Prostředí virtuální reality CAVE („jeskyně“) je pohlcující prostředí virtuální reality , ve kterém jsou projektory namířeny na stěny krychle o velikosti místnosti . Název také odkazuje na jeskynní alegorii v Platónově Republice , ve které filozof spekuluje o vnímání, realitě a iluzi.
První virtuální prostředí CAVE vynalezli Carolina Cruz-Neira , Daniel J. Sandin a Thomas A. Defanti na University of Illinois Chicago Electronic Imaging Laboratory v roce 1992 [1] . CAVE je obvykle videokino umístěné ve velké místnosti. Stěny jeskyně jsou obvykle tvořeny zadními projekčními plátny , ale stále častěji se objevují ploché obrazovky . Podlaha může být promítací plátno směřující dolů, spodní projekční plátno nebo plochý panel. Projekční systémy mají velmi vysoké rozlišení díky blízkým pozorovacím vzdálenostem, které vyžadují velmi malé velikosti pixelů pro zachování iluze reality. Uživatel nosí uvnitř jeskyně 3D brýle , aby mohl vnímat 3D grafiku generovanou systémem. Lidé používající systém CAVE mohou vidět předměty jasně plující ve vzduchu a mohou kolem nich procházet, jako by byly skutečné.
To bylo zpočátku možné díky elektromagnetickým senzorům , ale ty byly poté nahrazeny infračervenými kamerami. Kostra raných jeskyní musela být postavena z nemagnetických materiálů , jako je dřevo , aby se minimalizovala interference s elektromagnetickými senzory; přechod na infračervené sledování toto omezení odstranil. Pohyb uživatele jeskyně je sledován senzory, obvykle připevněnými k 3D brýlím, a video je neustále upravováno tak, aby byla zachována perspektiva diváka . Počítače řídí jak tento aspekt jeskyně, tak i zvukový aspekt. V jeskyni je obvykle několik reproduktorů umístěných v různých úhlech, které kromě 3D videa poskytují i prostorový zvuk [2] .
Realistické vizuální zobrazení je vytvářeno projektory umístěnými vně jeskyně a ovládané fyzickými pohyby uživatele uvnitř jeskyně. Systém snímání pohybu zaznamenává polohu uživatele v reálném čase. Stereoskopické brýle s displejem z tekutých krystalů přenášejí 3D obraz. Počítače okamžitě vygenerují dvojici snímků, jeden pro oko každého uživatele, na základě dat zachycených pohybem. Vzhledem k tomu, že projektory jsou umístěny mimo krychli, zrcadla se často používají ke snížení vzdálenosti od projektorů k plátnu. Projektory jsou řízeny jedním nebo více počítači. Desktopové clustery jsou oblíbené pro běžící prostředí díky jejich vysokému výkonu za relativně nízkou cenu.
K dispozici je software a knihovny navržené speciálně pro aplikace CAVE . Existuje několik metod pro vykreslení scény . Dnes se používají 3 populární grafy scén : OpenSG , OpenSceneGraph a OpenGL Performer . OpenSG a OpenSceneGraph jsou open source .
Koncepce původní jeskyně byla znovu uplatněna a v současnosti se využívá v různých oblastech. Mnoho univerzit vlastní systémy CAVE. Například na Fakultě psychologie Moskevské státní univerzity je místnost virtuální reality navržená specialisty ze společnosti VE Group v roce 2006 - plnohodnotné prostředí CAVE se 4 obrazovkami, které používají psychologové , psychofyziologové a další specialisté . Moskevské státní univerzity k ponoření člověka do virtuální reality [3] . CAVE systémy mají i jiné využití. Mnoho strojírenských společností je používá ke zlepšení vývoje produktů [4] . Prostředí vám umožňuje vytvářet a testovat prototypy součástí , vyvíjet rozhraní a simulovat rozvržení továrny bez použití fyzických součástí. Inženýři tak získají lepší představu o tom, jak zařízení funguje jako celek. CAVE se také používají při kolaborativním plánování ve stavebnictví [5] . Systém se také používá pro zefektivnění vědeckého výzkumu, například při studiu přistání letounu F-16 [6] .
V říjnu 2012 bylo týmem EVL vytvořeno prostředí CAVE2 [7] . Na rozdíl od původního prostředí CAVE je založen na panelech z tekutých krystalů .