Chi non ha mai sognato di indossare un Visore VR e immergersi in un mondo nuovo, del tutto sconosciuto? Ebbene oggi approfondiamo l’argomento, analizzando il funzionamento di visori per la realtà virtuale. Come sono realizzati e come funzionano? Scopriamolo insieme!
Realtà virtuale verso Realtà aumentata
Prima di entrare nello specifico delle caratteristiche dei visori VR è fondamentale partire dal principio e capire la differenza tra i due tipi di realtà: quella virtuale e quella aumentata.
La realtà virtuale (Virtual Reality) è una realtà parallela realizzata al computer grazie alle innovative tecniche 3D. Permette al soggetto di entrare in un ambiente inesplorato grazie al supporto di visori VR, guanti e auricolari e di vivere un esperienza quasi realistica, interagendo totalmente con ciò che lo circonda.
La realtà aumentata (Augmented Reality) invece è un tipo di tecnologia che permette di arricchire la realtà percepita con nuove informazioni digitali, sovrapponendosi a ciò che i nostri occhi vedono.
L’utilizzo di visori per la realtà virtuale trova spazio in molti ambiti e settori: dai videogiochi, al cinema, per arrivare agli studi medici e scientifici.
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Per ottenere un’esperienza virtuale più verosimile possibile, perciò, è importante possedere:
- un visore VR che si colleghi a un computer, o ad una console
- un controller o un trackpad
- optional: guanti speciali
Visore VR: caratteristiche
Un Visore VR è caratterizzato da lenti, schermi e sensori.
Lenti
La particolarità delle lenti è la capacità di “far credere” agli occhi di trovarsi in uno spazio profondo invece che a pochi centimetri. Funzionano concentrando la luce in modo da far apparire lo schermo lontano. Le lenti di Fresnel, spesso usate in molti apparecchi, permettono la costruzione di ottiche di grandi dimensione con una distanza focale ridotta, con lo scopo di riempire l’intero campo visivo evitando di notare i bordi. Questa tipologia di lenti è stata inventata nel 1827 dal fisico Augustin-Jean Fresnel, originariamente per utilizzata per la realizzazione di fari per la navigazione.
Schermi
Gli schermi, per essere “convincenti”, devono possedere una densità di pixel sufficiente per creare immagini chiare. Ma non solo, devono anche poter aggiornare l’immagine velocemente, così da rendere i movimenti più fluidi possibile. Alcuni modelli di visori utilizzano il doppio schermo per dare vita ad un effetto 3D stereoscopico. Come funziona? Un immagine leggermente differente per ogni schermo sarà unita dal nostro cervello realizzando un’illusione di profondità convincente. Per ottenere un effetto 3D stereoscopico corretto, il visore VR deve contenere l’opzione di regolazione posizione lenti, così da adattarsi al meglio agli occhi di ogni utente.
Sensori
Ogni visore è dotato di sensori interni che permettono di analizzare e monitorare tutti i movimenti possibili del soggetto, così da mostrare immagini il più accurate possibile. Analizzando i dati raccolti, l’apparecchio riesce a tracciare ogni possibile movimento.
L’ head tracking, monitora il movimento della testa. L’immagine si sposta seguendo esattamente i movimenti del capo: in alto in basso, di lato, avanti e indietro. Per far si che ciò accada, è necessario che il visore sia dotato di giroscopio, magnetometro e accelerometro.
- Il giroscopio misura la rotazione di un oggetto analizzando anche impercettibili movimenti attorno a un asse (per esempio il gesto che si fa quando si annuisce).
- Il magnetometro è fondamentale per misurare e comunicare al soggetto dove si trova il Nord Magnetico, così da puntare il visore sempre nella posizione giusta.
- L’accelerometro: analizza la gravità, per capire dove si trova la direzione “in alto”. Inoltre misura l’accelerazione su ogni asse, dando informazioni sulla velocità di movimento di un oggetto (ad esempio quando ruotiamo il nostro smartphone e vediamo lo schermo orientarsi nel modo corretto).
L’eye tracking. Monitora il movimento oculare attraverso un sensore a infrarossi che permette di rendere la profondità di campo ancora più veritiera. Nei modelli standard, le immagini sono tutte messe a fuoco. Mentre in quelli di fascia alta le immagini lontane sono sfocate, mentre quelle vicine compaiono nitide.
Il motion tracking. Si tratta di un sensore di movimento (opzionale) che permette di sapere esattamente dove si trova l’utente nello spazio.
Da non sottovalutare un sensore audio, fondamentale per offrire suoni che provengono da ogni direzione, che si allontanano o che si avvicinano. Alcuni modelli sono dotati di cuffie integrate che riproducono audio tridimensionale, mentre altri hanno cuffie separate e intercambiabili, da collegare.
Controller
I controller sono dispositivi elettronici che permettono all’utente di interagire con gli oggetti all’interno della realtà virtuale che stanno esplorando. Anche questi, così come il visore VR, sono dotati di magnetometro, accelerometro, giroscopio e sensori per tracciare e monitorare i movimenti.
Guanti VR
La forma e le dimensioni sono simili a quelle di guanti comuni, ma possiedono un sistema hardware/software. Il lavoro dei guanti è duplice: sia rendere preciso e affidabile il monitoraggio delle mani e il loro movimento, sia introdurre nella realtà virtuale l’esperienza tattile. Obiettivo degli sviluppatori è proprio quello di ricreare una sensazione tattile toccando un oggetto. Molti dei guanti prossimi al mercato, sono dotati di un sistema speciale che, applicano sulle mani delle forze, creando un feedback aptico, in sintesi un tatto simulato.
Computer o console
La CPU della realtà virtuale. Qui vengono mandati tutti i dati di posizionamento e analizzati. Grazie a questi dati viene realizzata e renderizzata l’immagine che sarà poi inviata agli schermi.
La realtà virtuale applicata a molteplici settori
La realtà virtuale e il 3D rappresentano ormai un nuovo modo di “osservare” il mondo, e col tempo saranno sempre più presenti nelle nostre vite. La VR, oltre che nei giochi e nell’intrattenimento, sarà ben presto applicata in tantissimi settori, anche differenti tra loro.
Tra qualche anno, prima di prenotare un viaggio, potremmo esplorare le meta sconosciuta indossando un semplice visore, così da avere un’anteprima più che realistica di ciò chi ci aspetta. Così come poter provare in un camerino speciale virtualmente l’abito dei sogni, prima di acquistarlo. Gli sportivi, potranno allenarsi in ambienti protetti e sicuri, senza esporsi a condizioni climatiche pericolose.
Visori VR in medicina
Anche in campo medico, la realtà virtuale ha fatto passi da gigante e ne farà sempre più. Si pensi alla chirurgia robotica, dove l’operazione viene effettuata da un robot controllato da un chirurgo tramite la VR. Grazie a ciò vi è una precisione maggiore dell’operazione, oltre che la possibilità di operare anche se il medico è distante dal paziente.
La realtà virtuale è usata anche per aiutare le persone a superare fobie e disturbi d’ansia. Uno studio del Cedars-Sinai di Los Angeles ha coinvolto 100 pazienti ricoverati in ospedale. 50 pazienti hanno visto video in 3D mentre la restante metà ha visto video in 2D su uno schermo vicino. Ne è emerso che:
- I 50 che hanno visto video tranquillizzanti in 3D hanno riportato un calo del 24% dei punteggi del dolore.
- I 50 pazienti che hanno guardato un video in 2D standard con scene rilassanti hanno registrato solo una riduzione del dolore del 13,2%.
Il cervello, alle prese con la VR è così occupato ad elaborare i segnali provenienti dal visore, da “ignorare” gli altri (segnali di dolore). Distogliere l’attenzione del paziente, perciò, gli permette di sentire meno il dolore.
Anche per i pazienti con sindromi depressive, la realtà virtuale è un rimedio per alleviare le sofferenze di una degenza prolungata. E ancora, i malati terminali grazie ai Visori VR potranno rivedere luoghi a cui sono legati particolarmente.
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