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
Vähähiilinen energiahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Vähähiilinen-energia.aspxVähähiilinen energia
Terveys ja hyvinvointihttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Terveys-ja-hyvinvointi.aspxTerveys ja hyvinvointi
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
Älykäs teollisuushttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Älykäs-teollisuus.aspxÄlykäs teollisuus
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
Impulssi 2/2018https://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Impulssi-2-2018.aspxImpulssi 2/2018
Yrittäjien velvollisuus on etsiä kasvuahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Yrittajien-velvollisuus-on-etsia-kasvua.aspxYrittäjien velvollisuus on etsiä kasvua
Energia-ala varautuu yhdessä kyberuhkiinhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Energia-ala-varautuu-yhdessa-kyberuhkiin.aspxEnergia-ala varautuu yhdessä kyberuhkiin
Maailma vuonna 2030 – vastauksia huomisen kysymyksiinhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Maailma-vuonn-2030-vastauksia-huomisen-kysymyksiin.aspxMaailma vuonna 2030 – vastauksia huomisen kysymyksiin
Kohti hiilineutraaleja materiaalejahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kohti-hiilineutraaleja-materiaaleja.aspxKohti hiilineutraaleja materiaaleja
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
Digitalisoimalla biotalous uudelle tasollehttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Digitalisoimalla-biotalous-uudelle-tasolle.aspxDigitalisoimalla biotalous uudelle tasolle
Kohti uutta syöpähoitoa soluseulonnallahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kohti-uutta-syopahoitoa-soluseulonnalla.aspxKohti uutta syöpähoitoa soluseulonnalla
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
Uudenlaista liiketoimintaa selluloosastahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Uudenlaista-liiketoimintaa-selluloosasta.aspxUudenlaista liiketoimintaa selluloosasta
VTT hyödyntää Fabry-Perot interferometriteknologiaahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Fabry-Perot-interferometriteknologia.aspxVTT hyödyntää Fabry-Perot interferometriteknologiaa
Tekoälyä opetetaan tunnistamaan, kuka hyötyy kemoterapiastahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Tekoälyä-opetetaan-tunnistamaan,-kuka-hyötyy-kemoterapiasta.aspxTekoälyä opetetaan tunnistamaan, kuka hyötyy kemoterapiasta
5G:n avulla liikenneturvallisuus uudelle tasollehttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/5Gn-avulla-liikenneturvallisuus-uudelle-tasolle.aspx5G:n avulla liikenneturvallisuus uudelle tasolle
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
Bisnesenkeli Sauli Törmälä: Kasvua kansainvälisiltä kentiltähttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Sauli-Tormala-Kasvua-kansainvalisilta-kentilta.aspxBisnesenkeli Sauli Törmälä: Kasvua kansainvälisiltä kentiltä
Tuottoa sijoituksillehttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Tuottoa-sijoituksille.aspxTuottoa sijoituksille
Matti Apunen: Meillä ei ole varaa olla ilman robottejahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Meilla-ei-ole-varaa-olla-ilman-robotteja.aspxMatti Apunen: Meillä ei ole varaa olla ilman robotteja
Robottiautojen esiinmarssihttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Robottiautojen-esiinmarssi.aspxRobottiautojen esiinmarssi
Kalasatamasta älykkään energian mallialuehttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kalasatamasta-alykkaan-energian-mallialue.aspxKalasatamasta älykkään energian mallialue
Solar Foods Oy: Räätälöityä ravintoa avaruustutkimuksen malliinhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Solar-Foods-Oy-Raataloitya-ravintoa-avaruustutkimuksen-malliin.aspxSolar Foods Oy: Räätälöityä ravintoa avaruustutkimuksen malliin
Puhtaampaa kaupunkiliikennettä puupohjaisella dieselillähttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Puhtaampaa-kaupunkiliikennetta-puupohjaisella-dieselilla.aspxPuhtaampaa kaupunkiliikennettä puupohjaisella dieselillä
Robotiikka – monien mahdollisuuksien tekniikkaahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Robotiikka-–-monien-mahdollisuuksien-tekniikkaa.aspxRobotiikka – monien mahdollisuuksien tekniikkaa
Fuusiosta kestävä ratkaisu energiapulaanhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Fuusiosta-kestävä-ratkaisu-energiapulaan.aspxFuusiosta kestävä ratkaisu energiapulaan
Kännykällä mielenrauhaahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kannykalla-mielenrauhaa.aspxKännykällä mielenrauhaa
Impulssi 1/2016https://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Impulssi-1-2016.aspxImpulssi 1/2016
Teknologiahypestä asiakasymmärrykseenhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Teknologiahypesta-asiakasymmarrykseen.aspxTeknologiahypestä asiakasymmärrykseen
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
Salofa tuo pikatestit terveyden ja ympäristön seurantaanhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Salofa-tuo-pikatestit-terveyden-ja-ympariston-seurantaan.aspxSalofa tuo pikatestit terveyden ja ympäristön seurantaan
Kyberturvallisuutta rokotusohjelman keinoinhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kyberturvallisuutta-rokotusohjelman-keinoin.aspxKyberturvallisuutta rokotusohjelman keinoin
Selluloosakuitu herättää vanhan puuvillatekstiilin uuteen eloonhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Selluloosakuitu-herattaa-kaytetyn-puuvillatekstiilin-uuteen-eloon.aspxSelluloosakuitu herättää vanhan puuvillatekstiilin uuteen eloon
Infinited Fiber tuo muutoksen tekstiiliteollisuuteenhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Infinited-Fiber-tuo-muutoksen-tekstiiliteollisuuteen.aspxInfinited Fiber tuo muutoksen tekstiiliteollisuuteen
LEO tuo älyä sylintereihinhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/LEO-tuo-alya-sylintereihin.aspxLEO tuo älyä sylintereihin
Kaura on kysyttyä tavaraa maailmallahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kaura-on-kysyttya-tavaraa-maailmalla.aspxKaura on kysyttyä tavaraa maailmalla
Elintarvikkeet muutoksessahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Elintarvikkeet-muutoksessa.aspxElintarvikkeet muutoksessa
Suomessa on paljon mikroelektroniikan erikoisosaamistahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Suomessa-on-paljon-mikroelektroniikan-erikoisosaamista.aspxSuomessa on paljon mikroelektroniikan erikoisosaamista
Tulevaisuuden kuluttajat ja kuluttajatutkijat kohtasivat makeathonissahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kuluttajat-ja-kuluttajatutkijat-kohtasivat-makeathonissa.aspxTulevaisuuden kuluttajat ja kuluttajatutkijat kohtasivat makeathonissa
Puolustusvoimat hakee etumatkaahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Puolustusvoimat-hakee-etumatkaa.aspxPuolustusvoimat hakee etumatkaa
Luotettavalla mittaustiedolla on olennainen rooli ilmastonmuutoksen hillitsemisessähttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Luotettavalla-mittaustiedolla-on-olennainen-rooli-ilmastonmuutoksen-hillitsemisessä.aspxLuotettavalla mittaustiedolla on olennainen rooli ilmastonmuutoksen hillitsemisessä
Autonominen maailma on jo täällähttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Autonominen-maailma-on-jo-taalla.aspxAutonominen maailma on jo täällä
Mitä ja miten tulevaisuudessa syödään?https://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Mita-ja-miten-tulevaisuudessa-syodaan.aspxMitä ja miten tulevaisuudessa syödään?
Riskienhallintaa mutkistuvassa maailmassahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Riskienhallintaa-mutkistuvassa-maailmassa.aspxRiskienhallintaa mutkistuvassa maailmassa