Cookies op Tweakers

Tweakers maakt gebruik van cookies, onder andere om de website te analyseren, het gebruiksgemak te vergroten en advertenties te tonen. Door gebruik te maken van deze website, of door op 'Ga verder' te klikken, geef je toestemming voor het gebruik van cookies. Wil je meer informatie over cookies en hoe ze worden gebruikt, bekijk dan ons cookiebeleid.

Meer informatie

Door Krijn Soeteman

Freelanceredacteur

Virtual reality in de wetenschap

Vragen stellen met virtuele werelden

Virtual reality in de wetenschap

Sinds eind 2015 is het virtual reality voor en na; je kunt er niet omheen. Na jaren is het eindelijk mogelijk om zelf een goede vr-bril aan te schaffen voor een redelijk bedrag. Als je een krachtige pc bezit, kun je voor nog geen negenhonderd euro een heel aardige 'ervaring' in huis halen.

Hoewel de sprong voorwaarts door de komst van 'thuis'-vr groot is, worden vr-systemen al jaren toegepast bij allerlei onderzoek. Dat gaat van psychische-gezondheidszorg tot astronomie. Het helpt mensen van fobieën af te komen en het kan met een net iets ander perspectief op het heelal wonderen doen voor astronomische ontdekkingen. Uiteraard doet de wetenschap ook onderzoek naar vr zelf. Om te weten te komen hoe zowel onderzoek met als naar vr in de wetenschap tot nu toe in zijn werk gaat en wat we in de nabije toekomst kunnen verwachten, zocht Tweakers contact met verschillende universiteiten.

Het eerste wat opvalt, is dat de consumenten-vr-bril ook bij universiteiten tot gevolg heeft dat vr eindelijk betaalbaar is. Nog niet zo lang geleden kostte een goede vr-bril 25.000 euro en was een vr-lab opzetten voorbehouden aan vermogende faculteiten. De eerste ontwikkelaarsversie van de Oculus Rift bracht daar al direct verandering in. Voor slechts een paar duizend euro kwam een bril beschikbaar in een handzamer formaat en met een grotere kijkhoek dan de tot dan veelgebruikte vr-brillen. De 'oude' 25.000-euro-variant had een betere resolutie, maar binnen veel takken van onderzoek blijkt de kijkhoek belangrijker te zijn dan het aantal pixels. Een te kleine kijkhoek geeft bijvoorbeeld een tunnelvisiegevoel. Daarnaast nam door de komst van de Oculus ook het aantal ontwikkelaars flink toe.

Afbeelding: thuis-vr flopte midden jaren negentig voor Nintendo met de Virtual Boy (bron: Wikipedia)

Aanloop naar virtual reality

De huidige vorm van vr is misschien nog niet zo oud, maar de mens is al zijn hele bestaan bezig met het opwerpen van illusies. De oudste voorbeelden leveren waarschijnlijk geen voorstellingen op die voor ons nog uitdagend zijn, maar aan de andere kant is een tekening van slechts enkele rake lijnen in een grot al krachtig genoeg om een beeld op te wekken waarvan wij vaak nog steeds begrijpen wat het is. Voordat we de hele geschiedenis van het beeld behandelen, is een sprong naar enkele honderden jaren geleden op zijn plaats.

Een mooi voorbeeld van een soort virtuele werkelijkheid wordt gevormd door de panorama's die populair werden in de negentiende eeuw. Het bekendste panorama in Nederland is het Panorama Mesdag uit 1881. De bezoeker komt via een trapje de cirkelvormige ruimte van het geschilderde panorama binnen. Die ruimte is bij Panorama Mesdag zo ingericht dat het lijkt alsof je op een duin staat onder een afdak dat aan alle zijden open is.

Panorama Mesdag (Bron: denhaag.com) en Kaiserpanorama met 25 kijkstations (Bron: Wikipedia)

Uiteraard deed ook fotografie zijn intrede in de eerste helft van de negentiende eeuw en daarmee al snel stereoscopie of de kunst van het maken van afbeeldingen met diepte. Aan het eind van de negentiende eeuw was stereoscopie een populaire vorm van entertainment, zoals met het Kaiserpanorama. Je keek via twee lenzen naar twee net iets afwijkende foto's, waardoor er een stereoscopisch of '3d'-beeld verscheen. Dergelijke kijkers werden in de jaren dertig van de twintigste eeuw populair en een van de producenten daarvan bestaat zelfs nog steeds, namelijk View-Master, met de ronde schijf met kleine fotootjes. Tegelijkertijd werd al druk geëxperimenteerd met 3d-film, iets wat vanaf de jaren vijftig zijn weg naar de grote bioscopen vond.

Wetenschappelijke interesse

Pas toen we ons volledig in een beleving konden 'onderdompelen', werd vr wat het nu is. De basis hiervoor werd al gelegd in de jaren zestig van de twintigste eeuw door Ivan Sutherland en Thomas A. Furness III. Sutherland ontwikkelde tussen 1965 en 1968 een apparaat met de naam 'The Sword of Damocles' aan het MIT in de Verenigde Staten. Het stereoscopische beeld bestond uit kamers van draadmodellen en omdat de head mounted display heel wat woog én de richting van het hoofd bijgehouden moest worden voor de besturing in de virtuele wereld, hing het met een buizensysteem aan het plafond.

The Sword of Damocles, gedragen door Ivan Sutherland (Bron: Wikipedia)

Het aantal pioniers dat bezig was met het creëren van virtuele omgevingen, bijvoorbeeld voor vliegsimulators, was in de jaren zestig en zeventig relatief groot. Dit is niet zo vreemd, omdat alles wat met onderzoek naar computergraphics te maken heeft ergens een keer raakt aan een soort vr. Door wie de term 'virtual reality' is bedacht, is helaas niet helemaal duidelijk. Naast 'virtual reality' was er begin jaren tachtig nog een term die erbij in de buurt komt, namelijk 'artificial reality', waarschijnlijk bedacht door Myron Krueger. Deze term wordt nog steeds gebruikt, maar betreft dan meestal specifieke vr die niet te onderscheiden is van de echte wereld.

De hedendaagse term 'virtual reality' werd populair nadat Jaron Lanier die in de vroege jaren tachtig van de twintigste eeuw gebruikte. Lanier, een 'techgoeroe' op veel verschillende vlakken, werkte begin jaren tachtig voor Atari, maar werd ontslagen nadat het bedrijf in 1984 werd gesplitst. Hij ontwikkelde in de tussentijd VPL, een 'post-symbolische', visuele programmeertaal. Daaruit kwam later VPL Research voort, met als doel om vr-technologie te vercommercialiseren. Nadat het bedrijf in 1990 bankroet ging, nam Sun Microsystems in 1999 de octrooien over.

Daarna werd de wereld steeds enthousiaster over vr. Het zou allemaal binnen enkele jaren gebeuren. Tussen 1990 en 1997 was er zelfs een speciaal tijdschrift gewijd aan vr: CyberEdge Journal. Alles kon, iedereen had hoge verwachtingen. Op housefeesten konden gasten hmd's opzetten, waarmee mensen konden 'trippen zonder drugs'. Cyberseks moest makkelijker worden met pakken met allerhande sensors en actuators. Ondanks alles verloor het grote publiek zijn interesse en werd vr weer vooral een onderzoeksobject.

Wel verbeterde de kwaliteit van de beelden langzaam maar zeker en aan twee kanten; de hmd's werden beter, en de hard- en software ging met kleine stapjes vooruit. Ook andere wetenschappen dan verschillende informaticarichtingen gingen aan de slag met vr binnen allerlei onderzoeksvelden. Die hadden vooral wat aan werkende opstellingen, zonder die zelf volledig te moeten ontwikkelen.

1. Avatar die een bloem aan een andere avatar geeft. 2. Kind interacteert met avatar in Cave. 3. De NICE-java-interface 4. NICE in een VRML2-browser. Bron: Cavernpapers.

Vr-labs bouwen

Dat opzetten van een vr-lab kan op veel verschillende manieren, met hmd's, maar ook met 'caves', waarin een 3d-wereld met een 3d-bril wordt gevormd. De Radboud Universiteit Nijmegen begon in 2006 met vr-onderzoek. De twee zogenoemde River Labs, ofwel Radboud Immersive Virtual Environment Research-labs, zijn opgezet voor het Behavioural Science Institute van de universiteit om onderzoek te doen naar menselijk gedrag.

Labmanager Erik van den Berge van de Radboud Universiteit Nijmegen zegt dat de eerste experimenten met vr-brillen in het eerste lab begonnen met een Nvis Nvisor SX60. Hij vermoedt dat dit binnen het psychologisch onderzoek een van de meestgebruikte vr-brillen in het pre-Oculustijdperk was. Het apparaat kostte toen zo'n 25.000 euro en maakte gebruik van twee lcd's met beide een resolutie van 1280x1024 pixels. De Nvisor SX60 is sinds 2013 niet meer in gebruik.

Aan Van den Berges universiteit zijn nu twee vr-labs ingericht, waarin voornamelijk de Oculus Rift wordt gebruikt. Met de komst van de eerste ontwikkelaarskit van de Rift in 2013 veranderde er veel, zegt Van den Berge. De Rift biedt een beduidend groter blikveld, van 110 graden tegenover de 60 graden van de SX60, wat een groot voordeel is. De resolutie van de Rift uit 2013 is wel iets lager, maar dat is in veel situaties minder belangrijk voor de ervaring dan het blikveld. Ook is de Rift een stuk lichter dan de SX60: 379 in plaats van 1050 gram.

Een ander voordeel van de eerste development kit van Oculus is dat de headset via draadloze hdmi verbonden kan worden met de computer die het beeld serveert. "Dat kan doordat we een eigen tracking-systeem gebruiken, waardoor de usb-verbinding niet nodig is", zegt Van den Berge. "Omdat het sinds de tweede developmentkit niet meer mogelijk is om beeld draadloos door te sturen met een hdmi-streamer, zijn we op dit moment bezig om osvr als alternatief in te zetten. Anders zullen we inderdaad een krachtige laptop in een rugzak moeten gebruiken voor eenzelfde unthethered experience."

RIVERLab, Radboud Universiteit Nijmegen

Er zit een groot voordeel aan het betaalbaar worden van vr-headsets voor onderzoek, zegt Van den Berge. "Het allergrootste voordeel voor ons is dat we met de Oculus en de HTC Vive niet meer vastzitten aan het VR Lab. We kunnen dus op veel grotere schaal vr-onderzoek doen in simpele labs of zelfs op locatie bij scholen of mensen thuis, doordat de opstelling compact en eenvoudig op te zetten is."

"Dit betekent dat therapeuten behandelmethoden met vr voor mensen met bijvoorbeeld fobieën en dergelijke, makkelijker kunnen inzetten. Ook is er binnen onze faculteit veel interesse in het inzetten van vr voor onderwijs. Zo kun je bijvoorbeeld de werking van natuurkundige fenomenen op een interactieve wijze uitleggen aan jonge kinderen." Daarnaast doet de Radboud Universiteit veel onderzoek naar vr zelf en naar de achterliggende techniek.

In de toekomst verwacht Van den Berge een 'vloeiende staat' van 'mixed reality' te zien. Dat is een combinatie van augmented en virtual reality. Misschien kan dat ooit zelfs met contactlenzen. "Maar dat gaat vooral om het visuele aspect. Het krijgen van goede tactiele feedback is even belangrijk. We moeten die virtuele objecten ook fysiek voelen en dat is met de huidige motion controls nog niet mogelijk."

Een ander voordeel van de veel grotere aandacht voor vr is dat het voor onderzoekers met een beperkt budget makkelijker wordt om virtuele werelden te ontwikkelen of te laten ontwikkelen. Soms hebben universiteiten eigen ontwikkelteams, maar lang niet altijd. Populaire ontwikkelgereedschappen, zoals Unity en Unreal, zijn belangrijk, want zo hebben universiteiten de beschikking over een grote database met code en al dan niet betaalde assets. De meeste vr-projecten in Nijmegen hebben doorlooptijden van slechts vier weken en één ontwikkelaar. Dan is bestaande inhoud zeer welkom.

Caves en cubes

De eerste grote vr-omgeving aan de Rijksuniversiteit Groningen was de Cube of Cave, een ruimte van 2,5 bij 2,5 meter, waarin gebruikers 3d-brillen dragen. De vaak interactieve simulaties worden van achteren op transparante muren geprojecteerd. Het eerste systeem stamt uit 2003, maar is in de tussentijd sterk verbeterd. Een andere ruimte die de universiteit bezit, is het Reality Theatre van 8,5 meter doorsnede, waar maximaal negentien mensen in kunnen en waar ook gebruik wordt gemaakt van 3d-brillen.

Eerste vr-headset van de RuG, een Virtual Research VR4-hmd, die draaide op een Silicon Graphics Onyx-werkstation met Reality Engine 2, met 4 R4400-processors op 150MHz. Op de linker- en middelste foto staat een hmd met een SGI Crimson. De foto rechts toont een SGI Onyx (bron: Wikipedia).

Frans van Hoesel, hoofd van de afdeling voor high performance computing en visualisatie van de Groningse universiteit, roemt het inmiddels twaalf jaar oude Virtual Reality Centre. "We begonnen destijds met een Silicon Graphics-machine en nu zijn het nog slechts een paar pc's, maar nog steeds is het grappig om mensen beelden van twaalf jaar oud te laten zien. Ze zien er niet meer uit, maar zijn wel heel functioneel. Vaak hoeft beeld niet eens zo overtuigend te zijn om toch te werken."

"De belangrijkste functie van de centra voor de universiteit is het verkrijgen van nieuwe inzichten met bestaande data", zegt Van Hoesel. "Denk aan astronomen. Achter hun monitor zagen ze niets, maar met de interactieve simulatie ontdekten ze nieuwe eigenschappen. Dat is de kracht van goede visualisatie."

Het gebruik van een vr-bril is volgens hem ook een uitkomst, handig voor psychologisch onderzoek, want een stuk betaalbaarder en mobieler. "Toch is onze Cave nog veel beter, vooral omdat je jezelf en je collega's om je heen goed kunt zien en met hen kunt communiceren. Je krijgt er ook geen motion sickness in. Verder biedt het vooral unieke onderzoeksmogelijkheden, maar voor psychotherapie kun je niet iedereen naar ons toehalen natuurlijk."

Er is veel onderzoek gedaan naar de kwaliteit van onderzoek in een vr-omgeving zegt Van Hoesel. Zo is er een experiment met mensen in een virtuele vlindertuin gedaan, waarbij dat experiment is vergeleken met mensen in een echte vlindertuin in Dierenpark Emmen. "Het bleek dat de uitkomsten van de metingen erg op elkaar leken en dat de Cave goed bruikbaar is." Mensen bleken zelfs in een virtuele vlindertuin meer tot rust te komen dan in een virtuele stad. Dit nadat ze eerst vijftig minuten lang sudoku's hadden moeten oplossen om mentaal vermoeid te raken. Het effect werd niet alleen gerapporteerd door de mensen zelf, maar ook door metingen van de hartslag en manier van ademen.

Virtuele vlindertuin

1. Psychologisch onderzoek in virtuele vlindertuin. 2. Analyse van moleculaire structuur in Reality Cube. 3. Kosmisch web in Reality Cube. 4. Kunst: visualisatie menselijk lichaam in lift Zernikeborg. 5. Visualisatie van het ontstaan van haarscheurtjes in metaal. 6. Botsende sterrenstelsels. 7. Visualisatie van moleculaire dynamica 'MolDRIVE' 8. Virtuele opgraving Crustumerium nabij Rome: grafkamer mbv laserscanner. 9. Wiskundige golfslagvisualisatie (bron: Twitter). 10. Landschapsvisualisatie. 11. Vlindertuin Dierenpark Emmen. 12. Hoogtevreesbehandeling in ruim bij scheepsmotor, oud, maar nog steeds in gebruik. 13. Dataonderzoek door het KNMI.

Fobieën verhelpen

Willem-Paul Brinkman van de TU Delft werkt veel samen met andere universiteiten in Nederland om onderzoek te doen naar toepassingen die vooral handig zijn voor de psychische-gezondheidszorg. Dat onderzoek bestaat uit het bouwen van virtuele omgevingen om angststoornissen te behandelen. Denk aan mensen met vliegangst, hoogtevrees of claustrofobie; in de virtuele wereld komen de muren haast letterlijk op je af. Onderzoekers in Spanje gebruiken ook augmented reality, zoals voor mensen met angst voor insecten, waardoor het lijkt alsof er kakkerlakken of andere beesten over je hand lopen.

Uit 2011, maar biedt in korte tijd een overzicht van de verschillende onderzoeksrichtingen

De onderzoekers zijn vooral blij met de komst van goedkope consumentenbrillen, omdat die het onderzoek veel makkelijker maken. "Collega's die meer geld hadden, hadden caves, maar voor onze behandeling hadden die niet zoveel toegevoegde waarde. Wij willen mensen bang maken en dat werkt met een bril al net zo goed."

Om angststoornissen te behandelen is een fotorealistische omgeving vaak niet nodig, als er maar de prikkels inzitten die bij mensen angst oproepen. Denk aan diepte voor mensen met hoogtevrees. "Aan de andere kant is detail wel belangrijk voor onderzoek naar angst", zegt Brinkman. "Het heeft voor ons wel nut om toeters en bellen te gebruiken, zoals beweegbare vloeren, en dat is voor onderzoekers nu het maximaal mogelijke. Over een tijd krijgen we dat soort interactie ook met bijvoorbeeld fantasy-verhalen: dat je een prinses of dwerg in het echt tegenkomt, maar zover is het nog niet."

Onderzoek naar posttraumatisch stresssyndroom waarbij patiënten hun eigen omgeving moeten invullen

Onderzoek naar posttraumatische stressstoornissen heeft dat soort extra's niet nodig. "Met de Erasmus Universiteit zijn we bezig met het opnieuw laten beleven van traumatische ervaringen door mensen hun eigen vr-wereld te laten ontwerpen met hun eigen trauma's, zoals seksueel misbruik of oorlogstrauma's. Dit zelf laten ontwerpen heeft te maken met beperkte financiële middelen en ook omdat wij denken dat het beter is. In de VS is een hoogleraar, Albert 'skip' Rizzo, bijvoorbeeld al jaren bezig om werelden te bouwen en die te presenteren aan een patiënt. Wij denken echter dat het geen zin heeft Afghanistan voor de patiënt na te bouwen, omdat die wereld niet lijkt op waar die patiënt ooit geweest is. Kort gezegd proberen we met niet al te veel geld zoveel mogelijk effect te bereiken. Eigenlijk een soort Ikea: maak je eigen huis en stop daar de relevante elementen in."

"Inhoud is dan heel belangrijk", aldus Brinkman, maar dat geldt ook voor de details. Voor Nederlandse soldaten is het vreemd als ze niet rondlopen in Nederlandse uniformen. Hij geeft als voorbeeld een omgeving waarin een soldaat moest rondrijden. De militair had aanvankelijk geen last van angsten, maar zodra de omgeving werd omgezet in een nachtelijke omgeving, bleek dat zijn negatieve ervaringen specifiek te maken hadden met het rijden in de nacht.

Eigenlijk is het te veel om op te noemen wat allemaal zou kunnen. Zo experimenteert Brinkman samen met de Universiteit van Amsterdam met het op afstand helpen van mensen met sociale angsten, zoals het aanspreken van vreemden, het spreken voor grote groepen of juist een kapotte broek terugbrengen naar de winkel. In al die gevallen hoeft de therapeut niet fysiek bij de patiënt thuis te zijn, maar kan hij behandelen op afstand. Door ook nog extra apparatuur zoals hartslagmeters te koppelen, kan een therapie nog veel preciezer worden ingezet.

Goedkope hmd's en minder motion sickness

Universitair onderzoek draait niet alleen om het gebruiken van vr voor onderzoek zelf, maar ook om onderzoek naar het verbeteren van vr-hardware. Een van de wetenschappers die zich op dat terrein begeeft, is Elmar Eisemann van de afdeling Computer Graphics and Visualization van de TU Delft. Hij onderzoekt onder andere hoe de hele 'ondergedompelde ervaring' in een head mounted display betaalbaar kan worden verbeterd en zo een overtuigendere vr-ervaring kan opleveren.

Volgens Eisemann zijn er twee belangrijke redenen waarom vr soms niet overtuigend genoeg is. De belangrijkste is dat sommige mensen last krijgen van bewegingsziekte als gevolg van een niet goede kalibratie van het systeem met de stand van de ogen van de gebruiker. Een andere reden is dat de kijkrichting niet gevolgd wordt. Dit leidt tot vervreemding, zoals bij een avatar in een virtuele omgeving die je aankijkt, maar niet recht in de ogen.

Bron: TU Delft

Een HTC Vive of een Oculus Rift heeft wel mogelijkheden om de lens enigszins af te stellen op de gebruiker, maar dat gebeurt niet constant tijdens het gebruik. Ook is het handig voor de software waarmee gewerkt wordt, om precies te weten waar de gebruiker zich in de ruimte bevindt én om de oogbewegingen te kunnen volgen. Dit soort systemen bestaan al wel, maar kosten bijvoorbeeld voor een Oculus een kleine 15.000 dollar. De onderdelen die Eisemanns team gebruikt, kosten bij elkaar zo'n 450 dollar.

Voor de eindgebruiker zit het voordeel dan in aanpasbare scherptediepte door bijvoorbeeld het beeld waarnaar gekeken wordt scherper te maken. Naast het laten volgen van de ogen van avatars is het ook mogelijk om mensen met een goed gezichtsvermogen een gevoel te geven van hoe het is als je niet goed kunt zien of een andere oogafwijking hebt.

Het onderzoek hiernaar is een stap in de goede richting als het gaat om het spelen van games met een vr-headset. Toch zijn er nog heel veel meer zaken op te lossen voordat gaming en vr echt uit hun niche kunnen komen.

Gaming

Om de gamewereld een stapje verder te helpen doet de TU Delft ook onderzoek naar vr en gaming. Eén ding is duidelijk; voordat gaming en vr écht consumentenproducten opleveren, is er nog heel wat onderzoek te verrichten. Zo is het net genoemde scherptediepteprobleem lastig op te lossen.

Dat laatste ziet Rafael Bidarra van de Computer Graphics and Visualisation-groep ook als probleem bij vr-gaming. "Als je met een Oculus als toerist de Chinese Muur in de verte bekijkt, is focus of depth of field geen probleem, maar wel bij een game waarbij je je virtuele hand moet zien of het verschil tussen één en tien meter. Dan kun je met een schermpje op twee centimeter afstand niet creëren wat onze ogen wel kunnen", zegt Bidarra. "Datzelfde heb je met parallax, het effect dat iets wat heel dichtbij is, verspringt voor de ogen. Doe maar eens je linker- of rechteroog dicht, dat werkt met een vr-bril niet. Het is allemaal nog superpril en elementair."

Superpril en elementair, dat geeft geen gevoel van vooruitgang, eerder alsof de jaren negentig terug zijn. Daar is Bidarra het deels mee eens. Wat toen niet mogelijk was, kan nu wel. "Daarmee is alles wat Sutherland in 1968 voorstelde, nu mogelijk, inclusief head tracking en augmented reality", zegt Bidarra. Met alle mogelijkheden die er nu zijn, komt juist het besef dat 'we er nog niet zijn'. Daarom moet er nog veel onderzoek gedaan worden naar simulatie en hoe, met welke beperkingen, data van sensors moet worden gecombineerd. "Kort gezegd, de camera in de game kantelt, maar ikzelf sta verticaal. Dan lieg je feitelijk tegen je oren en hoofd, tegen die miljoenen jaren evolutie die ons hebben geleerd hoe we in elkaar zitten."

Dat laatste is bijzonder merkbaar in vr-racegames. Veel mensen ervaren misselijkheid of een gevoel van onbehagen, terwijl dat gevoel niet voorkomt in een normale simulator, waarin de gebruiker door de stilstaande omgeving merkt dat hij zelf niet beweegt. Dat komt doordat een gebruiker met een vr-bril op geen referentie heeft van de wereld om zich heen, zegt Bidarra. "Dat is allemaal al lang bekend en niet makkelijk op te lossen." De conclusie die Bidarra trekt, is dat slechts een beperkt aantal games geschikt is voor vr.

De groep van Bidarra maakt uiteraard ook zelf games, maar die zijn niet zozeer voor thuisgebruik. Zo ontwikkelde het team een game om patiënten met extreme angst voor de tandarts tot rust te brengen tijdens een behandeling. De Dentist Game heeft veel specifieke eisen en leent zich volgens Bidarra goed voor vr. De patiënt ligt tijdens de echte behandeling in de stoel en mag niet met zijn hoofd bewegen, dus moet het spel niet te uitdagend zijn. Dan zijn er nog mensen die nog nooit een controller vastgehouden hebben om een spel te bedienen en weer anderen worden er heel snel goed in. Als klap op de vuurpijl moet de game op tijd uitgespeeld kunnen worden, terwijl behandelingen heel verschillend in duur kunnen zijn. "Als de tandarts aangeeft dat de behandeling over vijf minuten klaar is, leiden we de speler naar het eind van het spel", zegt Bidarra. Tijdens het spel kan de tandarts gewoon praten met de patiënt. "We isoleren de patiënt niet, er moet nog wel gecommuniceerd kunnen worden."

Vr is niet alleen beeld. "Vorig jaar hebben we een game gemaakt voor blinden om oriëntatieskills te leren, vooral voor blinde kinderen, omdat het niet zo handig is als ze in de echte wereld oefenen", zegt Bidarra. Om de game te spelen, moet de gebruiker wel een Oculus headset op, hoewel het beeld op zwart staat. "De Oculus heeft het voordeel dat er headtracking is ingebouwd. We gebruiken die om heel nauwkeurig geluidsbronnen weer te geven. De stereohoofdtelefoon laat heel precies horen waar een geluid zich bevindt en daar moet de speler dan naartoe. Het is lastig om te leren een geluidsbron goed te lokaliseren. Hoewel het puur audio based is, denk ik dat het onder virtual reality valt, omdat je in de vr-wereld beweegt", zegt Bidarra.

Vr-onderzoek in de toekomst

Dat virtual reality voor bepaalde takken van wetenschap uiterst handig is, staat buiten kijf. Iedereen die we spraken, gaat er dan ook vanuit dat het aantal grootschalige vr-onderzoeken met de komst van goedkope hmd's zal toenemen. Dat gebeurt nu al, maar Van den Berge van de Radboud Universiteit denkt wel dat er nog veel onderzoek op kleine schaal nodig is om goed te weten wat op grote schaal werkt.

Op de lange termijn is de verwachting dat vooral augmented reality een grote vlucht zal nemen, een erg grote vlucht denkt Van Hoesel van de Rijksuniversiteit Groningen zelfs. Volgens hem zal de manier waarop we informatie tot ons nemen, heel anders worden. Op den duur gaat het naar 'mixed reality', waarbij de grens tussen augmented- en virtual reality vervaagt. Op dit moment is het nog lang niet zo ver, meent ook Van den Berge. "Een bril zoals de Hololens is echt augmented reality. Het is de meest ondubbelzinnige naam voor alle toepassingen waarbij de echte wereld wordt verrijkt met virtuele content."

Ook zullen we heel andere manieren gebruiken om met de virtuele wereld te interacteren, zoals via body tracking en steminteractie. Dat laatste vereist wel dat kunstmatige intelligentie nog veel beter wordt. Brinkman van de TU Delft denkt dat we daardoor bijvoorbeeld veel beter met avatars zullen kunnen omgaan.

De weg naar goede augmented reality is waarschijnlijk nog lang. Bidarra van de TU Delft verwees daarvoor nog naar een keynote van Henry Fuchs op de Eurographics-conferentie van dit jaar. Fuchs vergelijkt de huidige boom met alle beloftes, zoals massaverkoop van apparaten, met die van midden jaren negentig. Alleen zijn de verwachtingen nu nog hoger en is daardoor misschien ook de kans op teleurstelling groter.

Intro-jaar Naam Horizontale beeldhoek (graden) Diagonale beeldhoek Resolutie per oog (beeldpunten) Degrees of Freedom (DOF)
1994 Virtual Research VR4 60 ntsc/s-vhs (535 verticale lijnen) Meer info
1995 i-glasses VPC 27 262x230 3 Meer info
1999 Visette Pro 60 640x480 6 Meer info
2003 Nvis nVisor SX60 60 1280x1024 6 Meer info
2005 eMagin Z800 3DVisor 32,46 24 800x600 3 Meer info
2012 Sony HMZ-T1/T2 45 25,3 1280x720 0 Meer info
2013 Oculus Rift DK1 90 110 640x800 3 Meer info
2014 Oculus Rift DK2 90 110 960x1080 6 Meer info
2016 HTC Vive 110 1080x1200 6 Meer info
2016 Oculus Rift 110 1080x1200 6 Meer info

Door de verschillende universiteiten door de jaren heen gebruikte hmd's

Reacties (63)

Wijzig sortering
Voor de eindgebruiker zit het voordeel dan in aanpasbare scherptediepte door bijvoorbeeld het beeld waarnaar gekeken wordt scherper te maken. Naast het laten volgen van de ogen van avatars is het ook mogelijk om mensen met een goed gezichtsvermogen een gevoel te geven van hoe het is als je niet goed kunt zien of een andere oogafwijking hebt.
Oogbewegingen worden gevolgd om bij het renderen van de VR voorstelling een onderscheid te maken tussen het focus gebied van het oog (fovea) en de overgangs- en randgebieden van het zicht (parafovea en perifovea). Voor het render proces is dit interessant, omdat alles behalve waar het oog op is gericht met minder hoge eisen kan worden gerenderd. Dit is gunstig voor de render performance. Ook voor de gebruiker is het gunstig omdat het meer rust voor de ogen geeft. Dit omdat alleen hetgeen waar de ogen echt op gericht zijn scherp wordt weergegeven. In de huidige generatie VR brillen (allemaal) wordt alles op volledige scherpte gerenderd, en gebruikers zouden dit als onrustig voor de ogen ervaren.

Scherptediepte staat volgens mij nog los van de oogoriëntatie. Ga maar na hoe scherptediepte gebruikt kan worden in een fotocamera. Afhankelijk van het diafragma (grootte lensopening) en waarop wordt scherp gesteld (brandpuntsafstand) krijgt de fotograaf een scherptedieptegebied. Bij een grote lensopening is deze scherpte diepte minder groot dan bij een kleine lensopening. En bij een grote brandpuntsafstand wordt het scherptedieptegebied kleiner.

Nu heeft dat diafragma geen rol bij de VR-brillen, maar het verschil in brandpuntsafstand bereiken mensen door hun ooglenzen te focusseren. Bij dit focusseren wordt de lens afhankelijk van de gewenste brandpuntsafstand platter of boller gemaakt. Iemand kan in onze alledaagse werkelijkheid dus kijken naar iemand anders met wie een wandeling wordt gemaakt. De brandpuntsafstand bevindt zich dan op een halve meter afstand. Maar stel dat in het focus gebied naast die tweede persoon zich ook een kerktorenspits op de achtergrond bevindt, dan bepaalt de kijker waarop wordt scherp gesteld.

Bepalen waar het focusgebied van het oog op is gericht betekend volgens mij nog niet dat hiermee ook kan worden vastgesteld met welke scherptediepte wordt waargenomen. Verschillende objecten in de voorstelling die zich op verschillende dieptes bevinden binnen dit focusgebied bevinden maakt een beslissing over een veronderstelde scherptediepte niet altijd eenduidig.

Los van de eye tracking wordt scherptediepte voor VR wel een dingetje. Zou de lensbolling van een menselijk oog te tracken zijn in een echte wereld situatie (verzin het en het kan, interferentiemetingen of zo), dan is nog wel af te leiden waarnaar wordt gekeken. In een 3D simulatie op een tweetal 2D displays valt er niet zoveel te focussen. The next best thing is een waarschijnlijkheidsanalyse waarnaar in het focusgebied zal worden gekeken, het monstertje op de voorgrond, of het boompje op de achtergrond. Deze analyse kan niet worden gehaald uit de lensvorm van de ogen, omdat die ogen geen fysiek objecten hebben om op te focusen.

[Reactie gewijzigd door teacup op 8 juni 2016 13:01]

Leuk artikel, goed overzicht van wat VR te bieden heeft op het gebied van (hmd) visualisatie. Zelf doe ik al bijna 10 jaar onderzoek naar het gebruik/mogelijkheden van VR in engineering (op de Universiteit Twente, afdeling Ontwerp, productie en managment). Mijn afdeling (http://www.vrlab.ctw.utwente.nl/ ) werkt al meer dan 20 jaar aan de toepassing van VR, ook veel in samenwerking met bijvoorbeeld de autoindustrie; waar VR al decennia gemeengoed is.

Wij zien VR wel veel breder dan hoe het in dit artikel geschetst wordt; naast het visuele aspect vinden wij het ook van belang andere zintuigen mee te namen (zoals haptic interaction). En daarnaast hebben we ook een focus op het gebruik van VR in besluitvorming en binnen groepen. Dus juist VR gebruiken als communicatie- en samenwerkingstool. Vaak is het daar juist de afweging hoeveel immersie het best passend is bij de situatie (en niet zoals vaak bij gaming; zoveel mogelijk immersie). We merken nu ook ineens een hype van VR (en dan voornamelijk de head mounted displays), waardoor eigenlijk iedereen denkt dat VR niet meer is dan 'een Oculus'.
Super mooie ontwikkelingen dat VR! Alleen ik zie het meer als een voorbijvliegende hype net zoals de 3D tv's. Neemt niet weg dat voor wetenschap of ziekenhuizen dit hartstikke handig kan zijn
Nuttig concept om te kennen op dit vlak is de hype cycle (wiki), het komt er op neer dat heel veel technologien eerst een hype hebben, daarna een teleurstelling als blijkt dat de hype te groot of te vroeg was en dat ze daarna pas tot hun echte kracht. Het verschilt erg van technologie tot technologie hoe dat zich ontwikkeld, maar zelfs 3D tv's zullen vast hun plaats vinden in de bredere markt op d'n duur. VR is nu dus in die 'Slope of Enlightenment' van de hype cycle, en het kan nog rustig 2 hardware generaties duren voordat we het 'Plateau of Productivity' beginnen te betreden (al vermoed ik dat tegen die tijd VR zo groot is dat we ondertussen voor verschillende subcategorien van VR in de 'peak of inflated expectations' zullen zitten), dus is het is prima logisch dat je in de huidige fase nog skeptisch bent. Wel is het denk ik nuttig om naar dingen zoals de hype cycle te kijken om ervoor te zorgen dat je als tech enthusiast door hebt wat er met de markt gebeurd en dat je dus in de 'peak of inflated expectations' begrijpt dat het nog jaren en jaren kan duren en dat je in de 'Trough of Disillusionment' niet te teleurgesteld raakt.
Grappig, ik had in een vroege versie van het verhaal nog een citaat van Bill Gates gezet over het altijd overschatten van hypes binnen twee jaar en het onderschatten binnen tien (komt uit een boek, ik meen The Road Ahead van Gates).

Ik denk dat we - afhankelijk van wat je wil - misschien wel weer op een nieuw piekje van 'inflated expectations' zitten. Niet voor alle toepassingen, etc, maar wel voor de argeloze consument. Maar tien/vijftien jaar... zoiets denk ik. Minder lang dan de afgelopen 25/30 ;)
De grote hamvraag is denk ik wanneer we een angular resolution kunnen bereiken van een middelgrote (laten we zeggen 24") 1080p monitor. Dat zal namelijk verwacht ik de eerste van twee grote VR booms worden. De hogere angular resolution is simpelweg noodzakelijk niet voor zaken zoals immersie (waar het bij gaming om draait), maar wel voor VR om efficienter te worden dan traditionele monitor setups en om in kantoren te gaan domineren (zowel voor productieve taken als voor communicatie). Hogere en hogere resoluties op monitors heeft minder en minder nut (we zitten simpelweg niet met onze neus er dicht genoeg op) en verhoudings gewijs heeft meer fysieke screen real estate meer en meer nut. In plaats van alt+tabben tussen schermen heb je dan gewoon 3 schermen voor je staan.

En de tweede VR boom verwacht ik op het moment dat hardware op een realistische manier het volledige gezicht en lichaam van de gebruiker in VR kan tonen. Niet zozeer fotorealistisch zoals de gebruiker er zelf uitziet, maar wel een exact kopie van de lichaamstaal. We kunnen dit nu al doen in lab omstandigheden (spanningsensoren rondom de band van de VR HMD + cameras gericht op gezicht + motion tracking suit), maar dat betaalbaar en toegankelijk maken voor consumenten op een makkelijke en betaalbare manier gaat nog een hele kunst worden. Desalniettemin merk je nu al dat een goeie VR setup persoonlijker voelt dan skypen, omdat je het gevoel hebt samen in dezelfde ruimte te zijn en elkaar in de ogen kunt kijken... stel je dan voor hoe dat gaat zijn met veel betere avatar embodiment.
Ik word een beetje moe van die vergelijking met 3DTV iedere keer. Die vergelijking is volledig krom en duidt op een gebrek aan kennis/ervaring over en met VR.

Door bij voorbaat al een negatieve houding aan te nemen krijgt een nieuwe techniek geen kans om zich te ontwikkelen. Wacht het nu eerst maar af en probeer VR een keer. Dan mag je daarna een oordeel geven.
Mark my words: VR is here to stay. Het is totaal niet te vergelijken met 3D tv's.
Vergelijk het eerder met toen de televisie kwam. Zoiets gaat niet meer weg.
VR en augmented reality zullen onderdeel zijn van onze toekomst, en niet alleen voor wetenschap en ziekenhuizen.
VR blijft. Ik speel geen games meer op zo'n ouderwetse platte monitor. Hoe mooi gerenderd ook, het blijft een plat beeldje en er is totaal geen enkele immersie als je het vergelijkt met VR. Probeer eens een VR set en je zal zien dat de stap van monitor naar VR een heel andere stap is dan van 2D TV naar 3D TV.
Oké oké oké ik zal het eens een kans geven _/-\o_
Wat een onzin. 3D voegt alleen wat diepte aan je beeld toe waarbij je een vervelend zittend brilletje op je neus hebt zitten die het beeld doorgaans ook een stuk donkerder maakt.

VR is echt next level shit en laat je dingen beleven die 20 jaar geleden alleen in SFX films voor kwamen. VR + headset = volledige immersie en dus een volledige afsluiting van de buitenwereld.

Ik schat in dat we over 10 jaar nauwelijks nog gamen op een TV. Misschien nog wel eerder.
Ik zou zeggen, probeer het eens. Met goede demo's. :-)
Dat denkt ik dus niet. VR kan je geweldig interactief meedoen. Dit is pas het begin en de prijzen zullen flink dalen. Over twee jaar 150 a 200 voor VR bril.
Ze hebben het bij de beperkingen toch niet helemaal juist lijkt me:
"Datzelfde heb je met parallax, het effect dat iets wat heel dichtbij is, verspringt voor de ogen. Doe maar eens je linker- of rechteroog dicht, dat werkt met een vr-bril niet. Het is allemaal nog superpril en elementair."

Dat werkt dus wel, en is gewoon 3D rendering vanuit twee viewpoints.

Ik vermoed dat hij denkt aan 360-graden video's, een fout die veel gemaakt wordt. 360-graden beeld is inderdaad niet 3D, en heeft geen parallax, maar is dan ook absoluut niet hetzelfde als VR. Smartphone apps voor Google Cardboard renderen ook vaak maar één viewpoint en tonen die aan beide ogen, dan heb je ook geen 3D.

Als die onderzoeker denkt dat 360-graden videos nu de top-of-the-line is qua VR, dan zou hij een Rift of Vive eens moeten proberen.
Mooi stuk. Ik kan me herinneren dat ik 15 was en toen in scheveningen op de pier een vr game heb gespeeld. Was iets van 5 gulden voor 5 minuten. En druk dat het was. Nu meer dan 20 jaar later kan je het gewoon thuis met een ding op je hoofd hetzelfde doen.
Dat was de Virtuality 1000 VR. Heb ik in Scheveningen ook nog even mee mogen spelen. Een fraai stukje kit voor die tijd. Vooral als je beseft hoe de tracking werkt en ook nog eens Amiga powered (Amiga 3000).

Dit was dus bedoeld voor gebruik in arcades niet zozeer thuis.

http://www.vrexperience.net/Newsroom.aspx?id=120
[quote]
The Virtuality machines came in two flavours, the stand up SU and sit down SD versions. The screen resolution of the initial units was a massive 276 x 372 per eyeball. Why would anyone need any more than that, eh? The two massive Panasonic LCDs in front of your eyes were too big to be in front of you so they were sort of flown in from above using prisms. And the HMDs were tethered to the CPU using two really thick Romex style cables so mobility was free although in real terms limited. The elegant but heavy headsets were magnetically tracked by a huge circular Polhemus sensor around the player which was pushed up on a hinge for player entry and lowered down around you once the attendant had fitted your Visette and put the “Space Joystick” in your hand.
/quote]

Er zijn niet veel VR 1000's meer over. Mogelijk zijn er nog maar twee werkende en het is maar de vraag hoe lang die het nog volhouden.
http://kotaku.com/the-man...y-machines-ali-1778990894
De betreffende game 'dactyle nightmare' is ook nog een remake van gedaan voor de Oculus Rift.
toch vraag ik me af , is het niet schadelijk voor je ogen om van zo dichtbij een lichtbron ( waarschijnlijk met bepaalde stralingen) neer te zetten ??
Wat voor straling? Volgens mij heb je alleen licht, als er UV zou zijn, kun je dat er uit halen met een coating op de lenzen. Volgens mij is t niet "gevaarlijker" dan voor je lcd pc scherm zitten. De lenzen zorgen er zelfs voor dat het licht naar net zo'n afstand (of zelfs verder) wordt verplaatst.
Licht is zowat de meest onschadelijke straling die er is (tenzij je in een laser of de zon gaat kijken) daarnaast ben ik tot de conclusie gekomen dat alle spookverhalen over straling op het nocebo-effect gebaseerd zijn. Bovendien, wat dacht je van je wifi, bluetooth 4G etc die je nog dichter bij je hoofd houdt?
Er zit een lens tussen die de scherpstelling op oneindig (Rift) of 0.7-1.3m (Vive) zet. Dus je hoeft niet op een scherm heel dichtbij te kijken, zo voelt het absoluut niet.
Dat is een (helaas) bekende urban myth. Gevoed door ouders die vinden dat hun kinderen te dicht op de tv zaten. Moet je gewoon wat extra wortels eten (dit is ook niet waar trouwens).
http://kidshealth.org/en/parents/vision-facts-myths.html
nice, nu ik dit weet kan ik inderdaad met gerust hart verder experimenteren :)
Mooie review, duidelijk de tijd in gestoken, niets overgeslagen :)

Herinner me dat vroeger ook VR nog aan de man gepoogd was te brengen terug in de 386 / 486 tijd. Kon me nooit voorstellen dat de techniek van toen enigzins aan zou kunnen slaan, grafische kaarten waren vaak niet in staat op hoge resoluties zoals nu beelden eruit te brengen, je zou er ook misselijk van worden enz.

Als VR op de juiste manier geimplementeerd gaat worden dan heb je behoorlijk wat hits met games zoals WOW / Second life en dergelijk. De film Surrogates is overigens ook een aanrader.
En verrassend genoeg heb ik dus bv totaal geen last van motion sickness met mn vfx-1 (uit 1995), maar wel met mn DK2.. Verschil is wel dat ik met de vfx-1 de lenzen(/IPD) fatsoenlijk kan instellen/scherpstellen wat met de DK2 niet kan, en zelf denk ik dat daar eerder de motion sickness vandaan komt dan van lagere resolutie/framerate.. Ga maar eens rondkijken met een bril die niet fatsoenlijk op sterkte is voor jou, dan krijg je ook heel snel motionsickness..
Ook bij andere HMD's waarbij ik de lenzen fatsoenlijk kan instellen heb ik geen last van motionsickness..
Weer een hele mooie review met een heleboel dingen die ik nog niet wist. Ik vind vr-brillen zeer mooi, maar voor mij zijn ze nog wat te duur. Bovendien wacht ik waarschijnlijk totdat ze wat meer geoptimaliseerd zijn.
Ik had in 1995 op de lucht macht dagen een vr demonstratie. Natuurlijk niet de huidige graphics. Beetje psx achtige graphics. Weet de naam niet meer van het product. Kwam er laatst weer een foto van tegen. Moet het eens opzoeken.
Misschien is wordt het boek Ready Player One wel non-fictie.
Ben benieuwd hoe ver we echt zijn in 2044

Wat info over het boek:
http://www.goodreads.com/book/show/9969571-ready-player-one
Aanrader! Kreeg een gesigneerd exemplaar tijdens Oculus Connect 2 en heb hem op de terugreis aan een stuk doorgelezen (en ik lees nooooooit boeken!). Steven Spielberg gaat hem volgens mij ook verfilmen (voor degene die nog niet getriggerd zijn).

Edit: het schijnt verplichte kost te zijn voor wie bij Oculus werkt :)

[Reactie gewijzigd door BaT op 8 juni 2016 10:50]

Off-topic: Had het boek van mijn vriendin gekregen voor sinterklaas.
Nooit gedacht dat een boek mij zo zou aanspreken. Las hiervoor eigenlijk nooit boeken maar heb hem in een weekje uitgelezen.
Erg leuk dat er wordt gerefereerd naar de geschiedenis van games in de jaren 80 ben zelf van ''92 maar vond het als nog erg interessant.

Denk dat elke tweaker die iets heeft met games en virtual reality dit boek kan waarderen ook al lees je normaal geen boeken.
Off-topic: Was toevallig gisteren op zoek naar een audioboek van Ready Player One, maar helaas niet meer beschikbaar. Lijkt erop dat Audible het vanwege een rechtenprobleem verwijderd heeft.
Er wordt ook een film van gemaakt. Helaas zijn de eerste berichten hierover niet echt positief. Persoonlijk denk ik meer dat we hier heen gaan, ons mensen kennende:
https://vimeo.com/166807261

Op dit item kan niet meer gereageerd worden.


Apple iPhone XS Red Dead Redemption 2 LG W7 Google Pixel 3 XL OnePlus 6T (6GB ram) FIFA 19 Samsung Galaxy S10 Google Pixel 3

Tweakers vormt samen met Tweakers Elect, Hardware.Info, Autotrack, Nationale Vacaturebank, Intermediair en Independer de Persgroep Online Services B.V.
Alle rechten voorbehouden © 1998 - 2019 Hosting door True