VR - mer enn spill

  • ikt

GASSEKSPLOSJON: Observatøren står inne i en modul på en oljeplattform, og flammefronten på eksplosjonen kommer mot observatøren. ILLUSTRASJON: CMR

Den kraftige fokuseringen av dataspill i forbindelse med virtual reality (VR) gjør at de fleste setter likhetstegn mellom VR og underholdning. De avfeier VR som useriøst og tror det primært rettes mot barn i alle aldre. Riktignok har underholdningsindustrien vært en viktig bruker av teknologien og en pådriver i maskinvareutvikling for 3D visualisering. Imidlertid arbeides det også med VR rettet mot industrielle formål. På sikt er det sannsynlig at slike anvendelser vil få mye større innflytelse enn de rent underholdningsmessige – om ikke i økonomisk omfang.

Dersom VR skal være troverdig, er to ingredienser helt sentrale: Brukeren skal føle seg tilstede i datasettet (immersive environment), og interaksjon med data skal skje på en naturlig måte. Dette oppnås best ved stereografisk visning der synsinntrykket styres av brukerens bevegelser. Et slikt konsept kalles Surround Screen Virtual Environment (SSVE).

Cave-teknologi

Ett av de norske miljøene som tar mål av seg til å være blant de ledende innenfor VR, finnes på Christian Michelsen Research (CMR) i Bergen. CMRs største VR-prosjekt til nå er utvikling av programvare for en CAVE™ for Norsk Hydro. Dette er en SSVE i et rom på 3 x 3 x 3 meter, der bilder blir projisert på tre vegger og gulvet. I rommet blir reservoardata vist slik at brukere med stereobriller gis følelsen av å befinne seg inne i et olje- eller gassreservoar.

Programmet er organisert slik at det er mulig å erstatte de primære måldataene, reservoarbeskrivelsen, med andre typer data som egner seg for VR-visning. På den måte har systemet blitt brukt for visualisering av medisinske data og gasseksplosjoner.

I medisin

Flere medisinske instrumenter genererer 3D datasett. Den tradisjonelle fremgangsmåten for å analysere denne type data er å studere 2D snittflater, men det kreves ofte lang erfaring for å kunne se helheter og trekke konklusjoner ut fra slike snitt. Bruk av VR-teknologi gir større helhetsforståelse av anatomien som er avbildet. Generelt er medisin et fagområde der det fins mange lovende og aktuelle anvendelser av VR, for eksempel opplæring av medisinsk personell, kirurgisk simulering og telemedisin.

Ved VR-visualisering av gasseksplosjoner kan brukerne få inntrykk av at de går omkring inne i strukturen der eksplosjonen skjer, og de kan studere flammefronten fra ulike ståsted på strukturen eller utenfra, i brukervalgt hastighet. Dette gir en større forståelse for prosessen enn ved tradisjonell visning på dataskjerm.

Krever regnekraft

All fremstilling av 3D grafikk krever regnekraft, og selv om forholdet pris–ytelse har gått ned, vil det alltid være anvendelsesområder som krever mer enn tilstedeværende teknologi kan tilby. I noen typer applikasjoner vil det aksepteres at det tar litt tid før bildet oppdateres med det velkjente timeglasset. Andre ganger vil imidlertid venting ødelegge opplevelsen, som for eksempel i en rekke spilltyper som bilracing og flysimulering. I slike tilfeller er det vanlig at programmet tester på tilstedeværende maskinvare og justerer detaljeringsgraden slik at minstekrav til bildeoppdateringshastighet oppnås.

Ved visning av seismiske data i SSVE er imidlertid ikke noen av disse løsningene akseptable. Volumene må kunne flyttes, roteres og skaleres med fleksibel lys- og skyggesetting i sann tid, og med stereografisk visning. Er brukerens visuelle opplevelse usynkronisert med aksjonene, eller om en slik forsinkelse markeres med noe slags timeglass, vil inntrykket av å operere i en virtuell virkelighet være ødelagt.

Økt tilgjengelighet

Det fremste målet på kort sikt er å redusere kostnadene for VR-teknologi betydelig, og derved gjøre dette tilgjengelig for et større marked. For mange anvendelsesområder vil datasettene være atskillig mindre enn typiske reservoardata, slik at kravene til maskinvare kan reduseres bare på dette grunnlaget.

Grafikkakseleratorkort for hjemmedatamaskin har hatt en eksplosiv utvikling i kapasitet og ytelse de siste årene, uten at prisen har gått opp. Til nå har egenskapene til kortene i stor grad vært styrt av og optimalisert for spillmarkedet, med den konsekvens at helt nødvendige egenskaper i industrirettet VR har manglet. Dette er i ferd med å endre seg i den generasjon grafikk-kort som lanseres nå. Den ønskede funksjonalitet vil finnes i slike kort relativt snart.

Ønsker nye redskaper

I år har CMR satt i gang et Strategisk instituttprogram støttet av Norges forskningsråd. Målet er å analysere og utvikle nedskalerte VR-systemer, der det vil bli kartlagt hva slags problemer som egner seg for kjøring på datamaskiner i hele spekteret av størrelser. I tillegg ønsker VR-miljøene å fremprovosere et paradigmeskifte: Dagens arbeidsmetodikk basert på arbeidsstasjon, skjerm, tastatur og pekerverktøy er dårlig egnet, kanskje til og med ubrukelig, som brukerinteraksjonsform i VR. Alternativer må introduseres, utprøves og aksepteres. Men hva dette innebærer, er ennå bare delvis utforsket land.

Det er ikke særlig originalt å spå at i løpet av få år vil programmer som er like krevende som de største av dagens VR-applikasjoner, kunne kjøres på små eller mellomstore maskiner. Dette vil åpne muligheter for bruk av denne teknologien innenfor fagområder som vi i dag knapt tenker på.