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
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
Elinkeinoministeri Olli Rehn: uudistumisen kautta nousuunhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Elinkeinoministeri-Olli-Rehn-uudistumisen-kautta-nousuun.aspxElinkeinoministeri Olli Rehn: uudistumisen kautta nousuun
Matti Apunen: Ennen kuin tieto hukkuu numeroihinhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Ennen-kuin-tieto-hukkuu-numeroihin.aspxMatti Apunen: Ennen kuin tieto hukkuu numeroihin
Ihmisten jäljillähttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Ihmisten-jaljilla.aspxIhmisten jäljillä
Kaivostoiminnasta kestävää ja hyväksyttäväähttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kaivostoiminnasta-kestavaa-ja-hyvaksyttavaa.aspxKaivostoiminnasta kestävää ja hyväksyttävää
Kohti uutta syöpähoitoa soluseulonnallahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kohti-uutta-syopahoitoa-soluseulonnalla.aspxKohti uutta syöpähoitoa soluseulonnalla
Maailma vuonna 2030 – vastauksia huomisen kysymyksiinhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Maailma-vuonn-2030-vastauksia-huomisen-kysymyksiin.aspxMaailma vuonna 2030 – vastauksia huomisen kysymyksiin
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
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
Kun osaat mitata, osaat parantaahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/MIKES-tekee-vaativia-mittauksia-teollisuuden-kayttoon.aspxKun osaat mitata, osaat parantaa
Muutosjohtamisen luova voimahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Muutosjohtamisen-luova-voima.aspxMuutosjohtamisen luova voima
Riskienhallintaa mutkistuvassa maailmassahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Riskienhallintaa-mutkistuvassa-maailmassa.aspxRiskienhallintaa mutkistuvassa maailmassa
Suomella osaaminen globaaleihin ongelmiinhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Suomella-osaaminen-globaaleihin-ongelmiin.aspxSuomella osaaminen globaaleihin ongelmiin
Suomi on pidettävä houkuttelevanahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Suomi-on-pidettava-houkuttelevana.aspxSuomi on pidettävä houkuttelevana
Syntymäpäivälahja meiltä itsellemmehttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Syntymapaivalahja-meilta-itsellemme.aspxSyntymäpäivälahja meiltä itsellemme
Erkki KM Leppävuori: Tehoa tutkimukseenhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Tehoa-tutkimukseen.aspxErkki KM Leppävuori: Tehoa tutkimukseen
Teknologiahypestä asiakasymmärrykseenhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Teknologiahypesta-asiakasymmarrykseen.aspxTeknologiahypestä asiakasymmärrykseen
Teollinen internet haastaa Suomenhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Teollinen-internet-haastaa-Suomen.aspxTeollinen internet haastaa Suomen
Teollisuuden kyberturvallisuus paranee yhteistyöllähttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Teollisuuden-kyberturvallisuus-paranee-yhteistyolla.aspxTeollisuuden kyberturvallisuus paranee yhteistyöllä
Tositoimia Suomen nostamiseksihttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Tositoimia-Suomen-nostamiseksi.aspxTositoimia Suomen nostamiseksi
Uusia ratkaisuja kaupunkitulvien ehkäisyynhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Uusia-ratkaisuja-kaupunkitulvien-ehkaisyyn.aspxUusia ratkaisuja kaupunkitulvien ehkäisyyn
Yritysten ja tutkijoiden löydettävä toisensa uudella tavallahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Yritysten-ja-tutkijoiden-loydettava-toisensa-uudella-tavalla.aspxYritysten ja tutkijoiden löydettävä toisensa uudella tavalla
Plasmakäsittely kirittää materiaalikehitystähttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Plasmakasittely-kirittaa-materiaalikehitysta.aspxPlasmakäsittely kirittää materiaalikehitystä
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
Energiaratkaisut ja 2050-tavoitteethttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Energiaratkaisut-ja-2050-tavoitteet.aspxEnergiaratkaisut ja 2050-tavoitteet
Impulssi 1/2016https://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Impulssi-1-2016.aspxImpulssi 1/2016
LEO tuo älyä sylintereihinhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/LEO-tuo-alya-sylintereihin.aspxLEO tuo älyä sylintereihin
Tehdään totta biotaloudestahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Tehdaan-totta-biotaloudesta.aspxTehdään totta biotaloudesta
Pekka Soinin Business Finland on yritysten ”kansainvälistymiskanava”https://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Pekka-Soinin-Business-Finland-on-yritysten-kansainvalistymiskanava.aspxPekka Soinin Business Finland on yritysten ”kansainvälistymiskanava”
Kitka ja kasvihuonepäästöt kuriin materiaalien digitoinnillahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kitka-ja-kasvihuonepaastot-kuriin-materiaalien-digitoinnilla.aspxKitka ja kasvihuonepäästöt kuriin materiaalien digitoinnilla
Impulssi 2/2015https://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Impulssi-2-2015.aspxImpulssi 2/2015
Infinited Fiber tuo muutoksen tekstiiliteollisuuteenhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Infinited-Fiber-tuo-muutoksen-tekstiiliteollisuuteen.aspxInfinited Fiber tuo muutoksen tekstiiliteollisuuteen
Suomi matkalla kohti vähähiilistä vuotta 2050https://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Tyhjä-artikkeli-3-numerolle-1.aspxSuomi matkalla kohti vähähiilistä vuotta 2050
Merenkulku murroksessa: äly tulee komentosilloillehttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Merenkulku-murroksessa-aly-tulee-komentosilloille.aspxMerenkulku murroksessa: äly tulee komentosilloille
Puolustusvoimat hakee etumatkaahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Puolustusvoimat-hakee-etumatkaa.aspxPuolustusvoimat hakee etumatkaa
Tulevaisuuden sensorihttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Tulevaisuuden-sensori.aspxTulevaisuuden sensori
Kovaakin kovempi vientituotehttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kovaakin-kovempi-vientituote.aspxKovaakin kovempi vientituote
5G tuo vauhtia verkkopalveluihinhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/5G-tuo-vauhtia-verkkopalveluihin.aspx5G tuo vauhtia verkkopalveluihin
Tulevaisuuden arkkitehdit asiallahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Tulevaisuuden-arkkitehdit-asialla.aspxTulevaisuuden arkkitehdit asialla
Impulssi 2/2016https://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Impulssi-2-2016.aspxImpulssi 2/2016
Älylasit haastavat kännykänhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Alylasit-haastavat-kannykan.aspxÄlylasit haastavat kännykän
Sopiiko elinkaariarviointi poliittisen päätöksenteon tueksi?https://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Sopiiko-elinkaariarviointi-poliittisen-päätöksenteon-tueksi.aspxSopiiko elinkaariarviointi poliittisen päätöksenteon tueksi?
ChemSheet-innovaatioilla tietä uusille ratkaisuillehttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Chemsheet-innovaatioilla-tietä-uusille-ratkaisuille.aspxChemSheet-innovaatioilla tietä uusille ratkaisuille
Digitalisoimalla biotalous uudelle tasollehttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Digitalisoimalla-biotalous-uudelle-tasolle.aspxDigitalisoimalla biotalous uudelle tasolle
Impulssi 2/2014https://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Impulssi-2-2014.aspxImpulssi 2/2014
Painettu teknologia kutsuu muotoilijoitahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Painettu-teknologia-kutsuu-muotoilijoita.aspxPainettu teknologia kutsuu muotoilijoita
Turbiinisiivillä miljoonien säästöihinhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Turbiinisiivet-saastavat-miljoonia.aspxTurbiinisiivillä miljoonien säästöihin