สภาพแวดล้อมเสมือนจริงอัตโนมัติแบบถ้ำ ( หรือที่รู้จักกันดีในชื่อย่อCAVE ) คือสภาพแวดล้อมเสมือนจริงแบบดื่มด่ำ ที่ฉาย ภาพไปยังผนังห้องทรงลูกบาศก์ขนาดเท่าห้องจำนวนสามถึงหกด้าน ชื่อนี้ยังอ้างอิงถึงอุปมาเรื่องถ้ำในสาธารณรัฐของเพลโตซึ่งนักปรัชญาพิจารณาถึงการรับรู้ ความเป็นจริง และภาพลวงตา CAVE ถือเป็นหนึ่งใน "ห้อง" VR แรกๆ^{[ 1 ]}

CAVE ถูกคิดค้นโดยCarolina Cruz-Neira , Daniel J. SandinและThomas A. DeFantiที่ห้องปฏิบัติการการแสดงภาพอิเล็กทรอนิกส์มหาวิทยาลัยอิลลินอยส์ ชิคาโก ในปี 1992 ^{[ 2 ]}ภาพบนผนังเป็นแบบสเตอริโอเพื่อให้เห็นความลึก^{[ 3 ]}

CAVE คือโรงภาพยนตร์วิดีโอที่ตั้งอยู่ภายในห้องขนาดใหญ่ ผนังของ CAVE มักทำจาก จอ ฉายภาพด้านหลังแต่ปัจจุบันจอ LED ขนาดใหญ่ กำลังได้รับความนิยมมากขึ้น พื้นอาจเป็นจอฉายภาพลงด้านล่าง จอฉายภาพจากด้านล่าง หรือจอแบน ระบบฉายภาพมีความละเอียดสูงมากเนื่องจากการรับชมในระยะใกล้ ซึ่งต้องใช้ขนาดพิกเซลที่เล็กมากเพื่อรักษาภาพลวงตาของความเป็นจริง ผู้ใช้สวมแว่นตา 3 มิติภายใน CAVE เพื่อดูภาพกราฟิก 3 มิติที่สร้างขึ้นโดย CAVE ผู้ที่ใช้ CAVE สามารถมองเห็นวัตถุลอยอยู่ในอากาศ และสามารถเดินรอบๆ วัตถุเหล่านั้นได้ ทำให้เห็นภาพที่สมจริงมากขึ้น ในตอนแรกนั้นทำได้โดยใช้เซ็นเซอร์แม่เหล็กไฟฟ้า แต่ปัจจุบันเปลี่ยนมาใช้ กล้อง อินฟราเรด แล้ว โครงสร้างของ CAVE รุ่นแรกๆ ต้องสร้างจากวัสดุที่ไม่เป็นแม่เหล็ก เช่น ไม้ เพื่อลดการรบกวนกับเซ็นเซอร์แม่เหล็กไฟฟ้า การเปลี่ยนมาใช้ระบบติดตามด้วยอินฟราเรดได้ขจัดข้อจำกัดนั้นไปแล้ว การเคลื่อนไหวของผู้ใช้ CAVE จะถูกติดตามโดยเซ็นเซอร์ที่มักติดอยู่กับแว่นตา 3 มิติ และวิดีโอจะปรับอย่างต่อเนื่องเพื่อรักษามุมมองของผู้ดู คอมพิวเตอร์ควบคุมทั้งด้านนี้และด้านเสียงของ CAVE โดยทั่วไปจะมีลำโพงหลายตัววางไว้ในหลายมุมภายใน CAVE เพื่อให้ได้เสียง 3 มิติที่เสริมกับวิดีโอ 3มิติ

ระบบภาพเสมือนจริงถูกสร้างขึ้นโดยโปรเจ็กเตอร์ที่ติดตั้งอยู่นอก CAVE และควบคุมด้วยการเคลื่อนไหวทางกายภาพของผู้ใช้ภายใน CAVE ระบบ จับการเคลื่อนไหวจะบันทึกตำแหน่งของผู้ใช้ แบบเรียลไท ม์ แว่นตา LCD แบบสามมิติ จะแสดง ภาพ สามมิติคอมพิวเตอร์จะสร้างภาพคู่หนึ่งอย่างรวดเร็ว ภาพละหนึ่งภาพสำหรับดวงตาแต่ละข้างของผู้ใช้ โดยอิงจากข้อมูลการจับการเคลื่อนไหว แว่นตาจะซิงโครไนซ์กับโปรเจ็กเตอร์เพื่อให้แต่ละตาเห็นเฉพาะภาพที่ถูกต้องเท่านั้น เนื่องจากโปรเจ็กเตอร์ติดตั้งอยู่นอกลูกบาศก์ จึงมักใช้กระจกเพื่อลดระยะห่างที่จำเป็นจากโปรเจ็กเตอร์ไปยังจอภาพ คอมพิวเตอร์หนึ่งเครื่องหรือมากกว่านั้นควบคุมโปรเจ็กเตอร์ กลุ่มของพีซีแบบตั้งโต๊ะเป็นที่นิยมในการใช้งาน CAVE เนื่องจากมีต้นทุนต่ำกว่าและทำงานได้เร็วกว่า

มีซอฟต์แวร์และไลบรารีที่ออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับแอปพลิเคชัน CAVE นอกจากนี้ยังมีเทคนิคหลายอย่างสำหรับการเรนเดอร์ฉาก ปัจจุบันมีกราฟฉาก ที่นิยม ใช้กันอยู่ 3 แบบ ได้แก่ OpenSG , OpenSceneGraphและOpenGL Performer OpenSG และ OpenSceneGraph เป็นโอเพนซอร์ส ในขณะที่ OpenGL Performer นั้นใช้งานได้ฟรี แต่ไม่รวมซอร์สโค้ด

เพื่อให้ได้ภาพที่ไม่บิดเบี้ยวหรือผิดเพี้ยน จอแสดงผลและเซ็นเซอร์ต้องได้รับการปรับเทียบ กระบวนการปรับเทียบขึ้นอยู่กับ เทคโนโลยี การจับภาพการเคลื่อนไหวที่ใช้ ระบบออปติคอลหรือระบบเฉื่อย-อะคูสติกต้องการเพียงแค่การกำหนดค่าศูนย์และแกนที่ใช้โดยระบบติดตามเท่านั้น การปรับเทียบเซ็นเซอร์แม่เหล็กไฟฟ้า (เช่นเดียวกับที่ใช้ในถ้ำแรก) นั้นซับซ้อนกว่า ในกรณีนี้ บุคคลจะต้องสวมแว่นตาพิเศษที่จำเป็นในการดูภาพสามมิติ จากนั้นโปรเจ็กเตอร์จะฉายภาพกล่องขนาดหนึ่งนิ้วจำนวนมากที่วางห่างกันหนึ่งฟุตเข้าไปในถ้ำ บุคคลนั้นจะใช้เครื่องมือที่เรียกว่า "อุปกรณ์วัดอัลตราโซนิก" ซึ่งมีเคอร์เซอร์อยู่ตรงกลาง และวางตำแหน่งอุปกรณ์เพื่อให้เคอร์เซอร์อยู่ในแนวเดียวกับกล่องที่ฉายภาพ กระบวนการนี้สามารถดำเนินต่อไปได้จนกว่าจะวัดบล็อกที่แตกต่างกันเกือบ 400 บล็อก ทุกครั้งที่วางเคอร์เซอร์ไว้ภายในบล็อก โปรแกรมคอมพิวเตอร์จะบันทึกตำแหน่งของบล็อกนั้นและส่งตำแหน่งไปยังคอมพิวเตอร์อีกเครื่องหนึ่ง หากจุดต่างๆ ได้รับการปรับเทียบอย่างแม่นยำ ภาพที่ฉายใน CAVE จะไม่มีการบิดเบือน นอกจากนี้ยังช่วยให้ CAVE สามารถระบุตำแหน่งของผู้ใช้ได้อย่างถูกต้องและติดตามการเคลื่อนไหวได้อย่างแม่นยำ ทำให้โปรเจ็กเตอร์สามารถแสดงภาพตามตำแหน่งที่บุคคลนั้นอยู่ภายใน CAVE ได้^{[ 4 ]}

แนวคิดของ CAVE ดั้งเดิมได้รับการนำมาประยุกต์ใช้ใหม่และกำลังถูกนำไปใช้ในหลากหลายสาขา มหาวิทยาลัยหลายแห่งเป็นเจ้าของระบบ CAVE CAVE มีประโยชน์มากมาย บริษัทวิศวกรรมหลายแห่งใช้ CAVE เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการพัฒนาผลิตภัณฑ์^{[ 5 ] [ 6 ]}สามารถสร้างและทดสอบต้นแบบชิ้นส่วน พัฒนาอินเทอร์เฟซ และจำลองเค้าโครงโรงงานได้ทั้งหมดก่อนที่จะใช้เงินซื้อชิ้นส่วนจริง ซึ่งทำให้วิศวกรเข้าใจพฤติกรรมของชิ้นส่วนในผลิตภัณฑ์โดยรวมได้ดียิ่งขึ้น CAVE ยังถูกนำมาใช้มากขึ้นเรื่อยๆ ในการวางแผนร่วมกันในภาคการก่อสร้าง^{[ 7 ]}นักวิจัยสามารถใช้ระบบ CAVE เพื่อดำเนินการวิจัยในหัวข้อของตนด้วยวิธีการที่เข้าถึงได้ง่ายและมีประสิทธิภาพมากขึ้น ตัวอย่างเช่น CAVE ถูกนำไปใช้ในการตรวจสอบการฝึกอบรมเกี่ยวกับการลงจอดเครื่องบิน F-16 ^{[ 8 ]}ที่มหาวิทยาลัยบราวน์นักเขียนนวนิยายRobert Cooverได้สอน นักศึกษา วรรณกรรมอิเล็กทรอนิกส์ให้สร้างผลงานวรรณกรรมสำหรับ CAVE โดยScreenเป็นผลงาน VR ที่เกิดขึ้นจากสิ่งนี้^{[ 9 ]}

ทีม EVL ที่ UIC ได้เปิดตัว CAVE2 ในเดือนตุลาคม 2555 ^{[ 10 ]}เช่นเดียวกับ CAVE รุ่นดั้งเดิม มันเป็นสภาพแวดล้อมเสมือนจริงแบบ 3 มิติ แต่ใช้ แผง LCDแทนการฉายภาพ

• ความเป็นจริงเสมือน

วิกิมีเดียคอมมอนส์มีสื่อที่เกี่ยวข้องกับสภาพแวดล้อมเสมือนจริงอัตโนมัติของถ้ำ

• Carolina Cruz-Neira, Daniel J. Sandin และ Thomas A. DeFanti. "ความเป็นจริงเสมือนแบบฉายภาพรอบทิศทาง: การออกแบบและการใช้งาน CAVE", SIGGRAPH '93: รายงานการประชุมประจำปีครั้งที่ 20 ว่าด้วยคอมพิวเตอร์กราฟิกและเทคนิคเชิงโต้ตอบ , หน้า 135–142, doi:10.1145/166117.166134