Hiện thực ảo

Hà Dương Cự/Người Việt

Người dùng máy hiện thực ảo. (Hình minh họa: Justin Sullivan/Getty Images)

Hiện thực ảo (virtual reality) là một hiện tượng nóng bỏng trong giới kỹ thuật bây giờ. Nó vừa là một trò chơi, vừa có thể giúp bạn đi du lịch Hỏa Tinh ngay trong phòng khách.

Ông Mark Zuckerberg, nhà tỉ phú và người sáng lập Facebook, cho là hiện thực ảo sẽ đóng một vai trò quan trọng trong tương lai. Năm 2015, ông bỏ ra $2 tỉ để mua Oculus Rift, một công ty chuyên về hiện thực ảo.

Vậy hiện thực ảo là gì, hoạt động ra sao? 

Tiến trình phát triển hiện thực ảo

Từ những hình ảnh phẳng trong không gian hai chiều, người ta muốn tạo ra một ảo tưởng là mình nhìn một hình nổi, tức là một hình ảnh trong không gian ba chiều. Năm 1838, ông Charles Wheatstone chứng tỏ bộ óc con người có thể kết hợp hai hình ảnh khác nhau từ hai con mắt và làm thành một hình ảnh có chiều sâu.

– View Master, đồ chơi hiện thực ảo đầu tiên. Năm 1939, hai ông Harold Graves và William Gruber sáng chế ra View Master. Tôi nhớ hồi còn nhỏ tôi rất thích thú khi được nhìn vào View Master và thấy những tòa nhà chọc trời của thành phố New York hiện ra ngay trước mắt. Đây kể như là đồ chơi hiện thực ảo đầu tiên.

Hiện thực ảo
View Master. (Hình: toyhallofframe.org)

View Master làm cho người dùng nhìn những vật thể nổi lên như trong không gian ba chiều. Kỹ thuật đó gọi là kỹ thuật nhìn nổi (stereoscopy). Thực hiện kỹ thuật này bằng cách đưa cho hai con mắt coi hai hình hơi khác nhau. Hai hình này chụp bằng hai máy ảnh để gần nhau, khoảng cách giống như khoảng cách giữa hai con mắt. Do đó khi hai mắt nhìn hai hình riêng rẽ, nhưng bộ óc sẽ kết hợp hai hình ảnh đó thành một hình có chiều sâu.

View Master trở thành món đồ chơi cổ điển và được chọn là một phần của National Toy Hall of Fame của Hoa Kỳ. View Master bây giờ thuộc quyền sở hữu của công ty chuyên sản xuất đồ chơi Mattel. Vào Tháng Hai 2015, Mattel tuyên bố sẽ hợp tác với Google để chế tạo View Master mới nhất gọi là View-Master Virtual Reality Viewer.

– Thiết bị mô phỏng điều kiện bay (flight simulator). Sau Thế Chiến Thứ Hai, các nhà quân sự phát triển một dụng cụ để huấn luyện các phi công. Dụng cụ đó gọi là thiết bị mô phỏng điều kiện bay. Thiết bị này gồm các động cơ và hệ thống điện. Những động cơ có thể làm giả như có những trận cuồng phong hay những tình trạng nguy hiểm khác để huấn luyện phi công. Vì chỉ là giả, nên nếu phi công có lầm lỗi đâm máy bay xuống cũng không sao, rất an toàn.

– Những phát triển khác. Óc tưởng tượng của con người rất phong phú, thường đi trước thực tế. Thí dụ như ông Jules Verne, nhà văn nổi tiếng người Pháp ở thế kỷ thứ 19, viết về tàu ngầm trong cuốn “Hai Vạn Dặm Dưới Đáy Biển” trong khi chưa có tàu ngầm.

Trường hợp hiện thực ảo cũng vậy, vào thập niên 1930, nhà văn chuyên về khoa học giả tưởng, ông Stanley G. Weinbaum, trong truyện ngắn “Pygmalion’s Spectacles” tả một cặp kính khi người đeo vào sẽ vào một thế giới ảo gồm có mùi, vị, xúc giác và ảnh ba chiều (holographics).

Vào thập niên 1950, nhiếp ảnh gia Morton Heillig sáng chế ra máy Sensorama có thể mô phỏng mọi giác quan. Nó có máy phát âm nổi, máy hiển thị ba chiều, quạt, hệ thống phát ra mùi hương, và một ghế có rung động. Sensorama có mục đích là làm cho người dùng hoàn toàn đắm chìm vào thế giới của phim ảnh.

Năm 1968, ông Ivan Sutherland và người học trò Bob Sproull là hai người đầu tiên sáng tạo ra một dụng cụ hiện thực ảo đeo vào đầu tên là Sword of Damocles. Dụng cụ này nối vào một máy tính và nặng đến nỗi nó phải treo trên tường.

Năm 1969, ông Myron Kruegere tạo ra một môi trường ảo mà ông ta gọi là “hiện thực nhân tạo” (artificial reality). Môi trường đó tương tác với người dùng.

Năm 1987, ông Jaron Lanier, một sáng lập viên của Visual Programming Lab (VPL) là người dùng chữ “virtual reality” đầu tiên. Công ty VPL sản xuất nhiều dụng cụ hiện thực ảo như Dataglove và EyePhone.

Dataglove là một dụng cụ giao diện điện tử có thể cảm nhận những chuyển động của tay, sau này biến thành PowerGlove, rất thịnh hành với các trò chơi Nintendo. EyePhone là kính hiện thực ảo đầu tiên trên thị trường, nhưng không được thành công. Vào thập niên 1990 nhiều công ty khác như Sega hay Nintendo cũng bị thất bại khi tung ra thị trường những thiết bị hiện thực ảo.

Qua thế kỷ thứ 21 nhờ vào những phát triển của công nghệ máy tính nên ngành hiện thực ảo mới phát triển mạnh. 

Hiện thực ảo hoạt động ra sao?

Hiện thực ảo hiện nay đều là loại màn hình đeo vào đầu (head mounted display). Mục đích chính của các thiết bị hiện thực ảo là dùng máy tính hay một dụng cụ tượng tự để tạo ra một môi trường ba chiều.

Môi trường này tương tác với người dùng và làm cho người dùng có ảo tưởng như mình ở một thế giới khác. Thí dụ như bạn quay đầu qua một bên thì hình ảnh sẽ quay theo bạn hay bạn bước tới thì hình ảnh cũng thay đổi theo. Cái đó làm cho đầu óc bạn tưởng thế giới ảo là thật.

Các dụng cụ hiện thực ảo HTC Vive, Oculus Rift dùng máy tính, còn PlayStation VR dùng thiết bị đồ chơi PlayStation của Sony, hay như Google Cardboard, rồi Samsung Gear VR là loại dùng điện thoại đa năng. Đây là dụng cụ hiện thực ảo Google Cardboard.

Hiện thực ảo
Google Cardboard hiện thực ảo. (Hình: Hà Dương Cự/Người Việt)

Một bộ phận rất quan trọng trong các thiết bị hiện thực ảo là phần theo dõi các chuyển động. Khi đầu quay qua quay lại, nhìn lên nhìn xuống thì dụng cụ phải ghi nhận những chuyển động đó và gửi thông tin này tới máy tính để máy tính thay đổi hình ảnh cho thích ứng.

Dụng cụ hiện thực ảo còn có kính để chuyển đổi hình ảnh thành hình ảnh nổi ba chiều. Tầm nhìn (field of view) phải rộng lớn đủ để khi người dùng quay hướng nào thì hình ảnh cũng theo hướng đó.

Tốc độ khung (frame rate) cũng phải ít nhất là 60 lần một giây để cho người dùng không cảm thấy chóng mặt. Oculus có thể có tốc độ khung tới 90 khung/giây, còn PlayStation VR tới 120 khung/giây. Thời gian chờ cũng quan trọng để cho người dùng cảm thấy môi trường ảo là thật. Ngoài đời, khi bạn quay đầu qua một bên thì mọi sự chung quanh cũng đều quay theo ngay, không chậm trễ một chút nào. Còn cho các máy hiện thực ảo thì sự chậm trễ không được quá 50 mili giây.

Âm thanh cũng đóng góp một phần vào việc đắm chìm vào thực tế ảo. Âm thanh ba chiều cho người sử dụng cảm thấy là âm thanh tới từ sau hay trước hay bên phải, bên trái.

Hiện thực ảo vẫn còn đang phát triển. Ông Zuckerberg tuyên bố là cần từ năm tới 10 năm phát triển để có thể có những chức năng mong muốn của hiện thực ảo.

——————
Nguồn tài liệu: https://en.wikipedia.org/wiki/View-Master, www.vrs.org.uk (Virtual Reality Society), www.wareable.com

Mời độc giả xem Điểm tin buổi sáng Thứ Năm, ngày 16 tháng 3 năm 2017