عینکی برای لمس دنیای سحرآمیز هولوگرام

سیناپرس: عینک هولولنز مایکروسافت با هدف غالب آمدن بر بازار عینک گوگل و کلاه واقعیت مجازی ایجاد شده است و به کاربران وعده می‌دهد که در دنیای سحرآمیز هولوگرام واقعیت افزوده غرق شوند. این ابداع مایکروسافت از زمان رونمایی تا کنون توجه اهالی دنیای فناوری را به خود جلب کرده است و در مطبوعات مطرح دنیا به شکلی ناگهانی با توصیفاتی مانند «جادویی» و «باورنکردنی» ظهور کرد. در واقع برای اولین بار است که ساخته مایکروسافت مورد چنین ستایشی قرار می‌گیرد.

هولولنز مشابه با یک عینک واقعیت مجازی است و دارای لنزهایی شفاف است که کاربر از طریق این لنزها می‌تواند اطراف خود را به آسانی مشاهده کند، اما با فشار یک دکمه ناگهان دنیای پیرامون او با ظاهر شدن اجسام سه بعدی معلق در هوا، صفحه نمایش‌های مجازی روی دیوار و کاراکترهای سه بعدی متحرک کاملا دگرگون می‌شود.

عینک واقعیت افزوده گامی در جهت مغایر با کلاه واقعیت مجازی مانند اوکلوس ریفت، سیستم پروژه مرفئوس سونی و همچنین عینک گوگل است. کاربر هولولنزمی‌تواند دنیای واقعی را در برابر خود مشاهده کند. او بدون اینکه نگران برخورد با یک دیوار باشد می‌تواند به اطراف حرکت کند و با دیگران صحبت کند. عینک حرکت‌ها و زاویه دید چشم‌های کاربر را زیر نظر دارد و آنچه که او می‌بیند را با تاباندن نور به چشم متحول می‌کند بدون اینکه سبب آزار و اذیت چشم ‌شود.

از آنجا که دستگاه محل قرارگیری کاربر را نیز ردیابی می‌کند، او می‌تواند با استفاده از حرکات دست به تعامل با اجسام سه بعدی خلق شده بپردازد. سخت افزارهای دیگری نیز برای درک صحیح‌تر کاربر از محیط در هولولنز تعبیه شده است. علاوه بر اجزای مرکزی شامل پردازنده اصلی، پردازنده گرافیکی و پردازنده مخصوص تصاویر هولوگرافیک، تعدادی سنسور نیز در هولولنز وجود دارند.

این عینک یک دوربین نیز دارد، بنابراین هولولنز محل قرارگیری میزها، صندلی‌ها و دیگر اجسام را تشخیص می‌دهد. به وسیله اطلاعات دریافت شده دوربین، هولولنز اجسام را بر روی آن‌ها یا حتی درون آن‌ها قرار می‌دهد. به عنوان مثال یک دینامیت در حال انفجار بر روی میز شما ظاهر می‌شود و با انفجار آن، داخل حفره ایجاد شده را مشاهده کنید!

در مراسم نمایش خصوصی نمونه اولیه هولولنز، به دقت از محوطه مایکروسافت در ردموند محافظت می‌شد به طوری که اجازه وارد کردن دوربین، دستگاه‌های ضبط و حتی گوشی‌های هوشمند نیز داده نمی‌شد. در این مراسم مدیران مایکروسافت اعلام کردند که قابلیت‌های هولوگرافی به سیستم عامل ویندوز 10 که تا اواخر امسال منتشر خواهد شد اضافه شده است. این قابلیت جدید ویندوز راه جدیدی پیش روی پژوهشگران می‌گشاید تا بتوانند از عمل جراحی‌های پیچیده گرفته تا طراحی موتورسیکلت را توسط واقعیت افزوده محقق کنند.

 نمونه اولیه هلولنز در یک نمایش بسیار جذاب توانست یک اتاق را به سطح مریخ تبدیل کند. به طوری که کاربران همزمان با پوشیدن هولولنز خود را در نزدیکی نمایش سه بعدی از مریخ نورد یافتند. کاربران می‌توانستند آزادانه روی سطح مریخ قدم بزنند و هم زمان تصویر یک دانشمند ناسا با لباس طلایی درخشان، یادآور صحنه‌های فیلم‌های علمی تخیلی، روی صحنه آنها را همراهی می‌کرد تا اطلاعات لازم را در اختیار آنها قرار دهد. 

از نظر یکی از دانشمندان ناسا این رویداد در واقع آینده اکتشافات فضایی خواهد بود. اعضای تیم ناسا می توانند با پوشیدن هولولنز طوری حرکت کنند که گویی در مریخ هستند و در مورد اینکه می خواهند مریخ‌نورد به کدام سمت برود نیز تصمیم بگیرند.

از کسب و کار تا بازی

از بین یک سری سناریو‌، هولولنز صحنه‌های مجازی را روی فضای واقعی می‌پوشاند و به کاربر اجازه می‌دهد تا به صورت کاملا ایمن و موثر در هر محیطی حرکت کند در حالی که در اصل با تصاویر سه بعدی توسط صدا، نگاه خیره و یا حرکت در گیر است. در واقع قطعه قرار گرفته روی سر کاربر حرکات چشم او را دنبال می‌کند و سپس اجازه می‌دهد تا با استفاده از یک تلنگر انگشت ساده با هر آنچه که رویش تمرکز کرده است تعامل کند.

پس از بخش اول نمایش فضا، اتاق تبدیل به یکی از ساختمان‌های سه بعدی بازی رایانه‌ای ماین‌کرفت با تمام جزئیات دارای چندین قلعه‌، دستورات صوتی، ضربات نوک انگشت و گاهی اوقات مغلوب‌شدن زامبی‌ها شد.

عینک مایکروسافت حتی به ابزاری برای طراحی اسباب بازی‌های مجازی تبدیل شد و سپس اسبا‌ب‌بازی واقعی با استفاده از یک چاپگر سه بعدی ساخته شد.

به علاوه قابلیت لمس اندازه و شکل ظاهری اجسام مجازی به پزشکان اجازه خواهد داد تا با دست‌هایشان توموری که دستگاه سی‌تی اسکن تشخیص داده است را لمس و معاینه کنند.

دیگر اینکه بازدیدکنندگان موزه می‌توانند کپی مجازی از آثار فوق‌العاده با ارزش را در دستان خود لمس کنند، در حالی که آثار واقعی پشت حفاظ شیشه‌ای امن باقی مانده‌اند.

آینده محاسباتی

تحلیل‌گر شرکت فورتر، فرانک جیلت می‌گوید: « هولولنز جایگاه و تجربه جدیدی از محاسبات در مقیاس رایانه شخصی واقعی و راه‌اندازی آیفون اپل ارائه خواهد کرد.»

همچنین مارک زاکربرگ یکی از بنیان‌گذاران شبکه‌های اجتماعی، واقعیت افزوده را سکویی برای محاسبات موفقیت‌آمیز در عصر اینترنت تلفن همراه بر پایه گوشی‌های هوشمند و تبلت می‌داند.

از آنجاییکه عینک واقعیت مجازی ارتباط کاربران را با محیط اطراف پویا قطع می‌کند، برخی در مورد آنچه در واقعیت اتفاق می‌افتد و صدمه‌ای که کاربر ممکن است ببیند نگران هستند.

تحلیل‌گر شرکت فناوری‌های اندپوینت، راجر کی می‌گوید: «واقعیت مجازی توجه علاقه‌مندان به بازی‌های رایانه‌ای را بلافاصله به خود جلب کرد. من فکر می کنم واقعیت افزوده فناوریی‌ است که به میان جمعیت عمومی خواهد پیوست.»

در مقابل، عینک گوگل در اصل نسخه کوچکی از صفحه نمایش یک گوشی هوشمند را در گوشه بالا از هر لنز نمایش می‌دهد و مردم می‌توانند برای دیدن پیام های متنی، تصویری و یا صحنه‌های دیگر به صفحه نمایش‌های کوچک خیره شوند و همچنین برای گرفتن عکس یا فیلم، عینک را با دستورات صوتی کنترل کنند یا اینکه به قاب آن ضربه آهسته وارد کنند.

جیمز مک‌کوئیوی، از دیگر تحلیل‌گران شرکت فورستر می‌گوید: «لازم به ذکر است که مایکروسافت، حقیقتا یک تجربه واقعیت ترکیبی را به کاربر ارائه می‌کند تا برای او لذت‌بخش باشد.

واقعیت مجازی

واقعیت مجازی فناوریی است که به کاربر اجازه می‌دهد تا با یک محیط شبیه‌سازی رایانه‌ای تعامل داشته باشد.محیط‌‌های واقعیت مجازی در واقع وسایلی برای اندرکنش تصویری انسان با رایانه هستند و گاهی دارای حسگرهای صوتی یا لمسی برای تعامل بیشتر با کاربر هستند. واقعیت مجازی که به آن محیط چند رسانه‌ای همه‌جانبه هم گفته می‌شود، یک محیط شبیه‌سازی کامپیوتری است که می‌تواند حضور فیزیکی را در یک محل و در یک دنیای واقعی و یا یک دنیای مجازی شبیه‌سازی کند. دستگاه‌های فناوری لمسی شامل اطلاعات لمسی هستند و به عنوان نیروهای بازخورد در صنایع پزشکی و نظامی به کار می‌روند. محیط‌های شبیه‌سازی شده می‌توانند مانند محیط‌های زندگی واقعی و یا به صورت کاملا متفاوت باشند، مثل آنچه در محیط‌های بازی دیده می‌شود.

هولوگرام یا بعد کاذب

در هولوگرام یا تمام نگاری اطلاعات مربوط به هر سه بعد در تصویر ثبت شده است و ناظر از دیدن آن احساس برجستگی در تصویر می‌کند. بعد در برجسته‌نمایی را می‌توان بعد کاذب نامید، زیرا فقط از زاویه‌ای که دوربین‌ها موقع عکسبرداری مستقر بوده‌اند می‌شود تصویر را مشاهده کرد، در حالی که در هولوگرام، منظره بازسازی شده را از زوایای متعدد می‌توان دید و ناظر با حرکت دادن سر خود، تاثیر ناشی از اختلاف نقطه دید را حس خواهد کرد. در واقع هولوگرامها تنها الگوهای پراش نور هستند. وقتی نور پراکنده شده از جسم را ضبط کرده و سپس آنرا بازسازی می‌کنند، یک جسم سه بعدی ظاهر می‌شود که گاهی ممکن است جسم اصلی دیگر وجود نداشته باشد.

لمس واقعیت مجازی

چند ماه قبل و پیش از رونمایی هولولنز توسط مایکروسافت  پژوهشگران بریتانیایی موفق شده بودند سیستمی ابداع کنند که با استفاده از فناوری فرالمسی و واقعیت مجازی می‌توانست لمس کردن اجسام مجازی معلق در هوا را ممکن کند. به این ترتیب قابلیت لمس تصاویر سه‌بعدی ممکن شده بود. 

سیستم یاد شده هولوگرام‌های قابل لمس در فضای آزاد ایجاد می‌کرد به طوری که علاوه بر دیدن و شنیدن، افزودن حس لمس کردن به واقعیت مجازی آن را به دنیای فیزیکی واقعی وارد می‌کرد. این فناوری با استفاده از امواج صوتی فرکانس بالایی که توسط مجموعه‌ای از بلندگوهای کوچک پخش می‌شد می‌توانست حس لمس کردن جسم نامریی و شناور در هوا را القا کند.

پژوهشگران برای رد شدن از خطوط زمینه و رسیدن به شکل کامل، از حسگر جهش حرکتی برای دنبال کردن موقعیت دقیق دست کاربر استفاده کرده بودند. با دانستن محل دقیق دست نسبت به جسم مجازی، سیستم می‌توانست امواج فراصوتی را در زمان و فرکانس مناسب پخش کند تا حس لمس کردن بخش‌های متفاوت جسم (بالا، پایین و طرفین) به کاربر القا شود. به این ترتیب تصور وارسی کردن سطح یک جسم در کاربر ایجاد می‌شد در حالیکه او دستش را در فضای خالی حرکت می‌داد. در واقع الگوهای پیچیده امواج فراصوت می‌توانند پراش هایی در هوا ایجاد کنند که از دید انسان، شبیه به تصاویر سه بعدی معلق در هوا نمایان می‌شوند.

لازم به ذکر است که برای داشتن یک تجربه همه‌جانبه از جسم سه بعدی مجازی لازم نیست که شکل و جزییات آن به صورت کامل نشان داده شود. حتی با وجود عدم مطابقت، مغز چیزی که می‌بیند و حس می‌کند را به متناسب بودن با تصویر کلی متمایل می‌کند.

منبع