UNIVERZITET U BEOGRADU
SAOBRAĆAJNI FAKULTET
PREDMET:
Uvod u informacione sisteme
Virtuelna stvarnost
Milivoje Nikolić, PS180226
B e o g r a d, 2 0 2 0.
1
Rezime:
U radu je, ukratko, prikazan razvoj tehnologije virtualne realnosti, karakteristike različitih
sistema i prisutni trendovi u projektovanju proizvoda korišćenjem virtualne realnosti. Dat
je kratak prikaz razvijanja virtuelne realnosti do najširih primena danas, kao što su igre i
aplikacije. Igre i aplikacije u virtuelnoj realnosti su sve viže izražene, i teži se ka što većim
novitetima. Prikazani su osnovni koncepti programiranja igre za virtuelnu realnost, kao i
vrste korisničkog interfejsa, kontrole i način interakcije korisnika sa virtuelnim svetom.
Pomenućemo načine kretanja korisnika kroz svet, kao i veoma bitna optimizacija da bi to
kretanje bilo neometano. Takođe, proširena stvarnost je termin koji se odnosi na sva
kombinovana realna i virtuelna okruženja i interakcije čovek-mašina generisana
računarskom tehnologijom i nosivim materijalima; o čemu smo prikazali više primera u
tekstu.
Ključne reči: VR, AR, aplikacije, naočare, igre
Abstract:
The paper briefly describes the development of virtual reality technology, the
characteristics of different systems and the present trends in product design using virtual
reality. It gives a brief overview of developing virtual reality to the widest range of
applications today, such as games and applications. Virtual reality games and applications
are increasingly featured, and are striving for as much novelty as possible.
Basic concepts of game programming for virtual reality are presented, as well as types of
user interface, controls, and how users interact with the virtual world. We will mention
ways of moving users through the world, as well as very important optimization to keep
this movement smooth.
Also, augmented reality is a term that refers to all the combined real and virtual
environments and human-machine interactions generated by computer technology and
wearables; of which we have shown more examples in the text
Index terms: VR,AR, applications, glasses, games
3
1. UVOD
Čovek je već od razvoja prvih kompjutera pokušavao stvoriti virtualnu sliku sveta koju bi na jednak
način, kao i stvarni svet, mogao doživeti svim čulima. Iako još nije u potpunosti ostvarena, ova ideja
se zajedno sa tehnologijom, u dugom nizu godina pretvara u stvarnost i postiže sve veću primenu u
mnogim područjma ljudske delatnosti.
Virtualna stvarnost izbila je u prvi plan pre nekoliko godina, ali
manje je poznato da ona vuče korene još iz kasnih 1950-ih, iz vremena kada su računari još bili
veličine manje sobe ili većeg ormara i kada je smatrano da je njihova osnovna i jedina funkcija
izvođenje komplikovanih računa. Ali mladi inženjer elektronike i bivši mornarički radarski tehničar
Douglas Engelbart video je u njima nešto više. On je došao do ideje da bi se monitor radara mogao
povezati sa kompjuterom. U početku su njegove ideje bile odbacivane da bi 1960-ih sve veći broj ljudi
počeo da uviđa njihov značaj. Simulatori
letenja su verovatno najznačajniji prethodnici virtualne
stvarnosti, u čiji je razvoj američka vojska mnogo ulagala, naročito nakon Drugog svetskog rata i
tokom devedesetih. Sintagmu “virtualna stvarnost” (Virtual Reality – VR) prvi je sklopio Jaron Lanier,
osnivač firme VPL Research (1989). Virtualna stvarnost je tesno povezana sa multimedijom. Medij je
nosilac ili prenosilac podataka u računarstvu, a procesi koje obuhvata rad računara sa medijima su
akvizicija, skladištenje, reprezentacija, razmena, obrada i prezentacija medijskih veza između njih.
Multimedijalna komunikacija je istovremeno korišćenje više medija ili simultano korišćenje više načina
komuniciranja. Ona je savremen oblik izražavanja korišćenjem teksta, slike, zvuka, animacija i videa.
Sa odgovarajućim hardverskim i softverskim komponentama, pomoću multimedijalnih sistema ovi
osnovni elementi se kombinuju u jedinstvene multimedijalne sadržaje. Napravljeni sadržaji se tako
koriste u audio i video produkciji, oglašavanju, veb dizajnu, obrazovanju, elektronskom poslovanju,
medicini, industriji, saobraćaju i mnogim drugim oblastima čovekovog svakodnevnog života.
2. ŠTA JE TO VIRTUELNA STVARNOST?
Virtualna stvarnost je produžetak multimedije – koristi osnovne multimedijalne elemente slika,
zvukova i animacije. Virtualna stvarnost je interaktivna multimedija u najdoslovnijem smislu tog
pojma. Virtual Reality – Virtuelna stvarnost (VR) je vezana za pojavu naprednih kompjutera, jer su tek
kompjuteri sa snažnim grafičkim modulima omogućili realističnu vizualizaciju digitalnih modela. U
prvim generacijama GUIA (
Graphical User Interface-Metod) olakšane interkacije sa računarom putem
grafičkih, virtuelnih objekata, ali je više nego jasno da je “Crtanje na kompjuteru” nemoguće bez
grafičkog interfejsa. Prema tome, uopšte nije pogrešno reći da je GUI bio prvi korak ka onome što
danas zovemo kompjuterska grafika. Kada je konkretno reč o građevinarstvu i arhitekturi, razgledanje
virtuelnih prostorija buduće građevine zaista liči na šetnju u stvarnom objektu i taj osećaj kretanja u
nečemu što ne postoje možda jeste i najbolja definicija virtuelne stvarnosti. Ali tek sa pojavom snažnih
grafičkih platformi i pratećeg softvera omogućeno je iscrtavanje stvarnog, optički realističnog izgleda
3D modela do najmanjih detalja i to u interakciji sa ambijentom i prema vizuelnim svojstvima
materijala (tekstura, refleksija, transparentnosti). Rezultat ovoga bile su veoma uverljive slike koje su
davale veštačke prizore identične stvarnim ili prizore onoga što će se tek desiti. Virtuelna stvarnost
predstavlja skup tehnologija koje se koriste za sintetizaciju autentičnog sklopa vizuelnih, zvučnih,
dodirnih, a ponekad i drugih čulnih iskustava, kako bi stvorile iluziju da praktično nepostojeće stvari
definisane i smeštene samo u računarskoj memoriji mogu da se vide, čuju, dodirnu i osete na neki
4
drugi potreban način. Ove tehnologije se takođe koriste da bi autentično registrovale ljudske pokrete,
zvuke i druge moguće ulazne podatke. S obzirom da više od jednog korisnika može da učestvuje u
ovom procesu, virtuelna stvarnost se može shvatiti i kao medijum. Reč „virtuelno“ se tokom poslednjih
decenija koristi vrlo često. Danas postoje virtuelni univerziteti, virtuelne kancelarije, virtuelni ljubimci,
virtuelne izložbe, muzeji, pa čak i virtuelni lekari… Na slici 1 prikazan je realan I virtuealan svet[1].
Slika 1. Realan I virtuelan svet
2.1.
Matematički opis virtuelne scene
Virtualni posmatrač nalazi se u trodimenzionalnoj virtualnoj sceni. Svi objekti na sceni sastavljeni su
od vrhova koji imaju svoje koordinate u globalnom koordinatnom sistemu scene. Položaj posmatrača
u globalnom koordinatnom sistemu određen je jednom tačkom I tri prostorna ugla.
Razvijeni su mnogi
programski alati za dizajniranje virtualnih svetova koji ne moraju biti samo kopija realnog sveta, nego
i objekti iz mašte kojima dajemo realne fizičke ili psihičke osobine. Osnovna uloga koju ima virtualna
stvarnost je pojednostavljenje upravljanja složenim procesima, tako da virtualna stvarnost bude na
višem nivou od samog računara. Čoveku je prirodnije upravljati nekim procesom boraveći u virtualnoj
okolini nego da upravlja računarom. Upravo ta činjenica čini virtualnu stvarnost toliko zanimljivom i
privlačnom za istraživanje.
3. ISTORIJA VIRTUELNE STVARNOSTI
Virtuelna realnost je prisutna već decenijama i bila je korišćena u istraživačke, industrijske i vojne
svrhe. U početku je bila jako glomazna i skupa. U ranim devedesetim godinama pojavile su se prve
stereoskopske slike i uređaji "View-Master" (1939) koji je korišćen u turističke svrhe. Taj koncept se
