واقعیت مجازی چیست

بلاشک در چند سال اخیر واژه‌های «واقعیت مجازی»، Virtual Reality یا به اختصار VR به گوشتان خورده است. اگر از کسانی هستید که در حوزه‌های گیمینگ، تکنولوژی و چندرسانه‌ای فعالیت دارید، احتمالا نسبت به فناوری واقعیت مجازی شناختی نسبی دارید. اما اگر از افرادی هستید که هنوز اطلاع چندانی از شیوه کارکرد واقعیت مجازی و نحوه اجرای بازی‌ها و فیلم‌های VR ندارید، می‌توانید مقاله پیش رو را مطالعه بفرمایید.

در این مقاله، علاوه بر تشریح اساس و مفهوم واقعیت مجازی، سخت‌افزار این تکنولوژی، نحوه استفاده، گزینه‌های موجود در بازار و بهترین بازی‌های آن را نیز برایتان معرفی خواهیم کرد. با ما همراه باشید!

واقعیت مجازی چیست؟

به طور خلاصه، واقعیت مجازی یا Virtual Reality نام یک تکنولوژی است که حس و حال دنیای واقعی را در یک محیط مجازی شبیه‌سازی می‌کند. برای تجربه این تکنولوژی معمولا باید از یک هدست VR استفاده کنید. هدست VR دارای دو نمایشگر کوچک است که هر کدام روبروی چشمان فرد قرار می‌گیرند. همچنین برای واضح بودن تصاویر، بین چشم‌ها و نمایشگرها تعدادی لنز قرار داده شده است.

اما مهم‌ترین خصیصه هدست واقعیت مجازی این است که به حرکات شما واکنش نشان می‌دهد. بر اساس حرکاتی که انجام می‌دهید موقعیت دوربین یا زاویه دید شخصیت درون بازی تغییر می‌کند و می‌توانید صرفا با چرخش سر، محیط اطراف را ببینید. همچنین می‌توانید از یکسری دسته مخصوص نیز استفاده کنید تا کنترل بیشتری روی بازی داشته باشید.

میدان دید (FOV) هدست واقعیت مجازی

میدان دید یا FOV یک هدست واقعیت مجازی، در واقع حداکثر زاویه‌ای است که محیط مجازی نشان داده شده در هدست پوشش می‌دهد. در حال حاضر، اندازه میدان دید هدست‌های واقعیت مجازی که در بازار موجود هستند، نسبت به اندازه میدان دید واقعی چشم‌هایمان کوچک‌تر می‌باشد. به همین دلیل در اطراف لنزهای هدست، یک نوار مشکلی رنگ می‌بینید که تصویر نمایشگرها را به نوعی ایزوله می‌کند. اگر میدان دید یک هدست به اندازه کافی گسترده باشد، می‌توانید اینطور تصور کنید که با استفاده از یک عینک بزرگ در حال نگاه کردن به یک دنیای دیگر هستید!

درجه آزادی هدست (DOF) واقعیت مجازی

وقتی در مورد حرکت کردن و موقعیت کاراکتر در واقعیت مجازی صحبت می‌کنیم، باید به شاخص درجه آزادی یا DOF هدست دقت کنیم. هر چقدر درجه آزادی بیشتر باشد، حرکات فیزیکی بیشتری در داخل محیط مجازی هدست شبیه‌سازی می‌شود. معمولا درجه آزادی هدست‌های واقعیت مجازی در دو مقیاس 3DOF و 6DOF تعریف می‌شود. مقیاس 3DOF صرفا به شبیه‌سازی چرخش و حرکات وضعی سر مرتبط می‌شود. در حالی که مقایس 6DOF علاوه بر چرخش سر، حرکات انتقالی و جابجایی در مختصات محیط (x, y, z) را نیز شبیه‌سازی می‌کند. امروزه اغلب هدست‌های واقعیت مجازی مدرن از مقیاس 6DOF بهره‌مند هستند.

روش‌های موقعیت‌یابی

هر کدام از هدست‌های واقعیت مجازی از شیوه منحصربفرد خود برای موقعیت‌یابی و تشخیص حرکات استفاده می‌کنند. متداول‌ترین شیوه موقعیت‌یابی در هدست‌ها، Inside Out نام دارد. در این نوع از موقعیت‌یابی، دوربین‌های کوچکی در هدست کار گذاشته می‌شود تا از درون سیستم خود هدست حرکات و تغییر موقعیت افراد تشخیص داده شود. در این شیوه با استفاده از یک الگوریتم پیچیده، محیط اطراف فرد و تغییر موقعیت هدست به شکلی دقیق آنالیز می‌شود. اغلب هدست‌های امروزی از شیوه Inside Out استفاده می‌کنند.

در مقابل روش دیگری نیز به نام Outside In وجود دارد که به شکل‌های مختلفی پیاده‌سازی می‌شود و به سخت‌افزار خارجی نیازمند است. به عنوان مثال برای استفاده از نسخه‌های اولی هدست‌های HTC Vive و Valve Index باید از جعبه‌های کوچک سیاه‌رنگی در اطراف اتاق استفاده می‌شد تا موقعیت‌یابی هدست صورت بگیرد. یا مثلا اولین نسخه هدست Rift از تعدادی دوربین در اطراف اتاق استفاده می‌کرد تا بتواند الگوریتم Outside In را تجزیه و تحلیل کند.

کنترلرهای هدست‌های واقعیت مجازی

راه‌های مختلفی برای تعامل با بازی‌های واقعیت مجازی وجود دارد. هدست‌هایی مثل Oculus Quest 2 و HTC Vive Cosmos از دو کنترلر استفاده می‌کنند که هر کدام در یک دست قرار می‌گیرد و درجه آزادی 6DOF را به ارمغان می‌آورند. برای تجربه بازی‌های PS VR نیز می‌توان از کنترلرهای مختلفی استفاده کرد؛ در برخی از بازی‌ها باید از کنترلرهای Move استفاده کرد، در حالی که برخی بازی‌های دیگر نیازی به Move ندارند و می‌توان از دسته معمولی کنسول استفاده کرد.

کنترلرهای Valve Index دور تا دور هر دو دست قرار می‌گیرد و آزادی عمل زیادی به کاربر می‌دهد. گریپ این کنترلرها از قابلیت تشخیص فشار و موقعیت انگشتان دست بهره‌مند است و نسبت به بقیه کنترلرها پیشرفته‌تر می‌باشد. موقعیت‌یابی این کنترلرها با فناوری Lighthouses صورت می‌گیرد که البته شاید کمی هزینه‌بر باشد. هدست‌های دیگر مثل Quest 2 نیز از کنترلرهای پیشرفته‌ای استفاده می‌کنند که در شرایط خاص نیاز به استفاده از کنترلرهای مبتنی بر لمس را رفع می‌کنند.

شیوه حرکت کردن در بازی‌های واقعیت مجازی

یکی از متداول‌ترین روش‌های حرکت کردن در بازی‌های واقعیت مجازی، تلپورت کردن است که روش راحت و بدون دردسری است. به این شکل که می‌توان به سادگی یک دکمه را روی کنترلر فشار داد تا کاراکتر داخل بازی به نقطه‌ای دیگر تلپورت کند. با اینحال برخی معتقد هستند که تلپورت کردن در بازی‌ها کمی غیرواقعی است و حس فراگیر واقعیت مجازی را کاهش می‌دهد. در این راستا، برخی توسعه‌دهندگان از عناصری مثل جادو در تلپورت کردن استفاده می‌کنند تا حس واقعی بازی حفظ شود.

روش دیگر حرکتی این است که مثل بقیه بازی‌های معمولی، اهرم را فشار دهیم تا کاراکتر داخل بازی حرکت کند. اما این نوع حرکت ممکن است پس از چند دقیقه باعث ایجاد تهوع و سرگیجه شود. در حال حاضر سازندگان در تلاش هستند تا با تنظیم بهتر میدان دید و تعادل در شتاب حرکتی کاراکتر، مشکلات و سرگیجه ناشی از حرکت کردن در دنیای بازی‌های VR را کاهش دهند.

سرگیجه و تهوع (Motion Sickness)

گاهی اوقات ممکن است کاربران در هنگام استفاده از هدست واقعیت مجازی دچار سرگیجه و تهوع شوند؛ به خصوص اگر حرکات کاراکتر داخل بازی با حرکات واقعی افراد هماهنگ نباشد. این موضوع ربطی به عادت کردن و تجربه زیاد بازی‌های واقعیت مجازی ندارد. برخی از افراد که برای اولین بار این بازی‌ها را تجربه می‌کنند، ممکن است نسبت به سرگیجه و تهوع مقاومت نشان دهند. در حالی که افراد باسابقه که سال‌ها به تجربه این بازی‌ها مشغول بوده‌اند، هنوز هم دچار ناراحتی و سرگیجه می‌شوند.

عوامل مختلفی در این قضیه دخیل هستند؛ مثل ویژگی‌های فیزیولوژی افراد، میدان دید بازی، نرخ فریم بازی، فعال بودن Motion Blur، وزن هدست، میزان ساعات خواب و رژیم غذایی فرد.

مقیاس IPD

IPD‌ یک مقیاس تخصصی است که در زمینه‌های مختلفی به کار می‌رود؛ به خصوص در بحث واقعیت مجازی. مقیاس IPD که در واقع مخفف Interpupillary Distance است، فاصله بین مرکز دو مردمک چشم‌هایتان را نشان می‌دهد. بسته به طراحی اپتیکال هدست واقعیت مجازی و با توجه به IPD متفاوت افراد، ممکن است شیوه ارائه تصاویر نمایشگرهای هدست‌ها به شکلی متغیر انجام شود.

اگر لنزها و نمایشگرها به خوبی تراز نشده باشند، ممکن است تصاویر به شکل غبارآلود تشکیل شوند و باعث ایجاد سردرد و سرگیجه شوند. برخی از هدست‌های واقعیت مجازی از قابلیت تنظیم دستی IPD برخوردارند و کاربران می‌توانند محل لنزها و نمایشگرها را تغییر دهند. برخی دیگر از هدست‌ها نیز از قابلیت تنظیم نرم‌افزاری IPD بهره‌مند هستند.

انواع هدست‌های واقعیت مجازی

انواع مختلفی از هدست‌های واقعیت مجازی (VR) در بازار عرضه شده است که به سه دسته هدست واقعیت مجازی مستقل، هدست واقعیت مجازی PC و هدست واقعیت مجازی کنسول تقسیم‌بندی می‌شوند.

هدست واقعیت مجازی مستقل

هدست واقعیت مجازی مستقل به هیچ سخت‌افزار جانبی نیازی ندارد و به طور مجزا رسانه‌های تصویری را اجرا می‌کند و نیازی به اتصال آن به دستگاه‌های دیگر نیست. بهترین مثال این سری از هدست‌ها، Oculus Quest 2 است که به شکل پورتابل و مستقل از PC، بازی‌های VR را اجرا می‌کند. با این وجود باید از کنترلرهای Oculus Touch برای اجرای بازی‌ها استفاده کنید تا بتوانید با دنیای VR تعامل داشته باشید.

هدست واقعیت مجازی PC

برای استفاده از هدست‌های واقعیت مجازی PC، باید هدست را به یک کامپیوتر یا لپ‌تاپ که سخت‌افزار خوبی برای بازی‌های واقعیت مجازی دارد متصل کنیم. از جمله این هدست‌ها می‌توان به Oculus Rift S، Valve Index، HTC Vive و Pimax اشاره کرد. ویژگی مثبت هدست‌های واقعیت مجازی PC این است که می‌توانیم از کامپیوترهای قدرتمند استفاده کنیم تا پرفورمنس خوبی را دریافت کنیم. اما در مقابل به دلیل متصل بودن هدست به PC ممکن است در حین حرکت کردن کمی اذیت شویم. مدل‌های بی‌سیم نیز وجود دارد که نیازمند یکسری سخت‌افزار جانبی و باتری هستند.

هدست واقعیت مجازی کنسول

هدست‌های واقعیت مجازی کنسول، فقط شامل دو گزینه می‌شود: PlayStation VR و Nintendo Labo VR. هدست PS VR نیز همانند هدست‌های PC باید به سخت‌افزار خارجی (PS4 یا PS5) وصل شود تا بتواند بازی‌ها را اجرا کند. PS VR از دوربین PlayStation Camera استفاده می‌کند که همراه با هدست عرضه می‌شود. همچنین برخی از بازی‌های PS VR مثل Farpoint‌ نیازمند این هستند که از کنترلر به خصوصی برای تجربه آن‌ها استفاده شود.

بهترین هدست‌های واقعیت مجازی

Valve Index

Valve Index

هدست واقعیت مجازی Valve Index اولین هدستی است که شرکت Valve به طور مستقل تولید کرده است. این هدست نسبتا گران‌قیمت تجربه فوق‌العاده‌ای از بازی‌های VR را به ارمغان می‌آورد و ضمن برخورداری از میدان دید مناسب، از کنترلرهای جالبی نیز استفاده می‌کند که دور تا دور دستان را می‌پوشاند و آزادی عمل زیادی دارد. همچنین برای استفاده از این هدست باید از سنسورهای مخصوص Lighthouse در محیط استفاده شود. کیت کامل Valve Index که شامل هدست، دو کنترلر و دو سنسور Lighthouse می‌شود، قیمتی نزدیک به ۱۰۰۰ دلار دارد.

نقاط قوت

+ نمایشگرها و لنزهای عالی

+ کنترلرهای خلاقانه

+ میدان دید مناسب

نقاط ضعف

– قیمت بالا

– محدودیت جابجایی

Oculus Quest 2

هدست واقعیت مجازی Oculus Quest 2 یکی از هدست‌های چندمنظوره است که با پرداخت ۲۰۰ تا ۳۰۰ دلار می‌توانید آن را تهیه کنید. یکی از مزیت‌های Quest 2 قابل حمل بودن آن است. شما می‌توانید این هدست را به هر جایی ببرید و بدون نیاز به استفاده از وسایل جانبی بخصوصی به راحتی از آن استفاده کنید. البته برای استفاده از این هدست، باید اکانت فیسبوک خود را به هدست لینک کنید.

اما این همه ماجرا نیست. شما می‌توانید هدست Quest 2 را از طریق رابط USB-C به کامپیوتر خود نیز متصل کنید و از تجربه‌ بازی‌های واقعیت مجازی با کیفیت بالایی لذت ببرید. Oculus Quest 2 یک هدست مستقل است و تمامی قطعات مورد نیاز، درون خود هدست قرار داده شده است و از روش Inside Out برای موقعیت‌یابی استفاده می‌کند. به همین دلیل ممکن است وزن آن کمی زیاد باشد و برای استفاده‌های طولانی‌مدت ایده‌آل نباشد.

نقاط قوت

+ درجه آزادی بالا

+ بدون نیاز به لوازم جانبی

+ قابل حمل

نقاط ضعف

– وزن زیاد

– روش موقعیت‌یابی Inside Out ممکن است چندان دقیق نباشد

PlayStation VR

برای افرادی که هم‌اکنون از یک کنسول PlayStation استفاده می‌کنند و قصد دارند بازی‌های واقعیت مجازی را تجربه کنند، PS VR گزینه بسیار مناسبی است. اگر نمی‌خواهید ۳۰۰ دلار خود را برای خرید Quest 2 هزینه کنید، احتمالا بهترین کاری که می‌توانید انجام دهید این است که یک هدست PS VR برای کنسول خود خریداری کنید. هدست واقعیت مجازی پلی استیشن از آرشیو بزرگی از بازی‌ها و انحصاری‌های فوق‌العاده برخوردار است. اما این هدست محدودیت‌هایی نیز دارد و جدای از سخت‌افزاری نسبتا قدیمی آن، باید از یک دوربین PlayStation Camera برای موقعیت‌یابی استفاده شود.

همچنین جلوه‌های بصری، میدان دید و گرافیک این هدست در سطح پایین‌تری نسبت به هدست‌های مدرن و گران‌قیمت قرار دارد. با این حال طوری نیست که گرافیک بازی‌های این هدست چندان ضعیف به نظر برسد و قطعا از تجربه بازی‌های واقعیت مجازی روی کنسول خود لذت خواهید برد. هدست PS VR نیز همانند Rift S در اواخر عمر خود قرار دارد. به همین دلیل سونی برنامه دارد که در یکی دو سال آینده از نسل جدید این هدست‌ها برای کنسول PS5 رونمایی کند. تایید شده است که نسل جدید PS VR به جای کنترلرهای Move از کنترلرهای جدیدی استفاده خواهد کرد.

نقاط قوت

+ مناسب برای دارندگان کنسول‌های پلی‌استیشن

+ انحصاری‌ها و بازی‌های عالی

+ کنترلر جالب Aim برای بازی‌های شوتر

نقاط ضعف

– سخت‌افزار و روش موقعیت‌یابی قدیمی

– نبود آنالوگ استیک روی کنترلر Move

HP Reverb G2

Reverb G2 یکی از هدست‌های نسل دوم است که گرچه یک هدست پرفکت و شاهکار تلقی نمی‌شود، اما به نسبت قیمت ۶۰۰ دلاری آن، می‌توان گفت که عملکرد خیلی خوبی از خود ارائه می‌دهد. گرچه کنترلرهای این هدست زیاد جالب نیستند، اما نمایشگرهای آن نسبت به بقیه هدست‌ها وضوح بالاتری دارد. هدست Reverb G2 از اسپیکر باکیفیتی نیز برخوردار است که در هدست Valve Index نیز وجود دارد.

همانطور که گفتیم مشکل اساسی این هدست، کنترلرهای ضعیف آن است که نسبت به کنترلرهای بقیه هدست‌ها پایداری و دقت کمتری دارد. این هدست از ۴ دوربین کوچک برای موقعیت‌یابی Inside Out استفاده می‌کند و در هنگامی که کنترلرها از دید این دوربین‌ها خارج شوند، عملکرد دقیقی نخواهند داشت. البته شاید این مشکل برای برخی از افراد زیاد مهم نباشد. اگر کسی بخواهد بهترین وضوح و تجربه بصری را از یک هدست واقعیت مجازی PC تجربه کند، Reverb G2 انتخاب خیلی خوبی خواهد بود.

نقاط قوت

+ راحت

+ وضوح و رزولوشن عالی

+ مناسب برای نرم‌افزارها و بازی‌های شبیه‌ساز

نقاط ضعف

– قیمت نسبتا بالا

– کنترلرهای ضعیف