ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΕΙΔΙΚΕΥΣΗΣ: ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΔΙΑΔΡΑΣΤΙΚΩΝ ΚΑΙ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΡΟΪΟΝΤΩΝ ΚΑΙ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ

ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΕΙΔΙΚΕΥΣΗΣ: ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΔΙΑΔΡΑΣΤΙΚΩΝ ΚΑΙ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΡΟΪΟΝΤΩΝ ΚΑΙ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ Θέμα Διπλωματικής Εργασίας: ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΕΣ ΣΧΕΔΙΑΣΗΣ ΚΑΙ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ ΣΥΝΕΡΓΑΤΙΚΩΝ ΕΙΚΟΝΙΚΩΝ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΩΝ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΚΑΙ ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΑΥΤΩΝ ΣΤΗΝ ΠΕΡΙΟΧΗ ΤΗΣ ΣΧΕΔΙΑΣΗΣ ΕΣΩΤΕΡΙΚΩΝ ΧΩΡΩΝ. Επιβλέπων: κ. Σ.Βοσινάκης ΝΤΟΥΦΕΞΗΣ-ΑΜΟΥΡΓΙΑΝΟΣ ΚΩΝ/ΝΟΣ Dpsdm06011 Σύρος- Ιανουάριος 2010

ΠΙΝΑΚΑΣ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΩΝ ΕΙΣΑΓΩΓΗ... 4 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1: Εικονική Πραγματικότητα.... 8 1.1. Εικονικά Περιβάλλοντα και Ορισμοί.... 8 1.2. Ιστορική Αναδρομή.... 10 1.2.1. Δεύτερη Περίοδος (Μέσα 18 ου έως Μέσα 19 ου Αιώνα).... 10 1.2.2. Τρίτη Περίοδος (Μέσα 19 ου αιώνα έως Σήμερα).... 10 1.3. Κατηγορίες Συστημάτων Εικονικής Πραγματικότητας.... 14 1.4. Κατηγορίες Εικονικών Περιβαλλόντων.... 16 1.5. Γενικά Χαρακτηριστικά Εικονικών Περιβαλλόντων.... 18 1.6. Επιτραπέζια Εικονική Πραγματικότητα.... 18 1.7. Εφαρμογές Εικονικής Πραγματικότητας.... 19 1.8. Πλεονεκτήματα και Μειονεκτήματα.... 21 1.9. Συσκευές Συστημάτων.... 22 1.10. Λογισμικό... 23 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: Θέματα Σχεδίασης και Αξιολόγησης Συστημάτων Εικονικής Πραγματικότητας. 26 2.1. Επιλογή των Κατάλληλων Μεθόδων Αξιολόγησης.... 26 2.1.1. Ζητήματα Περιορισμοί.... 26 2.1.2. Δυσκολίες στην Αξιολόγηση των CVEs.... 26 2.2. Αρχές - Οδηγίες Σχεδίασης Εφαρμογών Εικονικής Πραγματικότητας... 28 2.3. Μέθοδοι Αξιολόγησης.... 29 2.4. Μεθοδολογίες Σχεδίασης - Αξιολόγησης... 31 2.4.1. Διαδοχική Αξιολόγηση (Sequential Evaluation).... 31 2.4.2. Αξιολόγηση Testbed (Testbed Εvaluation).... 32 2.4.3. Μεθοδολογία κατά C. Fencott.... 34 2.4.4. Μεθοδολογία κατά Pares.... 35 2.5. Πλεονεκτήματα και Μειονεκτήματα Μερικών Βασικών Μεθόδων Αξιολόγησης.... 36 2.5.1.Διαδοχική Αξιολόγηση.... 36 2.5.2. Αξιολόγηση Testbed.... 37 2.6. Βασικές Απαιτήσεις στη Σχεδίαση Προγράμματος Σχεδίασης Εσωτερικών Χώρων.... 38 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3. Συνεργατικότητα στα Εικονικά Περιβάλλοντα.... 42 3.1. Συνεργασία (Collaboration).... 42 3.2. Συστήματα Συνεργατικής Εργασίας με την Υποστήριξη Υπολογιστών (CSCW).... 42 3.3. Συνεργατικά Εικονικά Περιβάλλοντα (CVEs).... 43 3.3.1. Το Κοινό Πλαίσιο.... 43 3.3.2. Συντονισμός και Επικοινωνία.... 44 3.3.3. Έλεγχος Ταυτοχρονισμού.... 45 3.3.4. Διεπαφές Πολλαπλών Χρηστών.... 45 3.3.5. Συνειδητοποίηση των Άλλων.... 47 3.4. Ανάλυση Εργασιών Χρήστη (User Task Analysis).... 48 3.4.1. Ιεραρχική Ανάλυση Συνεργατικών Εργασιών.... 48 3.4.1.1. Πλοήγηση και Εξερεύνηση.... 48 3.4.1.2. Εύρεση Άλλων Χρηστών.... 51 3.4.1.3. Εύρεση Διαδραστικών Αντικειμένων.... 51 3.4.2. Συνεργασία.... 52 3.4.2.1. Μη Εστιασμένη Συνεργασία.... 52 3.4.2.2. Εστιασμένη Συνεργασία.... 52 3.5. Απαιτήσεις για τις Εικονικές Ενσωματώσεις.... 53 3.6. Αναπαραστάσεις Ενσωματώσεων σε Διάφορες Πλατφόρμες CVEs.... 54 3.6.1. Παρουσίαση Ενσωματώσεων σε Διάφορες Πλατφόρμες CVEs.... 55 3.6.2. Ενσωματώσεις σε Διάφορες Ερευνητικές Εργασίες για CVEs.... 58 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4. Εφαρμογές Σχεδίασης Εσωτερικών Χώρων... 63 4.1. Έτοιμες Εφαρμογές Σχεδίασης Εσωτερικών Χώρων.... 63 4.1.1. Γενικά Χαρακτηριστικά.... 64 4.1.2. Αρχιτεκτονική.... 64 4.1.3. Επίπλωση.... 65 4.1.4. Φωτισμός... 65 4.1.5. Πλοήγηση.... 65 2

4.1.6. Απεικόνιση.... 66 4.1.7. Αποθήκευση - Εκτύπωση.... 66 4.1.8.Συνολικό Κόστος Επένδυσης.... 66 Πίνακας 4.1α. Γενικά χαρακτηριστικά Εφαρμογών... 67 Πίνακας 4.1β. Γενικά Χαρακτηριστικά Εφαρμογών... 68 Πίνακας 4.2. Χαρακτηριστικά ανά Υποσύστημα.... 69 4.2. Πιλοτικές Εφαρμογές.... 73 4.2.1. Επαυξημένη Διακόσμηση με Χρήση Ψηφιακής Φωτογραφικής Μηχανής (Augmented Interiors with Digital Camera Images).... 73 4.2.2. Έξυπνο Σύστημα Εσωτερικής Σχεδίασης (Intelligent Interior Design System)... 75 4.2.3. Room Designer.... 76 4.2.4. Multiuser Interior Design.... 77 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5. Ανάπτυξη Εφαρμογής Σχεδίασης Εσωτερικών Χώρων.... 79 5.1. Μεθοδολογία Σχεδίασης.... 79 5.1.1. Ανάλυση Στόχων Χρήστη.... 79 5.1.2. Εικονικό Περιβάλλον.... 81 5.1.3. Διεπαφή με το Χρήστη.... 82 5.1.4. Ιδιότητες Συστημάτων.... 82 5.2. Ιεραρχική Ανάλυση Εργασιών και Λειτουργία Εφαρμογής για έναν Χρήστη.... 83 5.3. Συνεργατική Λειτουργία Εφαρμογής.... 85 5.3.1. Επιφάνεια Εργασίας και Συνειδητοποίηση των Άλλων.... 85 5.3.2. Σενάρια Αξιολόγησης.... 86 5.3.2.1. Ενσωματώσεις επί του ΚΠΕ.... 88 5.3.2.2. Ενσωματώσεις επί της ΔΑ.... 93 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6. Αξιολόγηση Προτύπου Σχεδίασης Εσωτερικών Χώρων.... 96 6.1. Αξιολόγηση της Συνεργατικής Εφαρμογής.... 96 6.1.1. Πρώτο Στάδιο Αξιολόγησης.... 96 ΜΕΛΕΤΗ ΕΝΣΩΜΑΤΩΣΕΩΝ ΣΕ ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΕΙΚΟΝΙΚΗΣ ΣΧΕΔΙΑΣΗΣ... 99 Πρώτο Στάδιο Αξιολόγησης - Χρήστης Α.... 99 Πρώτο Στάδιο Αξιολόγησης - Χρήστης Β.... 104 6.1.2. Δεύτερο Στάδιο Αξιολόγησης.... 109 ΜΕΛΕΤΗ ΕΝΣΩΜΑΤΩΣΕΩΝ ΣΕ ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΕΙΚΟΝΙΚΗΣ ΣΧΕΔΙΑΣΗΣ... 112 Δεύτερο Στάδιο Αξιολόγησης - Σχεδιαστής.... 112 Δεύτερο Στάδιο Αξιολόγησης - Χρήστης Α - Μπλε.... 116 Δεύτερο Στάδιο Αξιολόγησης - Χρήστης Β - Πράσινο... 121 Δεύτερο Στάδιο Αξιολόγησης - Χρήστης Γ - Μωβ.... 125 ΕΠΙΛΟΓΟΣ - ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ... Error! Bookmark not defined. ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟΥ 1..Error! Bookmark not defined. ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟΥ 2...Error! Bookmark not defined. ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟΥ 3..Error! Bookmark not defined. ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟΥ 4..Error! Bookmark not defined. ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟΥ 5..Error! Bookmark not defined. ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟΥ 6...Error! Bookmark not defined. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ - ΑΝΑΦΟΡΕΣ..196 3

ΕΙΣΑΓΩΓΗ Ο Σχεδιασμός Εσωτερικών Χώρων είναι ένα πολύπλευρο επάγγελμα, που έχει να κάνει με την εφαρμογή μέσα σε ένα χώρο δημιουργικών και τεχνικών λύσεων με τελικό σκοπό τη δημιουργία ενός δομημένου εσωτερικού περιβάλλοντος. Αυτές οι λύσεις είναι λειτουργικές, αισθητικά ελκυστικές και βελτιώνουν την ποιότητα ζωής των μελλοντικών κατοίκων του χώρου αυτού. Η διαδικασία Σχεδιασμού Εσωτερικών Χώρων ακολουθεί μια συστηματική και συντονισμένη μεθοδολογία, συμπεριλαμβανομένης της έρευνας, της ανάλυσης και της ένταξης της γνώσης στη δημιουργική διαδικασία, όπου οι ανάγκες και οι πόροι του πελάτη ικανοποιούνται με την παραγωγή ενός εσωτερικού χώρου που εκπληρώνει τους στόχους που έχουν τεθεί. Η εργασία ενός σχεδιαστή εσωτερικών χώρων βασίζεται σε πολλές αρχές συμπεριλαμβανομένης της περιβαλλοντικής ψυχολογίας, της αρχιτεκτονικής, του σχεδιασμού προϊόντων και της παραδοσιακής διακόσμησης (αισθητική και κοσμετολογική). Ο σχεδιαστής εσωτερικών χώρων σχεδιάζει τους χώρους σχεδόν κάθε τύπου οικοδομήματος όπως ξενοδοχείων, καταστημάτων, σχολείων, νοσοκομείων, ιδιωτικών κατοικιών, πολυκαταστημάτων, εστιατορίων, θέατρων και αεροδρομίων. Σήμερα, οι σχεδιαστές εσωτερικών χώρων πρέπει να προσαρμόζονται με τον αρχιτεκτονικό σχεδιασμό, που περιλαμβάνει σχέδια ορόφων, ανακαινίσεις κατοικιών και κώδικες κατασκευής. Μερικοί σχεδιαστές εσωτερικού χώρου είναι επίσης αρχιτέκτονες. Από την άλλη, η Εικονική Πραγματικότητα (VR) είναι μια τεχνολογία που επιτρέπει σε έναν χρήστη να αλληλεπιδράσει με ένα προσομοιούμενο μέσω υπολογιστή περιβάλλον, ανεξαρτήτως εάν το περιβάλλον αυτό αποτελεί προσομοίωση του πραγματικού ή ενός φανταστικού κόσμου. Τα περισσότερα υφιστάμενα περιβάλλοντα Εικονικής Πραγματικότητας είναι πρωτίστως οπτικές εμπειρίες, που επιδεικνύονται είτε σε μια οθόνη υπολογιστή είτε μέσω ειδικών ή στερεοσκοπικών οθόνων, αλλά μερικές προσομοιώσεις μπορούν να περιλαμβάνουν πρόσθετες αισθητήριες πληροφορίες, όπως ήχο Η Εικονική Πραγματικότητα είναι πλέον μια αρκετά αναπτυγμένη τεχνολογία, η οποία ως ένα νέο εργαλείο που παρέχει μια αλληλεπιδραστική οπτική εμπειρία, μπορεί να προσφέρει πολύτιμες υπηρεσίες στο χώρο της Σχεδίασης Εσωτερικών Χώρων, επιλύοντας αρκετά προβλήματα που παρουσιάζονταν κατά την φάση σχεδίασης του χώρου και της επιλογής των αντικειμένων που θα τοποθετηθούν σε αυτόν. Αυτό το επιτυγχάνει, προσφέροντας την έμμεση αλλά ρεαλιστική οπτική εμπειρία για να αξιολογήσει κανείς, εάν τα αντικείμενα που θα επιλέξει ταιριάζουν με τα υπόλοιπα διακοσμητικά στοιχεία και έπιπλα. Η Εικονική Πραγματικότητα μπορεί να προσομοιώσει ένα ρεαλιστικό περιβάλλον αγοράς και είναι εξοπλισμένη με ειδικά χαρακτηριστικά που επιτρέπουν στους καταναλωτές να εξετάσουν τα προϊόντα από πολύ κοντά και να αξιολογήσουν την επισκόπηση της προτεινομένης διαμόρφωσης του χώρου. 4

Σκοπός - οργάνωση Βασικός σκοπός της παρούσας εργασίας είναι η διερεύνηση της συνεργατικότητας σε προγράμματα Σχεδίασης Εσωτερικών Χώρων. Για την επίτευξη αυτού του σκοπού: Θα μελετηθούν και θα καταγραφούν τα βασικότερα χαρακτηριστικά παρόμοιου τύπου εφαρμογών Εικονικού Περιβάλλοντος Σχεδίασης Εσωτερικών Χώρων. Θα καταγραφούν οι απαιτήσεις για την μετατροπή της πρότυπης εφαρμογής Σχεδίασης Εσωτερικών Χώρων σε συνεργατική και τελικά, Θα δομηθεί ένα πλαίσιο αξιολόγησης των ενσωματώσεων των χρηστών στα Συνεργατικά Εικονικά Περιβάλλοντα, ερευνώντας μια σημαντική πτυχή της αλληλεπίδρασης στα Εικονικά Περιβάλλοντα και πιο συγκεκριμένα, να βρεθεί το είδος της ενσωμάτωσης που προσφέρει καλύτερη «συνειδητοποίηση των άλλων». Αρχικά, θα εξετασθεί η επιρροή των διαφορετικών μορφών ενσωματώσεων, μέσω της εφαρμογής από τους χρήστες κάθε φορά του συγκεκριμένου σεναρίου εργασιών. Η καλύτερη ενσωμάτωση που θα προκύψει από το πρώτο στάδιο αξιολόγησης θα δοκιμασθεί με βάση συγκεκριμένο σενάριο σε ένα δεύτερο στάδιο δοκιμών αξιολόγησης, από το οποίο θα προκύψει το μέγιστο πλήθος των χρηστών που μπορούν να συνευρίσκονται δημιουργικά στην εφαρμογή εικονικής Σχεδίασης Εσωτερικών Χώρων. Θεωρούμε ότι η συνεργατικότητα στη Σχεδίαση Εσωτερικών Χώρων, όπως παρουσιάστηκε στην εργασία του Chris Gunn, [2006] «Συνεργασιακό Εικονικό Περιβάλλον Γλυπτικής με Ηaptic Ανάδραση», μπορεί πράγματι να βελτιώσει τη δημιουργική παραγωγή πρωτοτύπων, καθώς η μελέτη των αποτελεσμάτων της εργασίας αυτής καταδείκνυε, ότι το σύστημα μπορεί πράγματι να βελτιώσει τη δημιουργική παραγωγή δύο καλλιτεχνών. Η εργασία αυτή πέρα από την εισαγωγή και τα συμπεράσματα αποτελείται από έξι (6) κεφάλαια. Τα πρώτα τρία κεφάλαια αποτελούν μια βιβλιογραφική ανασκόπηση με επίκεντρο την Εικονική Πραγματικότητα και τα Συνεργατικά Εικονικά Περιβάλλοντα. Στο τέταρτο κεφάλαιο παρουσιάζεται μια μελέτη παρόμοιων εφαρμογών Σχεδίασης Εσωτερικών Χώρων, ενώ στο πέμπτο και το έκτο κεφάλαιο γίνεται ανάλυση της εφαρμογής και παρουσιάζεται η διαδικασία αξιολόγησής της. Πιο συγκεκριμένα: Στο πρώτο κεφάλαιο γίνεται μια συνοπτική ανασκόπηση της Εικονικής Πραγματικότητας (Ε.Π.) και των τεχνολογιών της. Αρχικά, ορίζεται η Εικονική Πραγματικότητα και γίνεται μια ιστορική αναδρομή της έννοιας μέχρι και σήμερα. Ακολουθούν κατηγοριοποιήσεις της Ε.Π., και μια περιληπτική περιγραφή των εφαρμογών της, με έμφαση στους τομείς που είναι σχετικοί με το αντικείμενο της παρούσας εργασίας. Παρουσιάζονται επίσης τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματά της και τελικά, γίνεται μια αναφορά των πιο σημαντικών συσκευών και χρησιμοποιούμενων λογισμικών Εικονικής Πραγματικότητας. Στο δεύτερο κεφάλαιο γίνεται σχετική αναφορά στα γενικά ζητήματα που συνδέονται με την αξιολόγηση και ταυτόχρονα με το σχεδιασμό των συστημάτων VR/VE, ειδικότερα των ζητημάτων που πρέπει να εξετάζονται κατά την επιλογή των μεθόδων για ένα πρόγραμμα αξιολόγησης, των περιορισμών για την επιλογή των μεθόδων, των δυσκολιών στην αξιολόγηση Εικονικών Περιβαλλόντων και των ανθρώπινων παραγόντων που πρέπει να εξεταστούν στην φάση αξιολόγησης. Στη συνέχεια παρουσιάζονται κάποιες αρχές και οδηγίες για το σχεδιασμό των Εικονικών Περιβαλλόντων, γίνεται περιγραφή των μεθόδων που έχουν χρησιμοποιηθεί για την αξιολόγηση των VR/VE και παρουσιάζονται 5

κάποιες μεθοδολογίες σχεδίασης αξιολόγησης εφαρμογών, ενώ γίνεται ανάλυση των πλεονεκτημάτων και των μειονεκτημάτων των δυο βασικών μεθοδολογιών αξιολόγησης. Τέλος, παρατίθενται οι βασικές απαιτήσεις για τη σχεδίαση ενός προγράμματος Σχεδίασης Εσωτερικών Χώρων. Στο τρίτο κεφάλαιο γίνεται αναφορά στη συνεργασία και στα Συστήματα Συνεργατικής Εργασίας με την Υποστήριξη Υπολογιστή (CSCW) και στα Συνεργατικά Εικονικά Περιβάλλοντα. Αναλύονται τα βασικά τους στοιχεία και γίνεται αναφορά στους τρόπους αναπαράστασης των ενσωματώσεων σε διάφορες πλατφόρμες Συνεργατικών Συστημάτων. Στο τέταρτο κεφάλαιο παρουσιάζεται αρχικά μια μελέτη σχετικών εφαρμογών στο χώρο της εσωτερικής σχεδίασης για απλούς χρήστες και αναλύονται τα βασικά χαρακτηριστικά των εφαρμογών αυτών. Στη συνέχεια ακολουθεί μια παρουσίαση κάποιων ερευνητικών εφαρμογών σχετικών με το αντικείμενο της Σχεδίασης Εσωτερικών Χώρων. Στο πέμπτο κεφάλαιο γίνεται αναφορά στη συνεργατικότητα της εφαρμογής interior design, γίνεται ανάλυση των στόχων των χρηστών και καταγραφή απαιτήσεων για τα Ε.Π. που αφορούν το μοναδικό χρήστη (single user) και τους πολλαπλούς χρήστες (multi users). Ασχολούμαστε με την μετατροπή της εφαρμογής σε συνεργατική, περιγράφεται το Εικονικό Περιβάλλον, η διεπαφή με το χρήστη και παρουσιάζονται τα σενάρια των ερευνητικών ενσωματώσεων που θα υπάρχουν στην επιφάνεια εργασίας της εφαρμογής. Τέλος, στο έκτο κεφάλαιο αναλύεται η διαδικασία αξιολόγησης της πρωτότυπης εφαρμογής, καθορίζονται οι στόχοι της αξιολόγησης και αναλύεται η επιλογή της κατάλληλης μεθόδου. Γίνεται μια βήμα προς βήμα περιγραφή της διαδικασίας αξιολόγησης, ενώ καθορίζονται τα σενάρια χρήσης και οι μετρήσεις που απαιτούνται. Επιπλέον στο Παράρτημα: του κεφαλαίου 1 παρουσιάζονται τα κυριότερα υφιστάμενα εργαλεία μοντελοποίησης. του κεφαλαίου 2 παρατίθενται κάποιες αρχές και οδηγίες σχεδίασης που υπάρχουν και αφορούν την Εικονική Πραγματικότητα, καθώς επίσης και επιπλέον πληροφορίες για τις μεθόδους αξιολόγησης μαζί με τα πλεονεκτήματα και μειονεκτήματά τους. του κεφαλαίου 3 παρέχονται επιπλέον πληροφορίες για την ταξινόμηση των συνεργατικών συστημάτων σε σύγχρονα και ασύγχρονα και καταγράφονται οι σπουδαιότερες αρχιτεκτονικές που υπάρχουν για τα συστήματα αυτά. του κεφαλαίου 4 γίνεται μια αναφορά στην καταναλωτική συμπεριφορά των πελατών, καταγράφεται η συμπεριφορά των αγορών επίπλων και καταναλωτών, παρουσιάζεται η κατάσταση της αγοράς επίπλων στην Αμερική και Ευρώπη και παρουσιάζονται αναλυτικότερα οι υφιστάμενες εφαρμογές στην Σχεδίαση Εσωτερικών Χώρων με ανάλυση των βασικών χαρακτηριστικών τους. του κεφαλαίου 5 γίνεται μια εισαγωγή στη Θεωρία Κοινωνικής Δράσης με ταυτόχρονη αναφορά στην υπό αξιολόγηση εφαρμογή. του κεφαλαίου 6 παρουσιάζονται τα ερωτηματολόγια που θα συμπληρώνουν οι χρήστες σε κάθε φάση της αξιολόγησης. 6

Κεφάλαιο 1 ο Στο κεφάλαιο αυτό ορίζεται η Εικονική Πραγματικότητα, γίνεται μια ιστορική αναδρομή και πραγματοποιείται η κατηγοριοποίησή της. Στη συνέχεια παρουσιάζονται οι εφαρμογές, τα λογισμικά και οι συσκευές και γίνεται αναφορά στα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα των Συστημάτων Εικονικής Πραγματικότητας. 7

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1: Εικονική Πραγματικότητα. 1.1. Εικονικά Περιβάλλοντα και Ορισμοί. Τα τελευταία χρόνια, χάρη στην προσπάθεια αυτόνομης ανάπτυξης των Εικονικών Περιβαλλόντων σε σχέση με άλλα συγγενή επιστημονικά πεδία, αλλά και στο γεγονός ότι το πεδίο ήταν υπό διαμόρφωση, προτάθηκαν -μέσα από ερευνητικές κυρίως εργασίεςκαι διαμορφώθηκαν δυναμικά, κάποιοι σχετικοί ορισμοί και ορολογίες, οι οποίες παρατίθενται ακολούθως επιλεκτικά με βάση τη χρονολογική τους σειρά. Το γεγονός και μόνο ότι υπάρχουν πολλοί ορισμοί για την Εικονική Πραγματικότητα, μας οδηγεί στο συμπέρασμα ότι, παρότι βρίσκεται στην επικαιρότητα αρκετές δεκαετίες, εξακολουθεί να βρίσκεται στην «παιδική της ηλικία». Δεν έχει ωριμάσει, ώστε να αποκρυσταλλωθεί μια και μόνο συγκεκριμένη άποψη για τον ορισμό της και δεν είναι υπερβολικό να πει κανείς ότι κάθε μέρα μεταλλάσσεται, αφού αλλάζουν τόσο οι εφαρμογές όσο και οι δυνατότητές της. Κατά τη δεκαετία του 70 εμφανίζεται πρώτα ο όρος «Τεχνητή Πραγματικότητα» (Artificial Reality) [M.Krueger, 1983], κατόπιν ακολουθεί ο όρος «Κυβερνοχώρος» (Cyberspace) [W. Gibson, 1984], ενώ ο όρος «Εικονική Πραγματικότητα» (Virtual Reality) [J. Lanier, 1989] εμφανίζεται κατά τα τέλη της δεκαετίας του 90. Ο J. Lanier, ιδρυτής της VPLR (Virtual Programming Languages Research) έδωσε έναν πρώτο ορισμό για την Εικονική Πραγματικότητα, σύμφωνα με τον οποίο: «η Εικονική Πραγματικότητα αποτελεί μια μέθοδο οπτικοποίησης και επεξεργασίας περίπλοκων δεδομένων και αλληλεπίδρασης με ηλεκτρονικούς υπολογιστές». Στη συνέχεια η Εικονική Πραγματικότητα ορίζεται ως: «ένα 3D περιβάλλον αλληλεπίδρασης, κατασκευασμένο από υπολογιστή, στο οποίο μπορεί κάποιος να εμβυθιστεί» [J. Lanier, 1989]. «.ένα υπολογιστικό σύστημα, το οποίο χρησιμοποιείται για τη δημιουργία εικονικών κόσμων, στους οποίους ο χρήστης έχει την εντύπωση ότι ενυπάρχει και επιπλέον, έχει την ικανότητα να πλοηγηθεί και να χειριστεί τα αντικείμενά τους» [C. Manetta, & Blade R., 1995]. «τα, μέσω του υπολογιστή κατασκευασμένα, 3D, εξομοιωμένα περιβάλλοντα, τα οποία απαντώνται σε πραγματικό χρόνο (real time), καθώς τα διαχειρίζεται ο χρήστης» [Mills S., Noyes J., 1999]. «.ένα μέσο, το οποίο αποτελείται από αλληλεπιδραστικές εξομοιώσεις με υπολογιστή, οι οποίες «αισθάνονται» τη θέση και τις ενέργειες του χρήστη και αντικαθιστούν ή επαυξάνουν την ανάδραση σε μία ή παραπάνω αισθήσεις, δίνοντας το αίσθημα της πνευματικής εμβύθισης ή της παρουσίας στην εξομοίωση (ένας εικονικός κόσμος)» [Sherman, W. R., Craig, A. B., 2003]. Στην εγκυκλοπαίδεια Britannica αναγράφεται ένας ορισμός, ο οποίος περιγράφει σφαιρικά τον όρο: «Η Εικονική Πραγματικότητα αποτελεί τη χρήση της μοντελοποίησης και της προσομοίωσης μέσω υπολογιστικών συστημάτων, προκειμένου να δοθεί στο χρήστη η δυνατότητα αλληλεπίδρασης με ένα τεχνητό 3D οπτικό περιβάλλον. Οι εφαρμογές της Εικονικής Πραγματικότητας εμβαπτίζουν το χρήστη σε ένα υπολογιστικό περιβάλλον, το οποίο προσομοιώνει την πραγματικότητα μέσω της χρήσης ειδικών συσκευών που στέλνουν και λαμβάνουν πληροφορία». Γενικά, όπως καθίσταται φανερό, ο όρος «Εικονική Πραγματικότητα» 8

χρησιμοποιείται σε διάφορες καταστάσεις και προσπαθεί να εκφράσει το μη πραγματικό, το «εν δυνάμει» πραγματικό. Επειδή ο όρος παρουσιάζει σχήμα οξύμωρο, αντ αυτού έχουν προταθεί οι όροι: «Συνθετικό Περιβάλλον», «Τεχνητή Πραγματικότητα» και «Τεχνολογία Προσομοίωσης». Σχετικές έννοιες - ορολογίες που χρησιμοποιούνται για τον προσδιορισμό των «Εικονικών Περιβαλλόντων» (Virtual Environments) είναι οι ακόλουθες: «Συστήματα Εικονικών Περιβαλλόντων», «Εικονικά Περιβάλλοντα Πληροφόρησης», «Συστήματα Εικονικών Περιβαλλόντων Πληροφόρησης», ενώ οι κόσμοι που δημιουργούνται από τα συστήματα αυτά ονομάζονται «Εικονικοί Κόσμοι» (Virtual Worlds). Σήμερα στη διεθνή βιβλιογραφία χρησιμοποιείται ο όρος «Εικονική Πραγματικότητα» αναφερόμενος στη διεπαφή χρήστη με ηλεκτρονικό υπολογιστή (single user), ενώ ο όρος «Κυβερνοχώρος ή Κυβερνοδιάστημα» (Cyberspace) αφορά στη διεπαφή μεταξύ διαφόρων χρηστών (multi-user). Στο πλαίσιο εστίασης σε συγκεκριμένα αντικείμενα και στις διαθέσιμες εφαρμογές τους, αποφασίσθηκε να υιοθετηθεί η χρήση του όρου «Συστήματα Εικονικών Περιβαλλόντων». Παρά την εννοιολογική αντιφατικότητά του στην Ελληνική, ο όρος «Εικονική Πραγματικότητα» παραμένει ο πιο διαδεδομένος (αν και ο όρος «Δυνητική Πραγματικότητα» ή «Εν δυνάμει Πραγματικότητα», θα ήταν πιθανά πιο δόκιμος, μιας και θα αποφεύγονταν η απευθείας σύνδεση με την εικόνα). Η σημερινή τεχνολογία με τη δεδομένη εξέλιξή της βοηθά να δημιουργηθούν δυναμικά μαθηματικά μοντέλα που αντιστοιχούν σε πραγματικές καταστάσεις. Τα μοντέλα αυτά έχουν αναπτυχθεί βασιζόμενα στη χρήση μεθόδων αλληλεπίδρασης (interactive) χρήστη - μηχανής. Η χρήση αυτών των μοντέλων προσομοιώνει, με τη βοήθεια των συστημάτων των Ηλεκτρονικών Υπολογιστών, το Πραγματικό ή το Εικονικό σε Εικονικό Περιβάλλον και οδηγεί στη δημιουργία της Εικονικής Πραγματικότητας. Τα μοντέλα αυτά είναι πολυπαραμετρικά και μέσω της αυξομείωσης των τιμών μερικών παραμέτρων καθίσταται δυνατή η παρακολούθηση της εξέλιξης των εικονικών καταστάσεων. Επειδή είναι επίσης, ιδιαιτέρως πολύπλοκα, καθίστανται βασικά εργαλεία για τέτοιου είδους επεξεργασίες. Το αρχιτεκτονικό μοντέλο χώρου, η προσομοίωση επιστημονικών στοιχείων, η βάση δεδομένων κ.τ.λ. συνθέτουν το οπτικό και ακουστικό περιβάλλον του ηλεκτρονικού υπολογιστή και αποτελούν την οπτικοποίηση σε σχέση με το χρήστη. Τμήματα αυτού του περιβάλλοντος μπορούν να μεταβάλλονται από εξωγενείς παράγοντες. Σε ένα σύστημα Εικονικού Περιβάλλοντος ο χρήστης μπορεί να δεχθεί οπτικές, ακουστικές και απτικές πληροφορίες. Η δημιουργία ενός Εικονικού Περιβάλλοντος γίνεται εφικτή μέσω της τροφοδότησης των καναλιών, με τα οποία ο χρήστης αντιλαμβάνεται τις πληροφορίες μέσω ανάλογων συσκευών απεικόνισης (display devices). Το σημείο - κλειδί για την Εικονική Πραγματικότητα είναι η διαδραστικότητα (interactivity) και απαραίτητη προϋπόθεση για την ύπαρξή της αποτελεί η δυνατότητα αλληλεπίδρασης (interactive) χρήστη - μηχανής σε ένα 3D - ή και 2D - οπτικό περιβάλλον. Στην αλληλεπίδραση με το σύστημα Εικονικού Περιβάλλοντος, ο χρήστης επιλέγει ενέργειες και εκτελεί κινήσεις που μοιάζουν με αυτές που πραγματοποιεί καθημερινά. Οι άνθρωποι, λόγω συγκεκριμένης εγκεφαλικής κατασκευής, έχουν ευχέρεια στην αναγνώριση προτύπων (patterns recognition) και στην αλληλεπίδραση (interaction) με 3D αντικείμενα που βρίσκονται στον πραγματικό χώρο. Η συγκεκριμένη δυνατότητα μπορεί ν' αποδειχθεί ιδιαίτερα χρήσιμη σε περιπτώσεις που χρειάζεται να ληφθούν 9

αποφάσεις από πολύπλοκα πληροφοριακά συστήματα κι αυτό είναι ένα από τα πλεονεκτήματα που παρέχει η δυνατότητα αλληλεπίδρασης. 1.2. Ιστορική Αναδρομή. Από τους αρχαίους χρόνους και ιδιαίτερα στο χώρο της τέχνης, έχουν γίνει προσπάθειες αναπαράστασης πραγματικών καταστάσεων. Σε σχέση με την εξέλιξη αυτών που αργότερα ονομάστηκαν Εικονικά Περιβάλλοντα διακρίνονται τρεις (3) περίοδοι από την αρχαιότητα μέχρι σήμερα: η πρώτη περίοδος, από τους αρχαίους χρόνους έως τα μέσα του 18 ου αιώνα, η δεύτερη, από τα μέσα του 18 ου μέχρι τα μέσα του 19 ου και η τρίτη, από τα μέσα περίπου του 19 ου αιώνα μέχρι σήμερα.. Οι σημαντικότερες περίοδοι που μας αφορούν είναι η 2 η και η 3 η οι οποίες αναλύονται παρακάτω. Είναι επίσης φανερό, ότι υπάρχει μια εκθετική μεταβολή του ρυθμού ανάπτυξης σε σχέση με το χρόνο, έτσι ώστε μπορεί να συναγάγει κανείς, ότι εάν συνεχιστεί ο ίδιος ρυθμός ανάπτυξης, στο άμεσο μέλλον θα γίνουμε μάρτυρες ιδιαίτερης προόδου στον τομέα που αφορά τα Εικονικά Περιβάλλοντα. 1.2.1. Δεύτερη Περίοδος (Μέσα 18 ου έως Μέσα 19 ου Αιώνα). Στα μέσα του 18 ου αιώνα διαδίδεται ευρέως η νέα τεχνολογία της φωτογραφίας, δίνοντας για πρώτη φορά στην ιστορία της ανθρωπότητας τη δυνατότητα στο χρήστη να αναπαράγει με σχετικά απλό τρόπο πιστά αντίγραφα εικόνων, γεωγραφικών τόπων, ανθρώπων ή συνδυασμό αυτών. Το 1824, ο Εγγλέζος Peter Roget, απέδειξε θεωρητικά ότι ο αμφιβληστροειδής χιτώνας του ανθρώπινου οφθαλμού που παρατηρεί μια εικόνα, διατηρείται για ένα περίπου δευτερόλεπτο από τη στιγμή που η εικόνα αλλάζει ή απομακρύνεται από το οπτικό του πεδίο. Αυτό το φαινόμενο που ονομάσθηκε «persistence of vision» μπορεί να χρησιμοποιηθεί με τρόπο, ώστε το μάτι να θεωρήσει μια διαδοχή χωριστών και ελαφρώς διαφορετικών εικόνων, σαν μια κινούμενη, στην πραγματικότητα, εικόνα. Εκμεταλλευόμενοι τη συγκεκριμένη επιστημονική ανακάλυψη, ο Εγγλέζος John Ayrton Paris (1824), ο Βέλγος Joseph Plateau και ο Γερμανός Simon von Stampfer, (1832) προσπάθησαν να ζωντανέψουν αναπαραστάσεις σχεδίων. Το 1833, ο Sir Charles Wheatstone, επινόησε ένα είδος στερεοσκοπικής οθόνης, η οποία επέτρεπε στο θεατή να βλέπει στερεοσκοπικές εικόνες. Ο χρήστης αποκτούσε με τη βοήθεια της οθόνης αίσθηση του βάθους. Το 1844 ο Σκωτσέζος Sir David Brewster τελειοποίησε την εφεύρεση ακόμα περισσότερο, δίνοντάς της τα απαραίτητα χαρακτηριστικά για να διατεθεί στην αγορά ως προϊόν ευρείας κατανάλωσης. Η συσκευή αυτή έγινε γνωστή με το όνομα Viewmaster (Εικόνα 1.1). Το 1852, ο Γερμανός βαρόνος Franz von Uchatius, τοποθέτησε σε ένα μαγικό φανάρι μια αναπαράσταση λωρίδας σχεδίου που έγινε πάνω σε γυαλί και πρόβαλε την προκύπτουσα κινούμενη εικόνα επάνω σε μια οθόνη. 1.2.2. Τρίτη Περίοδος (Μέσα 19 ου αιώνα έως Σήμερα). Εικόνα 1.1: Συσκευή Viewmaster. 10

Η τρίτη περίοδος είναι αυτή που κατά κύριο λόγο αντιστοιχεί στη δημιουργία εικονικών καταστάσεων, με την απαραίτητη προϋπόθεση της δυνατότητας αλληλεπίδρασης (interactivity) χρήστη - μηχανής σε οπτικό περιβάλλον, το οποίο ουσιαστικά είναι αυτό που ονομάζεται Εικονικό Περιβάλλον. Στη συνέχεια αναφέρονται τα πρώτα δύσκολα βήματα, από τα μισά του 19 ου αιώνα μέχρι το 1995, τα οποία θεωρούνται σταθμοί για την ανάπτυξη των Εικονικών Περιβαλλόντων, μιας και στα επόμενα έτη, οι εξελίξεις σε αυτό το επιστημονικό πεδίο ήταν ραγδαίες. 1930-40:Κατασκευάζεται στις Η.Π.Α. o πρώτος απλός προσομοιωτής πτήσης (flight simulator) για στρατιωτική εκπαίδευση (Εικόνα 1.2). 1944:Στο Πολυτεχνείο της Μασαχουσέτης (Μ.Ι.Τ.) κατασκευάζεται το πρώτο σύστημα προσομοίωσης για πολυκινητήριο αεροσκάφος. Εικόνα 1.2: Αντίγραφο προσομοιωτή πτήσης. 1946:Στο ίδιο Ίδρυμα υλοποιείται σύστημα για προσομοίωση και έλεγχο κίνησης αεροπλάνων σε πραγματικό χρόνο. 1946: κατασκευάζεται ο ENIAC, ο πρώτος ηλεκτρονικός υπολογιστής. 1950:Κατασκευάζεται ο πρώτος Υπολογιστής που χρησιμοποίησε οθόνη καθοδικού σωλήνα (CRT). 1956:O Αμερικανός κινηματογραφιστής Morton Heilig συλλαμβάνει την ιδέα του «σινεμά του μέλλοντος», το οποίο θα περικυκλώνει το θεατή, θα του υποβάλλει αισθήσεις κατασκευασμένες από μηχανήματα και θα τον μεταφέρει σε άλλη διάσταση. Η ιδέα του υλοποιείται το 1956, κατασκευάζοντας το σύστημα των συσκευών που ονομάζει Sensorama (Εικόνα 1.3). Το σύστημα διήγειρε τις αισθήσεις του χρήστη, χρησιμοποιώντας 3D γραφικά, στερεοσκοπικό ήχο, δονητές κ.α. Ουσιαστικά, με το σύστημα των συσκευών του, συνδυάζοντας εικόνα με 3D γραφικά, στερεοφωνικό ήχο, αίσθηση δόνησης - αντίληψης της κίνησης και αίσθηση αφής και όσφρησης πέτυχε τη δημιουργία συστήματος προσομοίωσης μιας βόλτας με μοτοσικλέτα στους δρόμους του Μανχάταν. Τελικά το Sensorama αποδείχθηκε πολύ πρωτοποριακό και προχωρημένο για την εποχή του και δεν είχε εμπορική επιτυχία. 1961:Oι μηχανικοί Comeau και Bryan της εταιρίας Philco δημιουργούν ένα ειδικά κατασκευασμένο σύστημα απομακρυσμένης παρακολούθησης κλειστού κυκλώματος τηλεόρασης, με ανίχνευση της κίνησης της κεφαλής και το Εικόνα 1.3: Η συσκευή Sensorama. Εικόνα 1.4: Headsight TV Surveillance System. 11

ονομάζουν Headsight TV Surveillance System (Εικόνα 1.4). Το σύστημα αποτελείται από έναν ηλεκτρομαγνητικό μηχανισμό πάνω σε κράνος που τοποθετείται στο κεφάλι του χρήστη HMD (Head Mounted Display) και από μια οθόνη συνδεδεμένη με κάμερα που έχει τη δυνατότητα συγχρονισμού κινήσεων κεφαλής με τη βοήθεια αισθητήρων κίνησης και προσανατολισμού. Το κράνος αυτό χρησιμοποιήθηκε αρχικά για την από απόσταση ασφαλή παρακολούθηση επικίνδυνων καταστάσεων. 1962:Κατασκευάζεται από την IBM το πρώτο γάντι για εκπαίδευση δακτυλογράφησης με τυφλό σύστημα. 1963:Ο Ivan Sutherland, διδακτορικός φοιτητής του Μ.Ι.Τ., με την εφαρμογή Sketchpad εισάγει τα γραφικά με δυνατότητα αλληλεπίδρασης χρήστη - υπολογιστή. Η συγκεκριμένη εφαρμογή χρησιμοποιεί παράλληλα με τη χρήση του πληκτρολογίου, μια ελαφριά ράβδο για επιλογή αντικειμένων. 1965:Ο ίδιος διδακτορικός φοιτητής στην εργασία - βιβλίο «The Ultimate Display» κάνει τα πρώτα βήματα, θέτοντας την ιδέα δημιουργίας εικονικών κόσμων με υπολογιστές. Στην εργασία αυτή, περιγράφει έναν κλειστό 3D χώρο, όπου τα πάντα ελέγχονται από τον υπολογιστή και όλες οι ενέργειες του χρήστη μέσα σε αυτόν έχουν ως επακόλουθο το ίδιο που θα είχαν και στον πραγματικό κόσμο ή επιγραμματικά, όπως αναφέρει και ο ίδιος: «It is a looking glass into a mathematical wonderland». 1965-66:Ξεχωριστή θέση στην ιστορική αναδρομή κατέχει η κατασκευή του πρώτου συστήματος κράνους από τον Ivan Sutherland, για την εταιρεία Bell Helicopters. Στο γείσο του κράνους τοποθέτησε υπέρυθρες κάμερες συνδεδεμένες με μηχανισμό, επιτρέποντας έτσι στον πιλότο να προσγειώνει το ελικόπτερό του με βάση τις εικόνες από τις κάμερες που βρίσκονταν στο σκάφος και όχι με βάση τις απευθείας εικόνες που παρατηρούσε. Θεωρείται, ότι η ιστορία των Εικονικών Περιβαλλόντων, όπως ορίζονται σήμερα, ξεκινά ουσιαστικά το 1966, όταν ο Ivan Sutherland δημιούργησε το πρώτο (μονοσκοπικό) κράνος (Εικόνα 1.5). 1966:Η κάμερα αντικαταστάθηκε από τον υπολογιστή, γεγονός που οδήγησε στο πρώτο σύστημα εμβυθιζόμενης Εικονικής Εικόνα 1.5: Η συσκευή μονοσκοπικού κράνους. Πραγματικότητας. Κατόπιν αυτού διάφοροι ερευνητές, επηρεασμένοι από τα αποτελέσματα των εργασιών του Sutherland και επιχορηγούμενοι από ερευνητικά προγράμματα Πανεπιστημίων και Εταιρειών, παρουσίαζαν συνεχώς βελτιωμένα συστήματα Εικονικών Περιβαλλόντων. 1967:Ο Fred Brooks ξεκινά το πρόγραμμα GROPE, στα πλαίσια του οποίου 12

κατασκευάζεται η απτική οθόνη (Haptic Display) με δυναμική ανάδραση / ανατροφοδότηση δύναμης (force feedback). Το πρόγραμμα είχε ως στόχο την οπτικοποίηση των μοριακών δομών των χημικών ενώσεων καθώς και τη διερεύνηση της χρήσης της απτικής αλληλεπίδρασης. Το πρώτο γάντι με δυναμική ανάδραση κατασκευάσθηκε για να βοηθήσει ειδικότερα τους βιοχημικούς, να «αισθανθούν» τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ μορίων πρωτεΐνης. 1968:Το πρώτο σύστημα κράνους κατασκευάζεται από τον Sutherland στο Πανεπιστήμιο του Harvard. Το όνομα «Δαμόκλειος Σπάθη» (Sword of Damocles) προήλθε από το γεγονός ότι κρεμόταν από το ταβάνι. Χρησιμοποιούσε καθοδικές λυχνίες και οδηγείτο από Ηλεκτρονικό Υπολογιστή, χάρη δε στο σύστημα μηχανικών αισθητήρων θέσης της κεφαλής επιτυγχάνονταν η αλληλεπίδραση μεταξύ χρήστη - ηλεκτρονικού υπολογιστή. Με το σύστημα αυτό μπορούσε κανείς να δει σε πραγματικό χρόνο, αντικείμενα να προβάλλονται στον πραγματικό κόσμο. 1970: Ο Myron Kreuger ξεκινά τους πειραματισμούς και τις κατασκευές σε συστήματα προβολικών Εικονικών Περιβαλλόντων. 1971:H Εταιρεία Redifon Ltd στη Μεγάλη Βρετανία, άρχισε την παραγωγή προσομοιωτών πτήσης, βασιζόμενη στη χρήση γραφικών Ηλεκτρονικού Υπολογιστή. Ο Μ.Krueger στο «Psychic space» χρησιμοποίησε ένα υψηλής ευαισθησίας πάτωμα, για να αντιληφθεί τις μετακινήσεις των συμμετεχόντων στο περιβάλλον. 1972:Προσφέρεται σε ευρεία κατανάλωση το παιχνίδι Pong από την Atari, στο οποίο χρησιμοποιούνται αλληλεπιδραστικά γραφικά πραγματικού χρόνου. 1974:Ο Μ.Krueger αναπτύσσει το «Metaplay» και ολοκληρώνει τη δημιουργία του «Videoplace». Τα συγκεκριμένα περιβάλλοντα ήταν σχεδιασμένα με τέτοιο τρόπο, ώστε να δίνουν στους καλλιτέχνες χρήστες τους δυνατότητα ελευθερίας σε σχέση με τις επιλογές προσωπικής έκφρασης. 1976:Υλοποιήθηκε το Πρόγραμμα GROPE Π από τους P. J. Kilpatrick και F. Brooks, το οποίο παρείχε ανάδραση / ανατροφοδότηση δύναμης (force feedback) με χρήση μηχανικών βραχιόνων. 1979:Κατασκευάστηκε το οπτικό σύστημα LEEP (Large Expanse, Extra Perspective), το οποίο χρησιμοποιείται ακόμη και σήμερα σε κράνη οπτικοποίησης Εικονικών Περιβαλλόντων. 1980:Πραγματοποιήθηκε η ολοκληρωμένη θεωρητική περιγραφή και υλοποίηση του επικρατέστερου συστήματος παρακολούθησης θέσης και προσανατολισμού (tracking). 1976-83: Η Boeing Corporation δημιούργησε την Ενισχυμένη (Augmented) Πραγματικότητα. 1982-83:Ο Thomas Zimmerman, κατασκεύασε το πρώτο γάντι εισαγωγής 13

δεδομένων (data glove) πατεντάροντας σύστημα οπτικών αισθητήρων που μετρούν την κάμψη και την έκταση των δακτύλων. 1983:Κατασκευάζεται στο Μ.Ι.Τ. από τον Mark Callahan, το πρώτο κράνος που επιτρέπει υπέρθεση πληροφορίας στο περιβάλλον χωρίς την πλήρη αποκοπή από το περιβάλλον. Ταυτόχρονα την περίοδο αυτή αναπτύσσεται το VIVED (Virtual Visual Environment Display). Η βελτίωσή του οδήγησε στο VIEW (Virtual Interactive Environment Workstation), ένα πολυχρηστικό περιβάλλον διεπαφής ανθρώπου υπολογιστή που χρησιμοποιήθηκε για την εκπαίδευση αστροναυτών από τη NASA. 1985:Παράγεται το πρώτο πλήρες «εικονικό» κόκπιτ αεροσκάφους από τον Tom Furness. 1989:Χρησιμοποιείται για πρώτη φορά ο όρος «Εικονική Πραγματικότητα» από τον Jaron Lanier, και ταυτόχρονα, διατίθεται στην αγορά το πρώτο εμπορικά διαθέσιμο κράνος (Eye phone) οπτικοποίησης Εικονικών Περιβαλλόντων της VPLR. 1992:Η Division προσφέρει το πρώτο εμπορικά διαθέσιμο πολυχρηστικό σύστημα Εικονικού Περιβάλλοντος. Παρουσιάζεται το πρώτο σύστημα στη SIGGRAPH (Εικόνα 1.6). To Cave Automatic Virtual Environment, γνωστό ως CAVE, αποτελεί ένα εμβυθιστικό περιβάλλον Εικονικής Πραγματικότητας, όπου υπάρχει απεικόνιση του Εικονικού Περιβάλλοντος στους τρεις, τέσσερις ή και πέντε τοίχους ενός τετράγωνου δωματίου. 1993:Κατασκευάζεται από την SGI ο πρώτος υπολογιστής, ειδικευμένος σε εφαρμογές Εικονικών Περιβαλλόντων με το όνομα «Μηχανή Πραγματικότητας» (Reality Engine). 1995:Υιοθετείται το πρωτόκολλο VRML που επιτρέπει τη χρήση Η Division αντικειμένων και εικονικών χώρων μέσα στο διαδίκτυο. 1.3. Κατηγορίες Συστημάτων Εικονικής Πραγματικότητας. Με βάση την πληθώρα ορισμών της Εικονικής Πραγματικότητας καθίσταται σαφές ότι αποτελείται από πολλές συνιστώσες. Αυτό επιβεβαιώνεται και από το γεγονός ότι υπάρχει πλήθος συστημάτων που το καθένα εστιάζει σε κάποιο από τα χαρακτηριστικά της. Μια διάκριση των συστημάτων Εικονικής Πραγματικότητας μπορεί να γίνει με βάση τα μέσα προσέγγισης της Εικονικής Πραγματικότητας. Τα Συστήματα Εικονικής Πραγματικότητας αποτελούνται βασικά από τρεις (3) κατηγορίες αλλά υπάρχουν και κάποιες άλλες κατηγορίες, οι οποίες είναι είτε υποσύνολο αυτών είτε συνδυασμός κάποιων άλλων. Ακολούθως αναφέρονται εν συντομία οι πιο διαδεδομένες κατηγορίες. 14

Επιτραπέζια Συστήματα (Desktop VR): Πρόκειται για τις πιο διαδεδομένες εφαρμογές, γιατί χρησιμοποιούν τις συμβατικές οθόνες για την αναπαράσταση των εικονικών χώρων. Στην διεθνή βιβλιογραφία συναντώνται και ως Window on a World (WoW). Αποτελούν την πιο προσιτή και δημοφιλή αναπαράσταση της Εικονικής Πραγματικότητας, μιας και συνήθως δε χρειάζονται επιπρόσθετες συσκευές για την εύρυθμη λειτουργία τους. (Η εφαρμογή που θα παρουσιασθεί στα επόμενα κεφάλαια αφορά και αυτή ένα είδος επιτραπέζιου συστήματος). Προβολικά Συστήματα (Projected VR): Πρόκειται για συστήματα, οι αναπαραστάσεις των οποίων προβάλλονται σε μια επιφάνεια. Λόγω της περιορισμένης εμβύθισης που προσφέρουν, ο χρήστης δε χάνει την επαφή με τον πραγματικό κόσμο. Επιπλέον, η ποιότητα της προβολής μπορεί να βελτιωθεί με τη χρήση shutter glasses που προσφέρουν στερεοσκοπική παρουσίαση. Τα συστήματα αυτά, λόγω του μεγέθους και του πλήθους των συσκευών που χρησιμοποιούν, για να μπορέσουν να αποδώσουν με ρεαλιστικό τρόπο τους εικονικούς τους κόσμους, απαιτούν ηλεκτρονικούς υπολογιστές υψηλών δυνατοτήτων. Ένα γνωστό προβολικό σύστημα είναι το CAVE, το οποίο προβάλει στερεοσκοπικές εικόνες σε πέντε (5) επιφάνειες (πάνω - κάτω, δεξιά - αριστερά και κέντρο). Συστήματα Εμβύθισης (Immersive VR): Η εμβυθιστική (immersive) Εικονική Πραγματικότητα χαρακτηρίζει συστήματα που σε μεγάλο βαθμό, απομονώνουν το χρήστη από το εξωτερικό περιβάλλον και έτσι σχηματίζεται η εντύπωση, ότι ο πραγματικός χώρος είναι ο 3D κόσμος που προβάλλεται. Πρόκειται για συστήματα, τα οποία με την χρήση ειδικών συσκευών προσφέρουν πλήρη εμβύθιση του χρήστη στον εικονικό κόσμο. Ο χρήστης δέχεται ερεθίσματα μόνο από τον εικονικό κόσμο και αντιδρώντας σε αυτά εμβυθίζεται πλήρως μέσα σ αυτόν. Οι ειδικές συσκευές (π.χ. Head mounted display, data glove) είναι εφοδιασμένες με ανιχνευτές κίνησης της κεφαλής ή του χεριού, οι οποίοι καθορίζουν τη θέση και τον προσανατολισμό του χρήστη μέσα στην εφαρμογή. Με κατάλληλες τεχνικές το περιβάλλον αντιδρά με φυσικό τρόπο στις ενέργειες του χρήστη. Συστήματα Μικτής Πραγματικότητας (Mixed Reality): Συστήματα μικτής πραγματικότητας έχουμε από το συνδυασμό ενός συστήματος τηλεπαρουσίας με ένα σύστημα Εικονικής Πραγματικότητας, ιδιαίτερα με την ενσωμάτωση της εισόδου και των δεδομένων από τον ηλεκτρονικό υπολογιστή μαζί με την είσοδο από το σύστημα τηλεπαρουσίας. Ανάμεσα στα δυο άκρα της πλήρους εμβύθισης και του πραγματικού κόσμου η μικτή πραγματικότητα βρίσκεται στη μέση. Συστήματα Επαυξημένης Πραγματικότητας (Augmented Reality): Στην περίπτωση αυτή, η εμπειρία του πραγματικού κόσμου προσαυξάνεται με πληροφορία που παράγει ο υπολογιστής. Η επαυξημένη πραγματικότητα προκύπτει από το συνδυασμό πραγματικής σκηνής με την εικονική που παράγει ο υπολογιστής, με αποτέλεσμα την επαύξηση της πραγματικής σκηνής με επιπρόσθετη πληροφορία. Ανάμεσα στα δυο άκρα της πλήρους εμβύθισης και του πραγματικού κόσμου η επαυξημένη πραγματικότητα τείνει προς τον πραγματικό. Η προσθήκη γραφικών, ήχου, αίσθησης αφής και όσφρησης στον εικονικό κόσμο όπως και στον πραγματικό, μπορεί να προσφέρει τη βελτίωση του ρεαλισμού του συστήματος. 15

Τηλεπαρουσία (Τelepresence): Το ιδιαίτερο χαρακτηριστικό αυτής της κατηγορίας είναι η σύνδεση του εικονικού κόσμου με τον εξωτερικό. Αποτελεί μια παραλλαγή της οπτικοποίησης ολόκληρων εικονικών κόσμων και παρέχει ακουστικές και οπτικές πληροφορίες για την εικονική αίσθηση της παρουσίας σε έναν απομακρυσμένο χώρο. Αυτού του είδους οι εφαρμογές είναι κατάλληλες για περιβάλλοντα που είναι είτε επικίνδυνα για την ανθρώπινη υγεία και την ασφάλεια είτε απομακρυσμένα και αποτελούν τις μόνες τεχνολογίες που υποστηρίζουν υψηλό επίπεδο επιδεξιότητας για τη λειτουργία. Η παραπάνω κατηγοριοποίηση αντιστοιχίζεται στην ταξινόμηση που φαίνεται στο Σχήμα 1.7. Τα Συστήματα Εμβύθισης αντιστοιχούν στην πλήρη εμβύθιση (full immersion), τα Επιτραπέζια Συστήματα στη μη εμβύθιση (non immersion) και τα Προβολικά Συστήματα στη μερική εμβύθιση (partial immersion). Σχήμα 1.1: Κατηγοριοποίηση των συσκευών απεικόνισης εξόδου [Traill et al., 1997]. 1.4. Κατηγορίες Εικονικών Περιβαλλόντων. Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, η Εικονική Πραγματικότητα αποτελεί μια πολυδιάστατη έννοια, που περικλείει πληθώρα χαρακτηριστικών και δυνατοτήτων, τα οποία μπορούν να χρησιμοποιηθούν και να ορισθούν είτε από μόνα τους είτε σε συνδυασμό μεταξύ τους. Αντίστοιχα, τα Εικονικά Περιβάλλοντα, τα οποία στην ουσία αποτελούν το αποτέλεσμα που παράγεται από ένα σύστημα Εικονικής Πραγματικότητας, μπορούν να διαχωριστούν σε κατηγορίες ανάλογα με το είδος της αλληλεπίδρασης, τη δομή και τα μέσα που παρέχουν στον τελικό χρήστη. Παρακάτω περιγράφονται ορισμένες από τις βασικότερες κατηγορίες Εικονικών Περιβαλλόντων, καθώς και τα κύρια χαρακτηριστικά και δυνατότητες που τις διαφοροποιούν από τις υπόλοιπες κατηγορίες και εφαρμογές. 16

Κατανεμημένα Εικονικά Περιβάλλοντα: Ένα Εικονικό Περιβάλλον καλείται κατανεμημένο, όταν τα διάφορα ενεργά μέρη του είναι διασκορπισμένα σε διαφορετικά υπολογιστικά συστήματα που είναι συνδεδεμένα μέσω δικτύου. Βασικό χαρακτηριστικό του είναι ότι η αλληλεπίδραση χρήστη - Εικονικού Περιβάλλοντος γίνεται σε πραγματικό χρόνο, προσδίδοντας με τον τρόπο αυτό μια αυξημένη και ενισχυμένη αίσθηση ρεαλισμού. Δικτυακά Εικονικά Περιβάλλοντα: Τα Δικτυακά ή πολυχρηστικά (multi-user) Εικονικά Περιβάλλοντα επιτρέπουν σε μια ομάδα χωρικά και χρονικά διασκορπισμένων χρηστών να αλληλεπιδρούν σε πραγματικό χρόνο. Ένα επιπλέον χαρακτηριστικό τους είναι ότι ο χρήστης έχει τη δυνατότητα να αλληλεπιδρά και με άλλους χρήστες. Επιπλέον τα περιβάλλοντα αυτά μπορούν να είναι και κατανεμημένα, οπότε καλούνται Πολυχρηστικά Κατανεμημένα Εικονικά Περιβάλλοντα (multi-user Distributed Virtual Environments - mdves). Ειδικότερα, τα περιβάλλοντα αυτά παρέχουν έναν τρόπο επικοινωνίας των χρηστών μεταξύ τους, ενώ ταυτόχρονα προσδίδουν μια διαμοιραζόμενη αίσθηση του χώρου, του χρόνου και της παρουσίας. Συνεργατικά Εικονικά Περιβάλλοντα: Ως Συνεργατικό Εικονικό Περιβάλλον (Collaborative Virtual Environment - CVE) χαρακτηρίζεται ο/οι παραγόμενος/οι από Ηλεκτρονικό Υπολογιστή εικονικός/οι τόπος/οι, όπου οι χρήστες έχουν τη δυνατότητα να συναντώνται, να συνεργάζονται και να αλληλεπιδρούν μεταξύ τους, με ευφυείς πράκτορες (intelligent agents) και με τα αντικείμενα του εικονικού χώρου. Η αναπαράστασή τους μπορεί να ποικίλλει από 3D γραφικούς χώρους έως και περιβάλλοντα που βασίζονται κατά κύριο λόγο σε απλό κείμενο. Τα CVEs στοχεύουν στην παροχή συνεργασίας από απόσταση με αποτελεσματικό τρόπο, συνδυάζοντας τόσο την αναπαράσταση των συμμετεχόντων όσο και των ενεργειών τους σε έναν κοινό και διαμοιραζόμενο χώρο αναπαράστασης. Τα περιβάλλοντα αυτά μπορούν να θεωρηθούν ως μια επέκταση των mdves, δηλαδή ένα CVE μπορεί να θεωρηθεί ότι είναι ένα mdve, το οποίο στοχεύει επιπλέον στη συνεργασία από απόσταση. Τα χαρακτηριστικά των περιβαλλόντων αυτών δημιουργούν τις κατάλληλες προϋποθέσεις για την υποστήριξη ενός μεγάλου εύρους συνεργατικών εφαρμογών, όπως είναι η τηλεσυνεργασία (ecollaboration) και η συνεργατική εξ αποστάσεως μάθηση (Collaborative elearning). Εικονικά Περιβάλλοντα Μάθησης: Το Εικονικό Περιβάλλον Μάθησης (Learning Virtual Environment - LVE) μπορεί να θεωρηθεί ως ένα CVE, το οποίο δε στοχεύει μόνο στη διεξαγωγή και ολοκλήρωση μιας συνεργατικής διαδικασίας, αλλά και σε επιπρόσθετες εκπαιδευτικές εργασίες, όπως π.χ., στη σύγχρονη εξ αποστάσεως μάθηση. Διαθέτει δε επιπλέον εργαλεία, όπως άσπρο πίνακα και βίντεο, ενώ τα avatar των χρηστών διαθέτουν χαρακτηριστικά, όπως κίνηση και ήχο. 17

1.5. Γενικά Χαρακτηριστικά Εικονικών Περιβαλλόντων. Ένα σύστημα Εικονικού Περιβάλλοντος περιλαμβάνει την αλληλεπίδραση του χρήστη με το Εικονικό Περιβάλλον. Κάποια βασικά χαρακτηριστικά που πρέπει να έχουν τα συστήματα αυτά είναι : Η ρεαλιστικότητα του περιβάλλοντος, η οποία επιτυγχάνεται με την προσθήκη 3D γραφικών και ήχου Η φυσικότητα της κίνησης μέσα σε αυτό και Η δυνατότητα αλληλεπίδρασης με τα αντικείμενα του συστήματος κατά ρεαλιστικό τρόπο. Τα Δικτυακά Εικονικά Περιβάλλοντα πρέπει να έχουν και αυτά αυξημένη αίσθηση ρεαλισμού, καθώς και κάποια επιπλέον βασικά χαρακτηριστικά όπως: Την αίσθηση συμμετοχής σε κοινό χώρο και χρόνο: Πρέπει οι χρήστες να αντιλαμβάνονται ότι μοιράζονται τον ίδιο χώρο και χρόνο. Την αίσθηση της συμμετοχής άλλων χρηστών: Πρέπει να είναι εμφανής η συμμετοχή των άλλων χρηστών (συνήθως μέσω των avatar) στον κοινό χώρο και Τη δυνατότητα αλληλεπίδρασης: Πρέπει οι χρήστες να μπορούν, όπως και στον πραγματικό κόσμο, να αλληλεπιδρούν όσο το δυνατόν πιο ρεαλιστικά με τα αντικείμενα και τους άλλους χρήστες. 1.6. Επιτραπέζια Εικονική Πραγματικότητα. Τα τελευταία χρόνια έχει υπάρξει τεράστια εξέλιξη στην τεχνολογία της Εικονικής Πραγματικότητας, με αποτέλεσμα την ολοένα και μεγαλύτερη αποδοχή της από την επιστημονική κοινότητα ως ένα πολύτιμο εργαλείο για ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών. Τα χαρακτηριστικά που καθιστούν την τεχνολογία αυτή ιδιαίτερα ελκυστική, είναι η δυνατότητα αλληλεπίδρασης με το χρήστη και η αίσθηση της εμβύθισής του μέσα σε έναν εικονικό κόσμο. Για το λόγο αυτό, ένα μεγάλο μέρος της επιστημονικής έρευνας έχει επικεντρωθεί στην περαιτέρω ενίσχυση των δύο αυτών χαρακτηριστικών, οδηγώντας στη δημιουργία σύνθετων συστημάτων Εικονικής Πραγματικότητας. Ωστόσο, επειδή τα συστήματα αυτά, παρά τις τεράστιες δυνατότητες που προσφέρουν, απαιτούν τη χρήση εξειδικευμένου εξοπλισμού Εικονικής Πραγματικότητας, δε θεωρούνται κατάλληλα για ευρεία χρήση. Η επιτραπέζια Εικονική Πραγματικότητα αναφέρεται στα προγράμματα υπολογιστών που μιμούνται έναν πραγματικό ή φανταστικό κόσμο σε 3D διαμόρφωση που αποτυπώνεται στην οθόνη του υπολογιστή (σε αντιδιαστολή με την εμβυθιστική Εικονική Πραγματικότητα). Η εντύπωση παράγεται με τη χρησιμοποίηση της επίδρασης των σκιών, των επικαλύψεων (όπου ένα αντικείμενο καλύπτει ένα άλλο) και της προοπτικής. Αυτό είναι πολύ αποτελεσματικό και μπορεί κανείς να το δει στις 3D εικόνες που βρίσκονται στο διαδίκτυο, χρησιμοποιώντας συνήθως ένα VRML πρόγραμμα πλοήγησης. Το μάτια χρησιμοποιούν πολλά μηνύματα για να αντιληφθούν το βάθος στον πραγματικό κόσμο. Το γεγονός αυτό είναι στην πραγματικότητα αρκετά αξιοπρόσεκτο, δεδομένου ότι κάθε μάτι βλέπει μόνο μια επίπεδη μορφή του κόσμου, σαν μια φωτογραφία. Μια σημαντική επίδραση είναι η στερεοσκοπική όραση. Επειδή κάθε μάτι εξετάζει ένα αντικείμενο από μια ελαφρώς διαφορετική γωνία, βλέπει διαφορετικές εικόνες. Ο ανθρώπινος εγκέφαλος, χρησιμοποιώντας αυτό το χαρακτηριστικό είναι σε θέση να αξιολογήσει την απόσταση μεταξύ διαφορετικών αντικειμένων. Αν και στην επιτραπέζια Εικονική Πραγματικότητα απουσιάζει αυτή η στερεοσκοπική επίδραση, εντούτοις, υπάρχουν διάφορες συσκευές που δίνουν πραγματικές στερεοσκοπικές 18

εικόνες. Πολλά σύγχρονα παιχνίδια υπολογιστών μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να κάνουν το χρήστη να αισθανθεί ότι βρίσκεται σε έναν εικονικό κόσμο. Ένα κοινό σημείο αυτής της μορφής βύθισης είναι ότι δεν υπάρχει περιορισμός της περιφερειακής όρασης, δίνοντας τη δυνατότητα στον χρήστη να ξέρει τι συμβαίνει γύρω του. Μέχρι σήμερα έχει επιτευχθεί μεγάλη πρόοδος στη σχεδίαση και αξιολόγηση συστημάτων Εικονικών Περιβαλλόντων, τα οποία έχουν γίνει πλέον πολύ απαιτητικά στη σχεδίασή τους. Η πλοήγηση, το περιβάλλον, ο χειρισμός της εφαρμογής έχουν γίνει ιδιαίτερα πολύπλοκα και είναι απαραίτητο να ακολουθείται μια σειρά γενικών και επιμέρους αρχών και οδηγιών που αφορούν στην κάθε εφαρμογή. Η σχεδίαση ενός νέου συστήματος είναι πλέον αλληλένδετη με την αξιολόγησή του. Έχουν αναπτυχθεί μεθοδολογίες που έχουν ανοίξει νέους ορίζοντες για μελέτη και έρευνα, οι οποίες αποτελούν συγκερασμό διαφορετικών μεθόδων αξιολόγησης συστημάτων Εικονικής Πραγματικότητας και μ αυτόν τον τρόπο μπορούν να προτείνουν βελτιώσεις στη σχεδίαση ή και τροποποιήσεις, ούτως ώστε να γίνουν τα συστήματα περισσότερο λειτουργικά και εύχρηστα. Παρακάτω παρουσιάζονται μερικά ζητήματα σε σχέση με τη σχεδίαση και αξιολόγηση εφαρμογών Εικονικής Πραγματικότητας. 1.7. Εφαρμογές Εικονικής Πραγματικότητας. Η Εικονική Πραγματικότητα χρησιμοποιείται συχνά για να περιγράψει μια ευρεία ποικιλία εφαρμογών, που συνδέεται συνήθως με τα εμβυθιστικά, υψηλής οπτικής απόδοσης, 3D περιβάλλοντα. Η ανάπτυξη του λογισμικού CAD, η ανάπτυξη της τεχνολογίας των γραφικών αναπαραστάσεων, το στερεοσκοπικό κράνος (HMD) και τα γάντια αποτελούν μερικές από τις εφαρμογές που έχουν βοηθήσει στη διάδοση της έννοιας. Ξεκινώντας από στρατιωτικούς σκοπούς η Εικονική Πραγματικότητα έχει καταστεί πλέον ένα βασικό εργαλείο σε πολλούς τομείς, όπως στις Επιστήμες της Χημείας, με την προσομοίωση εικονικών αντιδράσεων, της Ιατρικής, με την προσομοίωση εικονικών εγχειρήσεων και τους αξονικούς τομογράφους, της Εκπαίδευσης, με τα εικονικά σχολεία και Πανεπιστήμια και τις πλατφόρμες e-class, του Πολιτισμού, με τις περιηγήσεις σε αρχαίες πόλεις και ναούς που σήμερα δεν υπάρχουν, της Ψυχαγωγίας με τα βιντεοπαιχνίδια, όπου ο παίκτης έχει την αίσθηση ότι βρίσκεται περισσότερο στον τόπο που διαδραματίζεται το σενάριο του παιχνιδιού παρά στον πραγματικό κόσμο. Όλες αυτές οι εφαρμογές Εικονικής Πραγματικότητας μεταφέρουν το χρήστη σε ένα Εικονικό Περιβάλλον, που έχει κατασκευαστεί εξ' ολοκλήρου από ηλεκτρονικό υπολογιστή και που μπορεί να εξομοιώσει την πραγματικότητα μέσα από τη χρήση ειδικών συσκευών. 1.7.1. Τομείς Εφαρμογών Εικονικής Πραγματικότητας. Στην ενότητα αυτή παρουσιάζονται κάποιοι τομείς εφαρμογών Εικονικής Πραγματικότητας που είναι σχετικοί με το αντικείμενο της παρούσας εργασίας. 1. Εικονική διαμόρφωση πρωτοτύπου για την ανάπτυξη προϊόντων: Η τεχνολογία των Εικονικών Περιβαλλόντων επιτρέπει στους χρήστες να αξιολογήσουν την εννοιολογική σχεδίαση, να αναλύσουν τα προϊόντα πριν την κατασκευή τους, να ελέγξουν τη λειτουργία και την αισθητική και να τροποποιήσουν τη σχεδίαση χωρίς φυσικά πρωτότυπα. Η εικονική διαμόρφωση πρωτοτύπου (Virtual prototyping) χρησιμοποιεί τεχνικές Εικονικής Πραγματικότητας για την αξιολόγηση και την 19

παρουσίαση σχεδίασης, βασισμένες στα ψηφιακά αντί των φυσικών προτύπων [Dai et Al, 1993], η παραγωγή των οποίων απαιτεί υψηλή κατανάλωση χρόνου και χρήματος, ενώ επίσης, τα φυσικά πρωτότυπα μπορούν να αξιολογηθούν από έναν μόνο περιορισμένο αριθμό συμμετεχόντων που έχουν φυσική παρουσία. Η Εικονική Πραγματικότητα έχει επίσης χρησιμοποιηθεί ως προηγμένη τεχνική παρουσίασης στους τομείς της Αρχιτεκτονικής και της Εσωτερικής Σχεδίασης. Πρόσφατα έχει χρησιμοποιηθεί σε αρχικά στάδια σχεδίασης, όπως σε συνεργατικές αναθεωρήσεις σχεδιαστικών ιδεών [Kremer, 1998, Daily et al., 2000, Zorriassatine, Wykes, Parkin, & Gindy, 2003]. Για τα έργα συναρμολόγησης, είναι γνωστό ότι η Εικονική Εικόνα 1.8: Το εργαλείο υποστήριξης Πραγματικότητα είναι ανώτερη από σχεδίασης Εικονικής Πραγματικότητας της άλλες μορφές παρουσίασης [Boud, Matsushita. Baber, & Steiner, 2000]. Στον τομέα της Στέγασης, τα δικτυακά εργαλεία υποστήριξης σχεδίασης της Εικονικής Πραγματικότητας έχουν χρησιμοποιηθεί για τη συνεργασία μεταξύ πελατών και σχεδιαστών (Εικόνα 1.8). Ένα από τα πρώτα τέτοια συστήματα είναι της Matsushita (Panasonic), η οποία ανέπτυξε το Kitchen Planning Support System (KiPS) για να επιτρέψει στους πελάτες της να σχεδιάσουν - διαμορφώσουν μια κουζίνα με τη σύνθεση αντικειμένων. Αυτό το σύστημα Εικονικής Πραγματικότητας έχει επεκταθεί σε μια εφαρμογή ενός συστήματος Δικτυακής Εικονικής Πραγματικότητας σχεδίασης κουζινών [Fukuda, Nagahama, & Nomura, 1997]. 2. Εργαλείο προσαρμογής και αναθεώρησης on-line: Η Εικονική Πραγματικότητα παρέχει γρήγορα και εύκολα πληροφορίες για τα προϊόντα σε αγοραστές και πωλητές στα λιανικά καταστήματα, οι οποίοι είναι on-line. Η on-line προσαρμογή, που ξεκίνησε από την on-line αγορά PC, αποδείχθηκε ότι είναι ένα σημαντικό συστατικό της επιτυχίας όσον αφορά στη χρηματοοικονομική απόδοση και την παραγωγικότητα [Barua, Konana, Whinston, & Fang, 2001]. Ο όρος «μαζική προσαρμογή» (mass customization) σημαίνει τη μαζική παραγωγή σε αντιδιαστολή με τα προϊόντα που είναι κατάλληλα για μεμονωμένες προτιμήσεις [Mello, 2001]. 3. Ηλεκτρονικό εμπόριο: Παραδοσιακά, οι καταναλωτές αναζητούν πληροφορίες για προϊόντα στη διαφήμιση και την εμπειρία ή δοκιμάζουν προϊόντα σε ένα φυσικό κατάστημα. Το ισχυρότερο χαρακτηριστικό του ηλεκτρονικού εμπορίου που ασκεί επίδραση στους καταναλωτές, είναι η ευκολία και η αποτελεσματικότητα που παρέχει στη διερεύνηση πληροφοριών. Η έρευνα για πληροφορίες προϊόντων μέσα στο διαδίκτυο 20

είναι ο σημαντικότερος προάγγελος της συμπεριφοράς σε αγορά on-line [Βellman, Lohse, & Johnson, 1999]. Οι on-line αγοραστές που βρίσκουν αρκετές πληροφορίες για προϊόντα που τους βοηθούν στη λήψη απόφασης για τις αγορές τους, είναι πιθανότερο να αγοράσουν το προϊόν. Το μειονέκτημα της αγοράς on-line, είναι ότι ο καταναλωτής δεν μπορεί να δοκιμάσει το προϊόν. Η μέγιστη αξία της Εικονικής Πραγματικότητας στο ηλεκτρονικό εμπόριο είναι ότι επιτρέπει στους ανθρώπους να αξιολογήσουν οπτικά την απόδοση και την αισθητική προϊόντων πριν προβούν στην αγορά. Η εμπειρία μέσω της Εικονικής Πραγματικότητας μειώνει τον αντιληπτό κίνδυνο πριν την αγορά [Klein, 1998]. 1.8. Πλεονεκτήματα και Μειονεκτήματα. Από τη χρήση Εικονικών Περιβαλλόντων που αναπαριστούν πραγματικές καταστάσεις προκύπτουν κάποια πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα ανάλογα με την κατηγόρια των Εικονικών Περιβαλλόντων, τα βασικότερα των οποίων καταγράφονται στη συνέχεια: Α)Πλεονεκτήματα. 1. Εκπαίδευση χρηστών σε μηχανήματα, η λάθος χρήση των οποίων επιφέρει απώλεια ανθρώπινων και οικονομικών πόρων. 2. Εκ των προτέρων εξοικονόμηση οικονομικών πόρων από τη μη υλοποίηση κάποιου σχεδίου. 3. Δημιουργία νέων θέσεων εργασίας για προσωπικό λειτουργίας και συντήρησης. 4. Ενασχόληση και μάλιστα ευχάριστη, ιδιαίτερα στα μεγάλης και μικρής ηλικίας άτομα. 5. Απόκτηση πλήρους αντίληψης του χώρου από το χρήστη με το συνδυασμό των οπτικοακουστικών μέσων. 6. Ευελιξία ωραρίου χρηστών για τις διάφορες δραστηριότητες. 7. Δυνατότητα εξ αποστάσεως εργασίας, τη στιγμή που επιτρέπουν οι συνθήκες ή επιθυμεί ο χρήστης. 8. Ευκολότερη παρατήρηση και μελέτη ειδικών φαινόμενων που δεν ανήκουν στην άμεση καθημερινή εμπειρία. 9. Εργαλείο εξοικονόμησης χρόνου. 10. Δυνατότητα χρήσης του Εικονικού Περιβάλλοντος ως εργαλείου βελτίωσης της αξιοπιστίας των προϊόντων. Β)Μειονεκτήματα. 1. Πιθανότητα απώλειας της αίσθησης πραγματικότητας και αποπροσανατολισμού του χρήστη. 2. Πιθανότητα αλλοίωσης της συμπεριφοράς του χρήστη. 3. Έλλειψη ελεύθερου χρόνου. 4. Δυσκολία, σε μεμονωμένες περιπτώσεις, ιεράρχησης των προτεραιοτήτων του χρήστη. 5. Εξιδανίκευση, σε μεμονωμένες περιπτώσεις, της Εικονικής Πραγματικότητας. 6. Δημιουργία παροδικών προβλημάτων όρασης, σε μερικές περιπτώσεις εμβυθισμένων Εικονικών Περιβαλλόντων. 21