Hur massivt efterfrågad virtuell verklighet kommer att förändra vår upplevelse av lärande, lek, kommunikation och vision
Frasen "virtuell verklighet" dök upp på vardagsspråket på 1980-talet. Men idén att skapa ett headset som kunde lura personen som bär det att tro att de är någon annanstans föddes på 1960-talet, och ett bollspel hölls på taket i en byggnad i Texas.
Datorforskaren Ivan Sutherland var på affärsresa till Fort Worth, Texas med Bell Helicopter, en helikopter och rotorcraft-företag. Företaget arbetade för att skapa en enhet som skulle hjälpa militära helikoptrar att landa på natten. Det var en hjälm som gjorde det möjligt för piloten att peka kameran vid basen av helikoptern och skjuta infraröda bilder som samtidigt dök upp på små skärmar framför hans ögon.
Bell Helicopter testade enheten och bad en av arbetarna att sitta på ett kontor, ta på sig en prototyphjälm och titta på två av hans kollegor spela boll på toppen av byggnadens tak. När en av spelarna plötsligt kastade bollen in i kameran, tappade testaren, som satt på kontoret, instinktivt "slaget". "Det var tydligt att testaren trodde att han var bakom kameran, och när han satt inne i byggnaden kände sig inte säker," sade Sutherland nyligen och erinrade om händelsen. "Mitt lilla bidrag till skapandet av virtual reality var att jag insåg att vi inte behöver en kamera, vi använder en dator istället."
1965 skrev Sutherland en artikel om att en datorbild skulle en dag bli så trovärdig att den "bokstavligen kunde bli det underland som Alice föll in i." Denna idé - att skapa det bästa alternativet till en teleporteringsmaskin som gör det möjligt för människor att röra sig och hitta sig var som helst och för att trylla fram alla drömmar - förblir grunden för all modern utveckling inom virtuell verklighet. Arbetade först vid Harvard och sedan vid University of Utah, skapade Sutherland sin egen VR-hjälm - så tung att den måste fästas i taket med en liten kran. Genom stereoskopiska glasögon visades de första försökspersonerna en tredimensionell reproduktion av en liten kub som svävade framför dem.
"När jag började arbeta på en huvudmonterad skärm hade jag ingen aning om hur svårt det skulle vara", skrev Sutherland 1968.
De vetenskapsmän som följde i hans fotspår visste inte heller detta. Under flera decennier, på grund av tekniska fel och en misslyckad start av arbetet, gick utvecklingen av VR-tekniken för långsamt. Men nu - tack vare framstegen i miniatyriseringen av datorer och 3D-grafik - kan VR-enheter närma sig nivån på visuell uppfattning. Flera VR-enheter är redan till försäljning eller kommer att träffa marknaden i år. Vissa av dem - som Google Kartongglasögon i kartonglådor (kommersiellt tillgängliga för cirka 20 dollar) använder ett minimalt antal enheter - främst två plastlinser och en smartphone. De mer sofistikerade Oculus Rift-glasögonen (599 $) kommer med extra sensorer för huvudspårning och skärmar med hög upplösning. Men det finns fortfarande problem:om du använder VR-enheter för länge kan du få illamående och till och med smarttelefonskärmar - "retinal-skärmar" med mycket höga upplösningar kan verka korniga eller mosaiska.
Nu när VR-enheter kommer in på massmarknaden är det viktigaste vad vi vill göra med dessa enheter. Precis som böcker och tidningar följde tryckpressens uppfinning, sa Sutherland vid de senaste Proto Awards för VR-teknikutvecklare, "Det var dessa fantastiska kreativa människor som gjorde VR-tekniken verklig med innehåll." Här människor som skapar denna teknik, investerar i dem och studerar dem, erbjuder sina bästa tankar och idéer om hur virtuell verklighet kommer att förändra sättet att lära sig, spel för kommunikation och visuell uppfattning."
Kampanjvideo:
1. Utbildning
Hur lär du människor att känna vad det innebär att bli offer för rasdiskriminering eller rasmissbruk? Istället för att tvinga dem att sitta i en föreläsning om detta ämne kommer du snart att kunna ge dem hjälmar med vilka de kommer att uppleva denna upplevelse i virtuell verklighet. När man tittar i en virtuell spegel ser användaren någon som han själv - till exempel en medelålders vit man. Men när han tittar bort ett ögonblick kommer reflektionen - eller avataren - att förvandlas till en ung, mörkhårig kvinna. Samtidigt, i en annan del av det virtuella rummet, kommer en man att slå ut med rasmissbruk.
"När du rör dig i fyra minuter börjar du känna att du är du," säger Jeremy Bailenson, chef för Virtual Human Interaction Lab vid Stanford University, som utvecklade spegelmetoden som ett sätt att få medkänsla och förståelse för andra. "Genom att försöka på en annan persons kropp kan du överleva trauma och övervinna fördomar."
Genom detta projekt är det möjligt att omvandla processen att undervisa de färdigheter som krävs i samband med social och etnokulturell mångfald. Virtuella verklighetsverktyg tillåter en person att simulera "kroppens omvandling" till avatarer av en annan nationalitet eller kön. Ett annat simuleringsprogram som utvecklats på Stanford låter dig sätta en person på plats för någon som har tappat sitt jobb och hem, sover i en bil eller tvingas bo på gatan.
Bailensons forskning har visat att VR är mycket effektivare för att utveckla medkännande och förståelsefärdigheter än andra typer av rollspel - åtminstone på kort sikt. Liknande tekniker kan användas för att behandla personer med fysiska funktionsnedsättningar eller posttraumatiskt stresssyndrom.
Enligt Bailenson är denna teknik att föredra som ett lärarverktyg i fyra huvudfall: om att utbilda människor i verkliga förhållanden är för dyrt, är farligt, ineffektivt och helt enkelt omöjligt. Att till exempel lära en brandman hur man navigerar och navigerar i en brinnande byggnad kan vara för farligt i verkligheten, men dessa färdigheter kan utbildas i säkra virtuella verklighetsmiljöer.
Baserat på några av laboratoriets utveckling har idrottsstarten STRIVR skapats, vilket hjälper amerikanska fotbollsanfallare att utveckla strategi utan att involvera alla spelare i laget. Enligt en studie från 2008 av Bailenson och andra kan idrottsutbildning i virtuell verklighet vara 25% effektivare än att titta på video.
Samtidigt undersöker Google möjligheterna att använda virtual reality i skolor. Med Expeditions-appen för Google Kartongglasögon kan studenter ta en virtuell rundtur i Great Barrier Reef under ledning av Sir David Attenborough, ruinerna av Machu Picchu, Buckingham Palace och till och med Mars. Dessutom togs alla foton med en panoramakamera utrustad med en lins, vars betraktningsvinkel är 360º. Expeditioner har använts av över en halv miljon elever från tusentals skolor över hela världen sedan det träffade marknaden förra året. Och nu erbjuder Google virtuella resor till mer än 150 olika platser på planeten.
Lärare kan rikta elevernas uppmärksamhet genom att guida en virtuell rundtur med en surfplatta ansluten till alla smartphones. Från de många leende ansikten på skärmen på hans surfplatta (det är ansikten för elever som är medlemmar i utflyktsgruppen) kan läraren förstå vilken av dem som ser i rätt riktning.
"Och medan ingenting ersätter riktiga skolbussslag och riktiga resor runt om i världen, är vi verkligen glada över att kunna återskapa världen runt oss inom de fyra väggarna i ett klassrum," säger Jen Holland, chef för Google for Education. - Studenter har möjlighet att se något i ett helt annat ljus än om de läste en lärobok eller tittade på en video. De tvingas gå med i detta."
Holland erkänner att forskning ännu inte har gjorts för att visa att VR kan förbättra inlärningen på detta sätt. Men hon ser uppmuntrande tecken: "Det är inte bara spännande - eleverna känner att de lär sig mycket bättre eftersom de känner att de har varit där."
2. Spel
Du sitter ensam i ett halvtomt dammigt rum; cigaretten just släckt röker. Batteriet i ficklampan håller på att ta slut och du kan bara se tidningens urklipp klistra in på väggen med tillkännagivandet om den saknade flickan. Så fort du undrar varför det finns en tom stol i hörnet stängs plötsligt den enda dörren. Med en blinkande ficklampa i händerna vänder du dig och ser att stolen på något sätt har vänt. Och sedan börjar musikrutan spela …
I stolen i ett rum kan skräckfilmens inträffade rörelser verka överväldigande. Men spelet - även om det är enkelt grafik, och även om det spelas genom enkla kartongglasögon från Google Cardboard - är skrämmande och förtryllande till det ögonblick då det visar sig vem som vände stolen. Få människor lyckas avsluta spelet lugnt och utan att hoppa ur sin (riktiga) stol.
"VR skiljer sig från andra medier genom att det invaderar ditt personliga utrymme," säger London-baserade spelutvecklare Ryan Bousfield.”Hon är bokstavligen närmare. Samtidigt blir allt inom dina personliga gränser antingen mer läskigt eller mer meningsfullt … I allmänhet visar det sig stort med skräck."
Många förväntar sig att videospel kommer att vara en banbrytande ny VR-upplevelse, eftersom spelare längtar efter mer uppslukande och skrämmande upplevelser. Enligt analytiker på Goldman Sachs kommer spel att vara den mest lukrativa VR-programvaran och generera 11,6 miljarder dollar i årliga intäkter fram till 2025. Tillsammans med Facebook-ägda Oculus planerar spelutvecklingsföretag som Sony PlayStation och Valve att lansera sitt eget headset i år för ungefär några hundra dollar.
Bousfield arbetar med en uppdaterad version av A Chair in a Room, anpassad för Vive-headsetet, som spelutvecklar Valve släpper med smartphoneföretaget HTC. Under provkörningarna av spelet höll vissa spelare tätt mot glasögon för säkerhet.
”Detta är deras grund till den verkliga världen. Om de vill komma ur spelet kan de bara ta av sig sina glasögon, säger Ryan. "Om människor känner sig mer bekväm kommer de inte att hålla fast i headsetet och fördjupa sig i virtuell verklighet ännu mer."
Medan grafiken fortfarande ser ut som om den är på spelkonsoler och inte i verkligheten, så manipulerar headsetet dina visuella - och hörsel - uppfattningar att du oavsiktligt kastar tvivel åt sidan och börjar tro.
Spelar London Heist, ett spel som är designat för PlayStation VR-headsetet att släppas av Sony, kommer spelare att tvingas gömma sig från kulor vid bordet och snubbla grymt i sina lådor på jakt efter en pistol - för att överleva en vapenkamp med gangster. Skaparna av spelet insåg att de kunde greppa något sådant när de såg att i slutet av scenen försöker spelarna ständigt att lägga sina smartphones på bordet - glömmer att händelserna bara äger rum i den virtuella världen.
"Vi vill få människor att glömma att de är i virtuell verklighet," säger Dave Raynard, som fram till denna månad ledde Sonys London-studio och sedan lämnade för att utveckla VR-system själv. "Denna verklighet behöver inte vara realistisk, men den måste vara trovärdig."
3. Kommunikation
När Facebook förvärvade Oculus 2014, gjorde grundaren Mark Zuckerberg, det sociala nätverkssidan tydligt att hans stora VR-planer inte var begränsade till att göra spel, och han kallade virtual reality "en ny social, kommunikationsplattform."
"Virtuell ping pong är min galnaste Oculus-upplevelse i nyligen minne," sa Zuckerberg på en nyligen Oculus-konferens. "Det känns som att du spelar med din vän som är bredvid dig, men samtidigt kan han vara på andra sidan världen."
I Oculus Toybox-demon, med rörelsestyrare (som Nintendos Wii), kan två spelare interagera i VR medan de lägger virtuella block, kastar bollen fram och tillbaka och till och med ändrar allvar. Medan varje spelare representeras som ett grått ansikte och händer utan kropp, skapar denna känsla av att vara i ett rum samtidigt en känsla av närhet som varken Skype eller Apples FaceTime-teknik kan göra.
Tanken på att virtuell verklighet kan bli ett kommunikationsmedel kan på inget sätt verka relaterat till teknik som helt isolerar användare från människorna omkring dem och stänger sina ögon och öron för att ersätta den verkliga världen med en digital. Men VR: s sociala appar börjar redan dyka upp som möjliggör kommunikation - från videokonferenser och virtuell turism till datering och dejting.
Social Alpha-appen, utvecklad av Oculus, är den första plattformen i sitt slag som går offentligt och samlar små grupper av användare i en virtuell film för att tillsammans titta på onlinevideoer som de som publicerats på YouTube. Vänner som bor i olika städer och till och med länder kan sitta ner och titta på sport eller filmer och kommunicera med varandra med hjälp av mikrofonen och hörlurarna på deras smartphones. Användare väljer enkla masker - till exempel en mustachioed cowboy, en godmodig björn, en fyrkantig robot - som vänder sina riktiga huvuden och nickar medan de pratar med andra avatarer. Men med tanke på att uttrycket för användarnas verkliga ansikten inte kan ses, erhålls kommunikation uteslutande genom tal.
Vissa företag som utvecklar mer traditionella lösningar för telepresens och kontroll försöker redan använda VR för att ansluta det digitala till den verkliga världen. Ett innovationslaboratorium på Cisco, som designar och säljer nätverksutrustning, genomförde ett experiment genom att förse en av sina anställda med ett VR-headset anslutet till ett robothuvud i ett annat land. När en anställd med ett headset på distans deltar i ett möte, är roboten i mötesrummet - den sitter, hör och rör sig i synk med den anställda. "En enkel gest som nickar förvandlar praktiskt taget en robot till en människa", kommenterar David Rickman från Cisco, som hjälpte till att skapa prototypen.
I sin roman Snow Crash, som publicerades 1992, introducerade science-fictionförfattaren Neil Stevenson hur människor tillbringar en betydande del av sin tid på den virtuella centrala online-gatan Metavers. Idag tror Stevenson, "chefs futuristen" för blandad reality-start Magic Leap, att detta VR-headset en dag kommer att få dagens teknik att se ut som "barndomneuralgi."
"Den vana som vi alla har idag att dra våra telefoner ur fickorna och visa privata korta meddelanden är en antisocial vana som alla klagar på och syndar om," säger han.”Detta är det oundvikliga resultatet av att ha en enhet med en skärm som du kan hålla i handen och som bara en person kan se åt gången. Det kan hända att människor kommer att se tillbaka på den här tiden av oss som en min istid av social interaktion."
4. Visuell uppfattning
Den virtuella verkligheten som bäst kan ta tittaren till en plats där han under andra omständigheter aldrig skulle kunna - eller inte vill - vara. Den FN-sponsrade dokumentären Clouds over Sidra tar tittarna till Zaatari-flyktinglägret i Jordanien, där den 12-åriga syriska flyktingen Sidra berättar sin historia. Hon visar oss sitt lilla rum, där hon har bott med sina föräldrar och tre bröder det senaste halvannet året, sin klass i ett tält och sitt lokala bageri.
Filmerad med en speciell 3D-kamera utrustad med en 360 ° -lins, kan tittarna titta på lägret, se pojkarna spela fotboll från ovan och under, eller kika in i ett provisoriskt gym. Men publiken kan inte titta bort. Höjdpunkten i den åtta minuters filmen var när en grupp flyktingbarn trängdes runt betraktaren.
På grund av sin överväldigande sannhet vann filmen ett pris vid förra årets Sheffield International Documentary Festival, och juryn kallade det ett verk "med enorm potential att förändra den verkliga världen." Enligt arrangörerna av showen bestod filmen av den viktigaste målgruppen, som skjutits av entusiaster som arbetade under FN: s regi, av människor som är mest kapabla att bli givare - extremt rika och inflytelserika. Chris Milk, medskapare av filmen och projektledaren för Vrse (en av de första studiorna som utvecklade VR-system), kallade virtual reality "ett verktyg för att utveckla empati-färdigheter."
"Detta är ett riktigt nytt verktyg," säger han. "Om vi jämför det med film eller radio eller tv, med alla medel, nu har vi tekniken som ett nytt format födas med, ett nytt berättelsesspråk."
Milka beundrar idén att låta publiken "komma in på skärmen", att skapa en närmare koppling till filmens karaktärer, eftersom ingenting skiljer dem, och det finns inget avstånd mellan dem.
Men övergivandet av den vanliga ramsynkroniseringen som kännetecknar traditionell film skapar nya problem för skaparna av VR-filmer. Om tittarna kunde titta i olika riktningar, skulle de inte kunna förstå huvudidén med handlingen. VR-filmskapare har precis börjat upptäcka tekniker för att rikta tittarens uppmärksamhet genom ljud eller rörelse. En av lösningarna kan vara en teknik när, när tittarens huvud vänder sig i rätt riktning, en viss dialog börjar eller vissa plotlinjer introduceras.
"När det gäller effekter som" wow, jag är på en berg-och dalbana, "det finns gott om det," säger Milk. en berättelse i virtuell verklighet? Jag ställer mig själv denna fråga hundra gånger om dagen."
Ett sätt att ta itu med berättarfrågan är att helt enkelt visa händelser i realtid. Sport visar sig redan vara kul. Kalifornien-baserade start NextVR förra året strömmade en National Basketball League-match till användare av Samsungs Gear VR-headset via sin app. Tittarna "fick" en främre radplats, som vanligtvis kostar flera tusen dollar. Företaget tecknade nyligen ett femårigt avtal med Fox Sports.
"Det känns verkligen som att du sitter där," sa VD: s VD Brad Allen vid en Goldman Sachs-konferens som nyligen hölls i San Francisco.
"Människor älskar att få höra något, men de älskar också att interagera, kommunicera," säger Neil Stevenson från Magic Leap, och "att kunna kombinera allt i rätt proportion vid rätt tidpunkt är mycket spännande."