Contenido

Medios inmersivos es un término aplicado a un grupo de conceptos, definidos de diversas formas, que pueden tener aplicación en campos como la ingeniería, los medios, la atención sanitaria, la educación y el comercio minorista. [10]​ Los conceptos incluidos en los medios inmersivos son:.

Tecnologia

Realidade virtual imersiva é uma tecnologia que visa imergir completamente o usuário no mundo gerado por computador, dando-lhe a impressão de que "entrou" no mundo sintético.[12]​ Isso é conseguido através do uso de tecnologias Head-Mounted Display (HMD) ou múltiplas projeções. O HMD permite que a realidade virtual seja projetada bem na frente dos olhos e permite que os usuários se concentrem nela sem distrações.[13]​ As primeiras tentativas de desenvolver tecnologia imersiva datam do século XIX. Sem estas primeiras tentativas, o mundo da tecnologia imersiva nunca teria alcançado o estado tecnológico avançado que temos hoje. Os muitos elementos que cercam o domínio da tecnologia imersiva combinam-se de diferentes maneiras para criar diferentes tipos de tecnologia imersiva, incluindo realidade virtual e jogos ubíquos. Embora a tecnologia imersiva já tenha tido um impacto imenso no nosso mundo, o seu crescimento e desenvolvimento progressivos continuarão a ter impactos duradouros na nossa cultura tecnológica.

Um dos primeiros dispositivos projetados para parecer e funcionar como um fone de ouvido de realidade virtual foi chamado de estereoscópio. Foi inventado na década de 1830, durante os primeiros dias da fotografia, e usava uma imagem ligeiramente diferente em cada olho para criar uma espécie de efeito 3D. [14] Embora à medida que a fotografia continuasse a se desenvolver no final do século, os estereoscópios se tornaram cada vez mais obsoletos. A tecnologia imersiva tornou-se mais disponível para as pessoas em 1957, quando Morton Heilig inventou a experiência cinematográfica Sensorama, que incluía alto-falantes, ventiladores, geradores de aroma e uma cadeira vibratória para mergulhar o espectador no filme. Quando se imagina os headsets de realidade virtual que vemos hoje, deve-se dar crédito à Espada de Dâmocles, que foi inventada em 1968 e permitiu aos usuários conectar seus headsets de realidade virtual a um computador em vez de a uma câmera. Em 1991, a Sega lançou o headset Sega VR, projetado para uso doméstico e arcade, mas apenas a versão arcade foi lançada devido a dificuldades técnicas. A realidade aumentada começou a se desenvolver rapidamente na década de 1990, quando Louis Rosenberg criou o Virtual Fixtures, que foi o primeiro sistema de realidade aumentada totalmente imersivo, usado pela Força Aérea. A invenção melhorou o desempenho do operador em tarefas manuais em locais remotos usando dois controles de robô em um exoesqueleto.[13] A primeira introdução da realidade aumentada mostrada a um público ao vivo foi em 1998, quando a NFL exibiu pela primeira vez uma linha amarela virtual para representar a linha de scrimmage/first down. Em 1999, Hirokazu Kato desenvolveu o ARToolkit, que era uma biblioteca de código aberto para o desenvolvimento de aplicativos de RA. Isso permitiu que as pessoas experimentassem AR e lançassem aplicativos novos e aprimorados. Mais tarde, em 2009, a revista Esquire foi a primeira a utilizar um código QR na capa de sua revista para fornecer conteúdo adicional. Assim que a Oculus chegou ao mercado em 2012, ela revolucionou a realidade virtual e finalmente arrecadou US$ 2,4 milhões e começou a liberar seus modelos de pré-produção para desenvolvedores. O Facebook comprou a Oculus por US$ 2 bilhões em 2014, mostrando ao mundo a trajetória ascendente da realidade virtual. Em 2013, o Google anunciou planos para desenvolver seu primeiro headset AR, o Google Glass. A produção foi interrompida em 2015 por questões de privacidade, mas foi relançada em 2017 exclusivamente para a empresa. Em 2016, Pokémon Go conquistou o mundo e se tornou um dos aplicativos mais baixados de todos os tempos. Foi o primeiro jogo de realidade aumentada que podia ser acessado via telefone.

Uma experiência tecnológica totalmente imersiva ocorre quando todos os elementos de visão, som e tato se unem. É necessário realizar uma experiência verdadeiramente imersiva com realidade virtual ou realidade aumentada, uma vez que estes dois tipos utilizam todos estes elementos. [15]​ Interatividade e conectividade são o foco central da tecnologia imersiva. Não se trata de colocar alguém em um ambiente completamente diferente, trata-se de apresentá-lo virtualmente a um novo ambiente e dar-lhe a oportunidade de aprender como viver e interagir de maneira ideal com ele.

A realidade virtual é a principal fonte de tecnologia imersiva que permite ao usuário estar completamente imerso em um ambiente totalmente digital que replica outra realidade.[16]​ Os usuários devem usar fones de ouvido, controles manuais e fones de ouvido para ter uma experiência totalmente imersiva onde possam usar movimentos/reflexos. Existem também jogos difundidos que usam locais do mundo real dentro do jogo.[16] É quando a interação do usuário em um jogo virtual leva à interação na vida real. Alguns desses jogos podem exigir que os usuários se reúnam fisicamente para completar as fases.[16]​ O mundo dos jogos desenvolveu uma série de videogames populares de realidade virtual, como Vader Immortal, Trover Saves the Universe e No Man's Sky.[17]​ O mundo da tecnologia imersiva tem muitas facetas que continuarão a se desenvolver e se expandir ao longo do tempo.

Tecnologia imersiva hoje

A tecnologia imersiva cresceu enormemente nas últimas décadas e continua a progredir. A realidade virtual foi até descrita como o auxílio à aprendizagem do século. [18]​ Head-mounted displays (HMDs) são o que permite aos usuários obter uma experiência totalmente imersiva. Espera-se que o mercado de HMD valha mais de US$ 25 bilhões até 2022.[18] As tecnologias de realidade virtual e realidade aumentada receberam um impulso de atenção quando Mark Zuckerberg, fundador/criador do Facebook, comprou a Oculus por US$ 2 bilhões em 2014.[19] Recentemente foi lançado o Oculus Quest, que é sem fio e permite que os usuários se movam com mais liberdade. Custa cerca de US$ 400, que é quase o mesmo preço dos fones de ouvido com fio da geração anterior.[18] Outras grandes corporações como Sony, Samsung e HTC também estão investindo pesadamente em VR/AR.[19] Quando se trata de educação, muitos pesquisadores estão atualmente explorando os benefícios e aplicações da realidade virtual na sala de aula.[18] No entanto, atualmente há pouco trabalho sistêmico sobre como os pesquisadores aplicaram a realidade virtual imersiva para fins de ensino superior usando HMD.[18]​ O uso mais popular da tecnologia imersiva ocorre no mundo dos videogames. Ao imergir completamente os usuários em seu jogo favorito, os HMDs permitiram que as pessoas experimentassem o reino dos videogames de uma perspectiva completamente nova. Os videogames atuais, como Star Wars: Squadron, Half-Life: Alyx e No Man's Sky, oferecem aos usuários a capacidade de experimentar todos os aspectos do mundo digital em seu jogo. [20]​ Embora ainda haja muito a aprender sobre a tecnologia imersiva e o que ela tem a oferecer, ela já percorreu um longo caminho desde a sua criação na virada do século.

Componentes

As tecnologias de hardware são desenvolvidas para estimular um ou mais sentidos (Sentido (percepção)) e criar sensações perceptualmente reais. Algumas tecnologias de visão incluem monitores 3D, full domes, head-mounted displays e holografia. Algumas tecnologias auditivas incluem efeitos de áudio 3D, áudio de alta resolução e som surround. A tecnologia háptica simula respostas táteis.

Várias tecnologias fornecem a capacidade de interagir e comunicar-se com o ambiente virtual, incluindo interfaces cérebro-computador, reconhecimento de gestos, esteiras omnidirecionais e reconhecimento de voz.

O software interage com a tecnologia de hardware para representar o ambiente virtual e processar a entrada do usuário "Usuário (Computação)") para fornecer feedback dinâmico em tempo real. Para conseguir isso, o software geralmente integra componentes de inteligência artificial e mundos virtuais. Isto é feito de forma diferente dependendo da tecnologia e do ambiente; Se o software precisa criar um ambiente totalmente imersivo ou exibir uma projeção sobre o ambiente já existente que o usuário está visualizando.

Pesquisa e desenvolvimento

Muitas universidades possuem programas que pesquisam e desenvolvem tecnologia imersiva. Os exemplos incluem Laboratório de Interação Humana Virtual de Stanford, Laboratório de Computação Gráfica e Tecnologias Imersivas da USC, Centro de Aplicações de Realidade Virtual do Estado de Iowa, Laboratório de VR da Universidade de Buffalo, Laboratório de Ambientes Virtuais Inteligentes da Universidade Teesside, Laboratório de Histórias Imersivas da Universidade John Moores de Liverpool, Universidade de Michigan Ann Arbor, Universidade Estadual de Oklahoma e Universidade do Sul da Califórnia. [21] Todas essas universidades e outras estão pesquisando o avanço da tecnologia junto com os diferentes usos aos quais a realidade virtual poderia ser aplicada. [22] Também nas universidades, a indústria de videogames recebeu um enorme impulso da tecnologia imersiva, especificamente da realidade aumentada. A empresa Epic Games, conhecida por seu popular jogo Fortnite, gerou US$ 1,25 bilhão em uma rodada de investimentos em 2018, por possuir uma plataforma líder no desenvolvimento 3D para aplicações de AR. [23]​ O governo dos EUA solicita informações para o desenvolvimento de tecnologias imersivas [24]​ e financia projetos específicos.[25]​ Isto é para implementação em ramos do governo no futuro.

Aplicativo

A tecnologia imersiva é aplicada em diversas áreas, incluindo varejo e comércio eletrônico,[26]​ a indústria adulta,[27]​ arte,[28]​ entretenimento e videogames e narrativa interativa, militar, educação,[29]​[30]​ e medicina.[31]​ Ela também está crescendo na indústria sem fins lucrativos em áreas como ajuda humanitária e conservação devido à sua capacidade de colocar o usuário em uma situação que provocaria mais uma experiência do mundo real do que apenas uma imagem, que lhes daria uma conexão emocional mais forte com a situação que estariam vendo. À medida que a tecnologia imersiva se torna mais difundida, provavelmente se espalhará para outras indústrias. Além disso, com a legalização da cannabis "Cannabis (gênero)") em todo o mundo, a indústria da cannabis tem visto um enorme crescimento no mercado de tecnologia imersiva para permitir visitas virtuais às suas instalações para atrair potenciais clientes e investidores.

Preocupações e ética

Os perigos potenciais da tecnologia imersiva têm sido frequentemente retratados na ficção científica e no entretenimento. Filmes como eXistenZ, Matrix e o curta-metragem Play de David Kaplan e Eric Zimmerman [32] levantam questões sobre o que pode acontecer se não conseguirmos distinguir o mundo físico do mundo digital. À medida que o mundo da tecnologia imersiva se torna mais profundo e intenso, será uma preocupação crescente tanto para os consumidores como para os governos sobre como regular esta indústria. Como toda essa tecnologia é imersiva e, portanto, não ocorre na vida real, quaisquer aplicações ou problemas que surjam com a indústria em desenvolvimento são algo para ficar de olho. Por exemplo, os sistemas jurídicos debatem questões de crimes virtuais e se é ético permitir comportamentos ilegais como a violação [33]​ num ambiente simulado, isto em relação à indústria adulta, à arte, ao entretenimento e aos videojogos.

La realidad virtual inmersiva es una hipotética tecnología futura que existe hoy en día como proyectos artísticos de realidad virtual, en su mayor parte.[34]​ Consiste en la inmersión en un entorno artificial donde el usuario se siente tan inmerso como se siente habitualmente en la vida cotidiana.

Interação direta do sistema nervoso

O método mais considerado seria induzir diretamente as sensações que compõem a realidade virtual no sistema nervoso. No funcionalismo "Funcionalismo (filosofia)")/biologia convencional interagimos com a vida cotidiana através do sistema nervoso. Assim, recebemos todos os estímulos de todos os sentidos como impulsos nervosos. Dá aos seus neurônios uma sensação de sensação intensificada. Envolveria o usuário receber entradas como impulsos nervosos estimulados artificialmente, o sistema receberia as saídas do SNC (impulsos nervosos naturais) e as processaria permitindo ao usuário interagir com a realidade virtual. Seria necessário evitar impulsos naturais entre o corpo e o sistema nervoso central. Isso poderia ser feito bloqueando impulsos naturais usando nanorrobôs que se ligam às conexões cerebrais, enquanto recebem impulsos digitais que descrevem o mundo virtual, que poderiam então ser enviados às conexões cerebrais. Também seria necessário um sistema de feedback entre o usuário e o computador que armazena as informações. Considerando quanta informação seria necessária para tal sistema, é provável que se baseie em formas hipotéticas de tecnologia informática.

Requisitos

Uma compreensão abrangente de quais impulsos nervosos correspondem a quais sensações e quais impulsos motores correspondem a quais contrações musculares serão necessárias. Isso permitirá que as sensações e ações corretas do usuário ocorram na realidade virtual. O Blue Brain Project é a pesquisa atual mais promissora com a ideia de entender como o cérebro funciona através da construção de modelos computacionais em grande escala.

Obviamente seria necessário manipular o sistema nervoso central. Embora tenham sido postulados dispositivos não invasivos que utilizam radiação, os implantes ciberinvasivos provavelmente estarão disponíveis mais cedo e serão mais precisos. É provável que a nanotecnologia molecular forneça o grau de precisão necessário e possa permitir que o implante seja construído dentro do corpo, em vez de inserido através de cirurgia. [35]​.

Seria necessário um computador muito poderoso para processar a realidade virtual complexa o suficiente para torná-la quase indistinguível da vida cotidiana e interagir com o sistema nervoso central com rapidez suficiente.

Un entorno digital inmersivo es una escena "Cinemática (videojuegos)") o "mundo" artificial, interactivo y creado por computadora en el que un usuario puede sumergirse.[36]​Los entornos digitales inmersivos podrían considerarse sinónimos de realidad virtual, pero sin la implicación de que se esté simulando la "realidad" real. Un entorno digital inmersivo podría ser un modelo de la realidad, pero también podría ser una completa interfaz de usuario de fantasía o una abstracción "Abstracción (filosofía)"), siempre que el usuario del entorno esté inmerso en él. La definición de inmersión es amplia y variable, pero aquí se supone que significa simplemente que el usuario se siente parte del " universo " simulado. El éxito con el que un entorno digital inmersivo puede realmente sumergir al usuario "Usuario (informática)") depende de muchos factores, como gráficos creíbles por computadora en 3D, sonido envolvente, entrada interactiva del usuario y otros factores como la simplicidad, la funcionalidad y el potencial de disfrute. Actualmente se están desarrollando nuevas tecnologías que pretenden aportar efectos ambientales realistas al entorno de los jugadores: efectos como el viento, la vibración del asiento y la iluminación ambiental.

Percepção

Para criar uma sensação de imersão total, todos os 5 sentidos (visão, audição, tato, olfato, paladar) devem perceber o ambiente digital como fisicamente real. A tecnologia imersiva pode enganar os sentidos através da percepção:.

Interação

Uma vez que os sentidos atinjam uma crença suficiente de que o ambiente digital é real (a interação e a participação nunca podem ser reais), o utilizador deverá ser capaz de interagir com o ambiente de uma forma natural e intuitiva. Várias tecnologias imersivas, como controles por gestos, rastreamento de movimento e visão computacional, respondem às ações e movimentos do usuário. As interfaces de controle cerebral (BCIs) respondem à atividade das ondas cerebrais do usuário.

Exemplos e aplicações

As simulações de treinamento e ensaio abrangem desde treinamento processual de tarefa parcial (geralmente sobre botões, por exemplo: qual botão é pressionado para acionar um braço de reabastecimento) até simulações de movimento completo que treinam pilotos. ou soldados e agentes da lei em cenários que são demasiado perigosos para serem treinados com equipamento real e utilização de munições reais. Videogames, desde simples fliperamas até jogos on-line multijogador massivo e programas de treinamento, como simuladores de vôo e direção. Ambientes de entretenimento, como simuladores de movimento, que envolvem os pilotos/jogadores em um ambiente digital virtual aprimorado por sinais de movimento, visuais e auditivos. Simuladores de realidade, como um das montanhas Virunga, em Ruanda, que leva você a uma jornada pela selva para conhecer uma tribo de gorilas das montanhas. Ou versões de treinamento como aquela que simula um passeio pelas artérias e pelo coração humanos para testemunhar o acúmulo de placas e assim aprender sobre colesterol e saúde.[37]​.

Paralelamente aos cientistas, artistas como Knowbotic Research, Donna Cox, Rebecca Allen, Robbie Cooper, Maurice Benayoun, Char Davies e Jeffrey Shaw utilizam o potencial da realidade virtual imersiva para criar experiências e situações fisiológicas ou simbólicas. Outros exemplos de tecnologia imersiva incluem o ambiente/espaço físico imersivo com projeções digitais e som ambiente, como o CAVE, e o uso de headsets de realidade virtual para assistir filmes, com rastreamento de cabeça e controle computadorizado da imagem apresentada, para que o espectador pareça estar dentro da cena. A próxima geração é o VIRTSIM, que alcança imersão total por meio de captura de movimento e head-mounted displays sem fio para equipes de até treze pessoas imersivas, permitindo movimento natural através do espaço e interação no espaço virtual e físico simultaneamente.

Novos campos de estudos ligados à realidade virtual imersiva surgem a cada dia. Os pesquisadores veem um grande potencial nos testes de realidade virtual servindo como métodos complementares de entrevista em cuidados psiquiátricos.[38] A realidade virtual imersiva também tem sido utilizada em estudos como ferramenta educacional em que a visualização de estados psicóticos tem sido utilizada para obter maior compreensão de pacientes com sintomas semelhantes. Existem novos métodos de tratamento disponíveis para a esquizofrenia [39]​ e outras áreas de pesquisa desenvolvidas recentemente onde se espera que a realidade virtual imersiva melhore: educação sobre procedimentos cirúrgicos, [40]​ programas de reabilitação cirúrgica e de lesões [41]​ e redução da dor no membro fantasma.[42]​.

No campo do projeto arquitetônico e das ciências da construção, ambientes virtuais imersivos são adotados para facilitar aos arquitetos e engenheiros de construção a melhoria do processo de projeto, assimilando seu senso de escala, profundidade e consciência espacial. Essas plataformas integram o uso de modelos de realidade virtual e tecnologias de realidade mista em várias funções de pesquisa em ciências da construção,[43]​ operações de construção,[44]​ treinamento de pessoal, pesquisas com usuários finais, simulações de desempenho[45]​ e visualização de modelagem de informações de construção.[46]​[47]​ Head-mounted displays (com sistemas de 3 graus de liberdade e 6 graus de liberdade) e plataformas CAVE são usadas para visualização espacial e navegação. Modelagem de informações de construção (BIM) para diferentes fins de projeto e avaliação. [48]​ Clientes, arquitetos e proprietários de edifícios usam aplicativos derivados de mecanismos de jogos para navegar em modelos BIM em escala 1:1, permitindo uma experiência virtual de visitação de edifícios futuros. [47] Para tais casos de uso, o desempenho aprimorado da navegação espacial entre fones de ouvido de realidade virtual e monitores de desktop 2D foi investigado em vários estudos, com alguns sugerindo uma melhoria significativa em fones de ouvido de realidade virtual [49] [50], enquanto outros não indicam nenhuma diferença significativa. [51] [52] Arquitetos e engenheiros de construção também podem usar ferramentas de projeto imersivas para modelar vários elementos de construção em interfaces CAD reais. [53]​ [54]​ e aplicar modificações de propriedade em arquivos de modelagem de informações de construção (BIM) por meio de tais ambientes.[46]​ [55]​ Na fase de construção de edifícios, ambientes imersivos são usados ​​para melhorar a preparação do local, a comunicação no local e a colaboração dos membros da equipe, a segurança [56]​ [57]​ e a logística.[58]​ Para o treinamento de trabalhadores da construção civil, os ambientes virtuais provaram ser muito eficazes na transferência de habilidades e estudos mostram resultados de desempenho semelhantes aos do treinamento em ambientes reais. [59]​ Além disso, plataformas virtuais também são utilizadas na fase de operação de edifícios para interagir e visualizar dados com dispositivos de Internet das Coisas (IoT) disponíveis em edifícios, melhoria de processos e também gerenciamento de recursos. [60]​ [61]​.

Os estudos de ocupantes e usuários finais são conduzidos através de ambientes imersivos. [62]​ [63]​ As plataformas virtuais imersivas envolvem os futuros ocupantes no processo de projeto do edifício, proporcionando uma sensação de presença aos usuários, integrando maquetes pré-construção e modelos BIM para avaliação de opções alternativas de projeto no modelo de construção de maneira oportuna e econômica. [64]​ Estudos conduzindo experimentos humanos mostraram que os usuários têm desempenho semelhante nas atividades diárias de escritório (identificação de objetos, velocidade de leitura e compreensão) em ambientes virtuais imersivos e ambientes físicos testados. [62]​ No campo da iluminação, headsets de realidade virtual têm sido usados ​​para investigar a influência dos padrões de fachada nas impressões perceptivas e na satisfação de um espaço simulado com luz natural.[65]​ Além disso, estudos de iluminação artificial implementaram ambientes virtuais imersivos para avaliar as preferências de iluminação dos usuários finais de cenas virtuais simuladas com controle de persianas e luzes artificiais no ambiente virtual.[63]​.

Para análise estrutural e engenharia, ambientes imersivos permitem que o usuário se concentre nas investigações estruturais sem se distrair demais para operar e navegar na ferramenta de simulação.[66] Aplicações de realidade virtual e aumentada foram projetadas para análise de elementos finitos de estruturas de casca. Usando uma caneta "Stylus (computação)" e luvas de dados como dispositivos de entrada, o usuário pode criar, modificar malhas e especificar condições de contorno. Para geometria simples, resultados codificados por cores em tempo real são obtidos alterando as cargas no modelo.[67]​ Estudos usaram redes neurais artificiais (RNAs) ou métodos de aproximação para obter interação em tempo real de geometria complexa e simular seu impacto. usando luvas hápticas.[68] Estruturas em grande escala e simulação de pontes também foram alcançadas em ambientes virtuais imersivos. O usuário pode movimentar as cargas atuantes na ponte e os resultados da análise de elementos finitos são atualizados imediatamente usando um módulo aproximado.[69]​.

O enjôo de simulação, ou enjôo de simulador, é uma condição na qual uma pessoa apresenta sintomas semelhantes ao enjôo causado por jogar computador/simulação/videogame (o Oculus Rift está trabalhando para resolver o enjôo de simulador).[70] O enjôo devido à realidade virtual é muito semelhante ao enjôo de simulação e ao enjôo devido aos filmes. Na realidade virtual, porém, o efeito é intensificado, pois todos os pontos de referência externos são bloqueados à visão, as imagens simuladas são tridimensionais e, em alguns casos, o som estéreo também pode dar uma sensação de movimento. Estudos demonstraram que a exposição a movimentos rotacionais em um ambiente virtual pode causar um aumento significativo de náuseas e outros sintomas de enjôo.[71] Outras mudanças comportamentais, como estresse, vício, isolamento e alterações de humor, também são consideradas efeitos colaterais causados ​​pela realidade virtual imersiva.[72]​.

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Medios inmersivos es un término aplicado a un grupo de conceptos, definidos de diversas formas, que pueden tener aplicación en campos como la ingeniería, los medios, la atención sanitaria, la educación y el comercio minorista. [10]​ Los conceptos incluidos en los medios inmersivos son:.

Tecnologia

Realidade virtual imersiva é uma tecnologia que visa imergir completamente o usuário no mundo gerado por computador, dando-lhe a impressão de que "entrou" no mundo sintético.[12]​ Isso é conseguido através do uso de tecnologias Head-Mounted Display (HMD) ou múltiplas projeções. O HMD permite que a realidade virtual seja projetada bem na frente dos olhos e permite que os usuários se concentrem nela sem distrações.[13]​ As primeiras tentativas de desenvolver tecnologia imersiva datam do século XIX. Sem estas primeiras tentativas, o mundo da tecnologia imersiva nunca teria alcançado o estado tecnológico avançado que temos hoje. Os muitos elementos que cercam o domínio da tecnologia imersiva combinam-se de diferentes maneiras para criar diferentes tipos de tecnologia imersiva, incluindo realidade virtual e jogos ubíquos. Embora a tecnologia imersiva já tenha tido um impacto imenso no nosso mundo, o seu crescimento e desenvolvimento progressivos continuarão a ter impactos duradouros na nossa cultura tecnológica.

Um dos primeiros dispositivos projetados para parecer e funcionar como um fone de ouvido de realidade virtual foi chamado de estereoscópio. Foi inventado na década de 1830, durante os primeiros dias da fotografia, e usava uma imagem ligeiramente diferente em cada olho para criar uma espécie de efeito 3D. [14] Embora à medida que a fotografia continuasse a se desenvolver no final do século, os estereoscópios se tornaram cada vez mais obsoletos. A tecnologia imersiva tornou-se mais disponível para as pessoas em 1957, quando Morton Heilig inventou a experiência cinematográfica Sensorama, que incluía alto-falantes, ventiladores, geradores de aroma e uma cadeira vibratória para mergulhar o espectador no filme. Quando se imagina os headsets de realidade virtual que vemos hoje, deve-se dar crédito à Espada de Dâmocles, que foi inventada em 1968 e permitiu aos usuários conectar seus headsets de realidade virtual a um computador em vez de a uma câmera. Em 1991, a Sega lançou o headset Sega VR, projetado para uso doméstico e arcade, mas apenas a versão arcade foi lançada devido a dificuldades técnicas. A realidade aumentada começou a se desenvolver rapidamente na década de 1990, quando Louis Rosenberg criou o Virtual Fixtures, que foi o primeiro sistema de realidade aumentada totalmente imersivo, usado pela Força Aérea. A invenção melhorou o desempenho do operador em tarefas manuais em locais remotos usando dois controles de robô em um exoesqueleto.[13] A primeira introdução da realidade aumentada mostrada a um público ao vivo foi em 1998, quando a NFL exibiu pela primeira vez uma linha amarela virtual para representar a linha de scrimmage/first down. Em 1999, Hirokazu Kato desenvolveu o ARToolkit, que era uma biblioteca de código aberto para o desenvolvimento de aplicativos de RA. Isso permitiu que as pessoas experimentassem AR e lançassem aplicativos novos e aprimorados. Mais tarde, em 2009, a revista Esquire foi a primeira a utilizar um código QR na capa de sua revista para fornecer conteúdo adicional. Assim que a Oculus chegou ao mercado em 2012, ela revolucionou a realidade virtual e finalmente arrecadou US$ 2,4 milhões e começou a liberar seus modelos de pré-produção para desenvolvedores. O Facebook comprou a Oculus por US$ 2 bilhões em 2014, mostrando ao mundo a trajetória ascendente da realidade virtual. Em 2013, o Google anunciou planos para desenvolver seu primeiro headset AR, o Google Glass. A produção foi interrompida em 2015 por questões de privacidade, mas foi relançada em 2017 exclusivamente para a empresa. Em 2016, Pokémon Go conquistou o mundo e se tornou um dos aplicativos mais baixados de todos os tempos. Foi o primeiro jogo de realidade aumentada que podia ser acessado via telefone.

Uma experiência tecnológica totalmente imersiva ocorre quando todos os elementos de visão, som e tato se unem. É necessário realizar uma experiência verdadeiramente imersiva com realidade virtual ou realidade aumentada, uma vez que estes dois tipos utilizam todos estes elementos. [15]​ Interatividade e conectividade são o foco central da tecnologia imersiva. Não se trata de colocar alguém em um ambiente completamente diferente, trata-se de apresentá-lo virtualmente a um novo ambiente e dar-lhe a oportunidade de aprender como viver e interagir de maneira ideal com ele.

A realidade virtual é a principal fonte de tecnologia imersiva que permite ao usuário estar completamente imerso em um ambiente totalmente digital que replica outra realidade.[16]​ Os usuários devem usar fones de ouvido, controles manuais e fones de ouvido para ter uma experiência totalmente imersiva onde possam usar movimentos/reflexos. Existem também jogos difundidos que usam locais do mundo real dentro do jogo.[16] É quando a interação do usuário em um jogo virtual leva à interação na vida real. Alguns desses jogos podem exigir que os usuários se reúnam fisicamente para completar as fases.[16]​ O mundo dos jogos desenvolveu uma série de videogames populares de realidade virtual, como Vader Immortal, Trover Saves the Universe e No Man's Sky.[17]​ O mundo da tecnologia imersiva tem muitas facetas que continuarão a se desenvolver e se expandir ao longo do tempo.

Tecnologia imersiva hoje

A tecnologia imersiva cresceu enormemente nas últimas décadas e continua a progredir. A realidade virtual foi até descrita como o auxílio à aprendizagem do século. [18]​ Head-mounted displays (HMDs) são o que permite aos usuários obter uma experiência totalmente imersiva. Espera-se que o mercado de HMD valha mais de US$ 25 bilhões até 2022.[18] As tecnologias de realidade virtual e realidade aumentada receberam um impulso de atenção quando Mark Zuckerberg, fundador/criador do Facebook, comprou a Oculus por US$ 2 bilhões em 2014.[19] Recentemente foi lançado o Oculus Quest, que é sem fio e permite que os usuários se movam com mais liberdade. Custa cerca de US$ 400, que é quase o mesmo preço dos fones de ouvido com fio da geração anterior.[18] Outras grandes corporações como Sony, Samsung e HTC também estão investindo pesadamente em VR/AR.[19] Quando se trata de educação, muitos pesquisadores estão atualmente explorando os benefícios e aplicações da realidade virtual na sala de aula.[18] No entanto, atualmente há pouco trabalho sistêmico sobre como os pesquisadores aplicaram a realidade virtual imersiva para fins de ensino superior usando HMD.[18]​ O uso mais popular da tecnologia imersiva ocorre no mundo dos videogames. Ao imergir completamente os usuários em seu jogo favorito, os HMDs permitiram que as pessoas experimentassem o reino dos videogames de uma perspectiva completamente nova. Os videogames atuais, como Star Wars: Squadron, Half-Life: Alyx e No Man's Sky, oferecem aos usuários a capacidade de experimentar todos os aspectos do mundo digital em seu jogo. [20]​ Embora ainda haja muito a aprender sobre a tecnologia imersiva e o que ela tem a oferecer, ela já percorreu um longo caminho desde a sua criação na virada do século.

Componentes

As tecnologias de hardware são desenvolvidas para estimular um ou mais sentidos (Sentido (percepção)) e criar sensações perceptualmente reais. Algumas tecnologias de visão incluem monitores 3D, full domes, head-mounted displays e holografia. Algumas tecnologias auditivas incluem efeitos de áudio 3D, áudio de alta resolução e som surround. A tecnologia háptica simula respostas táteis.

Várias tecnologias fornecem a capacidade de interagir e comunicar-se com o ambiente virtual, incluindo interfaces cérebro-computador, reconhecimento de gestos, esteiras omnidirecionais e reconhecimento de voz.

O software interage com a tecnologia de hardware para representar o ambiente virtual e processar a entrada do usuário "Usuário (Computação)") para fornecer feedback dinâmico em tempo real. Para conseguir isso, o software geralmente integra componentes de inteligência artificial e mundos virtuais. Isto é feito de forma diferente dependendo da tecnologia e do ambiente; Se o software precisa criar um ambiente totalmente imersivo ou exibir uma projeção sobre o ambiente já existente que o usuário está visualizando.

Pesquisa e desenvolvimento

Muitas universidades possuem programas que pesquisam e desenvolvem tecnologia imersiva. Os exemplos incluem Laboratório de Interação Humana Virtual de Stanford, Laboratório de Computação Gráfica e Tecnologias Imersivas da USC, Centro de Aplicações de Realidade Virtual do Estado de Iowa, Laboratório de VR da Universidade de Buffalo, Laboratório de Ambientes Virtuais Inteligentes da Universidade Teesside, Laboratório de Histórias Imersivas da Universidade John Moores de Liverpool, Universidade de Michigan Ann Arbor, Universidade Estadual de Oklahoma e Universidade do Sul da Califórnia. [21] Todas essas universidades e outras estão pesquisando o avanço da tecnologia junto com os diferentes usos aos quais a realidade virtual poderia ser aplicada. [22] Também nas universidades, a indústria de videogames recebeu um enorme impulso da tecnologia imersiva, especificamente da realidade aumentada. A empresa Epic Games, conhecida por seu popular jogo Fortnite, gerou US$ 1,25 bilhão em uma rodada de investimentos em 2018, por possuir uma plataforma líder no desenvolvimento 3D para aplicações de AR. [23]​ O governo dos EUA solicita informações para o desenvolvimento de tecnologias imersivas [24]​ e financia projetos específicos.[25]​ Isto é para implementação em ramos do governo no futuro.

Aplicativo

A tecnologia imersiva é aplicada em diversas áreas, incluindo varejo e comércio eletrônico,[26]​ a indústria adulta,[27]​ arte,[28]​ entretenimento e videogames e narrativa interativa, militar, educação,[29]​[30]​ e medicina.[31]​ Ela também está crescendo na indústria sem fins lucrativos em áreas como ajuda humanitária e conservação devido à sua capacidade de colocar o usuário em uma situação que provocaria mais uma experiência do mundo real do que apenas uma imagem, que lhes daria uma conexão emocional mais forte com a situação que estariam vendo. À medida que a tecnologia imersiva se torna mais difundida, provavelmente se espalhará para outras indústrias. Além disso, com a legalização da cannabis "Cannabis (gênero)") em todo o mundo, a indústria da cannabis tem visto um enorme crescimento no mercado de tecnologia imersiva para permitir visitas virtuais às suas instalações para atrair potenciais clientes e investidores.

Preocupações e ética

Os perigos potenciais da tecnologia imersiva têm sido frequentemente retratados na ficção científica e no entretenimento. Filmes como eXistenZ, Matrix e o curta-metragem Play de David Kaplan e Eric Zimmerman [32] levantam questões sobre o que pode acontecer se não conseguirmos distinguir o mundo físico do mundo digital. À medida que o mundo da tecnologia imersiva se torna mais profundo e intenso, será uma preocupação crescente tanto para os consumidores como para os governos sobre como regular esta indústria. Como toda essa tecnologia é imersiva e, portanto, não ocorre na vida real, quaisquer aplicações ou problemas que surjam com a indústria em desenvolvimento são algo para ficar de olho. Por exemplo, os sistemas jurídicos debatem questões de crimes virtuais e se é ético permitir comportamentos ilegais como a violação [33]​ num ambiente simulado, isto em relação à indústria adulta, à arte, ao entretenimento e aos videojogos.

La realidad virtual inmersiva es una hipotética tecnología futura que existe hoy en día como proyectos artísticos de realidad virtual, en su mayor parte.[34]​ Consiste en la inmersión en un entorno artificial donde el usuario se siente tan inmerso como se siente habitualmente en la vida cotidiana.

Interação direta do sistema nervoso

O método mais considerado seria induzir diretamente as sensações que compõem a realidade virtual no sistema nervoso. No funcionalismo "Funcionalismo (filosofia)")/biologia convencional interagimos com a vida cotidiana através do sistema nervoso. Assim, recebemos todos os estímulos de todos os sentidos como impulsos nervosos. Dá aos seus neurônios uma sensação de sensação intensificada. Envolveria o usuário receber entradas como impulsos nervosos estimulados artificialmente, o sistema receberia as saídas do SNC (impulsos nervosos naturais) e as processaria permitindo ao usuário interagir com a realidade virtual. Seria necessário evitar impulsos naturais entre o corpo e o sistema nervoso central. Isso poderia ser feito bloqueando impulsos naturais usando nanorrobôs que se ligam às conexões cerebrais, enquanto recebem impulsos digitais que descrevem o mundo virtual, que poderiam então ser enviados às conexões cerebrais. Também seria necessário um sistema de feedback entre o usuário e o computador que armazena as informações. Considerando quanta informação seria necessária para tal sistema, é provável que se baseie em formas hipotéticas de tecnologia informática.

Requisitos

Uma compreensão abrangente de quais impulsos nervosos correspondem a quais sensações e quais impulsos motores correspondem a quais contrações musculares serão necessárias. Isso permitirá que as sensações e ações corretas do usuário ocorram na realidade virtual. O Blue Brain Project é a pesquisa atual mais promissora com a ideia de entender como o cérebro funciona através da construção de modelos computacionais em grande escala.

Obviamente seria necessário manipular o sistema nervoso central. Embora tenham sido postulados dispositivos não invasivos que utilizam radiação, os implantes ciberinvasivos provavelmente estarão disponíveis mais cedo e serão mais precisos. É provável que a nanotecnologia molecular forneça o grau de precisão necessário e possa permitir que o implante seja construído dentro do corpo, em vez de inserido através de cirurgia. [35]​.

Seria necessário um computador muito poderoso para processar a realidade virtual complexa o suficiente para torná-la quase indistinguível da vida cotidiana e interagir com o sistema nervoso central com rapidez suficiente.

Un entorno digital inmersivo es una escena "Cinemática (videojuegos)") o "mundo" artificial, interactivo y creado por computadora en el que un usuario puede sumergirse.[36]​Los entornos digitales inmersivos podrían considerarse sinónimos de realidad virtual, pero sin la implicación de que se esté simulando la "realidad" real. Un entorno digital inmersivo podría ser un modelo de la realidad, pero también podría ser una completa interfaz de usuario de fantasía o una abstracción "Abstracción (filosofía)"), siempre que el usuario del entorno esté inmerso en él. La definición de inmersión es amplia y variable, pero aquí se supone que significa simplemente que el usuario se siente parte del " universo " simulado. El éxito con el que un entorno digital inmersivo puede realmente sumergir al usuario "Usuario (informática)") depende de muchos factores, como gráficos creíbles por computadora en 3D, sonido envolvente, entrada interactiva del usuario y otros factores como la simplicidad, la funcionalidad y el potencial de disfrute. Actualmente se están desarrollando nuevas tecnologías que pretenden aportar efectos ambientales realistas al entorno de los jugadores: efectos como el viento, la vibración del asiento y la iluminación ambiental.

Percepção

Para criar uma sensação de imersão total, todos os 5 sentidos (visão, audição, tato, olfato, paladar) devem perceber o ambiente digital como fisicamente real. A tecnologia imersiva pode enganar os sentidos através da percepção:.

Interação

Uma vez que os sentidos atinjam uma crença suficiente de que o ambiente digital é real (a interação e a participação nunca podem ser reais), o utilizador deverá ser capaz de interagir com o ambiente de uma forma natural e intuitiva. Várias tecnologias imersivas, como controles por gestos, rastreamento de movimento e visão computacional, respondem às ações e movimentos do usuário. As interfaces de controle cerebral (BCIs) respondem à atividade das ondas cerebrais do usuário.

Exemplos e aplicações

As simulações de treinamento e ensaio abrangem desde treinamento processual de tarefa parcial (geralmente sobre botões, por exemplo: qual botão é pressionado para acionar um braço de reabastecimento) até simulações de movimento completo que treinam pilotos. ou soldados e agentes da lei em cenários que são demasiado perigosos para serem treinados com equipamento real e utilização de munições reais. Videogames, desde simples fliperamas até jogos on-line multijogador massivo e programas de treinamento, como simuladores de vôo e direção. Ambientes de entretenimento, como simuladores de movimento, que envolvem os pilotos/jogadores em um ambiente digital virtual aprimorado por sinais de movimento, visuais e auditivos. Simuladores de realidade, como um das montanhas Virunga, em Ruanda, que leva você a uma jornada pela selva para conhecer uma tribo de gorilas das montanhas. Ou versões de treinamento como aquela que simula um passeio pelas artérias e pelo coração humanos para testemunhar o acúmulo de placas e assim aprender sobre colesterol e saúde.[37]​.

Paralelamente aos cientistas, artistas como Knowbotic Research, Donna Cox, Rebecca Allen, Robbie Cooper, Maurice Benayoun, Char Davies e Jeffrey Shaw utilizam o potencial da realidade virtual imersiva para criar experiências e situações fisiológicas ou simbólicas. Outros exemplos de tecnologia imersiva incluem o ambiente/espaço físico imersivo com projeções digitais e som ambiente, como o CAVE, e o uso de headsets de realidade virtual para assistir filmes, com rastreamento de cabeça e controle computadorizado da imagem apresentada, para que o espectador pareça estar dentro da cena. A próxima geração é o VIRTSIM, que alcança imersão total por meio de captura de movimento e head-mounted displays sem fio para equipes de até treze pessoas imersivas, permitindo movimento natural através do espaço e interação no espaço virtual e físico simultaneamente.

Novos campos de estudos ligados à realidade virtual imersiva surgem a cada dia. Os pesquisadores veem um grande potencial nos testes de realidade virtual servindo como métodos complementares de entrevista em cuidados psiquiátricos.[38] A realidade virtual imersiva também tem sido utilizada em estudos como ferramenta educacional em que a visualização de estados psicóticos tem sido utilizada para obter maior compreensão de pacientes com sintomas semelhantes. Existem novos métodos de tratamento disponíveis para a esquizofrenia [39]​ e outras áreas de pesquisa desenvolvidas recentemente onde se espera que a realidade virtual imersiva melhore: educação sobre procedimentos cirúrgicos, [40]​ programas de reabilitação cirúrgica e de lesões [41]​ e redução da dor no membro fantasma.[42]​.

No campo do projeto arquitetônico e das ciências da construção, ambientes virtuais imersivos são adotados para facilitar aos arquitetos e engenheiros de construção a melhoria do processo de projeto, assimilando seu senso de escala, profundidade e consciência espacial. Essas plataformas integram o uso de modelos de realidade virtual e tecnologias de realidade mista em várias funções de pesquisa em ciências da construção,[43]​ operações de construção,[44]​ treinamento de pessoal, pesquisas com usuários finais, simulações de desempenho[45]​ e visualização de modelagem de informações de construção.[46]​[47]​ Head-mounted displays (com sistemas de 3 graus de liberdade e 6 graus de liberdade) e plataformas CAVE são usadas para visualização espacial e navegação. Modelagem de informações de construção (BIM) para diferentes fins de projeto e avaliação. [48]​ Clientes, arquitetos e proprietários de edifícios usam aplicativos derivados de mecanismos de jogos para navegar em modelos BIM em escala 1:1, permitindo uma experiência virtual de visitação de edifícios futuros. [47] Para tais casos de uso, o desempenho aprimorado da navegação espacial entre fones de ouvido de realidade virtual e monitores de desktop 2D foi investigado em vários estudos, com alguns sugerindo uma melhoria significativa em fones de ouvido de realidade virtual [49] [50], enquanto outros não indicam nenhuma diferença significativa. [51] [52] Arquitetos e engenheiros de construção também podem usar ferramentas de projeto imersivas para modelar vários elementos de construção em interfaces CAD reais. [53]​ [54]​ e aplicar modificações de propriedade em arquivos de modelagem de informações de construção (BIM) por meio de tais ambientes.[46]​ [55]​ Na fase de construção de edifícios, ambientes imersivos são usados ​​para melhorar a preparação do local, a comunicação no local e a colaboração dos membros da equipe, a segurança [56]​ [57]​ e a logística.[58]​ Para o treinamento de trabalhadores da construção civil, os ambientes virtuais provaram ser muito eficazes na transferência de habilidades e estudos mostram resultados de desempenho semelhantes aos do treinamento em ambientes reais. [59]​ Além disso, plataformas virtuais também são utilizadas na fase de operação de edifícios para interagir e visualizar dados com dispositivos de Internet das Coisas (IoT) disponíveis em edifícios, melhoria de processos e também gerenciamento de recursos. [60]​ [61]​.

Os estudos de ocupantes e usuários finais são conduzidos através de ambientes imersivos. [62]​ [63]​ As plataformas virtuais imersivas envolvem os futuros ocupantes no processo de projeto do edifício, proporcionando uma sensação de presença aos usuários, integrando maquetes pré-construção e modelos BIM para avaliação de opções alternativas de projeto no modelo de construção de maneira oportuna e econômica. [64]​ Estudos conduzindo experimentos humanos mostraram que os usuários têm desempenho semelhante nas atividades diárias de escritório (identificação de objetos, velocidade de leitura e compreensão) em ambientes virtuais imersivos e ambientes físicos testados. [62]​ No campo da iluminação, headsets de realidade virtual têm sido usados ​​para investigar a influência dos padrões de fachada nas impressões perceptivas e na satisfação de um espaço simulado com luz natural.[65]​ Além disso, estudos de iluminação artificial implementaram ambientes virtuais imersivos para avaliar as preferências de iluminação dos usuários finais de cenas virtuais simuladas com controle de persianas e luzes artificiais no ambiente virtual.[63]​.

Para análise estrutural e engenharia, ambientes imersivos permitem que o usuário se concentre nas investigações estruturais sem se distrair demais para operar e navegar na ferramenta de simulação.[66] Aplicações de realidade virtual e aumentada foram projetadas para análise de elementos finitos de estruturas de casca. Usando uma caneta "Stylus (computação)" e luvas de dados como dispositivos de entrada, o usuário pode criar, modificar malhas e especificar condições de contorno. Para geometria simples, resultados codificados por cores em tempo real são obtidos alterando as cargas no modelo.[67]​ Estudos usaram redes neurais artificiais (RNAs) ou métodos de aproximação para obter interação em tempo real de geometria complexa e simular seu impacto. usando luvas hápticas.[68] Estruturas em grande escala e simulação de pontes também foram alcançadas em ambientes virtuais imersivos. O usuário pode movimentar as cargas atuantes na ponte e os resultados da análise de elementos finitos são atualizados imediatamente usando um módulo aproximado.[69]​.

O enjôo de simulação, ou enjôo de simulador, é uma condição na qual uma pessoa apresenta sintomas semelhantes ao enjôo causado por jogar computador/simulação/videogame (o Oculus Rift está trabalhando para resolver o enjôo de simulador).[70] O enjôo devido à realidade virtual é muito semelhante ao enjôo de simulação e ao enjôo devido aos filmes. Na realidade virtual, porém, o efeito é intensificado, pois todos os pontos de referência externos são bloqueados à visão, as imagens simuladas são tridimensionais e, em alguns casos, o som estéreo também pode dar uma sensação de movimento. Estudos demonstraram que a exposição a movimentos rotacionais em um ambiente virtual pode causar um aumento significativo de náuseas e outros sintomas de enjôo.[71] Outras mudanças comportamentais, como estresse, vício, isolamento e alterações de humor, também são consideradas efeitos colaterais causados ​​pela realidade virtual imersiva.[72]​.