Chip 1996 April

home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search

/ Chip 1996 April / CHIP 1996 aprilis (CD06).zip / CHIP_CD06.ISO / hypertxt.arj / 9410 / VRTOOLS.CD < prev next >

Wrap

Text File | 1994-11-23 | 16KB | 268 lines

@VA Virtual Reality eszközei@N @VNézünk, mint a moziban@N Virtual Reality (VR): látszólagos valóság -- a fogalom sok mindenre ráhúzható lenne, akár egy film, vagy irodalmi mû valótlan, bizarr, de mégis elhihetô cselekményére is. A köztudatba mégsem az átfogó jelentés került be, hanem a számítástechnika egy kicsiny, mégis igen látványos ágazata. Ami az autóiparban a Forma-1, az a számítástechnikában a VR: kevés ember számára megfizethetô és közvetlenül felhasználható, eredményei mégis egy-két év után bekerülnek az életbe. Ma még fôleg csak a kiképzendô pilóták találkozhatnak össze vele élôben, a mozilátogatók közvetett úton -- filmvászonról -- ismerhetik meg a VR-kreatúrákat: ôsgyíkokat, vagy sohasem volt szörnyeket. Pár év múlva talán már a zöldfülû tanulóvezetôket is beengedhetjük a leggyilkosabb forgalmi helyzetekbe, egy-egy jól megcsinált szimulátor felhasználásával. A technika, a VR eszköztára folyamatosan változik, fejlôdik. A nyolcvanas évek elején még ismeretlen volt a Virtual Reality szóösszetétel. Egy-egy ZX Spectrum, vagy C64 elé ülve az Elite, vagy Mercenary programok láttán mégis éreztük: nem megszokott játékprogramot látunk. A mindössze tucatnyi poligonból álló ûrhajók fekete-fehér játéktérben mozogtak, a vektorgrafikával leterhelt processzornak nem volt elegendô ideje színezéssel, sokszor még a takart élek elhagyásával sem foglalkoznia. Az évtized végére ezek a másodpercenként egy-két képet megjelenítô játékok folyamatos mozgásúvá váltak, kitöltött, színes, soklapú poliéderekkel dolgoznak. A 386-os, 486-os gépek teljesítményének növekedésével megjelenhettek az élethû felületekkel, tárgyakkal teletûzdelt játékok. A sok lövöldözôs játék közül a Wolfenstein és a Doom annak köszönheti népszerûségét, hogy a cselekmény nem a sík képernyôn történik, hanem a játékos szinte belép a valós, perspektivikus környezetbe. A terveiket megjeleníteni vágyó mérnököknek, vegyészeknek, biológusoknak még több kellett: valós, nagyfelbontású 3D-s megjelenítôk. A veszélyes szakmát drága eszközökkel végzôk -- katonák, pilóták, az atomerômûvek szakemberei -- még többet akartak: fizikailag belekerülni a szimulált világba. Az ô berendezéseik a VR igazi eszközei: 3D monitorok, térbeli pozícionáló és érzékelô eszközök, adatkesztyûk, sztereó sisak-megjelenítôk. Ezek a meglehetôsen drága dolgok divatos, és kicsit rejtélyes beszédtémává váltak: sokan látták már ôket fényképeken, filmen, kipróbálni csak keveseknek sikerült. Mikor a Silicon Graphics Kft.-tôl meghívót kaptunk, -- próbáljuk ki magunk is a legendás eszközöket -- csapot-papot hátrahagyva elindultunk a felfedezôútra. @VA varázslók@N A Silicon Graphics csak a mi, gépei a képzetes világ házigazdái lettek, a szoftvereket és az egyéb eszközöket a német Media Systems cég hozta. A drága berendezésekkel nem nyári szórakoztató mûsort kívántak tartani: eladni jöttek. A német iparban sokhelyütt használják megjelenítô rendszereiket, Magyarországra az új piac reményében jöttek. @VProgramok@N Mielôtt a berendezések bemutatásába fogtak volna, a VR felhasználási területeit, elméletét tárták a hallgatóság elé. Ez az elôadás érdekes és átfogó volt, a jelenlevôk mégsem lelkesedtek érte túlzottan: mindenki a kézzelfogható és fejrehúzható dolgokra várt. A második átfogó téma a VR világának programozása volt. A hagyományos programozási eszközökkel a programozó kisebb Kanossza-járás résztvevôje lehet: figyelmét meg kell osztania a térbeli rajzolórutinok használata, valamint a leképzett világ eseményei, fizikai jelenségei között. A dVS névû fejlesztôi környezet a Silicon Graphics és IBM RS/6000-es gépeken könnyíti meg a programozó életét. A rendszer két fô részre oszlik: a dVS Runtime-ra, valamint a VCToolkitre. A runtime modul végzi a testek megjelenítését, a fény- és hangeffektusok kezelését, a tárgyak egymáshoz képesti, valamint a szemlélô helyzetváltozásából adódó mozgatását. A ki- és bemeneti eszközök -- térbeli egerek, helyzetjelzôk, kesztyûk, monitorok és VR sisakok -- jeleinek feldolgozása és vezérlése is ennek a VR operációs rendszernek a feladata. Még egy fontos -- és a hagyományos programozási eszközökkel kínkeservesen elvégezhetô -- dolgot kell megvalósítania: a különbözô tárgyak egymással való ütközésének, esetleges áthatásainak (vízbe bemerülô tárgy) vizsgálatát. A VCToolkit e mesterséges világ tárgyainak, jelenségeinek leírására és vezérlésére szolgáló C könyvtár. Az egyes tárgyak geometriáját, felületét, fizikai tulajdonságait, mozgási lehetôségeit egy-egy struktúra létrehozásával írhatjuk le, a programozó számára ezután a mozgatási feladat már csak az I/O függvények paraméterezésével jár. (A tárgy -- és az azt leíró struktúra -- létrehozása természetesen egy vizuális tervezôprogram segítségével történhet.) A dVISE rendszerrel a C-ben programozni nem tudók is létrehozhatják a maguk kis világát, tárgyait, majd azokat ki is próbálhatják. @V3D a monitoron@N Az elôadás a 3D megjelenítés bemutatásával folytatódott. Egy kép 3D-szerûvé tételéhez három dolog szükséges: -- Perspektivikus látvány. Ezt a koordináta transzformációt viszonylag könnyû beprogramozni, a már említett játékprogramok is élnek evvel a lehetôséggel. -- Teljes vagy részleges körbejárhatóság. A valós tárgyak és hologramok tulajdonsága, monitoron képtelenség megvalósítani. Az illúzió megtartása végett a képernyôn látható tárgyat kell mozgatni valamilyen pozícionáló eszközzel. Ha a tárgyat mind a hat szabadságfok szerint mozgatni akarjuk, akkor nem elég a megszokott egér vagy botkormány, ezek 3D-s megfelelôit kell használnunk. A Logitech cég idônként itthon is kapható 3D botkormánya jól megfelel a célnak. -- Sztereoszkópikus megjelenítés. Az ember számára a mélységérzetet a két szemébe kerülô, egymástól kicsit eltérô kép adja. A sztereó láttatás közismert eszköze a kétszínû -- zöld-vörös vagy kék-vörös -- szemüveg. Használatával sajnos nem lehet természetes színhatásokat elérni, és nem is jelenik meg mindenki számára a térhatású kép. Valósághû képekhez a CrystalEyes rendszer állt rendelkezésünkre. A CrystalEyes szemüveg két fele külön-külön elsötétíthetô az elektronikus LCD fényrekesz használatával. A monitoron gyors egymásutánban váltogatják a jobb és bal szemnek szánt képeket, a monitor és a szemüveg szinkronját a számítógép által vezérelt infravörös jeladó (emitter) biztosítja. A szemüveg gombelemekkel mûködik, egy készlettel körülbelül 200 órán át használható. A szemüveg az oldalán található gomb használatával ki- és bekapcsolható, így ha nem a monitort nézzük, akkor sem kell levenni. Ha nyolc percen át nem kap vezérlôjelet, akkor magától is kikapcsol. A 170 fokos szögben sugárzó emitter 1,5-6 m távolságig képes vezérelni a szemüvegeket, ezért kisebb elôadótermekben is használható. A CrystalEyes használatával nem csak számítógépes, hanem természetes sztereó képeket is nézhetünk. Kapható hozzá iker videokamera, ennek jelét egy képtömörítô egység alkalmazásával hagyományos videomagnóra vehetjük, illetve játszhatjuk vissza. A rendszer nagyfokú elterjedésének fô gátja az ára: egy pár szemüveg ára 3000, egy emitteré 500 márka. ùjabb árfelverô tényezô az, hogy a megjelenítést végzô 17-21 colos monitoroknak vagy kivetítô-berendezéseknek el kell viselniük a 90-150 Hz-es képfrissítési ütemet. Erre azért van szükség, hogy az ember mindkét szemébe villódzásmentes kép kerüljön. A teljes stúdiórendszer ára 60000 márka. @VSisakot fel!@N A VR legizgalmasabb területe kétségkívül az, ha magunk léphetünk be az elképzelt világba. Mielôtt sisakért nyúlnánk, pár szót még az egyebekrôl: Világunkban mozogni lehet, a mozgást valamivel érzékelni kell. A mozgásérzékelô rendszer kicsiny elektromágneses jeladókból és vevôkbôl áll. Az érzékelôk a mozgástér két sarkába, egy-egy állványra voltak helyezve. A jeladók a sisakban, illetve a kézbevehetô 3D egérben voltak. Nemcsak a felhasználó koordinátái, hanem fejének és a kézében fogott eszköznek az irányítottsága is megállapítható ezen a módon. A sisakot, a botkormányt és az érzékelôket egy erre a célra kifejlesztett berendezés kötötte a Silicon Graphics Onyx szuperszámítógéphez. Bár érzékelôkesztyût vártunk, de csak egy 3D egeret kaptunk helyette. A sok résztvevô számára a kesztyû személyenkénti beszabályozása kivárhatatlan idôt jelentett volna, arról nem is szólva, hogy csak nagyon kevés VR alkalmazás kíván ötujjas kézérzékelést. A 3D egér egy pilóta-botkormány talp nélküli fogórészére hasonlít leginkább. Hüvelykujjal három, mutató- és középsô ujjunkkal egy-egy gombot nyomkodhattunk rajta. A szakmában head mounted display-nek (HMD) nevezett VR sisak elég ormótlan példány volt. Két oldalán széles, vastag perem futott végig, ebbe volt beépítve a szemenként egymillió pixelt elôállító fekete-fehér képcsô. Ilyen kis méretben, ekkora felbontásban még nem sikerült színes képcsövet elôállítani, ezért a színek a képet a szembe bevetítô prizma- és lencserendszer közé ékelt kék, vörös és zöld LCD színezôlemezeken képzôdnek. A Színes összhatás a három alapszínben levô, de önmagukban monokróm képek gyors, legalább 150 Hz-es váltogatásával jönnek létre. A szembe vetítô optikai rendszer a két kép kontúrjait egy kicsit elmossa, ezáltal megszûnik a képek pixelezettsége. A térbeli látványt sztereó hangeffektusok teszik teljesebbé. A sisak felvétele kicsit fejbeverô érzés: bár a HMD jól kiegyensúlyozott, mégis nehéz viselet. Az uralkodói fejtartást sem feltétlen a büszkeség, hanem a korona nagy tömege okozhatta. A másik elnehezítô érzés az, hogy az ember tudja: ha orra esik, 65000 dollárt vág a földhöz. A bemutató szervezôi is gondoltak erre; midig egy-egy szolgálatkész munkatárs vigyázott arra, hogy a sisak viselôje meg ne botoljék a sisak vagy a 3D egér kábelében. @VBelépés az új világba@N A bemutató estig tartott, kora délutáni ottlétünkig sajnos nem sikerült a rendszert teljesen életre kelteni. Valami csatlakozóhiba vagy kábelszakadás miatt a sisak csak fekete-fehér világot tudott elénk tárni. Ez mégsem volt illúzióromboló; az alvó ember álmai is nagyrészt fekete-fehérben jelennek meg, az este megérkeztével látásunkból természetes módon is eltûnnek a színek. A világ, ahova beléptünk nem volt valami különlegesség, egy sci-fi film díszlete helyett egy átlagos szobába vagy irodába kerültünk. Bár látszott, hogy világunk dolgait számítógéppel kreálták, mégis azonnal otthonosan mozogtunk az új környezetben. Ha ránéztünk a 3D egeret tartó kezünkre, annak helyén egy mesterséges kezet láthattunk. Evvel -- és az egér gombjaival -- megfoghatók lettek a szoba kisebb-nagyobb tárgyai, arrébb tehettük az asztali vázát, a cserepes dísznövényeket. Az egér másra is jó volt: nem kellett a sisakkal, annak kábelét magunk után húzva lépkednünk, elég volt a mozgásunk irányába nézni, az egérgombokkal elôre-hátra lehetett a szobában lépdelni. Az illúzió tökéletes volt, egyensúlyérzékünk egy pillanatra sem zavarodott össze. Ha az ember belsô fülében található egyensúlyszerv mást közvetít az agy felé, mint a szem, könnyen elbizonytalanodunk. Próbáljon meg valaki egy teljesen akadálymentes teremben becsukott szemmel járni, a látás nélkül a sima padlón is könnyen eleshet. A HMD-ben a látvány mindig összhangban volt fejünk elmozdulásával, nem fenyegetett a szédülés. Kár, hogy pár perc után ki kellett lépni e mesterségesen valós világból, hogy az eszközöket átadjuk a következô jelentkezônek. @VLehet olcsóbban is?@N A mesterséges világ nemcsak a több tucat milliót érô szuperszámítógépekkel kreálható. Intel platformon is lehetséges, a kiegészítôk sajnos itt sem sokkal olcsóbbak. A Provision 100-as computercsalád EISA buszos, Intel processzoros, Unix alapú VR gépeket tartalmaz. Az EISA slotokat ki-ki a maga pénztárcájához illeszkedô, eltérô felbontású és poligonkitöltésû 3D kártyákkal vértezheti fel. A már emlegetett dVS környezettel kész fejlesztôrendszert kapunk a géphez. A közeljövôben hazánkban is fel fog tûnni egy-két ilyen, vagy hasonló VR berendezés, a hétköznapi emberek is kipróbálhatják majd itt-ott a virtual reality csodáját. @KBata László@N