A imersão na realidade virtual é uma percepção de estar fisicamente presente em um mundo não-físico. A percepção é criada ao cercar o usuário do sistema VR em imagens, som ou outros estímulos que proporcionam um ambiente total absorvente.

O estado de imersão ou imersão é um estado psicológico em que o sujeito deixa de estar ciente de seu próprio estado físico. Frequentemente é acompanhada por uma concentração intensa, uma noção perturbada de tempo e realidade. O termo é amplamente utilizado na computação, realidade virtual e jogos de vídeo (como MMORPGs), mas pode ser usado como uma palavra-chave.

No campo da realidade virtual, os sistemas imersivos também são usados ​​para mergulhar o usuário em um ambiente familiar, seja para distração ou para fins de treinamento – para incutir reflexos que serão usados ​​em um caso real, ou para reconstituir remotamente um sistema real em que pode operar por controle remoto. As atrações do Futuroscope Poitiers ou pilotando drones por imersão em um cockpit virtual são exemplos. O grau de imersão é determinado pela concordância das sensações com aqueles a que o usuário está acostumado e pela adequação dos diferentes sentidos entre eles (por exemplo, o toque e a visão).

O nome é um uso metafórico da experiência de submersão aplicada à representação, ficção ou simulação. A imersão também pode ser definida como o estado de consciência em que uma consciência de “visitante” (Maurice Benayoun) ou “imersiva” (Char Davies) do ser físico é transformada por estar cercada em um ambiente artificial; usado para descrever a suspensão parcial ou total da descrença, possibilitando ação ou reação aos estímulos encontrados em um ambiente virtual ou artístico. O grau em que o ambiente virtual ou artístico reproduz fielmente a realidade determina o grau de suspensão da descrença. Quanto maior a suspensão da descrença, maior o grau de presença alcançado.

Em contraste com a imersão cinemática passiva, a realidade virtual permite a interação com o ambiente virtual e, portanto, uma maior intensidade de imersão pode ser alcançada.

É referido como um ambiente virtual imersivo quando o usuário tem permissão para interagir diretamente com ele. A CAVE com hardware de interação apropriado é um exemplo desse sistema. Em contraste, a realidade virtual não imersiva, e. em um sistema 3D-CAD, que é operado em um PC.

Os mundos virtuais cativantes e sofisticados levam a uma maior imersão, bem como controladores que permitem uma interação natural com o mundo virtual. Em casos extremos, isso pode significar que os jogadores têm que se acostumar com o mundo real após o término do jogo VR. A intensidade também depende da personalidade do jogador e da duração do jogo.

A professora americana de mídia digital, Janet H. Murray, descreve a imersão da seguinte forma:
“A experiência de ser transportado para um lugar elaboradamente simulado é prazerosa em si mesmo, independentemente do conteúdo da fantasia. A imersão é um termo metafórico derivado da experiência física de ser submerso na água. Uma mulher em uma piscina ou piscina: a sensação de estar em um conjunto todo o nosso aparelho perceptivo “.

Richard Bartle distingue quatro diferentes níveis de imersão (Levels of Immersion):
Jogador: O personagem é um meio de influenciar o mundo do jogo.
avatar: o personagem é um representante do jogador no mundo do jogo. Os jogadores falam sobre o personagem na terceira pessoa.
personagem: os jogadores de computador se identificam com o personagem e falam sobre eles na primeira pessoa.
Personagem: o personagem faz parte da identidade do jogador do computador. Ele não joga um personagem em um mundo virtual, ele está em um mundo virtual ele mesmo.
Por exemplo, o gênero do jogo de computador dos atiradores em primeira pessoa é basicamente jogado do ponto de vista do personagem, isto é, na perspectiva de primeira pessoa. Os designers de jogos usam a imersão aqui para permitir que o jogador experimente o mundo virtual da forma mais direta possível.

Tipos:
De acordo com Ernest W. Adams, autor e consultor em design de jogos, a imersão pode ser dividida em três categorias principais:

A imersão tática é experimentada ao executar operações táteis que envolvem habilidade. Os jogadores sentem “na zona” enquanto aperfeiçoam ações que resultam em sucesso.

A imersão estratégica é mais cerebral e está associada ao desafio mental. Os jogadores de xadrez experimentam imersão estratégica ao escolher uma solução correta entre uma ampla gama de possibilidades.

A imersão narrativa ocorre quando os jogadores se tornam investidos em uma história, e é semelhante ao que é experimentado ao ler um livro ou assistir a um filme.
Staffan Björk e Jussi Holopainen, em Patterns In Game Design, dividem a imersão em categorias semelhantes, mas chamam de imersão sensorial-motora, imersão cognitiva e imersão emocional, respectivamente. Além disso, eles adicionam uma nova categoria:
A imersão espacial ocorre quando um jogador sente que o mundo simulado é perceptivamente convincente. O jogador sente que ele ou ela está realmente “lá” e que um mundo simulado parece e se sente “real”.

Presença:
Presença, um termo derivado do encurtamento da “telepresença” original, é um fenômeno que permite às pessoas interagir e se sentir conectado ao mundo fora de seus corpos físicos através da tecnologia. É definida como a sensação subjetiva de uma pessoa de estar lá em uma cena representada por um meio, geralmente de natureza virtual. A maioria dos designers se concentra na tecnologia usada para criar um ambiente virtual de alta fidelidade; No entanto, os fatores humanos envolvidos na obtenção de um estado de presença também devem ser levados em consideração. É a percepção subjetiva, embora gerada por e / ou filtrada através de tecnologia humana, que, em última análise, determina a obtenção bem-sucedida da presença.

Os óculos de realidade virtual podem produzir um sentimento visceral de estar em um mundo simulado, uma forma de imersão espacial chamada Presença. De acordo com o Oculus VR, os requisitos tecnológicos para alcançar essa reação visceral são a baixa latência e o rastreamento preciso dos movimentos.

Realidade virtual imersiva:
A realidade virtual imersiva é uma tecnologia hipotética futura que existe hoje como projetos de arte de realidade virtual, na sua maioria. Consiste em imersão em um ambiente artificial onde o usuário se sente tão imerso como geralmente sentem na realidade de consenso.

Interação direta do sistema nervoso:
O método mais considerado seria induzir as sensações que constituíam a realidade virtual no sistema nervoso diretamente. No funcionalismo / biologia convencional, interagimos com a realidade do consenso através do sistema nervoso. Assim, recebemos toda a entrada de todos os sentidos como impulsos nervosos. Isso dá aos seus neurônios um sentimento de sensação aumentada. Isso envolveria o usuário recebendo entradas como impulsos nervosos artificialmente estimulados, o sistema receberia as saídas do SNC (impulsos nervosos naturais) e os processaria, permitindo que o usuário interaja com a realidade virtual. Os impulsos naturais entre o corpo e o sistema nervoso central deveriam ser prevenidos. Isso poderia ser feito bloqueando os impulsos naturais usando nanorobots que se ligam à fiação do cérebro, enquanto recebem os impulsos digitais dos quais descrevem o mundo virtual, que poderia então ser enviado para a fiação do cérebro. Um sistema de feedback entre o usuário e o computador que armazena a informação também seria necessário. Considerando a quantidade de informação necessária para esse sistema, é provável que se baseie em formas hipotéticas de tecnologia informática.

Requisitos:
Compreensão do sistema nervoso
Uma compreensão abrangente de quais impulsos nervosos correspondem a quais sensações e quais impulsos motores correspondem a quais as contracções musculares serão necessárias. Isso permitirá que as sensações corretas no usuário e as ações na realidade virtual ocorram. O Blue Brain Project é a pesquisa atual e mais promissora com a idéia de entender como funciona o cérebro através da construção de modelos computacionais de grande escala.

Capacidade de manipular o SNC
O sistema nervoso, obviamente, precisaria ser manipulado. Embora os dispositivos não-invasivos que utilizem a radiação tenham sido postulados, os implantes cibernéticos invasivos provavelmente ficarão disponíveis antes e serão mais precisos. A manipulação pode ocorrer em qualquer fase do sistema nervoso – a medula espinhal provavelmente será mais simples; Como todos os nervos passam por aqui, este poderia ser o único local de manipulação. A Nanotecnologia Molecular é susceptível de fornecer o grau de precisão requerido e pode permitir que o implante seja construído dentro do corpo em vez de ser inserido por uma operação.

Hardware / software para processar entradas / saídas
Um computador muito poderoso seria necessário para processar realidade virtual complexa o suficiente para ser quase indistinguível da realidade de consenso e interagir com o sistema nervoso central com a rapidez suficiente.

Ambientes digitais imersivos:
Um ambiente digital imersivo é uma cena ou “mundo” artificial, interativo, criado por computador, dentro do qual um usuário pode mergulhar.

Os ambientes digitais imersivos podem ser pensados ​​como sinônimo de realidade virtual, mas sem a implicação de que a “realidade” real está sendo simulada. Um ambiente digital imersivo poderia ser um modelo de realidade, mas também poderia ser uma completa interface de usuário de fantasia ou abstração, desde que o usuário do ambiente esteja imerso dentro dele. A definição de imersão é ampla e variável, mas aqui se supõe que significa simplesmente que o usuário sente como fazer parte do “universo” simulado. O sucesso com o qual um ambiente digital imersivo pode realmente mergulhar o usuário depende de muitos fatores, como gráficos computacionais 3D criativos, som surround, entrada interativa de usuários e outros fatores, como simplicidade, funcionalidade e potencial de prazer. Novas tecnologias estão atualmente em desenvolvimento que afirmam trazer efeitos ambientais realistas para o ambiente dos jogadores – efeitos como vento, vibração do assento e iluminação ambiental.

Percepção:
Para criar uma impressão de imersão total, os 5 sentidos devem perceber o ambiente digital como real. A tecnologia imersiva pode induzir em erro os sentidos com: Exibições panorâmicas em 3D Som surround Comentários sobre força e reconhecimento de movimento Criação artificial de sabores e cheiros

Interação:
Uma vez que os sentidos percebem o ambiente digital tão real o suficiente, o usuário deve poder interagir com o meio ambiente de forma natural e intuitiva. Uma multidão de tecnologias imersivas, como reconhecimento de movimento, respondem à ação do usuário. As Interfaces de Controle do cérebro (BCI) que respondem à atividade neuronal até começaram a aparecer.

Exemplos e aplicativos:
As simulações de treinamento e de ensaio correm a partir do treinamento procedimental de parte da tarefa (geralmente, buttonology, por exemplo: qual botão você empurra para implantar um boom de reabastecimento) através de simulação situacional (como resposta de crise ou treinamento de motorista de comboio) para simulações de movimento completo que treinam pilotos ou soldados e aplicação da lei em cenários que são muito perigosos para treinar em equipamentos reais usando uma lei real.

Jogos de computador de jogos arcade simples para jogos multijogantes em massa e programas de treinamento, como simuladores de vôo e de condução. Ambientes de entretenimento como simuladores de movimento que imergem os cavaleiros / jogadores em um ambiente digital virtual, aprimorado por sugestões de movimento, visual e auditivo. Simuladores de realidade, como uma das Montanhas Virunga em Ruanda, que leva você a uma viagem pela selva para encontrar uma tribo de gorilas de montanha. Ou versões de treino, como uma que simula fazer um passeio através das artérias humanas e do coração para testemunhar o acúmulo de placa e assim aprender sobre o colesterol e a saúde.

Em paralelo com cientistas, artistas como Knowbotic Research, Donna Cox, Rebecca Allen, Robbie Cooper, Maurice Benayoun, Char Davies e Jeffrey Shaw usam o potencial da realidade virtual imersiva para criar experiências e situações fisiológicas ou simbólicas.

Outros exemplos de tecnologia de imersão incluem espaço físico / espaço imersivo com projeções digitais circundantes e som como CAVE e o uso de fones de ouvido de realidade virtual para visualização de filmes, com controle de cabeçalho e controle de computador da imagem apresentada, para que o visualizador apareça estar dentro da cena. A próxima geração é VIRTSIM, que atinge imersão total através da captura de movimento e monitores montados na cabeça sem fio para equipes de até treze imersas que permitem o movimento natural através do espaço e a interação no espaço virtual e físico ao mesmo tempo.

Uso em cuidados médicos:
Novos campos de estudos ligados à realidade virtual imersiva emergem todos os dias. Os pesquisadores vêem um grande potencial em testes de realidade virtual servindo como métodos de entrevista complementares em cuidados psiquiátricos. A realidade virtual imersiva em estudos também foi usada como uma ferramenta educacional na qual a visualização de estados psicóticos tem sido usada para aumentar a compreensão de pacientes com sintomas similares. Novos métodos de tratamento estão disponíveis para a esquizofrenia e outras áreas de pesquisa recentemente desenvolvidas onde a realidade virtual imersiva deve alcançar melioração é na educação de procedimentos cirúrgicos, programa de reabilitação de lesões e cirurgias e redução da dor do membro fantasma.

Aplicações no ambiente construído:
No domínio do design arquitetônico e da ciência do edifício, são adotados ambientes virtuais imersivos para facilitar arquitetos e engenheiros de construção para aprimorar o processo de design através da assimilação do seu senso de escala, profundidade e consciência espacial. Tais plataformas integram o uso de modelos de realidade virtual e tecnologias de realidade mista em várias funções de pesquisa científica em construção, operações de construção, treinamento de pessoal, pesquisas de usuários finais, simulações de desempenho e visualização de BIM. Os monitores montados na cabeça (com sistemas de 3 graus de liberdade e 6 graus de liberdade) e as plataformas CAVE são usados ​​para visualizações espaciais e navegações de modelagem de informações de construção (BIM) para diferentes fins de design e avaliação. Clientes, arquitetos e proprietários de edifícios usam aplicativos derivados de motores de jogos para navegar em modelos BIM de escala 1: 1, permitindo uma experiência virtual de futuros edifícios. Para esses casos de uso, a melhoria de desempenho da navegação espacial entre fones de ouvido de realidade virtual e telas de desktop 2D foi investigada em vários estudos, alguns sugerindo melhora significativa em fones de ouvido de realidade virtual, enquanto outros não indicam diferença significativa. Arquitetos e engenheiros de construção também podem usar ferramentas de design imersivas para modelar vários elementos de construção em interfaces de CAD de realidade virtual e aplicar modificações de propriedade em arquivos de modelagem de informações de construção (BIM) através desses ambientes.

Na fase de construção de edifícios, os ambientes imersivos são utilizados para melhorar os preparativos do site, a comunicação no local e a colaboração dos membros da equipe, segurança e logística. Para o treinamento dos trabalhadores da construção, os ambientes virtuais mostraram ser altamente efetivos na transferência de habilidades com estudos que mostram resultados de desempenho semelhantes ao treinamento em ambientes reais. Além disso, plataformas virtuais também são usadas na fase de operação de edifícios para interagir e visualizar dados com a Internet de Coisas (IoT) dispositivos disponíveis em edifícios, melhoria de processos e também gerenciamento de recursos.

Estudos de ocupantes e usuários finais são realizados através de ambientes imersivos. As plataformas imersivas virtuais envolvem os futuros ocupantes no processo de construção de edifícios, proporcionando uma sensação de presença aos usuários com modelos de pré-construção integrantes e modelos BIM para avaliação de opções de design alternativas no modelo de construção de forma oportuna e econômica. Estudos que realizam experiências humanas mostraram que os usuários realizam de forma semelhante nas atividades diárias de escritório (identificação de objeto, velocidade de leitura e compreensão) em ambientes virtuais imersivos e em ambientes físicos comparados. No campo da iluminação, os fones de ouvido de realidade virtual foram utilizados, investigam a influência dos padrões de fachada nas impressões perceptivas e a satisfação de um espaço simulado. Além disso, estudos de iluminação artificial implementaram ambientes virtuais imersivos para avaliar as preferências de iluminação dos usuários finais de cenas virtuais simuladas com o controle de persianas e luzes artificiais no ambiente virtual.

Para engenharia e análise estrutural, ambientes imersivos permitem ao usuário se concentrar em pesquisas estruturais sem se distrair demais para operar e navegar na ferramenta de simulação. As aplicações de realidade virtual e aumentada foram projetadas para análise de elementos finitos de estruturas de shell. Usando stylus e luvas de dados como dispositivos de entrada, o usuário pode criar, modificar malhas e especificar condições de contorno. Para uma geometria simples, os resultados codificados em cores em tempo real são obtidos mudando as cargas no modelo. Estudos usaram redes neurais artificiais (ANN) ou métodos de aproximação para alcançar a interação em tempo real para a geometria complexa e simular seu impacto através de luvas hápticas. As estruturas em grande escala e a simulação de ponte também foram alcançadas em ambientes virtuais imersivos. O usuário pode mover as cargas atuando na ponte, e os resultados da análise de elementos finitos são atualizados imediatamente usando um módulo aproximado.

Efeitos prejudiciais:
Doença de simulação ou doença de simulador, é uma condição em que uma pessoa exibe sintomas semelhantes ao enjôo causado por jogos de computador / simulação / videogames (Oculus Rift está trabalhando para resolver a doença do simulador).

A doença de movimento devido à realidade virtual é muito similar à doença de simulação e ao enelecimento por filmes. Na realidade virtual, no entanto, o efeito é mais agudo à medida que todos os pontos de referência externos são bloqueados da visão, as imagens simuladas são tridimensionais e, em alguns casos, som estéreo que também pode dar um senso de movimento. Estudos demonstraram que a exposição a movimentos rotativos em um ambiente virtual pode causar aumentos significativos em náuseas e outros sintomas de enjôo.

Outras mudanças comportamentais, como o estresse, o vício, o isolamento e as mudanças de humor também são discutidas como efeitos colaterais causados ​​pela realidade virtual imersiva.