Sanal Gerçeklik (SG)

SG, AG’ten farklı olarak gerçek fiziksel dünyada yer almamaktadır. SG, yeni bir fiziksel dünya ya da ortamın dijital yöntemlerle sanal olarak oluşturulduğu sistemleri

35 tanımlayan genel bir terimdir (198). Bu sanal ortamlar bilgisayar efektleriyle ve animasyonlarla oluşturulabileceği gibi gerçeğe çok yakın hatta gerçek görüntülerle de oluşturulabilir.

1613 yılında Aguilonius’un binoküler görüntü için kullandığı “stereoscopique” kelimesinden yola çıkarak Sir Charles Wheatstone 1838 yılında ayna stereoskobu adını verdiği cihazını tanıtmıştır. Cihazının çalışma mekanizmasını açıklayan Wheatstone, her iki gözün retinasına aynı iki eş görüntünün düşmesi ile iki boyutlu görüşün gerçekleştiğini, üç boyutlu görüş oluşması için iki gözün retinalarında projekte olan görüntülerin aynı cisme ait ancak biraz farklı iki açıdan görüntüsünün düşürülmesi gerektiğini belirtmiştir. Wheatstone stereoskobu olarak da bilinen ayna stereoskobunda bu prensip kullanarak kullanıcılara üç boyutlu görüntü algısı verilmeye çalışılmıştır (Şekil 13). Zaman ilerlediçe stereoskopik fotoğraflar ortaya çıkmıştır. Birbirinden açısal olarak küçük farklılıkları olan iki fotoğraf yanyana konumlandırılarak her iki gözün ayrı ayrı görebileceği cihazlar yapılmış ve bu sayede fotoğraflara üç boyutlu görüntü etkisi yaratılmıştır (199) (Şekil 14).

36

Şekil 14. 1850'li yıllardan stereoskopik fotoğraflar

Daha sonra 1929’da Edward Link “Link Trainer” adı verilen uçuş simulatörünü geliştirmiştir. 1950’lerde sinema sektöründe “Sensorama” adı verilen cihaz üretilmiş ve eğlence amacıyla stereo hoparlör, üç boyutlu görüntü, hava akımı sağlayan fanlar, koku jeneratörleri ve titreşimli sandalye içeren bu cihaz kullanılmıştır. Yıllar ilerledikçe VPL firması “DataGlove”, “EyePhone” ve “DataSuit” ürünlerini çıkartmış, görsel ve dokunsal uyarılar sağlayarak kullanıcılara SG ortamları sunmuşlardır. SG uygulamaları alanında gerçekçi sistemlere eğilimin artmasıyla başa giyilebilen görüntü cihazları olan SG gözlükleri (Head Mounted Display) popüler olmuştur. 1990’ların sonları ve 2000’lerin başlarında, Amerika Birleşik Devletleri Hava Kuvvetleri’nin “Super Cockpit” eğitim programında (200) ve NASA’nın VPL firmasıyla düzenlediği VIEW (Virtual Interface Environment Workstation) eğitim programında (201) SG gözlükleri kullanılmıştır.

Günümüze geldikçe eğlence sektörünün alana ilgisinin artmaya başlamıştır. İlgili firmalar gerçekleştirdikleri projelerle kişilerin daha kolay kullanabileceği portatif SG gözlüklerin üretimine gidilmiş ve SG teknolojisine ulaşım kolaylaşmıştır.

37 SG teknolojisi, kullanıcıya gerçeklik hissini yaşatmayı amaçlar. SG sistemleri, sürükleyicilik seviyesine göre sürükleyici olmayan, yarı sürükleyici ve tam sürükleyici sistemler olarak üçe ayrılabilir.

Sürükleyici olmayan sistemler iki boyutlu sistemlerdir (Resim 3). Görüntüler kişilere bir monitor ekranı aracılığıyla gösterilir (202). Kişilerin oluşturulan bu ortamdaki gezinmeleri genellikle bir bilgisayar klavyesi ya da faresi aracılığıyla gerçekleştirilir.

Yarı sürükleyici sistemler genellikle birkaç büyük ekran ve gelişmiş bilgisayar sistemleri içerirler (Resim 4). Bu sistemlerde ekranlar düz olabileceği gibi gerçeklik hissinin artırılması amacıyla konkav şekilli de olabilir. Ekranlarda gösterilen görüntüler genellikle bir görüntünün farklı açıları şeklindedir. Örneğin, izlenen görüntü parçalara bölünerek yan yana veya üst üste yerleştirilmiş çoklu ekranlardan gösterilebilir. Bu tip sistemler sıklıkla bir otomobil ya da uçak gibi taşıtların sürücü koltuğundaymış izlenimi verilmiş simulatör sistemlerinde kullanılır (203).

38

Resim 4. Yarı gerçekçi sanal gerçeklik sistemi örnekleri

Sürükleyici sistemlerde ise görüntü kullanıcıyı çepeçevre sarar. Amaç yeni bir gerçeklik hissi yaratmaktır. Bunu sağlamak için kullanıcılara görsel, işitsel ve bazen de dokunsal sanal duyular sağlanır. Sürükleyici sistemlerde SG gözlüğü gibi başa bağlanan monitörler önemli yer tutar. Bu gözlüklerdeki görüntünün temelinde de stereopsis yatmaktadır ve kullanıcılara sağ ve sol göz görüntüleri ayrı ayrı gösterilerek üç boyut ve derinlik hissi artırılmaktadır (Şekil 15). SG gözlükleriyle gösterilen görüntüler kişinin baş hareketleriyle uyumlu şekilde değişebilmekte, aynı zamanda kullanıcı başını gelen sese doğru çevirdiğinde ses yönü de karşıdan gelecek şekilde değiştirebilmektedir (Şekil 16). Bu özellikler gözlüklere yerleştirilmiş olan jiroskop, akselerometre ve manyetometre cihazları sayesinde gerçekleştirilir (204). Jiroskop, açısal hareketin korunması prensibiyle çalışan, cisim

39 oryantasyonunu ölçmek veya korumak için kullanılan cihaza verilen isimdir. Jiroskop yapısında içiçe geçmiş iki halka ve halkaların merkezinde askıya alınmış dönebilen bir disk (rotor) içerir. İki halka ve rotor birbirlerine dik açı yapacak şekilde sabitlenmiştir. Sabitleme noktaları eksenlerini oluşturur ve bu eksenler etrafında dönebilirler. Bu sayede uygulanan kuvvet nereden gelirse gelsin (dış kuvvet ya da yerçekimi kuvveti gibi) kütle merkezinin pozisyonu korunmuş olur (Şekil 17). Akselerometre ivme ölçerek, manyetometre ise pusula benzeri manyetik alanı ölçerek görüntü oryantasyonunun sağlanmasına katkıda bulunur (205).

Şekil 15. Stereoskopik görüntü kaydı ve SG ile gösterilmesi

40

Şekil 17. Jiroskop ve bölümleri

Dokunsal uyarıların en belirgin örneği ise günümüzde cep telefonlarında ya da oyun sistemlerinde kullanılan oyun kontrol cihazlarında karşımıza çıkmaktadır. Örneğin bu cihazlarda, bir araba yarışı oyununda çarpışma anının gerçekçiliğini artırmak için sanal direksiyonu tutan ele titreşim verilmektedir. Sürükleyici SG sistemlerinde de kişilere giydirilebilen kıyafet ya da eldivenlerle dokunulan cisim hissi verilmeye çalışılmaktadır.

SG uygulamalarının kullanım alanları da artırılmış gerçeklikte olduğu gibi çeşitlilik göstermektedir. Eğitim amacıyla tıp eğitimi alan kişilerin temel bilimler eğitimlerinde ders materyali olarak, askeri eğitimlerde (206), spor bilimlerinde performans analizinde, strateji ve taktik çalışmalarda (207,208), sanal egzersizlerde, motor öğrenme tekniklerinde ve antisipasyon gibi alanlarda (14,209–213), tıpta fobilerde (214–218) ve rehabilitasyon alanlarında (219–222) kullanılabilmektedir.