"Sanal gerçeklik" denilince aklımıza gelen şeylerin başında, bir gözlük vasıtasıyla, gerçeğe çok benzeyen bir sanal dünyada oynadığımız oyunlar gelmektedir. Oysa sanal gerçeklik sadece oyundan ibaret değildir.
Tanımlamaya kalkarsak; sanal gerçeklik, yazılımcıların gerçek dünya ile hayal ettikleri dünyayı birleştirerek kullanıma sundukları sanal ortamdır. Bu ortamlara giriş için bilgisayar, oyun konsolu, TV ekranı, 3D gözlük ve 360 derece kask gibi aletlere ihtiyaç duyulmaktadır. Bu aletlerin aracılığı ile yazılımcıların yarattığı sanal ortamın gerçeklik hissinin arttırılması sağlanmaktadır. Üretilen tasarım ve erişim için kullanılan aracı aygıt ne kadar kusursuzsa, kullanıcı, içinde bulunduğu sanal ortamı o kadar gerçek hissetmektedir.
Daha önce hiç sanal gerçeklik deneyimi olmayanlar için biraz daha basit anlatmaya çalışayım; kafanıza bir kask taktığınızı düşünün. Bu kaskın bağlı olduğu bilgisayara yüklenen (bazı kasklar işlemci ile tümleşik olduğu için harici bir bilgisayara ihtiyaç bile duymayabiliyor) program açıldığında kendinizi yepyeni bir üç boyutlu dünyanın içinde, gerçeğinden ayırt etmekte zorlanacağınız mekânlar ve insanlar arasında buluyorsunuz. Bu program bir oyun ise, çok güçlü rakiplerle mücadele ediyorsunuz. Elbette sadece görmüyorsunuz, aynı zamanda sesleri de duyuyorsunuz, hatta ellerinizle sanal aygıtları bile kullanabiliyorsunuz.
Çok isteyip de gitmeye imkân bulamadığınız bir şehrin sokaklarında dolaşıp, 360 derece etrafınızda dönüp, en ufak detayı bile görme imkânına sahip olabiliyorsunuz. Ya da hayal ettiğiniz müzeleri gezebiliyor, Mona Lisa’nın sosyal medyada tahrif edilmemiş tablosunu istediğiniz detayda ve sürece seyredip inceleyebiliyorsunuz.
TARİHÇESİ
Sanal gerçeklik ürünleri, Endüstri 2.0 döneminde başlayıp, her geçen gün gelişerek, Endüstri 4.0’a ulaşmış ürünledir. Fikir, ilk kez 1962 yılında Morton Heiling tarafından ortaya atılmıştır. Heiling, Sensorama adını verdiği bir makine icat ederek, seyredilen filmde görme, işitme, koklama ve dokunma duyularına hitap etmeye çalışmıştır. Bu türün ilk örneklerini, özel gözlüklerle izlenen üç boyutlu filmlerde gördük. Hatta Disneyland gibi mekânların sinema salonlarında, filmi daha iyi yaşayabilmeniz için, aksiyon sahnelerinde sallanan koltuklar, dalgalarla boğuşurken salonun değişik yerlerinden su püskürten düzenekler ya da bir dağın zirvesine tırmanırken üflenen hava gibi gerçek efektler de kullanılmıştı.
Günümüzde kullanılan kasklı ekranların ilk versiyonu ise 1968 yılında ABD’li bilgisayar mühendisi Ivan Sutherland ve öğrencisi Bob Sproull tarafından geliştirildi. Demokles’in Kılıcı (The Sword of Damocles) adlı bu kask çok ağır olduğu için tavana asılmıştı. Kullanıcılar asılı duran bu kaskı kafalarına geçiriyorlardı.
O dönemde geliştirilen bu teknolojilere henüz sanal gerçeklik adı verilmemişti. Sanal gerçeklik kavramı, ilk kez 1987 yılında, klasik müzik yazarı ve bilgisayar uzmanı Jaron Lanier tarafından kullanıldı. Taşınabilir, üç boyutlu görüntü sağlayabilen ilk nesil sanal gerçekler oyun konsolu ise 1995 yılında Nintendo ve Saga tarafından piyasaya sürülen Virtual Boy idi. Bu gözlük derinlik hissi yaratmasına rağmen, ekrandaki görüntü tek renkli idi.[1]
GÜNÜMÜZDE SANAL GERÇEKLİK CİHAZLARI
İlk nesil sanal gerçeklik cihazları oldukça büyük ve ağırdılar. Kullanımları ise günümüzde kullanılan cihazlar kadar rahat değildi. Her yeni teknoloji gibi oldukça pahalı idiler. Günümüzde, kullanılan sanal gerçeklik cihazlarının boyutları küçüldü, epeyce hafiflediler ve geçmişe göre daha makul fiyatlarda satılmaktadırlar. Hatta 2000’lerin başından itibaren evlerimize satın aldığımız TV’ler bile 3D yayını desteklemekteler ve 2D yayını 3D yayına çevirip özel gözlükler ile izlenebilir hale getirebilmekteler.
İki boyutlu filmlerdeki hız saniyede (Frame per second- FPS) 24-30 kare arasındadır. Sanal gerçeklik dünyasında kullanılan üç boyutlu görüntülerin hızı ise saniyede en az 60 kareden oluşmaktadır. Dolayısıyla insan gözünün bu hızı yakalayabilmesi için özel cihazlara ihtiyacı vardır.
Sanal gerçeklik cihazlarına, "kafaya monte edilen ekran" anlamına gelen "Head Mounted Display – HMD" denilmektedir. Bu gözlük ya da kaskların içinde özel monte edilmiş ekran bulunmaktadır. Ekran ile gözler arasında ise ayrıca birde lens kullanılmaktadır. Söz konusu lensler vasıtasıyla ekranda yer alan görüntüler üç boyut görülme hissini kuvvetlendirmektedir.
Günümüzde kullanılan başlıklar, ihtiyaç duyulan tüm donanımları barındırdığından dolayı, TV, konsol gibi cihazlara ihtiyaç duymamaktadır. Bu başlıklara gömülü olan wi-fi cihazları ile de her türlü iletişim kolaylıkla sağlanmaktadır.[2]
SANAL GERÇEKLİK UYGULAMA ORTAMLARI
Sanal gerçeklik uygulamaları, kullanıldıkları ortama göre kullanıcılar üzerinde farklı gerçeklik hissiyatı uyandırmaktadır. Bu ortamları üç başlık altında toplamak mümkündür:
Kısmi katılımlı ortamlar
Birtakım fiziksel unsur ve sanal imgelerin bir arada kullanılmasını gerektiren bu ortam, katılımcıya, gerçek dünya ile ilişkisini bütünüyle koparmadan bir gerçeklik hissiyatı yaşatır.
Bu ortama uçuş simülatörlerini örnek gösterebiliriz. Uçuş simülatörlerinde, geniş bir ekrandan yansıtılan sanal imgeler ve pilot kabini gibi fiziksel unsurlar bulunur. Katılımcı, bu ortamda herhangi bir sanal gerçeklik cihazı (kasklı ekran ya da eldiven vb.) kullanmaya ihtiyaç duymaz.
CAVE – Tam katılımlı ortamlar
CAVE, "Computer Assisted Virtual Environment - Bilgisayar Destekli Sanal Ortam" için kullanılan bir kısaltmadır. Bu ortamda, katılımcının tüm duyusal algılarına hitap edilir ve katılımcının tabiri caizse "kendinden geçmesi" hedeflenir. Farklı amaçlar için değişik kurulumlara rastlansa bile tipik bir CAVE sistemi; duvar ve zemin projeksiyonu, farklı açılardan ses / müzik yayını yapan hoparlörler ve algılayıcılardan oluşur. Kasklı ekran (HMD) ve dokunsal algı cihazı (joystick, eldiven vb.) gibi çevre birimleri, katılımcının bu ortam ile bütünüyle etkileşime girmesine yardımcı olur.
Bu ortamda katılımcı, ellerinde boks eldiveni varmış gibi oyundaki karakterle boks maçı yapabilir. Kullanıcı böyle bir oyunda gerçekten boşluğa yumruk atmaktadır. Ya da elinde kılıç ile düşman ordusuna dalıp, önüne geleni devirebilmektedir. Bu hareketleri programlanan süreler içinde yapamazsa doğal olarak oyunda yenilmektedir.
Ortak (Çoklu) Katılımlı Ortamlar
İsminden de anlaşılacağı gibi bu ortamlar, birçok katılımcının birbirleriyle etkileşime girmesine olanak sağlayan geniş sanal evrenlerdir.
Söz konusu sanal ortam şayet bir oyun ise, karşısındaki rakip de bir insandır. Dolayısıyla oyundaki tüm karakterler birer insan tarafından yönetilmektedir.
İş dünyasında bu ortam, eğitim, mimarlık, tıp, sanat, mühendislik gibi farklı disiplinlere ait insanların fikir alışverişinde bulunmalarına olanak sağlıyor.[3]
SANAL GERÇEKLİK UYGULAMALARININ ENDÜSTRİ 4.0’DA KULLANIMI
Sanal gerçekliği şimdiye kadar hep oyun alanındaki uygulamaları ile anlatmaya çalıştık. Oysa bu yeni teknoloji imalat, sağlık, eğitim gibi pek çok sektörde yoğun olarak kullanılmaktadır.
İmalat sanayiinde eğitim
Sanayi sektöründe pek çok işçi sanal gerçeklik cihazları ile mesleki eğitim almaktadırlar. İş süreçlerinin her aşaması, yazılımcılar tarafından, sanal gerçeklik cihazları için 3 boyutlu olarak programlanmaktadır. Yeni işe giren bir işçi, oryantasyon döneminde işin her aşamalarını üç boyutlu sanal ortamda öğrenebilmektedir.
Üretim sürecinde yaşanılan bir arıza da sanal gerçeklik gözlükleri vasıtasıyla giderilebilmektedir. Konu ile ilgili bir kullanma kılavuzunda olması gereken tüm bilgiler, üç boyutlu olarak izlenebilmektedir. Böylece teknisyenlerin arıza giderme ve eğitim süresi azalmaktadır.
Belli aralıklarla üretimde kullanılan makinelerin programları güncellenir. Bu güncellemelerin eğitimi de yine sanal gerçeklik cihazlarına yüklenen yazılımlar vasıtasıyla gerçekleştirilir.
Mimari uygulamalar
Modern mimarlık firmaları, tasarım ve modellemelerini artık maketler yoluyla değil, sanal gerçeklik teknolojileri ile yapmaktadır. Projeyi uygulayacak olan teknik ekip, projenin tüm detaylarını üç boyutlu bir ortamda görebilmektedir. Böylece uygulama esnasında yaşanması muhtemel sorunlar da daha bu aşamada tespit edilerek, giderilmektedir. Hatta sunum sırasında, tasarlanan yapı içinde gezmek bile mümkün olmaktadır.
Fabrika üretim simülasyonları
Bir başka kullanım alanı ise fabrikaların daha kurulmadan önce yapılan simülasyonlarıdır. Üretim süreçleri sanal gerçeklik ortamında yaratılarak, üretim daha başlamadan her türlü denetimin yapılabilmesi sağlanmaktadır. Böylece, üretim sürecinde ortaya çıkması muhtemel hatalar ve problemler önceden tespit edilerek giderilmektedir. Bu ise sıfır hata ile üretim hedefinin gerçekleşmesini sağlamaktadır.
Sanal fuarcılık
İmalat sektörü yılın belli dönemlerinde, dünyanın değişik şehirlerinde fuarlar yapıp, ürünlerinin tanıtımını yapmaktadırlar. Bu tanıtım şekli çok önemli ve faydalı olmasının yanı sıra oldukça da pahalıdır. Özellikle nakliye masrafları çok yüksektir. Bir matbaa ya da inşaat araçları fuarını ele alalım; kocaman TIR'arın, ya da kepçelerin fuar alanına getirilmesinin maliyetli oldukça yüksektir. Fuar kiraları da hatırı sayılır seviyelerdedir. Yat fuarlarının zorluklarını ve maliyetlerini anlatmaya bile gerek yok.
Yakın bir gelecekte bu fuarlar gerçekleşmeyecekler. Sanal gerçeklik teknolojisi için hazırlanacak ürün tanıtım uygulamaları bu fuarların yerini alacaktır. Kullanıcılar, kendi ofislerinden ayrılmak zorunda kalmadan, internet üzerinden ulaşabilecekleri tanıtım filmlerini, sanal gerçeklik cihazları vasıtasıyla üç boyutlu olarak izleyip, sipariş kararlarını vereceklerdir.
Sanal Eğitim
Sanal gerçeklik uygulamalarının en yoğun kullanılacağı sektörlerden biri de eğitim sektörüdür. Yabancı dil derslerinden coğrafyaya, tarihten matematiğe pek çok dersin bu ortamda verilmesinin planlaması yapılmaktadır. Özellikle laboratuvar derslerinin bu ortamda yapılacak olması hem ders kalitesini artıracak hem de laboratuvar maliyetini düşürecektir.
Tıp okuyan öğrencilerin en büyük sorunlarından biri, gerçek organları yakından inceleyememeleridir. Kadavra temin etmek ise tıp fakültelerinin en önemli sorunlarından biridir. Kadavra temini için ya kimsesiz birinin ölmesi ya da bir kişinin ölmeden önce organlarını bu amaçla bağışlamış olması gerekmektedir. Günümüzde 3D yazıcılar ve sanal gerçeklik teknolojisi ile bu sorun giderilmiş gözüküyor.
Havacılık Eğitimleri
Sanal gerçeklik uygulamalarının en önemli uygulamalarından biri de, hiç şüphesiz, uçuş simülatörleri ile yapılan eğitimlerdir. Değişik uçak ve helikopter modelleri için geliştirilmiş olan bu eğitimleri tüm pilot adayları almak zorundadır.
Bu simülatörler, uçağın uçtuğu ortamı, hava koşullarını ve yaşanabilecek tüm olumsuzlukları sanal olarak canlandırmaktadır. Eğitimler, stüdyoda inşa edilmiş bir pilot kabini içerisinde gerçekleştirilmektedir.
Pilot adayları bu kabine girerek, uçağı çalıştırmak, havalandırmak, türbülans, rüzgar, bulut, yağışlı hava gibi ortamlarda kullanmak, piste güvenle indirip, park etmek gibi değişik konularda eğitim almaktadırlar. Eğitim sırasında yaratılan sanal gerçeklik ortamı sayesinde pilot adayları, gerçek bir kabinde yaşayabilecekleri tüm koşulları yaşamaktadırlar.
Ayrıca, dünyanın tüm önemli havaalanlarının gerçek ölçülerde yapılmış simülasyonları tüm detayları ile bu eğitimin içinde yer almaktadır. Böylece pilotlar daha uçuşu gerçekleştirmeden, gidecekleri havaalanlarının tüm özelliklerini öğrenmekte ve önce bu teknoloji ile uçağı sanal olarak o havaalanına indirip, kaldırmaktadırlar. Bu uygulama pilotlar için paha biçilmez bir deneyimdir.
Pilot eğitimlerinin haricinde, kabin çalışanları için de geliştirilmiş sanal gerçeklik eğitimleri mevcuttur. Kabinde yaşanılabilecek bir arızanın giderilmesi için kullanılacak el kitaplarının yerini de sanal gerçeklik cihazları almaktadır. Böylece kabin memurlarının arızalara hızlı ve doğru şekilde müdahale edebilmesi sağlanmaktadır.[4]
Sanal gerçeklik teknolojisinin kullanılabildiği alanlar oldukça fazladır. Sporcu eğitimi ve gelişiminde de yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu teknoloji ile geliştirilen programlar, golf, atletizm, kayak, tenis, futbol gibi birçok spor dalında sporculara saha dışında çalışma desteği sunmaktadır.
Sporcular bu teknolojiden, hem form tutmak hem de yeteneklerini geliştirmek için yararlanıyorlar. Örneğin, bireysel takiplerde daha hızlı olmak isteyen bir parkur bisikletçisi ve vuruşunu geliştirmek isteyen bir golf oyuncusu rahatlıkla bu teknolojiden faydalanabiliyorlar.
Sanal gerçeklik teknolojisi sanat dünyasında da kendine yer bulmaktadır. Özellikle de film yapım sektörü, su altı çekimleri gibi çekim koşullarının zor ve yüksek maliyetli olduğu sahneleri bu teknolojiden yararlanarak çekiyor.
SONUÇ
Endüstri 4.0’ın temel amaçları, üretimde insan faktörünü minimuma indirmek ve üretim ile yönetim tesisleri arasındaki mesafeyi tüm dünya ölçeğinde ortadan kaldırmaktır.
Sanal gerçeklik teknolojisi, tüm sektörlerde ve akademik yaşamda, insanlar tarafından canlı olarak verilen eğitimi minimuma indirmektedir. Yukarıdaki örneklerden de görüleceği üzere, pek çok sektörde insan eğitimcilerin yerini bu teknoloji almaktadır.
Sanal gerçeklik teknolojisi, ürünleri sanal ortama aktararak, fuar gibi tanıtım mekânlarını insanların ayağına getirmektedir. Ayrıca, ürün ve üretim süreçleri hayata geçmeden sanal gerçeklik teknolojisi ile gerçek görünümde incelenebilmekte ve doğabilecek hatalar daha üretim başlamadan giderilmektedir. Tüm bu işlemler zaman ve para tasarrufu sağlamaktadır.
Bu teknolojinin bir üst versiyonu olan Artırılmış Gerçeklik (Augmented Reality –AR) ise düşünme sınırlarımızı zorlar nitelikte. Bu konuyu önümüzdeki hafta yayınlanacak yazımda inceleyeceğiz.
[1] Teknolo.com, Sanal Gerçeklik Nedir? Kullanım Alanları Nelerdir?, 13 Mart 2018, http://www.teknolo.com/sanal-gerceklik-nedir/
[2] Wikipedia, Sanal gerçeklik, URL: https://tr.wikipedia.org/wiki/Sanal_gerceklik
[3] Teknolo.com, Sanal Gerçeklik Nedir? Kullanım Alanları Nelerdir?, 13 Mart 2018, http://www.teknolo.com/sanal-gerceklik-nedir/
[4] URL: https://iftc.aero/
