Realtà Virtuale e Realtà Aumentata: cosa sono e come possono cambiare la nostra vita

La realtà virtuale e la realtà aumentata non rappresentano più ipotetici scenari futuribili. Entrambe sono già piuttosto radicate nella quotidianità di tantissime persone e vengono utilizzate nell’ambito dei settori più disparati.

Non tutti sanno quali siano le caratteristiche di virtual reality e augmented reality. Anzi, quando si parla dell’una piuttosto che dell’altra, il rischio è sempre quello di fare confusione.

Per fortuna, esistono delle categorie che aiutano a capire quali siano le effettive differenze tra realtà virtuale e realtà aumentata. Differenze che però, da tanti punti di vista, sembrano esclusivamente concettuali.

Al giorno d’oggi realtà virtuale e realtà aumentata corrono praticamente di pari passo. In certi casi, si integrano a vicenda.

Proprio dalla loro fusione, nascono le condizioni ottimali per consentire agli utenti di vivere esperienze incredibilmente immersive, dettagliate e appaganti.

Ora come non mai inizia a diventare sempre più importante conoscere i principi fondamentali sia della realtà aumentata, che della realtà virtuale. Ad esempio, conoscere qualcosa della loro storia.

La realtà virtuale è nata ufficialmente nel 1989 ed ha iniziato a diventare protagonista di dispositivi sempre più performanti con l’avvento del nuovo millennio. Anche la realtà aumentata ha preso piede a partire dagli anni ’90, soprattutto se tiene in considerazione la sua possibilità di integrarsi con oggetti fisici.

Per inquadrare queste due realtà è però importante anche avere chiaro in mente quale siano le loro caratteristiche più distintive e importanti.

In tal senso, la realtà virtuale permette di simulare un qualsiasi ambiente o oggetto reale dentro uno spazio digitale. Permette dunque di creare veri e propri mondi, all’interno dei quali l’utente può vivere percezioni specifiche.

La realtà aumentata permette invece di migliorare gli ambienti e/o gli oggetti concreti. Li arricchisce attraverso l’aggiunta di informazioni elettroniche, e, in certi casi, permette all’utente persino alcune opzioni di “intervento”.

Detto ciò, conoscere virtual reality e augmented reality, vuol dire soprattutto essere in grado di capire quali siano i loro obiettivi presenti e le loro possibilità future.

Entrambe queste “realtà” possono infatti contribuire al miglioramento della vita quotidiana delle persone: sia in ambito professionale, sia per quanto riguarda il relax, il tempo libero e la vita privata.

Da questo punto di vista, la realtà virtuale è ormai pronta a uscire da un uso limitato al gaming e/o all’entertainment, per entrare sempre più nel mondo del training e persino nel mondo medico. Allo stesso modo la realtà aumentata potrebbe contribuire significativamente alla prossima rivoluzione della mobilità.

• 0. Cosa si intende per Realtà Virtuale

  

  Il termine realtà virtuale, dall'inglese virtual reality, fa riferimento a tante diverse tipologie di simulazione che vengono realizzate attraverso interfacce di un computer. La realtà virtuale simula l’aspetto della realtà che circonda l’utente, permettendogli di vivere esperienze più o meno interattive.

  La virtual reality si avvale di diverse periferiche in grado di simulare un ambiente attorno all’utente: visori, caschi e ancora occhiali smart, detti anche smart glasses. Non mancano poi auricolari, guanti virtuali e addirittura le più recenti cybertute: periferiche altamente avanzate, che consentono una scansione tridimensionale dell’utente e che permettono di simulare stimoli sensoriali lungo tutto il corpo.

  Il primo teorico di un’esperienza di simulazione realistica e capace di stimolare i diversi sensi umani è stato Morton Heilig: un regista, cameraman, fotografo ed inventore statunitense. Nel 1957 Heilig pensò un prototipo di nome “Sensorama”: un dispositivo meccanico che proiettava film sperimentali altamente immersivi.

  Il Sensorama permetteva di riprodurre immagini 3D grazie a speciali coni visivi, ma non solo.

  Il macchinario prevedeva anche un audio stereofonico, dei feedback tattili di movimento e addirittura un particolare sistema per riprodurre dei profumi.

  Successivamente, l’informatico Ivan Sutherland creò il primo sistema di realtà virtuale con visore della Storia: era il 1968 e “Spada di Damocle”, nonostante alcuni palesi limiti strutturali, permise effettivamente di visitare stanze tridimensionali in wireframe.

  Detto questo, il primo dispositivo di virtual reality (nell’accezione più contemporanea del termine) è l’Aspen Movie Map: un software sviluppato dal MIT nel 1977, che ricreò virtualmente l’intera città di Aspen in Colorado.
  
  Grazie all’Aspen Movie Map, l’utente poteva camminare per le vie cittadine sia in modalità estiva che invernale: due simulazioni indirizzate a replicare dei filmati preesistenti. In alternativa, era anche possibile optare per la cosiddetta “modalità poligonale”, che si basava su modelli tridimensionali.

  Ciononostante, il termine VR (acronimo che sta proprio per virtual reality) sarebbe stato coniato da Jaron Lanier più di dieci anni dopo: più precisamente nel 1989, mentre Lanier, un pioniere assoluto del campo, fondava la sua VPL Research.

  Da allora la realtà virtuale ha fatto passi da gigante: il fotorealismo si è fatto sempre più dettagliato e l’esperienza visiva è stata via via arricchita da altre stimolazioni sensoriali.

  La crescita della realtà virtuale è stata sviluppata in base alla stretta relazione tra due categorie distinte.

  La prima categoria di sviluppo della virtual reality è la “presenza” e fa riferimento al livello di realismo esperito da un soggetto mentre interagisce con un mondo virtuale. Si pensi, in tal senso, alla forza di gravità applicata agli oggetti lanciati dentro gli ambienti virtuali.

  La seconda categoria viene descritta con la parola “immersione” e fa riferimento alle diverse capacità di coinvolgimento di un ambiente virtuale. Immersione può voler dire isolamento dagli stimoli dell’ambiente esterno, ma anche elevata attivazione delle risorse cognitive dell’utente. 

• 1. Cosa si intende per Realtà Aumentata

  

  Si può parlare di realtà aumentata, in inglese augmented reality, ogni qual volta un elaboratore manipola o media la realtà. Nella maggior parte dei casi, l’aumento di realtà corrisponde a un arricchimento percettivo fornito da informazioni o elementi specifici.

  Questi elementi possono venire aggiunti dai computer, dagli smartphone, ma anche da tanti altri dispositivi legati alla visione, all’ascolto, alla manipolazione: quindi occhiali, auricolari, guanti e così via.

  Un perfetto esempio di realtà aumentata è quello legato al classico overlay successivo all’inquadratura di un oggetto con la fotocamera di uno smartphone. La fotocamera infatti è in grado di riconoscere l’oggetto e di sovrapporre all’inquadratura delle informazioni aggiuntive. Informazioni che si integrano alla realtà circostante, ma che, al tempo stesso, la arricchiscono.

  La augmented reality presenta caratteristiche ben definite: caratteristiche che, da tanti punti di vista, sono molto differenti rispetto a quelle tipiche della virtual reality.

  Non è sempre facile capire se la realtà mediata sia un concetto continuo o opposto rispetto a quello della realtà virtuale. Parlando di Storia, entrambe le “realtà” (virtuale e aumentata, ndr) sono state concepite a partire dalla seconda metà del XX secolo. Ma non solo, in certi casi loro teorizzazione ha addirittura coinvolto gli stessi studiosi.
  
  Il primo lavoro che mostrò un paio di occhiali a realtà aumentata venne infatti presentato dallo stesso Ivan Sutherland autore del sistema di virtual reality “Spada di Damocle”. Era il 1968 e l’informatico statunitense già mostrava le capacità che gli avrebbero permesso, vent’anni dopo, di vincere il prestigioso Premio Turing. 

  La visione di un’augmented reality in grado di integrarsi con l’elettronica, i dispositivi portatili e la rete è stata però sviluppata soprattutto a partire dagli anni ’90.

  Oggi la realtà aumentata viene organizzata in determinate macro-categorie. La prima è quella dell’augmented reality su dispositivi mobile e ruota attorno agli overlay di contenuto che la fotocamera di uno smartphone può applicare all’ambiente circostante inquadrato.

  Un altro tipo di realtà aumentata è quella su computer e si basa su dei marcatori di nome ARtags: quando il lettore (in questo caso, la webcam del computer) riconosce il marcatore, sovrappone in tempo reale altri contenuti multimediali.

  Infine, esiste anche la realtà aumentata senza marcatori o attivatori di sorta. Uno scenario che lascia immaginare una libertà di movimento molto più ampia e che dovrebbe permettere all’utente di visualizzare contenuto virtuale aggiuntivo pochi secondi dopo l’inquadratura di un piano qualsiasi.

  In questo momento storico, l’augmented reality è già ampiamente utilizzata dagli utenti di mezzo mondo.

  Basti pensare alle mappe in grado di fornire informazioni relative ad alberghi, ristoranti, stazioni e punti di interesse. Ma anche alla possibilità di ritrovare una vettura parcheggiata grazie al GPS.
  
  Per non parlare poi della realtà aumentata applicata ai videogame, come nel caso di Pokemon Go: un gioco free-to-play basato proprio su geolocalizzazione GPS e augmented reality, che permette di individuare e catturare i diversi pokemon (animali di fantasia, ndr) inquadrando l’ambiente circostante con il proprio smartphone.

• 2. Realtà virtuale e aumentata: quali sono le differenze

  

  Parlare di differenze nette tra realtà virtuale e realtà aumentata non è semplice: entrambe rientrano nel campo della realtà mediata, che prevede una qualche forma di intervento esterno sul mondo fisico circostante.

  Quando si parla di realtà mediata, virtual reality e augmented reality sono spesso adiacenti. Anzi, talvolta sono talmente continue da risultare quasi indistinguibili.

  Ciononostante, è comunque possibile individuare delle differenze strutturali tra realtà virtuale e realtà aumentata. In tal senso, un buon metodo di analisi consiste nell’analizzare il ruolo svolto dall’informazione aggiunta elettronicamente.

  Nel caso della realtà virtuale, il dato aggiunto è talmente preponderante da sostituire le normali percezioni dell’essere umano. L’utente infatti si ritrova all’interno di scenari del tutto artificiali, anche se capaci di appagare più o meno dettagliatamente i diversi sensi.

  Nella virtual reality l’ambiente digitale sostituisce in tutto e per tutto quello reale.

  Ciò vuol dire che un computer elabora e genera tutto quello che viene vissuto o percepito come reale. Al contrario, nella augmented reality l’utente continua a vivere immerso in un mondo fisico, tangibile, reale. L’informazione aggiuntiva manipola in qualche modo questa realtà fisica, che però rimane comunque preponderante a livello di esperienza e di percezioni.

  Anche le applicazioni più profonde della realtà aumentata prevedono un rapporto diretto tra l’utente e l’ambiente fisico che lo circonda. Da questo punto di vista, è possibile tornare a citare Pokemon Go: un videogame di realtà aumentata che sovrappone personaggi digitali agli scenari reali.

  Pokemon Go è una app altamente coinvolgente, che però non “teletrasporta” l’utente altrove. Un utente impegnato in una partita è cosciente di trovarsi all’interno del mondo fisico, anche se gli ambienti inquadrati dal suo smartphone vengono arricchiti dalla presenza di pokemon pronti ad essere catturati.

• 3. Quali sono i campi di applicazione

  

  Virtual reality e augmented reality sono più che presenti nella realtà di tutti i giorni. In entrambi i casi è possibile individuare diversi settori e diversi campi diapplicazione che godono dell’una, dell’altra o magari addirittura di entrambe.

  Un ambito particolarmente battuto dalla realtà virtuale è sicuramente quello del gaming. D'altronde la VR offre la possibilità concreta di immergere l’utente completamente all’interno di un gioco.
  
  Le case produttrici hanno iniziato da anni a sviluppare dispositivi e software di livello superiore: accessori fisici, come ad esempio i visori, gli auricolari o i guanti. Ma anche software pensati appositamente per interagire con uno o più device.

  Per il resto, come è facile intuire, la singola azienda ha tratta il singolo dispositivo in base alla propria filosofia e alle proprie inclinazioni.

  Si pensi alla differenza profonda che esiste tra un dispositivo come Oculus Rift e il visore Toy-Con sviluppato da Nintendo. Oculus Rift è un head mounted display, ovvero uno schermo “montato” sulla testa dello spettatore, con caratteristiche tecniche eccezionali: uno schermo LCD abilitato alla stereoscopia 3D, con un campo di visione di più di 90 gradi orizzontali.

  Toy-Con è invece un visore 3D pensato per un utilizzo più giocoso e familiare. Non a caso, veniva venduto da Nintendo all’interno di kit più ampi. Kit che nascevano con l’obiettivo di integrare il gioco fisico e quello virtuale. Kit che potevano essere composti tanto da spade giocattolo, quanto da strumenti musicali.

  Detto questo, la realtà virtuale non serve soltanto per giocare: al contrario, può venire sfruttata per realizzare tante diverse tipologie di esperienza immersiva. Esempi di applicazione si troano nei musei, nei siti archeologici, ma anche durante eventi più o meno legati al mondo hi-tech.

  Veniamo ora alla realtà aumentata, che presenta uno spettro altrettanto ampio di settori di applicazione. Si va infatti dagli ambiti più quotidiani a quelli più professionalizzati.

  L’augmented reality può venire utilizzata per sviluppare e gestire al meglio diverse tipologie di progetto. È il caso, ad esempio, delle costruzioni architettoniche, che possono venire collocate all’interno di un determinato ambiente reale.

  Ma è anche il caso di piani urbanistici più ampi e persino dello studio di siti archeologici del passato. L’AR (acronimo che sta per “augmented reality”, ndr) infatti permette di generare modelli e di confrontarli tra loro, ma anche di sviluppare rendering 3D.

  La realtà aumentata è ormai parte integrante sia del mondo commercio che di quello del marketing.

  Non a caso viene utilizzata sempre di più per sostituire in maniera smart i vecchi concetti di opuscolo, etichetta, didascalia. L’AR viene utilizzata sia nell’ambito dei cataloghi che in quello della manualistica. In entrambi i casi, l’utente non deve fare altro che inquadrare il prodotto che gli interessa, per ottenere tutte le informazioni di cui ha bisogno: dimensioni, prezzo, eventuali tempi di spedizione ecc.

  Ma non solo. Un uso più approfondito dell’augmented reality permette infatti anche di “vedere” in tempo reale variazioni e addirittura di applicare dei correttivi. Si pensi, ad esempio, a un particolare modello di divano e alla possibilità di osservarlo in diverse tonalità di colore.

• 4. Come hanno cambiato e come cambieranno la nostra vita

  

  Già in questo momento storico, realtà virtuale e realtà aumentata hanno dimostrato di poter avere un impatto significativo all’interno molteplici campi di applicazione. Va però ricordato che entrambi i settori sono in crescita costante e che, con ogni probabilità, godranno dello sviluppo di altre tecnologie contemporanee.

  Si pensi alle infinite possibilità legate allo sviluppo dell’intelligenza artificiale, del machine learning, del deep learning e delle reti neurali. Gli elaboratori di domani saranno in grado di processare una quantità impressionante di informazioni. Ma non solo: saranno in grado di elaborare le informazioni per imparare concetti nuovi e di sfruttarle per prendere decisioni autonome.

  C'è poi la diffusione sempre più capillare delle reti 5G: le nuove connessioni ultra-veloci che permetteranno ai vari dispositivi di realtà virtuale e/o realtà aumentata di ricevere pacchetti di dati sempre più completi a tempo di record.

  Detto questo, se si parla di realtà virtuale, una delle sfide future più impegnative sicuramente è quella che riguarda il mondo della salute. I dispositivi VR infatti possono venire utilizzati in diversi ambiti di training e/o simulazione, tra cui appunto quello medico.

  Per non parlare poi dell’importanza che la virtual reality avrà all’interno del “metaverso”: una vera e propria evoluzione della rete, in cui gli spazi digitali avranno un ruolo sempre più preponderante.

  In caso di affermazione del metaverso, la realtà virtuale potrebbe consentire all’utente tanto di “recarsi” sul proprio posto di lavoro digitale, quanto di trascorrere tempo libero online assieme alle persone care.

  Invece, per quello che riguarda la realtà aumentata, due tra i settori da tenere maggiormente sott’occhio sono sicuramente quello dell’automotive e quello della mobilità.

  Già ad oggi infatti esistono diversi dispositivi di augmented reality che permettono di semplificare l’esperienza di guida: basti pensare ai navigatori e a tutte le informazioni “aggiuntive” che forniscono sull’ambiente circostante.

  Un domani però le diverse automobili e i diversi dispositivi potrebbero operare in uno stato di connessione continua. Ciò vuol dire che i diversi device di realtà aumentata potrebbero scambiarsi informazioni tra loro e aggiornare l’utente in tempo reale.

  Una condizione che rivoluzionerebbe completamente il concetto di mobilità così come la intendiamo. Non a caso, un domani, l’attuale assistenza alla guida potrebbe trasformarsi in una guida autonoma al 100% da parte del veicolo.

  Per il resto, lo sviluppo della realtà aumentata con ogni probabilità giocherà un ruolo fondamentale nell’affermazione dell’industria 4.0.

  D’altronde, anche i macchinari degli stabilimenti del futuro potrebbero essere sempre più connessi tra loro.

  In questo caso una corretta applicazione della augmented reality permetterà di ridurre sensibilmente i tempi produttivi, di ottimizzare i costi e, magari, persino di cancellare (quasi) definitivamente il rischio di errore.

  In conclusione, sia la realtà virtuale che la realtà aumentata potrebbero contribuire alla creazione di un mondo ancora più fluido e interconnesso. Un mondo in cui la distinzione canonica tra fisico e digitale potrebbe perdere ogni significato.

• 5. Cos'è la realtà estesa, ambiti di applicazione

  

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  Il concetto di realtà estesa è molto ampio e comprende al suo interno diversi livelli di realtà, tra cui la realtà virtuale, la realtà aumentata e la realtà mista. Tutte queste realtà sono accessibili tramite dispositivi tecnologici come i visori VR, le app AR o i computer olografici. Nonostante siano conoscenze ancora poco conosciute al grande pubblico, questi concetti stanno iniziando a diffondersi e ad essere sempre più utilizzati, soprattutto dai più giovani.

  La più nota esperienza di realtà estesa è la realtà virtuale, che permette agli utenti di vivere in ambienti digitali creati ad hoc. All’interno degli ambienti creati da questa tecnologia, gli utenti perdono completamente la percezione di quello che gli sta accanto nella vita reale. La realtà fisica viene rimpiazzata da una realtà creata a computer. Esistono diversi livelli di verosimiglianza, che vanno dalla creazione di ambienti molto realistici a simulazioni più lontane dalla realtà. Anche il livello di interazione cambia in base al dispositivo utilizzato. I più utilizzati e famosi dispositivi per questa tipologia di realtà virtuale sono il casco e il visore, lanciati per la prima volta sul mercato alla metà degli anni ’90. 

  Sono proprio questi i dispositivi del futuro, che permetteranno a tutte le prossime generazioni di accedere ad esperienze sempre più profonde come il Metaverso di Zuckerberg

  Altro ambito di applicazione è la realtà aumentata, dove i dispositivi mirano ad integrare il mondo fisico con il mondo digitale piuttosto che sostituirlo. I software che si utilizzano aggiungono elementi e arricchiscono l’ambiente in cui si trova l’utente. Sono tantissime le applicazioni, anche utilizzate quotidianamente, che si basano sulla realtà aumentata. Basta pensare ad app come Snapchat, che consente agli utenti di applicare degli effetti particolari partendo da un elemento reale come un video o la propria immagine. Un altro tipo di applicazioni che utilizzano l’AR sono quelle che si occupano di mobilità e navigazione, che si mixano alla perfezione con elementi reali.

  Infine, la realtà estesa comprende anche la mixed reality, ossia una realtà mista in cui l’ambiente riprodotto digitalmente è assolutamente uguale a quello reale. Per esempio, gli utenti potranno interagire con elementi virtuali che corrispondono esattamente agli originali. Un chiaro esempio di dispositivi di questo genere è il visore HoloLens di Microsoft, descritto come un computer olografico, capace di realizzare dei veri e propri ologrammi. 

  Per approfondimento: Cos'è la realtà estesa, ambiti di applicazione