Wie funktioniert VR?

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Virtuelle Realität (VR) ist eine von Computern erzeugte, immersive 3D-Welt, die Benutzer über Headsets, tragbare Technologie, Bewegungssensoren und 360-Grad-Bildschirme erleben. Die virtuelle Realität bietet Erfahrungen in nicht-immersiven Umgebungen wie 360-Grad-Bildschirmen und immersiven Umgebungen, die die Nutzer über Headsets und Wearables erleben, um in einer realistischen digitalen Welt zu interagieren. 

VR ist zwar keine brandneue Technologie, aber dank der Entwicklung von VR-Geräten für den Einsatz in Wohnungen und anderen kleinen Räumen in den 2010er-Jahren ist sie für die Verbraucher leichter zugänglich als früher. Dieser Boom der VR hat dazu geführt, dass sie nicht nur in der Spielebranche, sondern auch in den Bereichen Bildung, Ausbildung, Sport und Gesundheit eingesetzt wird. Mit ihrer zunehmenden Beliebtheit wirft die VR viele Fragen für die künftige Forschung auf. 

Wie funktioniert die virtuelle Realität, und welche Auswirkungen hat sie auf die künstliche Intelligenz? In diesem Artikel werden diese Fragen untersucht, ebenso wie die Anwendungen von VR in verschiedenen Branchen und wie Sie ein VR-Erlebnis entwickeln können. 

Wie funktioniert die virtuelle Realität?

VR setzt die Sinne des Benutzers durch eine Rückkopplungsschleife aus Tracking-Sensoren und Stimulationen außer Kraft, die von VR-Hardware, Software und der Beziehung des Benutzers zur physischen Welt erzeugt werden. Drei Dinge machen VR-Systeme aus:

• Hardware

• Software

• Menschliche Wahrnehmung

Schauen wir uns genauer an, wie jeder Aspekt eines VR-Systems funktioniert, um das Erlebnis der virtuellen Realität zu erzeugen. 

Hardware

Die Hardware eines VR-Systems überträgt einen Reiz in die physische Welt, damit die Augen und Ohren des Benutzers ihn in einen neuronalen Impuls umwandeln können. Das Ziel ist es, das Gehirn davon zu überzeugen, dass die virtuelle Welt die physische Welt ist und die akustischen und visuellen Anzeigen eine natürliche Stimulation darstellen. 

Ein VR-System besteht im Wesentlichen aus drei Hardware-Komponenten:

• Bildschirme: Geräte, die die Reize für verschiedene Sinnesorgane ausgeben. Dies kann ein Bildschirm für die Augen, Lautsprecher oder Kopfhörer für die Ohren und haptisches Feedback für den Tastsinn sein. 

• Sensoren: Geräte, die Eingangssignale aus der physischen Welt aufnehmen. Sie erkennen die Ausrichtung der verschiedenen Sinnesorgane. Weitere Sensoren sind Digitalkameras, die Augen, Ohren, Hände und andere Körperbewegungen erfassen. Außerdem erfassen Infrarotkameras die Tiefe durch ein für das menschliche Auge nicht sichtbares Infrarotlicht.

• Computer: Geräte, die die Eingangssensoren aufnehmen und die Ausgangsreize anzeigen, um den Virtual World Generator (VWG) zu betreiben. Diese Computer können von einem Desktop-Computer, der über Kabel mit dem Headset verbunden ist, bis hin zu einem einfachen Smartphone reichen, das in das Headset gesteckt wird. Spezielle Computerkomponenten wie Grafikprozessoren (GPUs) und Display-Interface-Chips unterstützen die Leistung des VR-Systems. 

Software

Die Software für VR verarbeitet die Eingaben, die sie von der Hardware in der physischen Welt erhält, und leitet diese an den VWG weiter, der die Stimulationen für die VR ständig wiedergibt. Die Software erzeugt die Wahrnehmung der realen Welt gegenüber der VR-Welt, indem sie aufgezeichnete Bilder, computergenerierte Bilder (CGI) oder eine Kombination aus beidem verwendet. 

Darüber hinaus versucht die Software, die Bewegungen des Benutzers in der realen Welt an seine Bewegungen in der virtuellen Welt anzupassen und sicherzustellen, dass die Blickwinkel der Objekte in der Welt übereinstimmen. Die Software bestimmt, was passiert, wenn der Benutzer sich außerhalb der von den Sensoren ermittelten Bewegungen bewegen will. Zusätzliche Hardware, wie z. B. ein Controller, ermöglicht es dem Benutzer, sich zu bewegen. Die Software berücksichtigt die physikalischen Gegebenheiten, indem sie verschiedene Algorithmen auf ähnliche physikalische Gegebenheiten in der physischen Welt anwendet und so entscheidet, wie einfach oder komplex eine VR-Welt sein sollte. 

Bei der Entwicklung von VR bietet ein Software Development Kit (SDK) ein grundlegendes Regelwerk eines Hardwareanbieters, mit dem man eine VWG von Grund auf neu erstellen kann, die alle physikalischen Eigenschaften, Audio und Bewegungen enthält. Einige Unternehmen produzieren ihre VWG, die Entwickler als Ausgangspunkt mit bereits implementierten Regeln und Sicherheitsfunktionen verwenden können. 

Menschliche Wahrnehmung

VR muss die Auswirkungen von künstlichen Reizen auf die menschlichen Sinne berücksichtigen. Jeder menschliche Sinn hat einen Stimulus, einen Rezeptor und Organe, die die physische Welt wahrnehmen. VR entwickelt Reize, die auf die menschlichen Nervenbahnen einwirken, ähnlich wie die Sinne in der physischen Welt. Manchmal reagiert das Gehirn schlecht auf die Reize und es kommt zu einer Verschmelzung der Sinne, die Müdigkeit, Kopfschmerzen, Übelkeit oder die Unfähigkeit, die Erfahrung als "real" zu interpretieren, verursacht.

Die Anpassung der menschlichen Sinneswahrnehmung kann dazu führen, dass VR-Entwickler vergessen, was VR mit den Sinnen von Personen macht, die noch nie damit interagiert haben. Auch wenn man sich langsam an VR gewöhnt, kann ein Entwickler, der ständig mit ihr interagiert, Designfehler machen, die ihm nicht auffallen. Die Auswirkungen von VR auf die menschliche Wahrnehmung müssen vollständig verstanden werden, damit VR das stimuliert, was sie bewirken soll, und gleichzeitig die Nebenwirkungen begrenzt. 

Wie arbeitet KI mit VR zusammen?

KI arbeitet mit VR zusammen, um interaktive Avatare zu schaffen, die durch natürliche Sprachverarbeitung Gespräche führen können. Diese Funktion der künstlichen Intelligenz könnte Schulungsmodule an hochqualifizierten Arbeitsplätzen unterstützen, indem sie Ihnen eine immersive, praxisnahe Erfahrung des Arbeitsplatzes in einer sicheren Umgebung vermittelt. KI-Entwicklungstools können dazu beitragen, die Erstellung von VR-Welten zu rationalisieren und ein besseres Nutzererlebnis zu schaffen. 

Wie man ein effektives Virtual-Reality-Erlebnis entwickelt

Konzentrieren Sie sich auf die menschliche Physiologie und Wahrnehmung, um ein effektives Virtual-Reality-Erlebnis zu entwickeln. Eine Reihe von Erfahrungen kann in diesen Prozess einfließen, darunter Videospiele, Kino, Broadcasting, Visualisierung und Technik. Betrachten wir einige Leitprinzipien für effektive VR:

• Beginnen Sie die Entwicklung mit dem Ziel, den Komfort zu maximieren, die Belastung der Augen zu reduzieren und ein immersives Erlebnis zu schaffen.

• Erstellen Sie virtuelle Welten mit realistischen Maßstäben, Objekten in voller 3D-Darstellung und Texturen aus allen Blickwinkeln, und stellen Sie sicher, dass alle geometrischen Modelle korrekt gerendert werden. 

• Stellen Sie sicher, dass die Ansicht aus dem linken und rechten Auge die gleiche ist, wobei der einzige Unterschied im Winkel der einzelnen Objekte, Farben oder Texturen besteht.

• Optimieren Sie das Rendering und die Frame-Rate entsprechend den gegebenen Hardwareanforderungen, um eine konsistente Frame-Rate aufrechtzuerhalten und die Latenz zu minimieren.

• Stellen Sie sicher, dass Audio-Tracking und Lokalisierung von Lautsprechersystemen mit Kopfhörern funktionieren.

• Machen Sie Pausen beim Entwerfen einer VR-Welt, um VR-Sickness zu vermeiden. 

• Lernen Sie durch Wahrnehmungsschulung, wie Sie Fehler bei der Entwicklung von VR-Systemen erkennen können. 

Verwandte Begriffe

• Systemverwalter

• UX-Strategie

• Datenbank-Administrator

• Computergrafik

• Kryptograph

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