Virtuaalitodellisuus

Multimediataide

Mediataiteessa virtuaalitodellisuudella (VT) tai keinotodellisuudella tarkoitetaan mediainstallaatioita ja -tiloja, joissa tietokoneella tuotettu kolmiulotteinen kuvatila tuotetaan katsojalle siten että hän kokee olevansa kuvan sisällä (immersiivinen 3D-kuvatodellisuus). VT-tiloja voidaan kokeilla niin sanotun VT-kypärän tai -lasien kautta, jossa stereokuva tuotetaan suoraan silmien eteen sijoitettujen monitorien kautta tai niin sanotuilla cave-installaatioilla, joissa käytetään kolmea tai useampaa projisointipintaa, joiden kuvatilan sisällä ihmiset voivat seisoa, liikkua tai liikuttaa tilassa olevia kuvaobjekteja. Tilaan on luotu usein myös kolmiulotteinen äänimaailma.

Koulutussimulaattorit

Lentokoneiden ja avaruusalusten ohjaamisen harjoitteluun käytettävät lentosimulaattorit kuuluvat vanhimpiin esimerkkeihin virtuaalitodellisuutta luovista simulointiympäristöistä. Lentosimulaattoreiden käyttöliittymä jäljittelee oikean lentokoneen ohjaamoa, ja tietokoneen luomat simuloidut maisemaprojektiot muistuttavat todellisen aluksen ohjaamosta avautuvia näkymiä lennon kaikissa vaiheissa. Nykyisin vastaavanlaisia simulaattoreita käytetään yhä laajemmin monissa vaativissa koulutustehtävissä, joissa harjoittelu todellisessa ympäristössä olisi liian kallista tai vaarallista. Uusimpiin sovelluksiin kuuluu lääketieteellinen koulutus, esimerkiksi leikkausten harjoittelu virtuaalitodellisuudessa.

Virtuaalimaailmat

Virtuaalimaailma on tietokoneen luomaan virtuaalitodellisuuteen perustuva ympäristö, johon käyttäjä voi liittyä jäseneksi tai "asukkaaksi" ja jossa hän on vuorovaikutuksessa muiden käyttäjien tai simuloitujen asukkaiden kanssa. Ympäristö visualisoidaan kaksi- tai kolmiulotteisella grafiikalla, jossa kullakin käyttäjällä on yleensä joko ihmisenkaltainen tai muu käyttäjän valitsema simuloitu hahmo. Virtuaalimaailmaan voi osallistua yhtä aikaa joko vain yksi käyttäjä tai monia käyttäjiä yhtaikaa. Internet-pohjaisissa virtuaalimaailmoissa voi olla yhtaikaa jopa tuhansia käyttäjiä, kuten tunnetussa Second Life -virtuaalimaailmassa. Myös monet online-tietokonepelit perustuvat virtuaalimaailman ideaan.
Viihdekäytössä esimerkiksi pelien yhteydessä on mahdollista käyttää virtuaalitodellisuuden luomiseksi virtuaalitodellisuuslaseja (ent. virtuaalikypärä).
Virtuaalimaailma on usein hyvin samankaltainen todellisen maailman kanssa, jolloin ohjelmisto simuloi muun muassa tavanomaisia fysiikan peruslakeja ja tyypillisiä elävien olentojen liikkumisen ja ihmisten kommunikaation sääntöjä. Monen käyttäjän maailmoissa käyttäjät ovat tällöin toistensa kanssa aktiivisessa vuorovaikutuksessa ja muovaavat toistensa kokemaa virtuaalitodellisuutta. Yhden käyttäjän tietokonepelit puolestaan voivat olla virtuaalimaailmoja, joissa käyttäjä on vuorovaikutuksessa vain simulointiohjelmiston luomien asukkaiden kanssa.

Virtuaalitodellisuusterapia

Virtuaalitodellisuutta hyödynnetään nykyisin myös terapiassa erilaisten pelkojen eli fobioiden hoitoon. Sitä voidaan soveltaa muun muassa julkisten, ahtaan ja korkean paikan kammon (agorafobia, klaustrofobia, akrofobia), lentopelon, hämähäkkipelon ja esiintymispelon hallintaan. Tutkimusten mukaan virtuaalitodellisuudessa koettu pelkoärsyke aiheuttaa samanlaisia reaktioita kuin todellisuudessa koettu, mutta virtuaalitodellisuuden etuna on pelkoa aiheuttavan tilanteen kontrolloitavuus. Hoitomuoto on myös edullisempaa, sillä terapia voidaan toteuttaa terapeutin vastaanotolla eikä altistumista tarvitse järjestää todellisissa olosuhteissa. Kuten reaalimaailmassa myös virtuaalitodellisuudessa altistuminen pelkotilanteelle voi aiheuttaa väliaikaista pahoinvointia, joten terapiaistuntojen on oltava ainakin alussa melko lyhyitä. Virtuaalitodellisuutta on kehitetty ja tutkittu myös fyysisen kuntoutushoidon tarkoituksiin.

Kiinteistöjen esittely

Virtuaalitodellisuusteknologiaa on ryhdytty yhä enemmän käyttämään hyväksi kiinteistösektorilla. Teknologian avulla voidaan internet-sivustoilla esittää esimerkiksi myynnissä olevista kiinteistöistä simuloituja panoraamakuvia, joita käyttäjä voi ohjata haluamiinsa suuntiin vaakasuunnassa yleensä koko 360 asteen kiertomahdollisuudella ja pystysuunnassakin yleensä rajoitetusti. Lisäksi kuvaa voi zoomata, ja usein tarkastelupistettä voi liikutella tiettyihin suuntiin kiinteistön sisällä. Näin kiinnostuneet voivat saada kiinteistöstä vaivattomasti melko kattavan ja lähellä todellisuutta olevan kuvan.
Myös monet turistinähtävyydet käyttävät samaa tekniikkaa sivustoillaan, jolloin kiinnostuneet voivat tutustua kohteeseen varsin perusteellisesti virtuaalitodellisuuden keinoin.

Suunnittelu

Virtuaalitodellisuusteknologian avulla voidaan testata esimerkiksi suunnitellun uudisrakennuksen toimivuutta tai siltahankkeen sopivuutta ympäristöön. Suomessa esimerkiksi Tampereen teknillisessä yliopistossa on käytössä Virtual Reality Center (VRC), jonka avulla voidaan virtuaalisesti siirtyä rakennus- ja kaavoitussuunnitelmien mukaiseen todellisuuteen. VRC:n palveluja on hyödyntänyt muun muassa Tampereen kaupunki halutessaan mahdollisimman hyvän käsityksen siitä, millaiseksi kaupunkikuva muodostuisi esimerkiksi jonkin uudisrakennushankkeen toteutuessa arkkitehtien suunnitelmien pohjalta.
VRC:ssä virtuaalitodellisuus luodaan noin 150 neliön ikkunattomassa tilassa, jonka keskellä on pienempi esittelytila, ns. luola (engl. Cave). Luolassa voidaan 3D-simuloinnilla todentuntuisesti visualisoida arkkitehtien ja insinöörien suunnitelmat. Kaikille luolan seinille heijastetaan projektoreilla tietokoneen simuloima näkymä ja näin luodaan virtuaalitila, joka ympäröi käyttäjää. Tampereen korkeakouluilla on ollut myös yhteishanke, jossa on pyritty luomaan koko kaupungista virtuaalitietokanta. Tällöin 3D-mallinnuksen avulla voitaisiin tarvittaessa kulkea vaikkapa vielä suunnitteilla olevilla kaduilla tai astua sisään suunnitteilla oleviin rakennuksiin ja tutkia niiden tilavaikutelmaa.

Virtuaalinen matkailu

Virtuaalimatkailu tarkoittaa virtuaalista liikkumista paikasta toiseen tietokoneen visualisointimahdollisuuksia hyväksi käyttäen, yleensä internetin luomassa kyberavaruudessa.
Monet internetin matkailuportaalit (matkailualan palvelusivustot) tarjoavat virtuaalimatkailua harrastaville käyttäjille mahdollisuuden vierailla virtuaalisesti maailman eri matkakohteissa muun muassa web-kameroiden ja panoraamakuvaustekniikan avulla. Lisäksi niistä voi etsiä kaikenlaista matkailutietoa, varata ja ostaa matkoja sekä usein myös chattailla muiden matkailijoiden kanssa.
Myös esimerkiksi Google Maps -palvelu tarjoaa rajoitetusti mahdollisuutta kulkea virtuaalisesti valitulla karttaosuudella 360 asteen panoraamakameroiden avulla. Vastaavia panoraamakuvaukseen perustuvia palveluja on tarjolla eri sivustoilla yhä laajemmin. Lisäksi muun muassa Google tarjoaa käyttäjille tehokkaampaa virtuaalista karttaohjelmaa (Google Earth), joka yhdistää satelliitti- ja ilmakuvia sekä paikkatietoja muodostaen kolmiulotteisen kuvan maapallosta. Ohjelman kuva-aineisto on heijastettu pallopinnalle, josta syntyy lumemaapallo. Käyttäjä voi muuttaa karttapistettä, tarkastelukorkeutta ja katselukulmaa. Korkeuserojen mallinnuksen ansiosta esimerkiksi vuoristojen syvyysvaikutelma säilyy. Ohjelmiston tietokantoihin sisältyy 3D-mallinnus myös monien kaupunkien keskustoista.