Устройства виртуальной реальности



Данная статья описывает понятие виртуальной реальности. Раскрывает основные направления устройств виртуальной реальности, и описывает их применения в современной жизни человека на сегодняшний день и в ближайшем будущем.

Ключевые слова: виртуальная реальность, устройства виртуальной реальности, очки виртуальной реальности,head-mounted display.

Виртуальная реальность и девайсы

Виртуальная реальность — это созданный техническими средствами мир, в котором человек ощущает себя практически также как и в реальном мире. Насколько человеку комфортно в созданной реальности, и как он себя ведет, определяет степень погружения в созданный технологиями мир.

Непрерывно идет процесс развития технологий виртуальной реальности. Продуктом первых работ данных технологий можно считать немое кино, а одним из последних — шлемы виртуальной реальности. На данный момент обилие различных устройств виртуальной реальности просто поражает воображение.

На сегодняшний день технология виртуальной реальности нашла широкое применение в области развлечений и тренажеров. Ярким примером стали очки виртуальной реальности или, как их еще называют, шлемы виртуальной реальности. После того, как человек надевает на себя такие очки — все, что он видит — это виртуальный мир.

Шлем виртуальной реальности (Head-mounted display) — устройство, позволяющее частично погрузиться в мир виртуальной реальности, создающее зрительный и акустический эффект присутствия в заданном управляющим устройством пространстве. Представляет собой конструкцию, надеваемую на голову, снабженную видеоэкраном и акустической системой. Название «шлем» достаточно условное: современные модели гораздо больше похожи на очки, чем на шлем (Рис. 1).

Рис. 1. Очки виртуальной реальности

Шлем создаёт объёмное изображение, демонстрируя два изображения — по одному для каждого глаза (Рис. 2). Кроме того, шлем может содержать гироскопический или инфракрасный датчик положения головы.

Рис. 2. Объёмное изображение, созданное для каждого глаза

Типичные шлемы виртуальной реальности используют один или два дисплея с линзами и иногда зеркалами. В качестве дисплеев могут использоваться миниатюрные электронно-лучевые приборы, ЖК-дисплеи, LCos-проекторы, органические светодиоды. Также могут использоваться несколько микродисплеев для увеличения поля зрения.

Шлемы виртуальной реальности условно можно разделить на два класса по способности комбинировать искусственное изображение с реальным:

 Большинство шлемов могут отображать лишь искусственное (виртуальное) изображение.

 Некоторые шлемы позволяют комбинировать реальное и виртуальное изображение, реализуя дополненную реальностьили смешанную реальность.

Применение

Шлемы применяются военными и государственными службами, а также в гражданской и коммерческой области, например, в медицине, видеоиграх, спорте и т. д.

Авиация и государственные службы

Дисплеи, монтируемые на шлем могут использоваться пилотами военных вертолетов и самолетов. В частности, они могут использоваться для отображения пространства в условиях низкой освещенности.

Военными, полицией и пожарными нашлемные дисплеи могут использоваться для изучения тактической информации или ИК-изображений.

Инженерные, научные и медицинские применения

Шлемы виртуальной реальности могут использоваться для стереоскопического отображения информации при работе с системами автоматизированного проектирования, при ремонте сложных систем. Применяются в хирургии для изучения томографических снимков.

Видеоигры и развлечения

Недорогие шлемы виртуальной реальности используются для трехмерных видеоигр. Дешевые видео очки позволяют просматривать фильмы.

В едином порыве компании-конкуренты пытаются убедить нас, что шлемы виртуальной реальности — новый предмет первой необходимости, must have для каждого дома, школы, научного, военного и медицинского учреждения. И, конечно же, номер один в списке покупок каждого геймера. Но даже если не вникать в частные недостатки каждого конкретного девайса, сама идея использовать шлем в качестве игрового устройства выглядит очень сомнительно. И на то есть целый ряд причин:

1. Вес

На первый взгляд, ~330 граммов (это без учёта проводов) не кажутся серьезной проблемой. Но стоит заметить, что даже крупные мониторные наушники редко выходят за границы 300 граммов. И уже после часа работы в таких наушниках болят уши и шея.

2. Двухмерная графика

Если предположить, что шлемы начнут задавать тон индустрии, развивая трехмерную графику и поставив крест на двухмерной графике — это станет огромным шагом назад для всего изобразительного искусства. Именно сейчас художники становятся, как никогда изобретательны, а в рамках двумерной графики открываются всё новые и новые стили и направления.

3. Ограниченность жанров

Единственная цель шлема — заставить вас на минутку поверить в реальность окружающего, слившись со своим персонажем в единое целое. Но многие жанры работают совсем по другим принципам. В некоторых играх нет даже персонажа, с которым нужно «сливаться».

4. Последствия для здоровья

Киберболезнь. В реальном мире вы получаете входящие сигналы от нескольких органов чувств, и все они находятся в идеальной согласованности между собой. В виртуальной реальности наш мозг ожидает такой же согласованности. Но по факту различные чувства оказываются не синхронизированы, и происходит разлад. Кроме того, был проведен эксперимент с лабораторными мышами. Оказалось, когда грызуны попадают в виртуальность, 60 % нейронов гипоталамуса (область мозга, отвечающая за ориентацию в пространстве, память и сновидения) просто «отключаются», а остальные проявляют аномальную активность.

Виртуальная реальность в будущем

Кому нужна виртуальная реальность? Для чего нужно отгораживаться от мира за выпуклыми линзами? На все вопросы ответ один — это будущее.

Виртуальная реальность пришла к нам намного быстрее, чем мы ожидали. Геймеры смогут прочувствовать новые реалии практически «на себе»: смогут почувствовать себя гонщиком «Формулы-1», пилотом истребителя или капитаном «Энтерпрайза».

Особые перспективы обещает применение виртуальной реальности в медицине и на поле боя.

Виртуальные тренажеры для подготовки будущих пилотов и операторов АЭС существуют уже давно. Но с развитием устройств виртуальной реальности каждый может ощутить свободный полет птицы. Лётный симулятор для всего тела «Birdly», разработанный Максом Райнером, швейцарским художником, буквально превращает людей в птиц. Можно летать над городами, ощущая ветер из вентилятора, который треплет виртуальное оперение.

Другим, крайне полезным применением очков виртуальной реальности в будущем, станет проектирование и архитектура, наряду с виртуальными экскурсиями и посещениями музеев. Надев очки, человек сможет почувствовать себя в роли творца. В плане таких применений виртуальной реальности возможности практически безграничны.

В медицине крайне необходимы виртуальные операции на виртуальных пациентах. Например, для того, чтобы лучше подготовиться к самому процессу и по возможности предупредить все чрезвычайные ситуации. Хирургическая система «da Vinci» позволяет хирургу с помощью 3D-камеры увидеть все происходящее в теле пациента и распознает движение рук хирурга, преобразуя их в инструменты внутри тела. С применением виртуальной реальности любая операция, эксперимент или обучение студентов позволят достигнуть наилучших результатов.

Используется виртуальная реальность и для лечения фобий, реабилитации, облегчения боли и других, связанных с восприятием и воспоминаниями, терапий. Весьма интересен пример программы «SnowWorld», в ходе которой пациенты с тяжёлыми ожогами помещались в виртуальную реальность, где гуляли по заснеженной стране чудес и бросались виртуальными снежками. Этот терапевтический инструмент реально облегчал боль пациентов. Аналогичная программа — «SpiderWorld» — снижала уровень тревожности при встрече с пауками в процессе лечения арахнофобии.

Таким образом, из вышесказанного можно сделать вывод о том, что виртуальна реальность позволяет достичь высоких результатов в различных областях жизни человека, а так же усовершенствовать уже известные методы работы.

Литература:

1. А. Россохин, В. Измагурова. Виртуальное счастье или виртуальная зависимость// Россохин А. В., Измагурова В. Л. Личность в изменённых состояниях сознания. М.: Смысл, 2004.
2. Алексеенко Н. Н. Психоаналитические аспекты поведения человека в киберпространстве//Журнал практической психологии и психоанализа.- 2000.-№ 3.
3. Розин В. М. Области применения и природа виртуальных реальностей // B cб.: «Технология виртуальной реальности». — M., 1996.
4. Дацюк С. Ноу-хау виртуальных технологий. URL: http://www.zhurnal.ru/5/ vir_tech.htm 10.09.2004.
5. Таратута Е. Е. Философия виртуальной реальности — СПб, СПбГУ, 2007ISBN 978–5-288–04291–1.