Sign In
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.



 

 

VTT Impulssihttps://www.vtt.fi/ImpulssiVTT Impulssi
Digitaalinen maailmahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Digitaalinen-maailma.aspxDigitaalinen maailma
Biotalous ja kiertotaloushttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Biotalous-ja-kiertotalous.aspxBiotalous ja kiertotalous
Älykäs teollisuushttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Älykäs-teollisuus.aspxÄlykäs teollisuus
Vähähiilinen energiahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Vähähiilinen-energia.aspxVähähiilinen energia
Liiketoiminnan kehittäminenhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Liiketoiminnan-kehittäminen.aspxLiiketoiminnan kehittäminen
Kestävät ja älykkäät yhteisöthttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kestävät-ja-älykkäät-yhteisöt.aspxKestävät ja älykkäät yhteisöt
Palvelut PK-yrityksillehttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Palvelut-PK-yrityksille.aspxPalvelut PK-yrityksille
Terveys ja hyvinvointihttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Terveys-ja-hyvinvointi.aspxTerveys ja hyvinvointi
Impulssi 2/2018https://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Impulssi-2-2018.aspxImpulssi 2/2018
Tuottoa sijoituksillehttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Tuottoa-sijoituksille.aspxTuottoa sijoituksille
Infinited Fiber tuo muutoksen tekstiiliteollisuuteenhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Infinited-Fiber-tuo-muutoksen-tekstiiliteollisuuteen.aspxInfinited Fiber tuo muutoksen tekstiiliteollisuuteen
Ihmisten jäljillähttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Ihmisten-jaljilla.aspxIhmisten jäljillä
Tulevaisuuden arkkitehdit asiallahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Tulevaisuuden-arkkitehdit-asialla.aspxTulevaisuuden arkkitehdit asialla
Digitaaliset ekosysteemit valtaavat alaahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Digitaaliset-ekosysteemit-valtaavat-alaa.aspxDigitaaliset ekosysteemit valtaavat alaa
Kyberturvallisuus vaatii muutakin kuin teknologiaosaamistahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kyberturvallisuus-vaatii-muutakin-kuin-teknologiaosaamista.aspxKyberturvallisuus vaatii muutakin kuin teknologiaosaamista
Hienokemia tarvitsee biopohjaisia aromaattejahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Hienokemia-tarvitsee-biopohjaisia-aromaatteja.aspxHienokemia tarvitsee biopohjaisia aromaatteja
Ikäteknologia arjen apuna ja turvanahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Ikäteknologia-arjen-apuna-ja-turvana.aspxIkäteknologia arjen apuna ja turvana
Mitä ja miten tulevaisuudessa syödään?https://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Mita-ja-miten-tulevaisuudessa-syodaan.aspxMitä ja miten tulevaisuudessa syödään?
Kohti hiilineutraaleja materiaalejahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kohti-hiilineutraaleja-materiaaleja.aspxKohti hiilineutraaleja materiaaleja
Älykäs 5G-valaisinpylväs tuo turvaa älykaupungin asukkaillehttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Alykas-5G-valaisinpylvas-tuo-turvaa-alykaupungin-asukkaille.aspxÄlykäs 5G-valaisinpylväs tuo turvaa älykaupungin asukkaille
Autonominen maailma on jo täällähttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Autonominen-maailma-on-jo-taalla.aspxAutonominen maailma on jo täällä
Kyberturvallisuutta rokotusohjelman keinoinhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kyberturvallisuutta-rokotusohjelman-keinoin.aspxKyberturvallisuutta rokotusohjelman keinoin
Simon Kos, Microsoft: Tekoäly rynnii potilaan avuksihttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Simon-Kos-Microsoft-Tekoaly-rynnii-potilaan-avuksi.aspxSimon Kos, Microsoft: Tekoäly rynnii potilaan avuksi
Koppurasormin ja suurennuslasin avulla verkkopankkiinhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Koppurasormin-ja-suurennuslasin-avulla-verkkopankkiin.aspxKoppurasormin ja suurennuslasin avulla verkkopankkiin
Älylasit haastavat kännykänhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Alylasit-haastavat-kannykan.aspxÄlylasit haastavat kännykän
Asuinmukavuus ja energiatehokkuus mahtuvat samaan kotiinhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Asuinmukavuus-ja-energiatehokkuus-mahtuvat-samaan-kotiin.aspxAsuinmukavuus ja energiatehokkuus mahtuvat samaan kotiin
Elinkeinoministeri Olli Rehn: uudistumisen kautta nousuunhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Elinkeinoministeri-Olli-Rehn-uudistumisen-kautta-nousuun.aspxElinkeinoministeri Olli Rehn: uudistumisen kautta nousuun
Elintarvikkeet muutoksessahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Elintarvikkeet-muutoksessa.aspxElintarvikkeet muutoksessa
Energiaministeri laajentaisi päästökauppaahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Energiaministeri-laajentaisi-paastokauppaa.aspxEnergiaministeri laajentaisi päästökauppaa
Tua Huomo: Energiantuotanto ja -käyttö – fiksut valinnat vaikuttavathttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Energiantuotanto-ja-kaytto–fiksut-valinnat-vaikuttavat.aspxTua Huomo: Energiantuotanto ja -käyttö – fiksut valinnat vaikuttavat
Energiaratkaisut ja 2050-tavoitteethttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Energiaratkaisut-ja-2050-tavoitteet.aspxEnergiaratkaisut ja 2050-tavoitteet
Matti Apunen: Ennen kuin tieto hukkuu numeroihinhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Ennen-kuin-tieto-hukkuu-numeroihin.aspxMatti Apunen: Ennen kuin tieto hukkuu numeroihin
Huoltoapua astronauteillehttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Huoltoapua-astronauteille.aspxHuoltoapua astronauteille
Idean jyvistä isoihin innovaatioihinhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Idean-jyvista-isoihin-innovaatioihin.aspxIdean jyvistä isoihin innovaatioihin
Impulssi 1/2015https://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Impulssi-1-2015.aspxImpulssi 1/2015
Kaikki katseet uudistumiseenhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kaikki-katseet-uudistumiseen.aspxKaikki katseet uudistumiseen
Kalasatamasta älykkään energian mallialuehttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kalasatamasta-alykkaan-energian-mallialue.aspxKalasatamasta älykkään energian mallialue
Kasvua ja uusia mahdollisuuksia piifotoniikassahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kasvua-ja-uusia-mahdollisuuksia-piifotoniikassa.aspxKasvua ja uusia mahdollisuuksia piifotoniikassa
Kitka ja kasvihuonepäästöt kuriin materiaalien digitoinnillahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kitka-ja-kasvihuonepaastot-kuriin-materiaalien-digitoinnilla.aspxKitka ja kasvihuonepäästöt kuriin materiaalien digitoinnilla
Kohti uutta syöpähoitoa soluseulonnallahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kohti-uutta-syopahoitoa-soluseulonnalla.aspxKohti uutta syöpähoitoa soluseulonnalla
Kyberturvallisuuden puolesta monella rintamallahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kyberturvallisuuden-puolesta-monella-rintamalla.aspxKyberturvallisuuden puolesta monella rintamalla
Liiketoimintaa liikenteeseenhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Liiketoimintaa-liikenteeseen.aspxLiiketoimintaa liikenteeseen
Maailma kuluttajien silminhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Maailma-kuluttajien-silmin.aspxMaailma kuluttajien silmin
Maailmalla ei ole parempaa innovaatiomalliahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Maailmalla-ei-ole-parempaa-innovaatiomallia.aspxMaailmalla ei ole parempaa innovaatiomallia
Maailma paremmaksi hyvällä energiallahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Maailma-paremmaksi-hyvalla-energialla.aspxMaailma paremmaksi hyvällä energialla
Mahdollisuus piilee haasteissahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Mahdollisuus-piilee-haasteissa.aspxMahdollisuus piilee haasteissa
Matti Apunen: Ongelma nimeltä huippuosaajahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Matti-Apunen-Ongelma-nimelta-huippuosaaja.aspxMatti Apunen: Ongelma nimeltä huippuosaaja
Mediatuotannossa ja asumispalveluissa valmistaudutaan 5G-verkkoonhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Mediatuotannossa-ja-asumispalveluissa-valmistaudutaan-5G-verkkoon.aspxMediatuotannossa ja asumispalveluissa valmistaudutaan 5G-verkkoon
Menetelmiä parempaan päätöksentekoonhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Menetelmia-parempaan-paatoksentekoon.aspxMenetelmiä parempaan päätöksentekoon