Uutta tietoa huipputeknologiasta ja sen hyödyntämisestä, tietoa tulevaisuuden ratkaisuista ja palveluista päätöksenteon tueksi ja liiketoiminnan kehittämiseen. Kohdistettu VTT:n kumppaneille, asiakkaille sekä huipputeknologiasta ja sen sovelluksista kiinnostuneille.
Julkaisu tieteestä, teknologiasta ja liiketoiminnasta

​VividAR-sovelluksella kuluttaja voi sisustaa kotinsa virtuaalisilla huonekaluilla lisätyn todellisuuden näkymässä. Katso video https://youtu.be/lp5plNOT20U. 

Kolmiulotteinen virtuaalitodellisuus ja lisätty todellisuus – Kohti uusia maailmoja

Leena Koskenlaakso | 17.5.2016

​Virtuaalitodellisuus imaisee meidät kolmiulotteiseen virtuaalimaailmaan, jonka tapahtumia voisi luulla todellisiksi. Lisätty todellisuus taas antaa hyödyllistä lisätietoa siitä, mitä näemme arkitodellisuudessa.

Kun Facebook vuonna 2014 osti datalasivalmistaja Oculuksen sen 22-vuotiaalta omistajalta Palmer Luckeyltä, koko maailma kiinnostui virtuaalitodellisuudesta. Jos Mark Zuckerberg oli valmis maksamaan kaksi miljardia dollaria päästäkseen jatkokehittämään ja hyödyntämään nuoren nörtin ideoimia datalaseja, kyseessä täytyi olla jokin aivan mullistava asia.


Virtuaalisen ja lisätyn todellisuuden ero

Virtuaalitodellisuudessa (virtual reality, VR) käyttäjä asettaa päähänsä datalasit, jotka sulkevat pois fyysisen ympäristön hänen näkökentästään ja saavat hänet uppoutumaan saumattomasti kolmiulotteiseen virtuaalimaailmaan. Siellä kaikki on mahdollista. Käyttäjä kokee hyppäävänsä, juoksevansa, ratsastavansa tai lentävänsä. Hän näkee oikeilta näyttäviä maisemia ja tapahtumia ja kuulee oikeasta suunnasta tulevia ääniä. Jos virtuaalisovellus on tarpeeksi hyvin toteutettu, käyttäjä voi jopa sekoittaa sen todelliseen maailmaan.

Lisätyssä todellisuudessa (augmented reality, AR) käyttäjä näkee ja kokee todellisen arkimaailman, mutta kännykän tai kevyiden, Google Glass -tyylisten datalasien avulla hän saa hyödyllistä lisätietoa näkemästään kohteesta. Käyttäjän näkymään tuotettu lisätieto voi olla tekstiä, digitaalista kuvaa, tietokoneanimoituja 3D-malleja, pelisisältöä tai asiantuntijan ohjeita.


Kuvankäsittelyä ja konenäköä

VTT:n tutkimusprofessori Caj Södergårdin mukaan kuvankäsittely on virtuaalitodellisuuden ytimessä.

– Tietokonegrafiikalla luodaan kolmiulotteisia ympäristöjä, värejä ja varjostuksia ja mietitään, kuinka valonlähteet heijastuvat pinnoissa. Ja animaatiotekniikalla saadaan esineet ja oliot liikkumaan. Videota kuvataan tyypillisesti kaikista suunnista (360 asteen video). Lasit tunnistavat käyttäjän katseen suunnan kiihtyvyysantureilla ja gyroskoopeilla, joten kun käyttäjä kääntää päätään, näkökenttä virtuaalimaisemaan siirtyy yhtä paljon. Ja spatiaalinen ääni tulee juuri siitä suunnasta, missä joku asia tapahtuu, kertoo Södergård.

– Lisätyssä todellisuudessa konenäön osuus on huomattavasti tärkeämpi, lisää johtava tutkija Charles Woodward.

– Siellä on tärkeää tietää tarkkaan, minne käyttäjä katsoo, jotta voidaan tuoda hänelle juuri siihen kohteeseen liittyvää digitaalista tietoa. Konenäkötekniikkaa kutsutaan kameraseurannaksi, ja se on VTT:n erityisosaamista, kertoo Woodward.



Kaupunkinäkymään voi augmentoida paikkatietoa, vaikkapa valokuvia historiallisista tapahtumista. Katso video https://youtu.be/5ZLNjnnXina. Kuva: VTT.

Datalasit rynnivät markkinoille

Caj Södergård kertoo, että kuluttajat voivat jo ostaa langattomia datalaseja verkkokaupoista muutamalla satasella.

– Noin 150 euron hintaiset Samsungin VR Gear -lasit toimivat yhdessä älypuhelimen kanssa. Puhelin vastaanottaa näkymävirtaa palvelimelta, prosessoi sitä reaaliajassa ja luo stereokuvan laitteen kahteen linssiin. Facebookin Oculus Rift -datalasien hinta on 599 dollaria. Oculus Rift vaatii nopeaa PC-tietokonetta toimiakseen hyvin, Södergård sanoo.

Google on jakanut koululuokille ilmaiseksi pahvisia, älypuhelimen kanssa toimivia datalaseja, joilla voi tehdä virtuaalimatkoja ulkomaille osana kouluopetusta. Google ei halua ansaita pahvilaseillaan, mutta kehittää niille sovelluksia.

Laitekehitys käy kuumana myös lisätyn todellisuuden puolella. Apple ja muut suuret toimijat ovat ostaneet AR-alan johtavia firmoja, joten ala keskittyy.

– AR-alalla valttia ovat optiset, läpinäkyvät datalasit, joiden käyttäjä näkee oikean maailman, mutta linssiin heijastetaan digitaalista lisätietoa. Videodatalaseissa taas käyttäjä näkee maailman videokuvan läpi, Charles Woodward kertoo.



Kuvankäsittely on virtuaalitodellisuuden ytimessä, sanoo tutkimusprofessori Caj Södergård. 

VR-sovelluksia eri aloille

Kuluttajapuolella virtuaalisovelluksia kehitetään viihdekäyttöön, erityisesti 3D-peleihin.

Yrityspuolella virtuaalisovelluksia käytetään eniten koulutuksessa ja valmennuksessa. Ensimmäisiä sovelluksia olivat lentosimulaattorit. Merenkulkualalla on laivan ohjaussimulaattoreita, ydinvoimaloissa käytönohjaussimulaattoreita. Ne ovat tulossa myös ajo-opetukseen.

Myös teollisuuden koulutustehtävissä käytetään virtuaalisovelluksia. Esimerkiksi metsäkoneen ohjainpenkki voidaan viedä virtuaalitilaan, missä harjoitellaan monimutkaisen koneen käyttöä. Kaikissa näissä simulaattoreissa ei käytetä VR-laseja, vaan maisema esitetään suurilla näytöillä.

– Psykologit ovat käyttäneet virtuaalisovelluksia korkean tai ahtaan paikan kammon käsittelyyn. Virtuaalitekniikalla voi simuloida pelkoa aiheuttavia tilanteita hyvin realistisesti, Södergård sanoo.

– Rakennusteollisuus on yhtä iso käyttäjäryhmä kuin koulutus ja valmennus. Virtuaalisten tilasuunnitelmien avulla voi uskottavasti osoittaa, miltä rakennus tulisi näyttämään, Woodward jatkaa.

Koska VTT on poikkitieteellinen laitos, talon sisältä löytyy myös toimialatuntemusta. VTT:n teollisia virtuaalisovelluksia kehitetään muun muassa Tampereella yhteistyössä teollisuuden kanssa.


AR:n edelläkävijä

AR-tutkimuksessaan VTT keskittyy teollisiin hyötysovelluksiin. Suomen raskaan metalliteollisuuden isojen pörssifirmojen liikevaihdosta jopa puolet tulee huoltotoimista. Huoltotiedon saaminen huoltomiehen laitteelle oikea-aikaisesti on tulevaisuudessa suuri bisnes, jossa VTT haluaa olla mukana.

– Kehitämme muun muassa Euroopan avaruusjärjestölle ESAlle AR-menetelmiä avaruusasemien huoltotarpeiden ratkaisemiseen, Woodward kertoo.

Maailmalla lisätty todellisuus nähdään osana esineiden internetiä. Usein ajatellaan, että teollisen laitteen 3D-tiedon tuominen käyttäjän näkökenttään olisi pääsovellus, mutta Woodwardin mukaan VTT katsoo asioita pidemmälle.

– Me olemme tutkineet, miten rakennuksen koko taloautomaatiojärjestelmä tai talon huoltokirja voitaisiin saada näkymään interaktiivisesti huoltomiehen mobiililaitteella. Kyseessä on suuri markkina, ja me olemme siinä edelläkävijöitä.

– Olemme myös ensimmäisten joukossa maailmassa vieneet AR-visualisointiin perustuvaa kaupunkisuunnittelusovellustamme kunnalliseen päätöksentekoon. Päättävät viranomaiset ovat paikan päällä nähneet sovelluksen avulla, miltä rakennukset näyttäisivät valmiina.



Lisätyn todellisuuden konenäkötekniikka on VTT:n erityisosaamista, sanoo johtava tutkija Charles Woodward.

Tulevaisuuden visioita

Charles Woodwardin mukaan virtuaalitodellisuus on tänä päivänä isompaa bisnestä kuin lisätty todellisuus, mutta asetelma voi kääntyä päinvastaiseksi, jos AR-datalasit yleistyvät.

– VR- ja AR-bisneksen yhteisen arvon on ennustettu olevan 150 miljardia dollaria vuonna 2020. Neljä viidesosaa siitä olisi lisättyä todellisuutta ja yksi viidesosa virtuaalitodellisuutta, Woodward sanoo. 

Woodward veikkaa AR-datalasien yleistyvän 5–10 vuodessa. Tulevaisuudessa kasvojentunnistuksen avulla voi esimerkiksi tunnistaa jokaisen ihmisen, jonka on koskaan tavannut, ja nähdä hänen tietonsa.

– Luulen, että tulevaisuudessa näemme lisää Second Life -tyyppisiä 3D-virtuaalitiloja, joissa on avatareja. Tiloissa voi oleskella ja kommunikoida vuorovaikutteisesti kaveriensa kanssa koska vaan. Moni uskoo, että Facebook haluaa laajentaa sosiaalista mediaa tämäntyyppiseksi 3D-internetiksi, Södergård sanoo.  



Mixed Reality Telepresence

Hyvä esimerkki siitä, miltä tulevaisuuden 3D-internet saattaa näyttää, on VTT:n tekemä Mixed Reality Telepresence -sovellus, jossa yhdistetään harvinaisella tavalla virtuaalitodellisuutta ja lisättyä todellisuutta.

VTT teki demonstraation yhdysvaltalaiselle IBM Corporationille, jolla oli tapana järjestää virtuaalisia Second Life -seminaareja. Kun oikea seminaari pidettiin esimerkiksi New Yorkissa, Second Lifessa tilaisuus ja puhuja voitiin esittää virtuaalisina. Ympäri maailmaa muut ihmiset voivat osallistua seminaariin, ja heidän avatarinsa pystyivät kommunikoimaan siellä keskenään.

VTT teki IBM:lle pilottisovelluksen, jossa oikeat ihmiset käyttävät AR-datalaseja, ja näkevät niiden läpi paitsi oikean maailman, myös Second Life -maailman. VTT:n sovelluksen avulla oikeat henkilöt näkivät avatarin samassa neuvotteluhuoneessa kuin itsensä. Ja kun oikeat ihmiset elehtivät käsillään ja vaihtoivat katseensa suuntaa, eleet heijastettiin Second Lifeen siten, että kokemuksesta tuli kahteen suuntaan saumaton. 

Mixed Reality Telepresence on VTT:n kaikkien aikojen toiseksi katsotuin YouTube-video.



 

 

Impulssihttps://www.vtt.fi/ImpulssiImpulssi
Tekoäly paljastaa sydänpotilaan komplikaatioriskinhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Tekoaly-paljastaa-sydanpotilaan-komplikaatioriskin.aspxTekoäly paljastaa sydänpotilaan komplikaatioriskin
Impulssi 1/2018https://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Impulssi-1-2018.aspxImpulssi 1/2018
Syntymäpäivälahja meiltä itsellemmehttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Syntymapaivalahja-meilta-itsellemme.aspxSyntymäpäivälahja meiltä itsellemme
Optinen isotooppispektroskopia: Yhä tarkempia tietoja tutkimuskohteestahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Optinen-isotooppispektroskopia-kehittynyt-merkittavasti.aspxOptinen isotooppispektroskopia: Yhä tarkempia tietoja tutkimuskohteesta
Teollisuuden kyberturvallisuus paranee yhteistyöllähttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Teollisuuden-kyberturvallisuus-paranee-yhteistyolla.aspxTeollisuuden kyberturvallisuus paranee yhteistyöllä
Suomi tavoittelee kärkipaikkaa tekoälyn soveltamisessahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Suomi-tavoittelee-karkipaikkaa-tekoalyn-soveltamisessa.aspxSuomi tavoittelee kärkipaikkaa tekoälyn soveltamisessa
Suomalaispyörät pyörivät myös tulevaisuudessahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Suomalaispyörät-pyörivät-myös-tulevaisuudessa.aspxSuomalaispyörät pyörivät myös tulevaisuudessa
Suomi on hyvä investointihttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Suomi-on-hyva-investointi.aspxSuomi on hyvä investointi
Multifunktionaaliset polysakkaridit tuovat elintarviketeollisuudelle uusia mahdollisuuksiahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Multifunktionaaliset-polysakkaridit-avaavat-uusia-mahdollisuuksia.aspxMultifunktionaaliset polysakkaridit tuovat elintarviketeollisuudelle uusia mahdollisuuksia
Painettu teknologia kutsuu muotoilijoitahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Painettu-teknologia-kutsuu-muotoilijoita.aspxPainettu teknologia kutsuu muotoilijoita
Voiko älykkäiden kaupunkien suorituskykyä mitata?https://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Voiko-alykkaiden-kaupunkien-suorituskykya-mitata.aspxVoiko älykkäiden kaupunkien suorituskykyä mitata?
Tuotteita jätteestä – muovipitoinen orgaaninen jäte otetaan käyttöönhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Tuotteita-jätteestä.aspxTuotteita jätteestä – muovipitoinen orgaaninen jäte otetaan käyttöön
Impulssi 2/2016https://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Impulssi-2-2016.aspxImpulssi 2/2016
Elinkeinoministeri Olli Rehn: uudistumisen kautta nousuunhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Elinkeinoministeri-Olli-Rehn-uudistumisen-kautta-nousuun.aspxElinkeinoministeri Olli Rehn: uudistumisen kautta nousuun
Puun voimalla biotalouteenhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Puun-voimalla-biotalouteen.aspxPuun voimalla biotalouteen
Kyberturvallisuus vaatii muutakin kuin teknologiaosaamistahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kyberturvallisuus-vaatii-muutakin-kuin-teknologiaosaamista.aspxKyberturvallisuus vaatii muutakin kuin teknologiaosaamista
Kestävästi lankaa puukuidustahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kestavasti-lankaa-puukuidusta.aspxKestävästi lankaa puukuidusta
VTT:n spinno GrainSense tuo laboratorion maanviljelijän kouraanhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/VTTn_spinno_GrainSense_tuo_laboratorion-maanviljelijan-kouraan.aspxVTT:n spinno GrainSense tuo laboratorion maanviljelijän kouraan
Kolmiulotteinen virtuaalitodellisuus ja lisätty todellisuus – Kohti uusia maailmojahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kolmiulotteinen-virtuaalitodellisuus-ja-lisätty-todellisuus-Kohti-uusia-maailmoja.aspxKolmiulotteinen virtuaalitodellisuus ja lisätty todellisuus – Kohti uusia maailmoja
Mallinnuksen ja simuloinnin hyödyntäminen uusissa voimalaitoskonsepteissahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Mallinnuksen-ja-simuloinnin-hyodyntaminen-uusissa-voimalaitoskonsepteissa.aspxMallinnuksen ja simuloinnin hyödyntäminen uusissa voimalaitoskonsepteissa
Ketterä ja nopea Ponssehttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kettera-ja-nopea-Ponsse.aspxKetterä ja nopea Ponsse
Kaura on kysyttyä tavaraa maailmallahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kaura-on-kysyttya-tavaraa-maailmalla.aspxKaura on kysyttyä tavaraa maailmalla
Mediatuotannossa ja asumispalveluissa valmistaudutaan 5G-verkkoonhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Mediatuotannossa-ja-asumispalveluissa-valmistaudutaan-5G-verkkoon.aspxMediatuotannossa ja asumispalveluissa valmistaudutaan 5G-verkkoon
Maailma vuonna 2030 – vastauksia huomisen kysymyksiinhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Maailma-vuonn-2030-vastauksia-huomisen-kysymyksiin.aspxMaailma vuonna 2030 – vastauksia huomisen kysymyksiin
Brasilia viitoittaa bioenergian tietähttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Brasilia-viitoittaa-bioenergian-tieta.aspxBrasilia viitoittaa bioenergian tietä
Hulevedet puhtaiksi Leca-sorallahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Hulevedet-puhtaiksi-Leca-soralla.aspxHulevedet puhtaiksi Leca-soralla
For Industry veturina Suomen valmistavalle teollisuudellehttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/For-Industry-veturina-Suomen-valmistavalle-teollisuudelle.aspxFor Industry veturina Suomen valmistavalle teollisuudelle
Jari Gustafsson: Vanhoja ja uusia työjuhtia taantuman voittamiseksihttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Jari-Gustafsson-Vanhoja-ja-uusia-taantuman-voittamiseksi.aspxJari Gustafsson: Vanhoja ja uusia työjuhtia taantuman voittamiseksi
VTT:n nuoret tutkijat tekevät tulevaisuuttahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Nuoret-tutkijat-tekevat-tulevaisuutta.aspxVTT:n nuoret tutkijat tekevät tulevaisuutta
Puolustusvoimat hakee etumatkaahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Puolustusvoimat-hakee-etumatkaa.aspxPuolustusvoimat hakee etumatkaa
Bisnesenkeli Sauli Törmälä: Kasvua kansainvälisiltä kentiltähttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Sauli-Tormala-Kasvua-kansainvalisilta-kentilta.aspxBisnesenkeli Sauli Törmälä: Kasvua kansainvälisiltä kentiltä
Laivateollisuuden digitalisoituminen edellyttää huippututkimustahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Laivateollisuuden-digitalisoituminen-edellyttää-huippututkimusta.aspxLaivateollisuuden digitalisoituminen edellyttää huippututkimusta
Mahdollisuus piilee haasteissahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Mahdollisuus-piilee-haasteissa.aspxMahdollisuus piilee haasteissa
Kännykällä mielenrauhaahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kannykalla-mielenrauhaa.aspxKännykällä mielenrauhaa
Älylasit haastavat kännykänhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Alylasit-haastavat-kannykan.aspxÄlylasit haastavat kännykän
Idean jyvistä isoihin innovaatioihinhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Idean-jyvista-isoihin-innovaatioihin.aspxIdean jyvistä isoihin innovaatioihin
Tuottoa sijoituksillehttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Tuottoa-sijoituksille.aspxTuottoa sijoituksille
Ilman hiilidioksidista raaka-aine polttoaineisiin, kemikaaleihin ja ruokaanhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Ilman-hiilidioksidista-raaka-aine-polttoaineisiin-kemikaaleihin-ja-ruokaan.aspxIlman hiilidioksidista raaka-aine polttoaineisiin, kemikaaleihin ja ruokaan
Digitalisaatio tasoittaa erojahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Digitalisaatio-tasoittaa-eroja.aspxDigitalisaatio tasoittaa eroja
Elintarvikkeet muutoksessahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Elintarvikkeet-muutoksessa.aspxElintarvikkeet muutoksessa
Impulssi 1/2016https://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Impulssi-1-2016.aspxImpulssi 1/2016
Digitaaliset ekosysteemit valtaavat alaahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Digitaaliset-ekosysteemit-valtaavat-alaa.aspxDigitaaliset ekosysteemit valtaavat alaa
Enemmän kuin pelkkää piitähttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Enemman-kuin-pelkkaa-piita.aspxEnemmän kuin pelkkää piitä
Terveyttä ja tehokkuutta ruuan laadusta tinkimättähttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Terveytta-ja-tehokkuutta-ruuan-laadusta-tinkimatta.aspxTerveyttä ja tehokkuutta ruuan laadusta tinkimättä
Kohti uutta syöpähoitoa soluseulonnallahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kohti-uutta-syopahoitoa-soluseulonnalla.aspxKohti uutta syöpähoitoa soluseulonnalla
Impulssi 2/2014https://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Impulssi-2-2014.aspxImpulssi 2/2014
Impulssi 2/2017https://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Impulssi-2-2017.aspxImpulssi 2/2017
Wärtsilän Jaakko Eskola: Menestymme vain innovoinnilla ja uusiutumisellahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Wärtsilän-Jaakko-Eskolaä-Menestymme-vain-innovoinnilla-ja-uusiutumisella.aspxWärtsilän Jaakko Eskola: Menestymme vain innovoinnilla ja uusiutumisella
Impulssi 2/2015https://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Impulssi-2-2015.aspxImpulssi 2/2015