Cos’è la realtà virtuale e quali sono le sue applicazioni

La realtà virtuale (VR) rientra nel variegato lessico delle tecnologie immersive. Se a livello concettuale gli albori della VR risalgono addirittura agli anni Sessanta del Novecento, per identificarne la connotazione attuale occorre attendere il 1994, quando, nell’ambito di ricerche del tutto indipendenti, Paul Milgram e Furio Kishino hanno formulato il Reality-Virtuality Continuum, che corrisponde al paradigma delle realtà come lo intendiamo oggi quando parliamo delle espressioni tecnologiche della realtà virtuale e della realtà aumentata, destinate a trovare ampio spazio anche nell’immaginario del metaverso.

Reality – Virtuality Continuum, versione semplificata, basato su P. Milgram e F. Kishino (1994), A taxonomy of Mixed Reality Visual Display, IEICE Transactions on Information Systems, 77(12).

Secondo Milgram e Kishino, i due estremi della realtà coincidono con la realtà vera (real environment) che equivale al mondo in cui siamo fisicamente immersi, e la realtà virtuale (virtual environment) in cui i contenuti sono esclusivamente sintetici, generati digitalmente attraverso una simulazione al computer. Nel mezzo trovano luogo tutti i possibili livelli di ibridazione, sotto l’unico cappello della realtà mista (mixed reality), in cui vi è una compresenza di elementi reali ed elementi digitali, nella situazione che abitualmente siamo noti connotare quale realtà aumentata (augmented reality).

L’impatto delle tecnologie immersive ad oggi è ancora piuttosto marginale, se consideriamo gli aspetti relativi alla sua diffusione a livello mainstream. Le potenzialità di tale medium sono tuttavia talmente evidenti che è semplice prevedere che, quando le tecnologie saranno sufficientemente mature per supportare quelle esperienze che già oggi si prospettano, assisteremo ad una vera e propria rivoluzione nel modo di vivere la realtà, proprio grazie al fatto di poter estendere la realtà con cui siamo abituati ad interagire.

La realtà virtuale rappresenta il contesto probabilmente più affascinante del metaverso, in quanto grazie alla sua tecnologia di simulazione 3D immersiva possiamo provare un’esperienza in un mondo distopico, del tutto alternativo rispetto a quello reale, superando letteralmente i confini del tempo e dello spazio.

Cos’è la realtà virtuale

Esistono varie definizioni di realtà virtuale e la più logica deriva proprio dallo studio sulla continuità tra il reale e il virtuale di cui abbiamo parlato in sede di premessa. La realtà virtuale coincide pertanto con una dimensione digitale che sostituisce integralmente il mondo reale, quale condizione estrema che coincide con l’ambiente virtuale puro.

Attraverso un dispositivo wearable, come gli appositi visori VR, l’utente si immerge multisensorialmente in un’esperienza interamente creata al computer, in cui perde ogni contatto percettivo con la realtà vera, in quanto la sua attenzione e i suoi sensi rimangono coinvolti dalla realtà virtuale.

Esistono vari format di realtà virtuale, dalla semplice esperienza pre-renderizzata del VR 360, in cui si è liberi di orientare lo sguardo (tre gradi di libertà) all’interno di una regia comunque predeterminata, alla realtà virtuale in tempo reale, che consente di muoversi liberamente all’interno dello spazio in 3D (sei gradi di libertà) e si basa sulla stessa tecnologia dei videogiochi in prima persona, consentendo pertanto un livello di interazione decisamente più elevato rispetto alle semplici esperienze in 360. A prescindere dal format utilizzato, la realtà virtuale consente totale libertà ai creatori dei contenuti, per vivere situazioni che nella realtà sarebbero di fatto impossibili, simulandole in tutto e per tutto in 3D.

I caratteri distintivi della realtà virtuale ci consentono di capire perché viene definita una tecnologia immersiva. Un aspetto centrale è dato dal comportamento dell’utente, che reagisce in maniera simile a quanto avverrebbe se dovesse vivere un’esperienza analoga nel mondo reale. Se nell’ambiente virtuale ci ritrovassimo di fronte un serpente intento ad attaccarci, la reazione istintiva sarebbe lo spavento ed il tentativo di fuggire. Poi eventualmente ci rendiamo conto che siamo in una fiction e pertanto il rettile che vediamo è in 3D e anche qualora tentasse di morderci non potrebbe mai iniettarci del veleno.

La simulazione in realtà virtuale genera infatti una forte connessione emozionale. Questa proprietà particolarmente apprezzata nell’ambito del marketing per associare l’esperienza ad un brand. Dopo aver provato un’emozione forte in relazione ad un evento simulato, questa rimane infatti impressa nella memoria del cliente, che potrà rievocarla in ogni circostanza analoga. Tale dinamica crea relazioni indissolubili, del tutto favorevoli alla brand experience.

Un altro aspetto che distingue la realtà virtuale è il fatto che isolandoci dalla realtà vera, le esperienze immersive che ci consente di vivere in maniera interattiva attirano la nostra totale attenzione. Zero distrazioni. L’utente viene totalmente catturato dalla dimensione virtuale. Tale dinamica, associata ad applicazioni con logiche learning by doing, favorisce notevolmente i processi di apprendimento, rendendo la VR uno strumento molto prezioso per la formazione.

Realtà virtuale vs realtà aumentata

Realtà virtuale (VR) e realtà aumentata (AR) vengono spesso trattate insieme per il semplice fatto che sono entrambe tecnologie immersive. Anche se teoricamente si basano sullo stesso paradigma, le loro applicazioni sono piuttosto differenti. La realtà aumentata non si sostituisce totalmente alla realtà vera, anzi, la integra con contenuti 3D che si sovrappongono al reale come un livello informativo addizionale. La realtà aumentata consente ad esempio di sviluppare applicazioni che consentono di visualizzare un oggetto in uno spazio, per prevedere ad esempio il posizionamento degli arredi, piuttosto che di provare virtualmente un paio di occhiali o un abito sulla nostra figura, esattamente come faremmo se potessimo disporre di uno specchio e dell’oggetto reale.

Realtà virtuale e realtà aumentata, come vedremo, si completano nel metaverso, che vede la fusione tra mondi reali e mondi virtuali, in piena coerenza con quanto previsto dal virtuality continuum di Milgram e Kishino. Per altri versi potremmo infatti affermare come realtà virtuale e realtà aumentata siano il risultato di un limite tecnologico, in quanto non esistono dispositivi sufficientemente evoluti per riprodurre in maniera apprezzabile tutto lo spettro del continuum.

A differenza della realtà virtuale che, come vedremo nel corso del successivo paragrafo, deve necessariamente disporre di visori dedicati, la AR, oltre che disporre anch’essa di dispositivi wearable (mixed reality) si è diffusa molto più rapidamente grazie alla possibilità di poter sfruttare i comuni smartphone e tablet iOS e Android per sviluppare le proprie applicazioni.

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Le tecnologie della Realtà Virtuale: i visori VR

Gli utenti possono provare esperienze immersive in realtà virtuale indossando appositi visori, eventualmente integrati da altre periferiche, come i controller manuali, sistemi di tracciamento per le mani e le dita, così come i dispositivi aptici, che nel momento in cui scriviamo sono ancora poco diffusi, ma in futuro consentiranno di provare sensazioni multisensoriali sempre più realistiche.

Indossando il visore, l’utente si ritrova immerso in un mondo creato interamente al computer, perdendo la percezione (almeno) visiva con la realtà che lo circonda. Nella condizione ottimale, questo dovrebbe avvenire per tutti i sensi. A livello vista-udito i risultati sono già apprezzabili, per quanto riguarda tatto, gusto e olfatto non ci sono ancora tecnologie diffuse su larga scala, benché le sperimentazioni non manchino.

I visori VR, noti anche come HMD (head mounted display) sono dispositivi multisensoriali basati sulla visione stereoscopica (binoculare), che possono integrare anche funzionalità audio binaurale. A livello vista – udito, tale combinazione consente all’utente che indossa il visore una percezione tridimensionale, dal momento che la stereoscopia offre il senso della profondità dello spazio, mentre il suono binaurale giunge all’orecchio in maniera coerente con la posizione spaziale da cui avviene la sua emissione, con una condizione di naturale ritardo tra le due orecchie a seconda della direzionalità.

Esistono almeno quattro tipologie di visori VR: cablato, stand-alone, gaming e mobile, che si differenziano soprattutto per il livello di complessità tecnologica che li caratterizza.

Visore VR cablato (tethered)

E’ un riproduttore connesso ad un PC, su cui viene eseguita l’applicazione 3D. La potenza computazionale è costituita dal PC stesso, per cui il visore integra soprattutto tecnologie di visione di fascia medio alta. La combo PC + Visore Tethered costituisce la configurazione più potente per fruire di un’esperienza in VR, anche se per ovvie ragioni non eccelle in termini di comodità, sia per il fatto di avere un cavo di mezzo, sia per il fatto di essere limitata in termini di portabilità. Sono disponibili anche appositi kit wireless, che pur con tutti i loro pro e contro in termini di costi, prestazioni e sicurezza non esonerano dall’esigenza di un PC quale elaboratore dell’applicazione.

Visore VR stand-alone

A differenza del visore tethered, il visore VR stand-alone è dotato di un’unità computazionale autonoma, che lo rende indipendente da un PC. La sua hardware ricorda infatti più i dispositivi mobile, con un SoC dotato di tutte le funzionalità a livello hardware, per CPU, GPU, memoria e storage. Tale caratteristica li rende molto più comodi e flessibili nelle funzioni di mobilità, ma i limiti computazionali comprimono le potenzialità delle applicazioni dal punto di vista grafico. È dunque necessario ottimizzare molto di più le scene e gli asset 3D rispetto a quanto avviene per le applicazioni VR che possono contare sulla potenza di calcolo di un PC. Si tratta comunque del formato di riferimento per quanto riguarda il futuro dei visori VR. Semplicemente la tecnologia non è ancora sufficientemente matura per supportare le applicazioni 3D di cui ci sarebbe già oggi bisogno. Attualmente il visore VR stand-alone più diffuso è il Meta Quest 2.

Visore VR gaming

È un visore cablato specifico per un ecosistema di gaming. È il caso del PSVR, molto economico se paragonato con un visore tethered di fascia medio alta per PC, ma limitato alle applicazioni della console Sony Playstation. Al momento Microsoft e Nintendo non hanno ancora proposto una tecnologia VR esclusiva, anzi, hanno pienamente smentito di volerlo fare entro le attuali generazioni di console. Ovviamente anche i visori tethered per PC possono essere utilizzati per il gaming in ambiente Windows, sfruttando ad esempio la piattaforma Steam VR.

Visore VR mobile

Si tratta di tecnologie entry level, che consentono di utilizzare gli smartphone come visori VR. Il sistema più celebre è il Google Cardboard, un’unità di cartone ripiegabile a formare un visore a costi molto contenuti. Si tratta di una tecnologia di fatto superata. Google non la supporta più ufficialmente e l’ha resa open source. Analoghe tecnologie di fascia media sono costituite da visori con forme e materiali che ricordano i visori VR precedentemente descritti, ma limitati alla sola scocca esterna in cui inserire lo smartphone. Può capitare di vederne ancora in circolazione, ma si tratta di una tipologia di device la cui sorte è già segnata da tempo.

Quali sono le sue applicazioni

La realtà virtuale viene utilizzata sia per le applicazioni entertainment che nel contesto enterprise, dove sta incontrando un crescente successo in moltissimi ambiti.

Realtà virtuale per l’industria 4.0 (simulazione impianti e training)

La VR consente di simulare il funzionamento di macchine e impianti senza l’esigenza della disponibilità fisica e questo la rende molto utile soprattutto in due frangenti: la simulazione e il training.

La simulazione in VR consente di sfruttare i digital twin per progettare le modifiche di impianti ancora prima di realizzarli. Allo stesso modo, gli addetti possono provare le macchine in varie circostanze, riducendo sensibilmente i tempi e costi delle operazioni. Il training VR consente inoltre di apprendere il funzionamento di impianti pericolosi in totale sicurezza, così come evita viaggi inutili, potendo disporre delle versioni digitali di ogni asset semplicemente indossando un visore.

Realtà virtuale in medicina

La VR si sta facendo spazio nel training medicale e nel planning pre-operatorio, per valutare le procedure d’intervento in maniera totalmente sicura per le sorti del paziente, per raggiungere una maggior consapevolezza delle possibili criticità che possono manifestarsi durante la fase chirurgica vera e propria. La simulazione consente inoltre di illustrare al paziente cosa lo aspetta e quali saranno i benefici che otterrà una volta che l’intervento si risolverà con successo. Il supporto visivo del 3D rende molto più semplice la comprensione del dato medicale rispetto ai tradizionali referti bidimensionali.

Un altro ambito in cui la VR sta trovando una notevole diffusione nel contesto sanitario è costituito dalle terapie riabilitative, per recuperare più rapidamente le funzioni anche quando l’efficienza fisica non è ancora del tutto ristabilità. In ambito pediatrico la VR offre un consistente supporto psicologico, soprattutto nei reparti di oncologia e in generale quando i bambini sono soggetti a lunghe degenze in ambito ospedaliero.

Realtà virtuale in architettura

La VR viene utilizzata in molte fase del ciclo di vita di un’architettura. Sono sempre più diffusi i virtual tour interattivi, che consentono di valutare gli spazi di progetto prima di realizzarli. Si tratta di una funzione incredibilmente utile sia nella fase di design review che durante le campagne commerciali real estate. I potenziali clienti possono immergersi nella casa dei loro sogni e configurarla in ogni singolo aspetto, con il feedback in tempo reale del rendering fotorealistico.

Realtà virtuale per l’AEC (Architecture, Engineering, Construction)

La VR consente di supportare varie fasi del ciclo di vita di un edificio e di un’infrastruttura, offrendo ampio supporto per quanto concerne la direzione lavori di strutture ed impianti, grazie all’integrazione con i modelli BIM di progetto. Il visore consente ai tecnici di verificare in tempo reale la rispondenza tra il progetto il costruito e tale caratteristica diventa preziosa anche per le ispezioni successive alla fine dei lavori, diventando una risorsa strategica per il facility management. Tale concetto si sposa sia per gli edifici che per infrastrutture come ponti, strade, gallerie, ecc.

Realtà virtuale per il retail e l’ecommerce

Il retail fa sempre più uso delle tecnologie digitali per supportare le vendite al dettaglio, che si svolgono sempre più attraverso i canali digitali. In questo contesto, la VR diventa molto utile per presentare il prodotto, grazie ai virtual showroom, i negozi virtuali che offrono una CX molto simile a quella che il cliente avrebbe nel negozio fisico, con il valore aggiunto di una serie di servizi integrativi, utili per conoscere in maniera più approfondita l’offerta del brand. La VR agevola a livello percettivo il superamento del confine tra il fisico e il digitale, consentendo ai marketer di implementare con successo le strategie omnichannel. Un esempio lampante è costituito dalle strategie online to offline, che impiegano simultaneamente applicazioni in realtà virtuale (location based) e realtà aumentata (location based e app mobile).

Realtà virtuale per l’educazione

Le logiche del training VR si applicano alla perfezione a qualsiasi contesto didattico ed educativo. Le esperienze didattiche immersive si basano infatti sul metodo di apprendimento learning by doing, che consentono di imparare facendo concretamente ciò che si intende appunto apprendere, mediante procedure guidate in grado di offrire potenzialità molto più ampie e coinvolgenti rispetto alla manualistica tradizionale.

Realtà virtuale per i musei, l’arte e la cultura

Il contesto museale si avvale sempre più di frequente di applicazioni in realtà virtuale e in realtà aumentata per estendere gli allestimenti e l’esperienza di visita sotto vari aspetti. Il virtual tour in ambito museale consente ad esempio di fruire da remoto delle collezioni. Tale leva di marketing consente di promuovere il patrimonio museale incrementando le probabilità di una visita in presenza. Allo stesso tempo, è possibile estendere la collezione fisica con ricostruzioni contestuali. Una delle prime esperienze degne di nota in tale ambito è stata Modigliani VR, che ha consentito ai visitatori di entrare virtualmente nell’atelier in cui produceva le sue opere a Parigi, oltre conoscere diversi particolari della sua vita privata.

Realtà virtuale per il design e la produzione artistica

Sempre più diffuse le applicazioni che consentono di creare i concept di design e creare sculture digitali in ambito artistico. Designer e artisti apprezzano infatti moltissimo la possibilità di creare direttamente nello spazio tridimensionale, cosa che non sarebbe possibile fare nemmeno con le applicazioni 3D flat, sui monitor tradizionali, che a differenza dei visori VR non consentono la corretta percezione della profondità.

Realtà virtuale per il turismo e viaggi

I virtual tour consentono ai potenziali turisti di visitare una location in maniera incredibilmente realistica, senza nemmeno muoversi da casa. Tali strumenti offrono quindi grandi opportunità per la valorizzazione del territorio e delle sue risorse turistico-ricettive. Le applicazioni VR in questo ambito sfruttano soprattutto le immagini e i video VR 360, incredibilmente realistiche e relativamente economiche da realizzare. Come nel caso dei musei, i virtual tour consentono una notevole leva a livello di marketing, per catturare l’attenzione dei potenziali visitatori e convincerli a visitare fisicamente i luoghi esplorati virtualmente.

Realtà virtuale per l’editoria

L’impiego della VR in ambito editoriale ricorda per molti versi quello educazionale, e nello specifico consente di estendere le funzioni offerte dal multimedia tradizionale, nella direzione di renderlo più immersivo e coinvolgente. Nel giornalismo di inchiesta, la VR consente di ricostruire le dinamiche con gli strumenti dell’indagine forense, per cui il pubblico può vivere in prima persona le sensazioni legate a determinati fatti di cronaca, rendendosi perfettamente conto dell’accaduto. La VR viene utilizzata come complemento ed estensione dei reportage effettuati in zona di guerra e costituiscono una testimonianza cruciale per conoscere la verità in merito a quei crimini che altrimenti rimarrebbero insabbiati per sempre.

Realtà virtuale per la difesa

La ricerca militare è da sempre un grande motore di innovazione, grazie agli enormi investimenti che può dedicare allo sviluppo di tecnologie sia per gli aspetti bellici che per le operazioni logistiche. La realtà virtuale non fa certamente eccezione ed è anzi molto apprezzata nelle applicazioni per il training. I militari possono allenarsi sotto vari aspetti, soprattutto quelli tattici e strategici, senza dover allestire operazioni sul campo, molto più onerose e pericolose, sia per l’uomo, che potrebbe cadere vittima di un incidente, che per i mezzi, considerando gli eventuali costi di riparazione. Si pensi ad esempio a ciò che potrebbe comportare la perdita di un caccia da decine di milioni di dollari per un banale errore di valutazione umano in fase di addestramento. Il simulatore VR evita qualsiasi rischio da questo punto di vista e consente ai militari di simulare situazioni tattiche che sarebbe altrimenti molto difficile replicare sul campo in un contesto di semplice addestramento.

I possibili sviluppi futuri: realtà virtuale e metaverso

La realtà virtuale proseguirà il proprio percorso di maturazione tecnica, diventando sempre più efficiente in tutti gli ambiti che abbiamo descritto e in molti altri, come il fintech, l’automotive, l’aerospace, ecc. La VR sarà inoltre una delle principali tecnologie abilitanti per il metaverso, ossia quella fusione tra mondi reali e virtuali che dovrebbe diventare il principale catalizzatore di esperienze nel post web, ossia in ciò che succederà all’era di internet per come lo stiamo attualmente vivendo.

La realtà virtuale, in piena sinergia con la realtà aumentata e l’infrastruttura del cloud, è infatti un elemento fondamentale dello spatial computing, ossia quell’ambiente digitale fatto di contenuti 3D persistenti, oltre ad essere perfettamente coerenti con il mondo reale. Tali environment sono alla base delle piattaforme collaborative che consentono di condividere un unico spazio virtuale con altri utenti, indifferentemente dalla loro effettiva posizione nel mondo reale.

Grazie a questo genere di applicazioni, oggi presenti sul mercato in maniera molto pionieristica, sarà possibile rivoluzionare ancora una volta il nostro modo di lavorare e vivere, con la possibilità di sviluppare quelle applicazioni social VR attualmente ancora molto acerbe.

La realtà virtuale necessità pertanto di tanto sviluppo a livello hardware e software, con tempi oggettivi di maturazione che consentiranno alla VR di diventare sempre più performante a livello qualitativo ed ergonomica da indossare. Il suo enorme potenziale nella simulazione è assolutamente fuori discussione, ma il vero metaverso è ancora lontano dalla sua implementazione mainstream.