Wat is Virtual Reality

Virtual Reality (VR) is een gesimuleerde ervaring die vergelijkbaar met of totaal verschillend van de echte wereld kan zijn. Toepassingen van Virtual Reality zijn onder andere entertainment (bijv. videospelletjes) en onderwijs (bijv. medische of militaire training). Andere verschillende soorten VR-achtige technologie zijn onder andere Augmented Reality en mixed Reality, soms aangeduid als extended reality of XR.

Op dit moment maken standaard Virtual Reality-systemen gebruik van virtuele reality-headsets of multi projectie-omgevingen om realistische beelden, geluiden en andere sensaties te genereren die de fysieke aanwezigheid van een gebruiker in een virtuele omgeving nabootsen. Iemand die gebruik maakt van virtual reality apparatuur is in staat om rond te kijken in de kunstmatige wereld, zich daarin te bewegen en te interageren met virtuele functies of items. Het effect wordt meestal gecreëerd door VR-headsets die bestaan uit een op het hoofd gemonteerde display met een klein scherm voor de ogen, maar kan ook worden gecreëerd door middel van speciaal ontworpen ruimtes met meerdere grote schermen. De virtuele realiteit bevat meestal auditieve en videofeedback, maar kan ook andere vormen van zintuiglijke en gedwongen feedback mogelijk maken door middel van haptische technologie.

Vormen en methoden

Een methode om virtual Reality te realiseren is simulatie-gebaseerde virtual Reality. Rijsimulatoren geven de bestuurder aan boord bijvoorbeeld de indruk dat hij daadwerkelijk een voertuig bestuurt door de beweging van het voertuig te voorspellen die wordt veroorzaakt door de input van de bestuurder en de bijbehorende visuele, bewegings- en geluidssignalen terug te geven aan de bestuurder.

Met avatar beeld gebaseerde virtual reality kunnen mensen zich aansluiten bij de virtuele omgeving in de vorm van zowel echte video als een avatar. Men kan deelnemen aan de 3D gedistribueerde virtuele omgeving in de vorm van een conventionele avatar of een echte video. Gebruikers kunnen hun eigen type van deelname selecteren op basis van de mogelijkheden van het systeem.

In projector gebaseerde virtual reality speelt het modelleren van de reële omgeving een vitale rol in verschillende virtual reality-toepassingen, zoals robotnavigatie, constructiemodellering en vliegtuigsimulatie. Beeld gebaseerde virtual reality-systemen zijn steeds populairder geworden in computergraphics en computer vision-gemeenschappen. Bij het genereren van realistische modellen is het essentieel om verworven 3D-data nauwkeurig te registreren; meestal wordt een camera gebruikt voor het modelleren van kleine objecten op korte afstand.

Desktop-based virtual reality houdt in dat een 3D virtuele wereld wordt weergegeven op een gewone desktop display zonder gebruik te maken van gespecialiseerde VR positional tracking apparatuur. Veel moderne first-person videogames kunnen als voorbeeld worden gebruikt, waarbij gebruik wordt gemaakt van verschillende triggers, responsieve karakters en andere dergelijke interactieve apparaten om de gebruiker het gevoel te geven dat hij zich in een virtuele wereld bevindt. Een veelgehoorde kritiek op deze vorm van onderdompeling is dat er geen gevoel van perifere visie is, waardoor het vermogen van de gebruiker om te weten wat er om hem heen gebeurt, wordt beperkt.

Een head-mounted display (HMD) dompelt de gebruiker meer onder in een virtuele wereld. Een virtual reality headset bevat doorgaans twee kleine OLED- of LCD-monitoren met een hoge resolutie die voor elk oog afzonderlijke beelden leveren voor een stereoscopische grafische weergave van een virtuele 3D-wereld, een binaurale audiosysteem, positionele en roterende realtime hoofdtracking voor zes bewegingsgraden. De opties omvatten bewegingsbesturing met haptische feedback voor fysieke interactie binnen de virtuele wereld op een intuïtieve manier met weinig tot geen abstractie en een omnidirectionele loopband voor meer vrijheid van fysieke beweging waardoor de gebruiker de locomotiefbeweging in elke richting kan uitvoeren.

Augmented reality (AR) is een soort virtual reality technologie die datgene wat de gebruiker in zijn echte omgeving ziet combineert met digitale content die door computersoftware wordt gegenereerd. De extra door software gegenereerde beelden met de virtuele scène verbeteren typisch hoe de echte omgeving er op een of andere manier uitziet. AR-systemen leggen virtuele informatie over een camera live-feed in een headset of een slimme bril of via een mobiel apparaat waardoor de gebruiker de mogelijkheid heeft om driedimensionale beelden te bekijken.

Mixed reality (MR) is het samenvoegen van de echte wereld en virtuele werelden om nieuwe omgevingen en visualisaties te produceren waar fysieke en digitale objecten naast elkaar bestaan en in real time met elkaar interageren.

Software

De Virtual Reality Modelling Language (VRML), voor het eerst geïntroduceerd in 1994, was bedoeld voor de ontwikkeling van "virtuele werelden" zonder afhankelijkheid van headsets. Het Web3D-consortium werd vervolgens in 1997 opgericht voor de ontwikkeling van industriestandaarden voor webgebaseerde 3D-graphics. Het consortium ontwikkelde vervolgens X3D vanuit het VRML-raamwerk als een archivistische, open-source standaard voor webgebaseerde distributie van VR-content. WebVR is een experimentele JavaScript applicatie programmeerinterface (API) die ondersteuning biedt voor verschillende virtual reality apparaten, zoals de HTC Vive, Oculus Rift, Google Cardboard of OSVR, in een webbrowser.

Hardware

Parameter voor het gevoel van onderdompeling in de virtuele realiteit zijn een hoge framerate (minstens 95 fps), evenals een lage latency. Moderne virtual reality koptelefoon displays zijn gebaseerd op technologie die is ontwikkeld voor smartphones, waaronder: gyroscopen en bewegingssensoren voor het volgen van hoofd-, lichaams- en handposities; kleine HD-schermen voor stereoscopische displays; en kleine, lichte en snelle computerprocessoren.

De onafhankelijke productie van VR beelden en video is toegenomen naast de ontwikkeling van betaalbare omnidirectionele camera's, ook wel bekend als 360-graden camera's of VR camera's, die de mogelijkheid hebben om 360 interactieve foto's op te nemen, hoewel met relatief lage resoluties of in sterk gecomprimeerde formaten voor online streaming van 360 video. Fotogrammetrie wordt daarentegen steeds vaker gebruikt om verschillende hoge-resolutie foto's te combineren voor het maken van gedetailleerde 3D-objecten en -omgevingen in VR-toepassingen.

Om een gevoel van onderdompeling te creëren, zijn speciale uitvoerapparaten nodig om virtuele werelden weer te geven. Bekende formaten zijn onder andere head-mounted displays of de CAVE. Om een ruimtelijke indruk over te brengen, worden twee beelden gegenereerd en weergegeven vanuit verschillende perspectieven (stereoprojectie). Er zijn verschillende technologieën beschikbaar om het betreffende beeld naar het juiste oog te brengen. Er wordt onderscheid gemaakt tussen actieve (bijv. shutterbril) en passieve technologieën (bijv. polarisatiefilters of Infitec).

Voor de interactie met de virtuele wereld zijn speciale invoerapparaten nodig. Dit zijn onder andere de 3D-muis, de bedrade handschoen, bewegingscontrollers en optische volgsensoren. Controllers maken doorgaans gebruik van optische volgsystemen (voornamelijk infraroodcamera's) voor locatie en navigatie, zodat de gebruiker zich vrij kan bewegen zonder bedrading. Sommige invoerapparaten voorzien de gebruiker van krachtfeedback naar de handen of andere delen van het lichaam, zodat de mens zich via haptiek en sensortechnologie kan oriënteren in de driedimensionale wereld als verdere zintuiglijke sensatie en realistische simulaties kan uitvoeren. Hierdoor heeft de kijker een gevoel van richting in het kunstmatige landschap. Extra haptische feedback kan worden verkregen door omnidirectionele loopbanden (waarmee het lopen in de virtuele ruimte wordt gestuurd door echte loopbewegingen) en trilhandschoenen en -pakken.

Virtual reality camera's kunnen worden gebruikt om VR-fotografie te maken met behulp van 360-graden panoramavideo's. 360-gradencameraopnames kunnen worden gemixt met virtuele elementen om realiteit en fictie samen te voegen door middel van speciale effecten. VR-camera's zijn verkrijgbaar in verschillende formaten, met verschillende aantallen lenzen die in de camera zijn geïnstalleerd.

Virtual Reality bij Van Zijtveld Consulting

Bij Van Zijtveld Consulting werken we al geruime tijd met Virtual Reality, zowel voor standaard software zoals Google Earth als voor procestechnische installaties. Door gebruik te maken van Virtual Reality kunt u door uw gebouw of installatie lopen, zonder zelfs maar een baksteen te hoeven leggen.

Op basis van een 3D model, al dan niet gemaakt door Van Zijtveld Consulting, creëren we een virtuele omgeving waarmee u door uw gebouw of installatie kunt navigeren. De ervaring die u opdoet is ongekend en stelt u in staat om u een beeld te vormen van uw gebouw of installatie zonder fysiek aanwezig te zijn.

Wat de toekomst brengt

De ontwikkelingen op het gebied van Virtual Reality staan niet stil. Als Van Zijtveld Consulting zijn wij ons daar terdege van bewust en dat dit een opkomend marktsegment is dat in de toekomst steeds meer gebruikt zal worden. We zien dit nu zowel op kleine als op grote schaal. We blijven ons dan ook verder ontwikkelen om u de nieuwste ontwikkelingen te kunnen bieden. Virtual Reality behoort nu al tot onze mogelijkheden, maar ook in een later stadium zal de vermenging van werkelijkheid en Virtual Reality deel gaan uitmaken van onze dienstverlening.

Wilt u meer weten over de mogelijkheden die wij u kunnen bieden, neem dan gerust contact met ons op.