در سال ۲۰۱۲ صورت گرفت.

تجربه غوطه وری دیداری

کیفیت نمایش

حداقل زاویه وضوح (MAR) به حداقل فاصله بین دو پیکسل نمایشگر اشاره دارد. در فاصله دور، بیننده به وضوح می‌تواند پیکسل‌های مستقل را تشخیص دهد. حداقل زاویه وضوح بین دو پیکسل که اغلب بر حسب ثانیه قوس اندازه‌گیری می‌شود به فاصله دید مربوط می‌شود. برای عموم مردم، وضوح در حدود ۳۰–۶۵ ثانیه قوس است که در ترکیب با فاصله به عنوان وضوح فضایی شناخته می‌شود.

کاربردها

واقعیت مجازی بیشتر در برنامه‌های سرگرمی مانند بازی‌های ویدئویی، سینمای سه بعدی و دنیای مجازی استفاده می‌شود. هدست‌های واقعیت مجازی اولین بار توسط شرکت‌های بازی‌های ویدیویی در اوایل و اواسط دهه ۱۹۹۰ منتشر شد. با شروع دهه ۲۰۱۰، نسل بعدی هدست‌های تتردار تجاری توسط Oculus (Rift), HTC (Vive) و Sony (PlayStation VR) عرضه شدند و موج جدیدی از توسعه برنامه‌ها را به راه انداختند. سینمای سه بعدی برای رویدادهای ورزشی، پورنوگرافی، هنرهای زیبا، موزیک ویدیوها و فیلم‌های کوتاه استفاده شده‌است. از سال ۲۰۱۵، ترن هوایی و پارک‌های موضوعی واقعیت مجازی را برای تطبیق جلوه‌های بصری با بازخورد لمسی در نظر گرفته‌اند.

در علوم اجتماعی و روانشناسی، واقعیت مجازی ابزاری مقرون به صرفه برای مطالعه و تکرار تعاملات در یک محیط کنترل شده ارائه می‌دهد. می‌توان از آن به عنوان یک مداخله درمانی استفاده کرد. به عنوان مثال، موردی از درمان مواجهه با واقعیت مجازی (VRET)، شکلی از مواجهه درمانی برای درمان اختلالات اضطرابی مانند اختلال استرس پس از سانحه (PTSD) و فوبیا وجود دارد.

کاربردهای واقعیت مجازی در ارتش

واقعیت مجازی و بهره گیری از آن سالهاست توسط ارتش ها مورد استقبال قرار گرفته است- که هر سه نیروی اصلی قوای نظامی (نیروی زمینی، نیروی دریایی و نیروی هوایی) را شامل می شود- و از آن برای اهداف آموزشی بهره برداری می شود. این استفاده مخصوصا برای آموزش سربازان برای وضعیت‌های رزمی یا سایر حوزه‌های خطرناک مفید است، جایی که آن‌ها مجبور به یادگیری نحوه واکنش متناسب با خطرات هستند.

شبیه سازی واقعیت مجازی، سربازان را قادر می‌سازد تا این یادگیری را بدون ریسک مرگ یا جراحت جدی انجام دهند. آنها می‌توانند یک سناریوی به خصوص را بارها و بارها تکرار نمایند- برای مثال درگیری با نیروی دشمن در محیطی مشابه شرایط واقعی میدان نبرد- ولی با حذف ریسک‌های میدان واقعی. اثبات شده است که این روش بسیار ایمن تر و ارزان تر از روش‌های سنتی آموزش است.

کاربردهای نظامی

شبیه‌سازهای پرواز، یک موضوع محبوب در آموزش VR نظامی است، ولی موارد جالب دیگری هم وجود دارد. فهرست کوچکی از این کاربردها شامل موارد زیر است:

• شبیه سازی پرواز
• شبیه سازی میدان جنگ
• آموزش های پزشکی (مختص میدان جنگ)
• شبیه سازی خودرو
• کمپ مجازی نیروهای جدید الورود

افزون بر این، واقعیت مجازی برای درمان اختلال استرس پس از سانحه (PTSD) نیز استفاده می‌شود؛ کاربردی که ممکن است کمی دور از ذهن به نظر برسد. PTSD  یا “استرس نبرد” مدت زیادی نیست که به عنوان یک شرایط آسیب زای پزشکی تایید شده است، ولی منجر به آسیب های بسیار واقعی به شخص و خانواده او می شود. سربازانی که از آسیب و ترومای پس از بازگشت از میدان جنگ و دیگر مشکلات روحی روانی رنج می برند، می‌توانند یاد بگیرند چگونه با نشانه های مشکل خود در یک محیط “امن” روبرو شده و آن را مدیریت کنند. ایده پشت فرایند این است که این سربازان با محرک های وضعیت خود مواجه شده و کم کم خود را با شرایط وفق دهند. این کار باعث کاهش نشانه های مشکل ساز شده و آنها را قادر می سازد که با شرایط جدید یا غیرمنتظره به خوبی مقابله نمایند.

تجهیزات VR و ارتش

آموزش واقعیت مجازی با استفاده از نمایشگرهای روی سر (HMD: Head Mounted Displays) با یک سیستم ردیابی درونی، و دستکش‌های دیتا برای امکان تعامل درون محیط مجازی میسر شده است. بعلاوه، ممکن است متناوبا به سربازان عینک‌های واقعیت مجازی داده شود که یک تصویر سه بعدی را نشان می‌دهد.

استفاده قابل توجه VR در این حیطه، تجسم مبارزه است. به این صورت که به سربازان و سایر پرسنل مرتبط، دستکش‌های واقعیت مجازی داده می‌شود که یک عمق توهم سه بعدی را ایجاد می‌کند. نتایج می‌تواند در میان تعداد بزرگی از پرسنل، به اشتراک گذاشته شود.

در این بخش کاربردهای واقعیت مجازی در ارتش و حالات مختلف استفاده از این فناوری را مورد بررسی قرار می دهیم. در نگاه اول ارتش ممکن است یک کاندید واضح برای استفاده از واقعیت مجازی نباشد، با این حال در تمام شاخه ها (نیروی زمینی، نیروی دریایی و نیروی هوایی) از این قابلیت بهره برده است. آنچه نیروی نظامی بر آن تاکید می کند این است که واقعیت مجازی برای استفاده به عنوان یک کمک اضافی طراحی شده است و جایگزین آموزش های زندگی واقعی نمی‌شود.

این جنبه های مختلف حضور واقعیت مجازی در ارتش عبارت اند از:

• جنگ واقعیت مجازی
• واقعیت مجازی و نیروی زمینی
• واقعیت مجازی و نیروی دریایی
• واقعیت مجازی و نیروی هوایی
• آموزش نیروی زمینی به کمک واقعیت مجازی
• تمرین های نیروی زمینی به کمک واقعیت مجازی
• آموزش نیروی هوایی به کمک واقعیت مجازی
• آموزش نیروی دریایی به کمک واقعیت مجازی
• آموزش های جنگی و واقعیت مجازی
• شبیه سازی رزمی و واقعیت مجازی
• تسلیحات نظامی واقعیت مجازی
• تاریخ نظامی استفاده از واقعیت مجازی

آن چه که واضح است، این است که محیط‌ مجازی (Virtual Reality Environments)، شرایطی ایده‌ال برای آموزش های ارتشی است، از آن جهت که شرکت کنندگان‌ در آن – به عنوان نمونه سربازان-  را قادر به تجربه یک وضعیت خاص در یک فضای کنترل شده می‌کند. برای مثال، یک سناریوی میدان جنگ که در آن، سربازان با رویدادها تعامل دارند، ولی هیچ خطر جانی برای آن‌ها وجود ندارد.

مزایای اصلی این امر صرفه جویی در زمان و هزینه است: آموزش های ارتشی، مخصوصا در زمینه هوابرد، فوق العاده گران است، بنابراین استفاده از شبیه ساز های پرواز مقرون به صرفه‌تر از آموزش با هواپیمای واقعی است. هم چنین، معرفی یک المان خطرآفرین به کارآموزان در این سناریوها بدون ایجاد آسیب فیزیکی واقعی میسر است.

کاربردهای واقعیت مجازی در آموزش

آموزش نیز حیطه دیگری است که VR را برای اهداف آموزش و یادگیری به خدمت گرفته است. فایده این امر این است که گروه های بزرگی از دانش آموزان در عین تعامل با یکدیگر، به تعامل و یادگیری در محیط سه بعدی طبیعی اطراف خود می پردازند.

با استفاده از واقعیت مجازی می توان پیچیده ترین مفاهیم درسی را به آسانی و با روشی لذت بخش به دانش آموزان آموزش داد. دانش اموزان می توانند اشیای مد نظر را در محیط سه بعدی پیرامونی از نزدیک کشف و لمس کرده و اطلاعات بیشتری در مورد آنها کسب کنند.

کاربردهای واقعیت مجازی در نجوم

دانش آموزان در درس ستاره شناسی با قرارگرفتن در فضای مجازی ساخته شده به این منظور و کنش با اجزای آن به صورت ملموس تری با کهکشان راه شیری و سیاره ها و ستاره های درون آن و مدل چرخش آنها آشنا می شوند. آنها می توانند سیاره ها را جابه جا کرده و حتی پروسه تشکیل و حرکت ستاره های دنباله دار را دنبال کنند. هم چنین می توانند ببینند مفاهیم انتزاعی چگونه در یک جهان ۳D عمل می کنند که به نوبه خود در بهبود یادگیری و به خاطرسپاری ایشان موثر است.

این شیوه یادگیری برای افراد خلاق مناسب است و این خلاقیت و نوآوری را در آن ها پرورش می دهد. هم چنین برای کسانی که روش یادگیری آنها تعاملی و لمسی و مبتنی بر تعامل با نمادها، رنگ ها، و لمس اشیا است ایده آل خواهد بود.