Нейро шлем виртуальной реальности sao. Полное погружение в виртуальную реальность: это возможно? Существует ли шлем виртуальной реальности с полным погружением

Наверное, каждый мечтал о том, чтобы побывать в компьютерной игре, полностью погрузиться в нее. Посмотреть другой мир, почувствовать себя участником чужой жизни, посетить экзотические страны и т. д. Именно таких ощущения ждут от шлема виртуальной реальности с полным погружением.

Что это за технология?

Полное погружение в виртуальную реальность появится тогда, когда изобретут девайсы, которые смогут подать сигналы от компьютера в человеческий мозг. Пользователь моментально переместится в виртуальный мир - игровую площадку, созданную с помощью языков программирования на компьютере.
Говоря о рассматриваемой технологии, принято иметь ввиду игры, осуществляющие полное погружение в виртуальную реальность. Это могут быть MMORPG, различные шоу, где игрок сможет стать участником программы и т. д.
Такие игры обманывают все чувства человека. Но сознание игрока понимает, что находится в ненастоящей реальности. Юзер может взять под управление свое тело и совершать различные действия в игре.
Сам пользователь в виртуальной реальности с полным погружением может не походить на себя. Он станет орком, эльфом, гномом и любым другим персонажем, на которого запрограммирована игра.

Внимание! Шлем виртуальной реальности с полным погружением заменит сон пользователю. Он сможет играть и спать одновременно. Также будет происходить эмуляция обоняния и осязания. Процесс похож на осознанные сновидения, только намного реалистичнее

Существует ли технология виртуальной реальности с полным погружением?

В настоящее время такой технологии не существует, но процесс создания подобной машины, которая помогла бы пользователю «окунуться» в другой мир, идет. Сейчас каждый человек может купить очки виртуальной реальности, но полностью прочувствовать другой мир у него нет возможности. Положено лишь начало полного погружения в виртуальную реальность.
Необходимые задумки пока существуют только в мозгах изобретателей и на бумаге. В фантастических книгах есть немало предсказаний того, что нейрошлем полного погружения в виртуальность скоро появится. Но это лишь начальная ступенька эволюции технологий полного погружения.

Капсула

Капсула полного погружения в виртуальность является второй ступенью эволюции в развитии рассматриваемой технологии. Если шлем игрок надевает только на голову, то в капсулу человек помещается полностью. Она имеет немаленькую мощность и задействует каждый орган чувств пользователя. Тело человека пребывает в безопасности во время игры.

Внимание! Продолжительность игры в капсуле дольше, чем в шлеме. По задумкам создателей, будет даже создана автоматическая кормежка игрока и справление его естественных нужд. Питаться юзер будет питательными смесями. Это не полноценная еда, но пару суток без вреда для организма человек на ней проживет

Технология, доступная в настоящее время

Все, что существует сегодня, это лишь начальный этап в создании будущих машин для погружения в другой мир. Самым продвинутым устройством считается шлем виртуальной реальности для персонального компьютера, оружие-контроллер к нему и дорожка для бега.

Последняя не отличается уникальностью, несмотря на то, что цена на небольшая. Это даже не дорожка, а беговой круг. Все достаточно примитивно. Но такое устройство – единственное, что может купить простой человек. Есть варианты покруче, но ненамного. А цена на них в разы выше.

Главные недостатки Virtuix Omni (именно так называется эта технология):

невозможность сделать прыжок, кувырок, резкий скачек;
бегать неудобно и, порой, тяжело;
контроллер представлен лишь одним оружием, в то время как в любом экшен/рпг модификаций автоматов и пистолетов множество;
на таком устройстве будет невозможно играть в ММОРПГ, где нужно все время убирать оружие для того, чтобы сделать заклинание.

Но это лишь начало – через несколько лет технология уйдет намного дальше в развитии.

Когда создадут шлем полного погружения в виртуальную реальность?

Каждого человека, интересующегося данной тематикой, волнует вопрос: когда в продаже появится подобный шлем? На сегодняшний день предсказать дату создания устройства с точностью до года не представляется возможным. Пока что доступны шлемы, которые очень неумело обманывают человеческие органы чувств. Но эксперты предсказывают, что первый нейрошлем появится в продаже уже в 2023 году.
Разрабатываемые технологии погружения в виртуальность сейчас засекречены. Но известно, что специалистам удалось создать девайс, который, при помощи импульсов мозга, может управлять электрическими приборами. Начало положено.

Стоимость нейрошлема

Купить те шлемы, что доступны сегодня, можно за 800-1000 долларов. Но, приобретая девайсы, для работы с ними нужно иметь мощный компьютер, цена на который минимум 1000 долларов. В дополнение к этому необходимы различные аксессуары, на которые также стоит немаленькая цена.

Подытожив, можно сделать вывод, что даже простейшая технология погружения в другую реальность сейчас обойдется минимум в 2000 долларов. А что уж говорить о будущем нейрошлеме или капсуле? Их цена будет составлять несколько десятков тысяч долларов.

Заключение

Технологии погружения в виртуальную реальность с каждым годом совершенствуются. Нет сомнения в том, что к середине 21 века рассматриваемые гаджеты станут доступны для пользователя. Но стоимость их будет высокой. Поэтому уже сейчас можно начинать копить деньги на то, чтобы в старости купить гаджет, и снова быть молодым, красивым, и переживать интересные приключения.

Что такое полное погружение? Это когда разница между виртуальным и реальным мирами не ощущается. То есть, ты не чувствуешь, в каком из миров находишься.

В статье мы поговорим о том, что представляют собой технологии для полного погружения в виртуальную реальность в настоящее время, про плюсы и минусы разных типов обратной тактильной связи и про будущее полного погружения.

Материал подготовлен на базе лекции Дениса Дыбского, которая проходила на конференции VR-Today в рамках нашей образовательной программы «Менеджмент игровых проектов» в ВШБИ. Видео и конспект под катом.

Составляющие полного погружения

Первый и самый важный момент - это визуальная картинка . Все привыкли, что погружение в виртуальную реальность происходит с помощью шлемов виртуальной реальности. Как правило, HTC Vive, Oculus Rift, Gear VR, PS VR и прочих шлемов, которые сейчас есть на рынке.
Второй важный момент - это звук . Без звука в виртуальную реальность невозможно погрузиться на данный момент, поскольку картинка должна полностью сочетаться со звуком. Для того, чтобы пользователь, находясь в виртуальной реальности, смог позиционировать себя в пространстве и знать, где он находится.
Следующий, еще более важный момент - это тактильная связь или haptic . В западной терминологии он называется haptic feedback - “обратная тактильная связь”.
Симуляция вкуса .
Симуляция запаха .
Положение человека в пространстве .

Это 6 составляющих, которые позволяют человеку полностью погрузиться в VR. Рассмотрим подробнее обратную тактильную связь (haptic) . Это технология, позволяющая получать тактильную информацию через осязание. Это довольно сложная технология, на данный момент на рынке есть несколько вариаций ее реализации, которые позволяют по-разному передавать чувство прикосновения, ощущения и так далее.

Типы обратной тактильной связи:

Первый из них - это силовая обратная связь . К примеру, в автосимуляторах с использованием руля чувствуется обратная тактильная отдача от него при столкновениях и так далее. Это и есть силовая обратная связь. Она позволяет почувствовать давление на руки (как правило) или на тело.
Следующий и самый распространенный, самый изученный на данный момент тип обратной тактильной связи - это вибротактильный фидбек . Самый яркий пример - это вибрация смартфона. Она даёт нам знать, когда приходит сообщение или поступает звонок.
Следующий тип довольно сложный и мало распространенный на данный момент на рынке, - это ультразвук . Он позволяет при помощи генерации звуков высокой частоты почувствовать форму и текстуру объекта. На данный момент на рынке есть пара решений, которые позволяют использовать эту технологию.
Термальная обратная связь - еще один тип обратной связи. Он позволяет в виртуальной реальности почувствовать холод, тепло, переход от тепла к холоду и наоборот.
Наверное, самый точный для передачи ощущений способ - это электростимуляция . К примеру, пояса для того, чтобы привести себя в форму, которые позиционируются как пояса для сжигания лишнего подкожного жира используют именно электростимуляцию. Это маленькие электрические импульсы, которые работают, как правило, на разной частоте, амплитуде и силе тока. В VR химическую реакцию довольно сложно сымитировать, но электростимуляцию очень легко воспроизвести. Можно настроить индивидуальный электрический сигнал под каждое ощущение и чувствовать прикосновение, попадание мяча в какую-либо часть тела или даже дождь.

Существующие проблемы

Сейчас для погружения в виртуальную реальность стимулируется всего лишь 2 чувства из 5 - это зрение и слух.
Еще бОльшая проблема, чем предыдущая - это наличие проводов в PC и консольных шлемах. Через шлем виртуальной реальности проходит большой объем данных, а для этого нужны провода. Для того, чтобы почувствовать себя полностью свободным в виртуальной реальности, нужно их убрать.
Проблема взаимодействия с виртуальным миром . Как правило, для того, чтобы полноценно с ним взаимодействовать, нужны контроллеры. Сейчас в роли контроллеров у разных производителей выступают обычные контроллеры Vive, Oculus Touch и др. Но для того, чтобы полноценно взаимодействовать с объектами, иметь возможность дотронуться до них, повернуть, взять, почувствовать его текстуру, вес, нужны перчатки виртуальной реальности. Что в них должно входить: как минимум это система захвата движения для того, чтобы можно было отслеживать положение руки в пространстве, то, как двигаются пальцы, сжимаются ли они, как рука поворачивается относительно всего тела. Должна отслеживаться мелкая моторика. При прикосновении к виртуальному объекту должна быть обратная связь. К примеру, текстуру можно сделать с помощью электростимуляции. Если это какой-то большой объект, к примеру, человек натыкается на стену руками, то, естественно это можно сымитировать вибротактильным фидбеком.
Из-за того, что на данном моменте на рынке присутствуют решения, которые в основном используют вибрацию либо силовой фидбек, это уменьшает качество взаимодействия в виртуальной среде , потому что они не позволяют максимально точно передать все ощущения.
Еще один момент: в виртуальной реальности при полном погружении нужно имитировать ходьбу . Как это можно сделать? Первый способ - это телепортация. К примеру, это реализовано в HTC Vive , там с помощью контроллера можно телепортироваться в разные места в виртуальной среде. Второй - это непосредственно физическая ходьба по помещению. Но для того, чтобы полностью погрузиться, в зависимости от объема виртуального мира, в который вы погружаетесь, нужно маленькое либо большое помещение. Но для полноценного перемещения в максимально больших открытых мирах невозможно использовать только небольшое помещение. Поскольку нужно ходить во все стороны, это не очень удобно. Третий более-менее решающий эту проблему гаджет, это Tread Meal (сейчас есть несколько предложений на рынке), который позволяет прямо в нем двигаться, он поддерживает тело человека и не дает человеку уставать.

Исходя из вышесказанного можно сделать вывод, что на данный момент систем полного погружения в виртуальную реальность как таковых не существует. Эти системы пока можно назвать только системами частичного погружения. Возможно, кому-то покажется, что достаточно использовать только шлем, чтобы погрузиться в виртуальную реальность, но нет, это не правда.

Примеры систем, которые идут к тому, чтобы полностью погрузить человека в VR.

CAVE
Это проект, который был запущен в 1992 году. Он состоит как правило из огромных дисплеев по всей комнате. Это встроенные в стену колонки, направленный звук, система захвата движений и стереоскопические дисплеи.

The VOID
Парк развлечений VR, открывшийся несколько лет назад в Юте, США. Физические локации, по которым в нем можно ходить, полностью соответствуют виртуальным.

AlloSphere
10-метровая сфера со множеством стереоскопических дисплеев, встроенной системой захвата движения, звуком и так далее.

Teslasuit
Костюм для полного погружения в VR. Выглядит как обычный костюм, имеет в себе несколько систем.

Система передачи ощущений, то есть, система обратной тактильной связи Haptic Feedback System. Она позволяет маскимально точно передавать ощущения VR. Можно почувствовать, как к тебе кто-то прикасается, даже если он находится за 1000 км от тебя.
Система захвата движений. Позволяет пользователю отслеживать его положение в пространстве и перемещения по нему. На данный момент это инерционный трекинг, но сейчас разрабатывается гибридный мокап, в котором будет использоваться и оптический трекинг.
Климат контроль. Позволяет чувствовать холод, тепло, снижение или увеличение температуры.
Костюм полностью беспроводной.
Для того, чтобы позволить сторонним разработчикам использовать костюм, был разработан собственный SDK.
Перчатка с хаптиком.
5G и облако для процессинга (в планах). Сегодня все девайсы требуют мощного железа для того, чтобы полноценно запускать контент и не было никаких лагов. Костюм позволит весь процессинг перевести в облако. Это избавит пользователей от железа, уберет всю лишнюю периферию. Поскольку периферия очень сильно снижает мобильность в VR, облако должно быть довольно мощным, распределенным и еще много всяких нюансов. Поэтому его создание займет не менее 3-5 лет.

А теперь немного заглянем в будущее

Сейчас разрабатываются системы, которые позволят подключить компьютер напрямую к мозгу человека. Они разрабатываются уже достаточно давно. Ну, и самый обсуждаемый проект - Neuralink от Илона Маска. Это очень сложный проект, судя по тому, какой сейчас уровень технологий, это произойдет не ранее чем через 15-25 лет, а возможно и больше.

Костюм - более близкий по времени вариант. Костюм - это система, которая позволяет производить полный тренинг жизненных показателей человек. В планах у разработчиков стоит разработка умной одежды, в которую будут встроены различного рода датчики (температурные, замеряющие уровень кислорода в крови, влажность и другие датчики, позволяющие снимать жизненно важные показатели организма).

Параллельно с костюмом много разработок по перчаткам. Они позволяют взаимодействовать с объектами. Перчатки тоже напичканы сенсорами, которые работают на электростимуляции. В самой перчатке есть все те же системы контроля, которые есть в костюме.

Еще один важный момент - это симуляция веса в виртуальной реальности. Все хотят не просто почувствовать объект, потрогать его, ощутить его форму, но и почувствовать, сколько он весит. Это реально с помощью электростимуляции. Сейчас есть исследования, которые позволяют говорить о том, что при помощи электростимуляции можно очень точно имитировать вес предмета. Такая штука тоже будет своевременно или немного позже.

Крис Медсен двигается к открытой настежь двери по коридору с мелькающими в воздухе частичками пыли. Переступив порог, он обнаруживает себя балансирующим на краю обрыва и едва удерживается от падения. Нагнувшись, он заглядывает в пропасть, раскрывшуюся на сотни метров вниз: там, в зеленоватой дымке, просматриваются отвесные скалы. Резкий порыв ветра распахивает его куртку и толкает Криса назад, от неминуемой гибели. С дрожью в коленях Крис снимает шлем виртуальной реальности, оставаясь в комнате размером 10 х 10 м — центре виртуальной реальности Void недалеко от Солт-Лейк-Сити. Название центра представляет собой игру слов: Void переводится как «пустота», а расшифровывается как Vision of Infinite Dimensions, «Образы бесконечных измерений». Дополнительные спецэффекты — потоки воздуха, водяные брызги и тепловые завесы (для имитации дождя и огня) — создают ощущение полного погружения в виртуальную реальность.

Одним из главных факторов, благодаря которому возникает ощущение присутствия, — возможность перемещения в пространстве. Именно эта мысль была заложена в основу технологии Void ее создателем Кеном Бретшнайдером. Он проанализировал слабые места современных VR-технологий и сфокусировался на разработке собственной платформы Rapture. Важной задачей стал поиск способа отслеживать перемещения нескольких игроков. Рассматривались различные варианты: при помощи камер, лазеров или электромагнитного поля, однако ни одна система не обеспечивала достаточной надежности. В итоге Кен нашел решение в статье об определении местоположения роверов NASA с помощью радиочастотной триангуляции. Void модифицировала технологию NASA под свои нужды — теперь система определяет положение игрока с точностью до миллиметра.

Void — далеко не первый VR-проект. В январе 2015 года на выставке Consumer Electronics Show в Лас-Вегасе был показан стенд Virtuix Omni, позволяющий игроку бегать и стрелять. При этом игрок постоянно находится «на привязи» в устройстве, больше напоминающем детские ходунки. Не самое лучшее решение для динамичного шутера от первого лица.

Еще одна задача, которую пришлось решать инженерам Void — как приспособить платформу для ходьбы и бега в ограниченном пространстве 20 х 20 м. Креативный директор Void Кёртис Хикман — иллюзионист, принимавший участие в создании шоу Дэвида Копперфильда — придумал концепцию «бесконечного коридора». Его хитроумная уловка основана на любопытной особенности нашего мозга: при отсутствии визуальных и звуковых ориентиров (например, когда на голову надет VR-шлем) человек естественным образом начинает ходить кругами, будучи при этом полностью уверенным, что идет по прямой.

У проекта Void множество уникальных технологий, но, несмотря на это, многие относятся к нему скептически. «Я понимаю беспокойство пользователей, — комментирует Кен. — Достигли ли мы совершенства? Еще нет. Однако результаты бета-тестирования платформы, в котором приняли участие 2000 человек, оказались впечатляющими — у нас не было ни одного недовольного тестера!» Необходимые технологии уже существуют. Дело за малым — надо, чтобы они подняли нас с диванов!

Реальность, то что мы видим, слышим, осязаем, воспринимаем при помощи наших органов чувств, относительна. Кажется, эта мысль очевидна уже для большей части человечества. Если заменить сигналы, посылаемые в наш мозг «чувствами», на другие, сгенерированные тем или иным способом, мы можем не заметить подмены. Остается только надеяться, что идея фильма «Матрица» еще не нашла своего технического воплощения. Это, конечно, утрированный риск виртуальной реальности, но забывать о нем не следует.

Термин «виртуальная реальность» часто используют применительно к самым разным системам вплоть до того, что под ним понимают интернет. Естественно, столь вольное обращение с терминологией вызывает большую путаницу. Если уточнить, то понятие «виртуальной реальности» (ВР) обозначает некий искусственный мир, сконструированный при помощи компьютерных технологий, в который человек может полностью погрузиться не только как наблюдатель, но и как участник. Системы ВР – это технические устройства, создающие иллюзию присутствия в этом искусственном мире и в ряде случаев позволяющие манипулировать его объектами.

Сам термин «виртуальная реальность» далеко не нов. Писатели-фантасты давно облюбовали эту тему и немало поспособствовали ее развитию. Появились миры Лема, Бредбери, братьев Стругацких – чем не виртуальная реальность? Правда, только в воображении читателя. Причем тут реальность? А вы вспомните, как зачитавшись любимой книгой, не замечали, как летит время, а если кто-то вас позвал, требовалось несколько секунд, чтобы вернуться к действительности. Иными словами, вы погружались в вымышленный мир. Но для его визуализации важен эффект присутствия.

По большому счету, все, что мы называем произведением искусства, есть виртуальная реальность в широком смысле. Это, прежде всего, театр, развившийся в современные интерактивные шоу с множеством сценических эффектов, включая лазерные. Это изобразительное искусство – еще художники эпохи Возрождения использовали прием прямого взгляда, когда наблюдателю казалось, что нарисованный портрет провожает его глазами. Иначе, как магией, в средние века этот эффект объяснить было невозможно. С появлением фотографии был изобретен стереоскопический фотоаппарат (между прочим, нашим соотечественником Иваном Александровским в 1854 году). Появились стереоскопы, массовое распространение получившие в середине прошлого века, – прообраз современных очков виртуальной реальности.

Зал кинотеатра «Стереокино» в Москве, где зрители смотрели стереофильмы по безочковому методу. 1947 год

Новый уровень визуализации принесло изобретение кино братьями Люмьер. Уже первый коммерческий киносеанс в подвале «Гран Кафе» на бульваре Капуцинов в Париже 28 декабря 1895 года вызвал панику зрителей при виде надвигающегося на них паровоза . Затем кино стало звуковым, цветным, широкоэкранным и стереоскопическим. В советское время в Москве и некоторых крупных городах, помимо обычных, были кинотеатры с расширенным эффектом присутствия:

1. Стереоскопические. Кинотеатр «Москва» стал первым в мире коммерческим стереокинотеатром, в котором использовался безочковый метод проекции на экран, а в кинотеатре «Октябрь» был стереоскопический зал с анаглифическими очками.

2. Панорамные. Кинотеатр «Мир» тоже в Москве, где проекция велась с трех кинопроекторов одновременно.

3. Круговая кинопанорама на ВДНХ. Там экраны располагались по кругу на все 360 градусов.

Сейчас повсеместно имеем 3D-кинотеатры.

В 1962 году Мортон Хайлиг (Morton Heilig) в США получил патент на чудо техники под названием сенсорама.

Он был кинематографистом и ставил своей целью расширить до предела рамки кино: добавить к изображению и звуку вкус, осязание и запахи. Сенсорама, фактически, представляла собой аналоговый симулятор. Заплатив 25 центов и усевшись на подвижное сиденье, зритель мог посмотреть один из пяти двухминутных фильмов. Помимо цветного широкоэкранного стереоизображения и стереозвука, такие короткометражные ленты, среди которых были, например, демонстрации поездки по Нью-Йорку на мотоцикле или полета на вертолете, включали в себя и ощущения движения с вибрацией, поворотами головы и сиденья, использование различных ароматов, ветер, дующий в лицо. В наши дни появились аттракционы и кинотеатры 4D, 5D, даже 7D с подвижными сидениями, горячим и холодным ветром, брызгами, запахами и так далее.

Но все, о чем говорилось выше, страдает существенным недостатком – отсутствием интерактивности. Зритель пассивен, вынужден следовать сценарию и максимум, что может сделать, это прервать сеанс. В 90-е годы прошлого века была весьма популярна компьютерная игра King’s Bounty. Игрок управлял одним персонажем (класс которого выбирался из четырех предложенных) и мог открывать карту в любом направлении, выполнять задания, собирать артефакты в произвольной последовательности, то есть действовать самостоятельно. Виртуальная среда без свободы выбора в искусственном мире обобщается понятием 3D. Вот основные составляющие современной виртуальной реальности: погружение (интересный сюжет), эффект присутствия (визуализация) и интерактивность (свобода выбора развития сюжета).

Такие возможности предоставляют ВР-системы: самому включиться в действие, причем не только в фантастическом пространстве, но и как бы во вполне реальном мире, во всяком случае с точки зрения восприятия человека. Все это, судя по всему, и предопределило бум новых информационных технологий и, соответственно, их быстрое развитие. Помимо индустрии игр и развлечений, системы виртуальной реальности все больше проникают в сферу бизнеса. Они широко применяются для решения практических задач, включая моделирование хирургических операций, разработку прототипов автомобилей, техническое обслуживание и установку оборудования, оптимизацию логистических операций, визуализацию бизнес-данных, проведение военных учений, тренировку пилотов и т.д. Замещение физических объектов цифровыми моделями позволяет значительно сократить временные и денежные затраты.

Саймон Гантлетт (Simon Gauntlett, DTG) недавно сделал для семинара Европейского вещательного союза по технологиям производства обзорную презентацию о виртуальной реальности. Он посчитал необходимым объяснить, почему разработкой виртуальной реальности придется заняться всерьез. В качестве первого доказательства он приводит широкий ассортимент камер и очков, появившихся за последние несколько месяцев. Вторым доказательством служат мнения аналитиков, оценивающих рынок виртуальной реальности в сумму около 120 миллиардов долларов США в перспективе до 2020 года. По большей части в игровой индустрии, но кто знает, как разработчики игр и вещатели будут дальше взаимодействовать. Третьим аргументом стало увеличивающееся число компаний и организаций, вовлеченных в рынок виртуальной реальности. Главными проблемами в настоящее время остаются совместимость и отсутствие устоявшейся терминологии.

Существует несколько основных типов систем, обеспечивающих формирование виртуальной реальности:

Современные шлемы виртуальной реальности представляют собой скорее очки, нежели шлем, и содержат один или несколько дисплеев, а в простейшем случае вместо дисплея вкладывается смартфон. На экраны выводятся изображения для левого и правого глаза. В «продвинутых» шлемах (очках) для корректировки геометрии применяется система линз, а также система трекинга, отслеживающая ориентацию устройства в пространстве. Многоканальная акустическая система позволяет производить локализацию источника звука, что помогает пользователю ориентироваться в виртуальном мире с помощью слуха. Шлем может быть дополнен интерактивными перчатками и костюмом, в которые встроены датчики, передающие на компьютер информацию о движениях пользователя.

Как правило, системы трекинга для виртуальной реальности разрабатываются на основе гироскопов, акселерометров и магнитометров. Для систем этого типа важны: широкий угол обзора, точность работы трекинга при отслеживании наклонов и поворотов головы, а также минимальная задержка между детектированием изменения положения головы в пространстве и выводом на дисплеи соответствующего изображения.

Системы отслеживания движения глаз наблюдают перемещение зрачков и в каждый момент времени могут вычислить, куда именно смотрит человек. При изменении положения глаз пользователя относительно дисплеев, изображение на них соответствующим образом меняется. Системы айтрекинга определяют координаты глаз в пространстве. Для этого применяются различные технологии: оптическая (определение координат глаз на изображении с камеры, отслеживание активных или пассивных маркеров), существенно реже – ультразвуковая. Данные системы активно реализуются в маркетинговых, военных, научных и других целях.

Управляемый персонаж в виртуальном мире обычно повторяет эти движения. Существует два основных подхода. Первый – на человека крепится большое количество датчиков, и компьютер отслеживает движение этих датчиков в пространстве. Технология широко используется для съемки фильмов, где актер играет компьютерного или комиксного персонажа, для создания 3D игр и т.п. Главное средство взаимодействия с окружающим миром для людей – это руки. Поэтому идея создания «виртуальной руки» существует уже очень давно. Для этого предлагается использовать специальные перчатки, отслеживающее движение кистей рук и пальцев. Другой подход основан на распознавании образов. Если сказать проще, то человека снимает специальная видеокамера и определяет, что он сделал: махнул или, например, подпрыгнул.

Различного вида тренажеры, прообразом которых являлась та же сенсорама, но с обратной связью. Применяются для обучения вождению от автомобиля до самолета, а также в различных аттракционах типа виртуальных американских горок или переворачивающегося домика. В простейшем случае могут использоваться шлемы/очки с подвижным сидением и дополнительными органами управления. Для виртуального вождения лучше подходит имитация кабины автомобиля/танка/самолета и т.п. с дисплеями вместо окон.

6. На данный момент самыми совершенными системами виртуальной реальности являются проекционные системы, выполненные в компоновке комнаты виртуальной реальности (CAVE) . Такая система представляет собой помещение, на все стены которого проецируется стереоизображение. Положение пользователя, повороты его головы, направление взгляда отслеживаются вышеописанными трекинговыми системами, что позволяет добиться максимального эффекта погружения.

Комнаты виртуальной реальности (CAVE)

Устройство вывода, формирующее изображение непосредственно на сетчатке глаза. Пользователь помещает аппарат перед собой, система обнаруживает глаз и проецирует на него картинку, используя методы компенсации движения. В результате вы видите изображение, «висящее» в воздухе. Устройства данного типа ближе к системам дополненной реальности, поскольку виртуальные объекты, которые видит пользователь, накладываются на объекты реального мира. В таком виде небольшое VRD-устройство могло бы заменить полноразмерный монитор. VRD, проецирующий изображение на один глаз, позволяет видеть одновременно компьютерный и реальный мир, что может применяться для создания иллюзии «рентгеновского зрения» - отображения внутренних частей устройств и органов (при ремонте автомобиля, хирургии). Система VRD, проецирующая изображение на оба глаза, позволяет создавать реалистичные трехмерные сцены. VRD поддерживает динамическую перефокусировку, что обеспечивает более высокий уровень реализма, чем у классических шлемов виртуальной реальности.

Сегодня математические модели, программное обеспечение и графические подсистемы виртуальной реальности достаточно развиты и доступны для массового применения. Такие технологии в различных формах прочно входят в нашу жизнь. Прогресс в этой области движется достаточно быстро. Обещает ли обилие перспективных технологий прекрасное будущее?

Вернемся к тому, с чего начали, и обозначим риски массового внедрения систем ВР:

Физические – у некоторых людей появляется тошнота, сильное головокружение вплоть до потери сознания.
Информационной безопасности – к примеру, если пользователи могут менять внешний вид своих аватаров, они потенциально могут выдавать себя за других людей.
Поведенческие – например, некоторые игровые (и не только) ситуации могут вызывать нешуточную агрессию отдельных индивидуумов.
Конфиденциальные – виртуальная среда может резко расширить масштабы возможных нарушений неприкосновенности, потому что каждое поведение можно отследить, а каждый элемент - изменить.
Финансовые – затратив немалые средства, вы можете получить совсем не то, на что рассчитывали.

Так что есть еще, над чем работать. Расширенная дискуссия и обсуждение проблем виртуальной реальности, разработка терминологии и выработка рекомендаций ожидаются в апреле текущего года на NAB-Show 2016 в Лас-Вегасе.

05.03.2009, Чт, 14:03, Мск , Текст: Сергей Попсулин

Британские ученые создают технологию, которая сможет передавать информацию на все пять органов чувств человека и, таким образом, целиком погрузить его в виртуальную реальность. Первый виртуальный шлем с такими возможностями планируется выпустить в течение 3-5 лет. Его стоимость составит около $3 тыс. Ученые из двух британских университетов разрабатывают технологию, которая сможет передавать информацию на все пять органов чувств человека и, таким образом, целиком погрузить его в виртуальную реальность. Работа осуществляется в рамках проекта Towards Real Virtuality, финансированием которого занимается правительство Великобритании, а одним из партнеров выступает корпорация IBM.

Как известно, человек обладает пятью органами чувств – это глаза, уши, нос, язык и кожа. Глаза позволяют видеть, уши (включая вестибулярный аппарат) – слышать и ощущать чувство равновесия, нос и язык – чувствовать запах и вкус, кожа отвечает за осязание. На сегодняшний день ни одно устройство в мире не способно возбуждать все эти органы одновременно. Следовательно, полное погружение в виртуальную реальность недостижимо – человек всегда будет знать о том, что он находится в определенном помещении, перед телевизором, за компьютерным столом и так далее. Об этом ему будут сообщать свободные рецепторы.

Целью британских ученых, как они говорят сами, является создание «реальной виртуальности», то есть такой виртуальности, в которой человек не сможет узнать наверняка, находится ли он в реальном или вымышленном мире. Достичь этого планируется, в частности, с помощью шлема под названием Virtual Cocoon, который сможет возбуждать сразу же все органы чувств, включая обоняние – запах будет вырабатываться специальной электроникой, вмонтированной прямо в шлем. Разработку такого приспособления осуществляет Алан Чалмерс (Alan Chalmers) и его команда из Университета Уорика в Британии.

«Как правило, проекты виртуальной реальности предлагают осуществлять воздействие на одно или два из пяти органов чувств. Обычно это глаза и уши, - рассказывает профессор Дэвид Говард (David Howard) из Университета Йорка, возглавляющий исследование. – Мы не знаем ни одной исследовательской группы в мире, которая бы стремилась сделать то же самое, что и мы». «Как известно из биологии, запах и вкус тесно связаны, - продолжает он. – Прикасаясь к губам человека специальными стимуляторами, в сопровождении запаха, мы создадим иллюзию, будто он ест конкретную пищу. Дополнительные устройства будут отвечать за прикосновения к коже». Прототип шлема был представлен на мероприятии Pioneers 09, прошедшем 4 марта в Лондоне.