Расширение и сужение реальности

Обычно под виртуальной реальностью понимают некий искусственно созданный мир, который человек воспринимает посредством своих органов чувств. Как правило, такие миры являются всего лишь моделями реального с той или иной степенью достоверности. Но если вы думаете, что никогда не сталкивались с подобным явлением, то ошибаетесь.

Немного истории

Понятие «виртуальная реальность» возникло примерно в 60-х годах XX века. Многие писатели-фантасты и раньше описывали похожие технологии, но называли их по-другому. Первой реализацией виртуальной реальности считается «Кинокарта Аспена», созданная в 1977 году в Массачусетском технологическом университете.

Это была довольно простая компьютерная программа, которая позволяла совершить виртуальную прогулку по городку Аспен (штат Колорадо). Фактически весь виртуальный мир строился на основе реальных фотографий города. Дополненная реальность родилась примерно в то же время. Первыми ее стали применять военные в самолетах-истребителях, где используется нашлемное целеуказание. В последнее время растет интерес к так называемой упрощенной реальности (Diminished Reality), которая по своей сути является всего лишь разновидностью дополненной.

Отличие состоит в том, что она она не добавляет информацию к чему-либо, а наоборот, способна скрывать некоторые элементы окружающего мира, например надписи на стенах или рекламные плакаты. Пока что такая технология хорошо работает применительно к объектам с однообразной текстурой вроде бетонных стен.

Четкого определения у этого понятия нет. Обычно под виртуальной реальностью понимают некий искусственно созданный мир, который человек воспринимает посредством своих органов чувств. Подразумевается также, что этот синтетический мир способен в режиме реального времени реагировать на действия человека. Как правило, такие миры являются всего лишь моделями реального с той или иной степенью достоверности. Если вы думаете, что никогда не сталкивались с подобным явлением, то ошибаетесь: каждый человек воспринимает окружающую его действительность по-своему, и в его сознании строится ее модель, которая способна изменяться под влиянием различных факторов.

Не следует путать виртуальную реальность с дополненной, о которой много говорят в последние годы. Это два разных понятия: виртуальная предполагает взаимодействие с полностью искусственными миром, а дополненная подразумевает сочетание синтетических элементов с окружающей обстановкой. К примеру, когда вы наводите камеру своего смартфона на картину, а у вас на экране отображаются ее название, имя художника и другая информация, то вы имеете дело с дополненной реальностью. А при использовании специальных очков с дисплеями вы взаимодействуете уже с виртуальным миром.

Где применяется виртуальная реальность

С помощью мощных проекторов, дающих изображение высочайшей точности, продолжительность производственного цикла разработки новых моделей автомобилей значительно сокращается
С помощью мощных проекторов, дающих изображение высочайшей точности, продолжительность производственного цикла разработки новых моделей автомобилей значительно сокращается Чаще всего подобные технологии используются для обучения и развлечений. В первом случае они обычно применяются в ситуациях, когда моделирование чего-либо в реальной жизни оказывается или очень рискованым, или слишком затратным.

Например, отключение половины двигателей самолета во время полета лучше имитировать на специальном тренажере, чем на практике. Подобных примеров можно привести множество — от безобидных симуляторов дорожного движения до сложнейших систем для имитации удаленных операций на мозге.

Впрочем, далеко не всегда процесс обучения подразумевает полное моделирование реального мира. Зачастую он имеет игровую форму, с помощью которой можно не только отработать поведение в определенных ситуациях, но и развлечься. В случае иногда такой подход может быть не просто вредным, а поистине катастрофическим. Ни для кого не секрет, что любые изобретения могут иметь как положительные, так и отрицательные последствия. Например, распад атомного ядра питает сотни городов, но в то же время способен уничтожить их за считаные секунды. Не надо думать, что виртуальная реальность совершенно безобидна.

С технической точки зрения кажется, что негативных аспектов нет, но не стоит упускать из виду и психологический фактор взаимодействия с искусственной средой. с детьми это особенно актуально. Но вооруженные силы многих стран давно включили в свою программу подготовки отработку некоторых боевых действий в тактических симуляторах. Нередко они строятся на базе обычных компьютерных игр — от классических шутеров на военную тематику до авиасимуляторов.

С одной стороны, это действительно помогает проработать некоторые ситуации, которые могут возникнуть при ведении реальных боевых действий. С другой — это может привести к замещению понятия «реальная жизнь» понятием «игра». В СМИ неоднократно освещались случаи, когда люди слишком сильно погружались в игровой мир, после чего уже в реальности совершали необдуманные поступки — от самоубийства до массовой резни. Например, с постепенным внедрением беспилотных летательных аппаратов в вооруженных конфликтах образ и мышление людей, которые этим занимаются, начинает медленно изменяться. От тренировок на симуляторах идет постепенный переход к реальным действиям. Главная проблема состоит в том, что при активации вполне реального вооруженного робота перед оператором остаются все те же экран и элементы управления, которые использовались во время тренировок. Оператор нажимает на кнопку, выпускается ракета и т. д. — все как в игре. Таким образом, человек в данном случае не ощущает в полной мере результаты своих действий и абсолютно спокоен. В итоге мы можем говорить о замещении реальности виртуальностью.

Виртуальный интерфейс Personal Interaction Panel. Человек берет в руки обычную доску, а компьютер «дорисовывает» на ней органы управления
Виртуальный интерфейс Personal Interaction Panel. Человек берет в руки обычную доску, а компьютер «дорисовывает» на ней органы управления Существует даже специальный раздел науки, который занимается проблемами взаимодействия человека и виртуальных сред, — виртуальная психология. Что интересно, данное направление развивается уже более тридцати лет. Клиентами специалистов в этой области становятся в основном геймеры.

Так или иначе, все современные технологии создания виртуальной реальности стремятся к двум вещам: во-первых, как можно более точно воспроизвести картину настоящего мира, а во-вторых — наиболее полно передать все ощущения пользователю и дать ему возможность легко взаимодействовать с искусственной средой.

Человек в виртуальной реальности

Как происходит взаимодействие с синтетическим миром? Меньше всего проблем возникает с видеорядом и звуком. Генерировать изображение, похожее на реальное, научились уже давно — чтобы понять это, достаточно взглянуть на современные компьютерные игры, где реалистичность напрямую зависит от мощности ПК. Звук тоже не вызывает затруднений: законы акустики хорошо известны. Сейчас даже с помощью обычных стереонаушников можно получать удивительные эффекты, когда с закрытыми глазами человек на слух определяет местоположение объекта.

Сложнее обстоит дело с передачей тактильных ощущений. Как правило, для этого требуется надевать специальные перчатки или целые костюмы, которые способны имитировать новую среду. Это не очень удобно, да и полный спектр ощущений все равно остается недоступен. И совсем уж фантастически выглядит передача информации о виртуальном мире прямо в мозг. Но вот обратный процесс — получение нервных импульсов для взаимодействия с виртуальной реальностью — активно изучается. Правда, это скорее побочный продукт исследований по созданию протезов конечностей, которыми можно было бы управлять как настоящими руками или ногами. Пока же остается довольствоваться управлением с помощью жестов. Технология определения местоположения человека в пространстве, распознавания и анализа его движений и последующая реакция виртуальной среды на эти воздействия называется Motion Capture и уже давно применяется при киносъемках.

Технически такое управление может быть реализовано несколькими способами. Первый — надевание специальных датчиков непосредственно на пользователя. Второй вариант — бесконтактный. Он подразумевает только нанесение специальных меток, которые потом считываются камерами и должным образом обрабатываются. Наконец, самый простой и одновременно сложный метод — съемка человека с разных ракурсов без использования вспомогательных меток или датчиков.

Будущее наступает сегодня

Виртуальный город
Виртуальный город За примерами использования таких технологий далеко ходить не надо.

Не так давно российская студия United 3D Labs по заказу компании Winston реализовала интереснейший рекламный проект «Город XS». Разработчики создали огромный трехмерный город, который живет своей жизнью, и дали возможность побывать в нем обычному человеку. Этот город, конечно, не реальный, а фантастический. Сама по себе инсталляция довольно проста: задействуется небольшая комната, с обратной стороны каждой из стен устанавливаются проекторы, а наверху — несколько камер, отслеживающих движения человека. При взмахе рукой открывается своего рода контекстное меню с дополнительной информацией о каком-либо объекте. Еще один взмах — и вы продолжаете свое путешествие по виртуальной реальности.

С виду это довольно простая система, но на самом деле разработчикам пришлось решить множество задач, в том числе не самых тривиальных. А уж о стоимости такого решения и говорить не приходится — купить его для домашних развлечений смогут лишь очень немногие.

Интерактивная витрина
Интерактивная витрина Впрочем, зачастую виртуальные технологии используются в рекламно-развлекательных целях. Например, для продвижения новой модели телефона в оживленном ТРЦ в центре Москвы была установлена инсталляция в форме этого сотового аппарата. Когда к нему подходил человек, встроенная камера распознавала его лицо и на экране над головой демонстрировались различные забавные картинки. Это пример использования дополненной реальности.

Особенно эффективно подобные технологии работают в связке к геолокационными сервисами. Для мобильных устройств под управлением Android и iOS существует приложение Wikitude (www.wikitude.org), которое определяет местонахождение пользователя и показывает, какие интересные места есть поблизости. А при наведении камеры на какой-либо объект тут же сообщается масса информации о нем.

Существуют примеры успешной коммерческой реализации подобной схемы. В онлайн-магазине одежды Zugara предлагают распечатать на бумаге метки и приколоть их к одежде в определенных местах. После этого можно отправляться в виртуальную примерочную.

Специальное ПО распознает эти метки, и ваше изображение на экране облачается в выбранный костюм. Не выходя из дома можно выбрать размер и сразу же заказать доставку на дом.

Дополненная реальность

Дополненная реальность уже доступна владельцам современных смартфонов
Дополненная реальность уже доступна владельцам современных смартфонов Этим термином принято обозначать системы, в которых окружающая действительность обогащается виртуальными объектами. Подобные элементы становятся доступны при использовании специальных программ и приложений.

Виртуальные объекты могут представлять собой тексты, ссылки на сайты, фотографии, объемные фигуры, звуки, видеоролики и т.д. Они бывают как пассивными, так и интерактивными.

Мобильные устройства с соответствующим программным обеспечением, способные расширять границы обыденной реальности, давно доступны в продаже, и сегодня разработчики трудятся над созданием нового поколения техники, дополняющей окружающий мир.

Упрощенная реальность

Альтернативой дополненной реальности является упрощенная (Diminished Reality). Если в случае с первой происходит анализ изображения (поступающего, например, с камеры), распознавание каких-либо объектов, поиск информации о них и ее вывод на экран, то упрощенная реальность работает с точностью до наоборот. С помощью новой технологии можно распознавать образы на получаемой с камеры картинке и обрабатывать их, удаляя ненужное (например, навязчивую рекламу) при выводе на экран. С картинки убираются «лишние» объекты, а на образовавшемся разрыве автоматически дорисовывается недостающая часть фона. При этом процесс полностью автоматизирован и выполняется в режиме реального времени. Очевидно, что результаты далеко не всегда будут идеальными — лучше всего они окажутся при однородном фоне, с которого гораздо проще убрать посторонний объект. Одними только изображениями дело не ограничивается — упростить реальность теоретически возможно для любого из чувств. Зачем это нужно, пока не очень ясно. В принципе, такая технология может помочь при анализе большого количества одновременно поступающей информации. А многие люди уже давно мечтают о фантастических очках, которые убирали бы надоедливую рекламу отовсюду, где только можно.

Вывод

Уже сейчас можно привести довольно много примеров виртуальной и дополненной реальности. Достаточно выйти на улицу и внимательно присмотреться — синтетические миры давно потихоньку вливаются в нашу жизнь. Как дальше будут развиваться эти технологии, можно только предполагать. Несомненно только одно — они будут все теснее интегрироваться в привычную нам среду, а мы этого даже не заметим. Опасаться их распространения не стоит — воспринимать данный процесс нужно спокойно, как и другие достижения неизбежного технического прогресса. В конечном итоге все они только облегчат нашу жизнь, как бы ни противились этому консервативно настроенные люди.

ПОДЕЛИТЬСЯ


Предыдущая статьяФотокамеры снимают видео
Следующая статьяFerrari от Касперского
КОММЕНТАРИИ