Виртуальная реальность: все, что вам нужно знать. Опыт создания квеста в реальности с использованием Oculus Rift и Leap Motion. Система виртуальной реальности CAVE: широкое применение

Белла Юрьева – о разнице между шлемами и комнатами виртуальной реальности и возможностях применять эти технологии в бизнесе.

Конечно, за последние год-два простые потребительские устройства для виртуальной реальности сильно продвинулись вперед. Возникает закономерный вопрос: насколько возможно их применение в профессиональной работе и в чем преимущества более дорогой комнаты виртуальной реальности.

Технические характеристики, возможность и удобство применения – приведем здесь общее сравнение двух систем. Итак, HMD vs CAVE .

Для начала немного истории. Собственно, виртуальная реальность началась с HMD. В далеком 1968-м были представлены первые надеваемые на голову VR-очки с двумя дисплеями, дающими стерео-эффект. Устройства развивались и были популярны в мире аттракционов и видеоигр в западных странах еще в 90-е (у нас тогда было совсем не до этого, поэтому первый бум шлемов нашу страну миновал).

Нынешняя волна с Oculus Rift, Sony и коробочками, в которые можно вставить телефон в качестве дисплея, это некое возрождение технологии в новом, легком и доступном виде.

Базовая конструкция комнаты виртуальной реальности CAVE (CaveAutomaticVirtualEnvironment) придумана в 90-е в Университете Иллинойса. CAVE - это комната, в которой на каждую стену проецируется трехмерное (стереоскопическое) изображение, рассчитанное для конкретной точки, в которой и находится пользователь. В итоге такое изображение окружает человека, погружает его в себя.

Название CAVE - это игра слов, аббревиатура и одновременно намек на мифическую платоновскую пещеру, которая погружала человека в мир иллюзий, не отличимых от реальности, пока тот в ней находится.

В современном же обществе люди используют возможности виртуального окружения себе во благо, и системы VR нашли широкое применение в производстве и образовании.

CAVE"ы и HMD имеют свои достоинства и недостатки, а также сферы применения. Рассмотрим их по порядку.

VR-комнаты

Системы CAVE широко используются в мире дизайна, эргономики, тренажеров. Основные их покупатели - это производители авто, самолетов, кораблей и различной техники. CAVE используется для таких, например, задач:

• Виртуальное макетирование;
• Тесты эргономики;
• исследования;
• Обучение (тренажеры, обучение технике безопасности и эвакуации и т.п.).

VR-комнаты дают очень качественное погружение в виртуальную реальность. Хотя их цена гораздо выше, чем у шлемов, они рассматриваются как более зрелое и серьезное, профессиональное решение.

Основные особенности:

• Высокое разрешение изображения;
• Низкая задержка трекинга;
• Широкое поле зрения;
• Трекинг головы и пространственной «мыши» во всем объеме комнаты, а если нужно, то и всего тела, включая пальцы (с использованием костюма и перчаток виртуальной реальности).

Стоит отметить, что цена комнат виртуальной реальности снижается вслед за выходом более доступных 3D-проекторов.

Еще несколько очевидных достоинств CAVE по сравнению с HMD - это отсутствие проводов на пользователе и возможность видеть свое тело. В комнате виртуальной реальности можно перемещаться действительно свободно, не боясь споткнуться о провода и не будучи привязанным к компьютеру. Возможность видеть тело и элементы реальности тоже важна и вот почему: эти вещи не дают нам потерять координацию и чувство равновесия, как следствие, в CAVE"ах не укачивает и не болит голова.

VR-комната от Disney Imagineering

В дополнении к этому, в комнату виртуальной реальности могут зайти несколько человек. Хотя картинка рассчитывается без искажений только для одного зрителя, остальные тоже могут участвовать в обсуждении, понимая, о чем речь, и над какими нюансами виртуального макета еще стоит поработать.

Высокое разрешение CAVE просто несравнимо по качеству со шлемами VR. Все дело в количестве проекторов: их разрешение суммируется и дает великолепную картинку.

Еще один важный аспект - это современный имидж продвинутой хайтек-компании. Презентация, данная заказчику в комнате виртуальной реальности, производит достойное впечатление. Виртуальный -макет висит в воздухе как голограмма, так, что его хочется потрогать рукой как настоящий.

Благодаря объему виртуального пространства и высокому разрешению, можно видеть виртуальный прототип в его полном масштабе.

Конечно, о недостатках можно сказать следующее: цена CAVE"ов достаточно высока - десятки тысяч евро. Поддержка такого парка оборудования также требует внимания персонала: администраторы системы должны уметь работать и настраивать систему трекинга, проектора, кластер компьютеров и периферийные устройства.

Относительная сложность контента: реальные иммерсивные среды нужно создавать с учетом кластера ПК, специфической VR-периферии и трекинга. Виртуальный макет из САПР отображается в виртуальной реальности несколько проще, но требует специального софта и также умения работы.

VR-шлем

HMD (Head- Mounted Displays) - всем известные шлемы виртуальной реальности. Это Oculus Rift, Sony Morpheus, HTC Vive и другие. Шлемы значительно улучшили свои характеристики по сравнению с предыдущим поколением, однако есть ряд нюансов, над которыми разработчикам еще только предстоит поработать:

• Улучшение разрешения;
• Увеличение области работы трекинга;
• Разработка контроллеров для взаимодействия с виртуальной средой (пространственные мыши, джойстики);
• Повышение точности трекинга.

Явный недостаток -шлемов по сравнению с CAVE - пользователю почти не видно своего тела и пола, как и стен помещения. Человек в шлеме полностью отрезан от реального мира, из-за чего в нем дискомфортно находиться, и многих пользователей укачивает.

В шлемах виртуальной реальности гораздо сложнее совместно работать нескольким людям. Да, можно надеть два шлема и погрузиться в одну и ту же 3D-модель, но чтобы видеть второго человека, понадобится аватар, который не так-то и просто реализовать.

Система трекинга доступных потребительских шлемов оставляет желать лучшего: она может отслеживать движения лишь в относительно небольшом диапазоне. Например, нацелен на работу сидя и отслеживает своей камерой лишь движения головы, и то в небольшом объеме.

Skyrim в Oculus Rift

В зависимости от цели применения, можно добавить устройства отслеживания типа Kinect, что расширит рабочее пространство и повысит точность, но в то же время и повысит затраты и сложность системы.

Достоинства шлема виртуальной реальности - это, конечно, цена, компактность, возможность легко перевозить шлем, а также возможность совместно использовать физический макет и виртуальную реальность. Некоторые компании создают вполне материальный, «картонный» прототип, который можно пощупать или на который можно сесть, а детальную картинку разработки человек получает через шлем.

В качестве заключения

Не будем гадать, какая из систем лучше и за какими устройствами будущее. Для работы различных компаний подходят различные технологии, а кому-то может понадобиться и то, и другое.

Точно можно сказать, что CAVE имеет смысл использовать, когда для совместной работы нужно больше места, когда в виртуальной реальности нужно находиться дольше нескольких минут, для солидных презентаций, а также тогда, когда ваши виртуальные макеты и разрабатываемые устройства размером больше метра, а качество нужных вам изображений должно быть достаточно высоко.

Что вы думаете о том, когда слышите слова «виртуальная реальность» (Virtual Reality, VR)? Вы представляете себе кого-то носящего неуклюжий шлем, подключенный к компьютеру толстым кабелем? Вы думаете Нео и Морфеус тащатся от Матрицы? Или вы вздрагиваете только лишь от одного термина?
Если последнее относится к вам, то вы, вероятно, учёный-компьютерщик или инженер, многие из которых в настоящее время попросту избегают слов «виртуальная реальность», даже когда они работают над технологиями, которые напрямую связаны с этим. Сегодня вы, скорее всего, чаще слышите термин «виртуальная среда» (Virtual Environment, VE), который люди используют для обозначения того, что общественность знает как виртуальная реальность. В сегодняшней свежей статье я буду использовать взаимозаменяемые термины.

Виртуальная реальность. Что это такое

Именование технологии расходится в разные стороны, но концепция остаётся той же - используя компьютерные технологии, создаётся имитация трёхмерного мира, которым пользователь может управлять и исследовать, чувствуя себя как в настоящей реальности. Учёные, теоретики и инженеры разработали десятки устройств и приложений для достижения этой цели. Существуют различные мнения о том, что именно представляет собой истинный экспириенс виртуальной реальности (VR), но в целом она должна включать в себя следующее:

• Трёхмерные изображения, которые кажутся в натуральную величину с точки зрения пользователя
• Возможность отслеживать движения пользователя, в частности голову и движения глаз, и, соответственно, корректировка изображения на дисплее пользователя, чтобы отразить изменение в перспективе

Виртуальная реальность. Погружение

В окружающей среде виртуальной реальности пользователь испытывает так называемое погружение или чувство того, что он находится внутри чего-то и являются частью того мира. Также человек, находящийся в виртуальной реальности, способен взаимодействовать со своим окружением в значимых отношениях. Сочетание чувства погружения и интерактивности называется телеприсутствием. Компьютерный учёный Джонатан Стиор определил его, как «степень, в которой чувствуешь присутствие в опосредованной среде, а не в непосредственной физической среде». Другими словами, эффективный опыт VR заставляет вас становиться не сознающими свою реальную среду и сосредоточить внимание на существовании внутри виртуальной среды.

Программист предложил два основных компонента погружения: глубина информации и широта информации. Глубина информации относится к количеству и качеству данных в сигналах, которые пользователь получает, взаимодействуя в действительной виртуальной среде. Для пользователя это - разрешение картинки, сложность графики окружающей среды, изощрённость звукового выхода системы и так далее. Стиор определяет объём информации, как «количество одновременно представленных сенсорных измерений». Опыт виртуальной среды имеет широкий объём информации, если она стимулирует все чувства человека. Большинство действительных событий виртуальной среды располагает по приоритетам визуальные и аудио компоненты по другим сенсорно-стимулирующим факторам, но всё большее количество учёных и инженеров изучают способы интеграции осязания пользователя. Системы, которые предоставляют пользователям обратную связь и взаимодействия с сенсорным экраном называют тактильной системой.

Для эффективного погружения необходимо, чтобы пользователь мог изучить то, что оказывается в натуральную величину в виртуальной среде и быть в состоянии изменить перспективы органично. Если виртуальная среда состоит из одной подставки в центре комнаты, у пользователя должна быть возможность просмотреть это место из любого угла и точка зрения должна смещаться в зависимости от того, куда смотрит пользователь. Доктор Фредерик Брукс, пионер в технологии и теории VR, говорит, что дисплеи должны проецировать изображения с частотой кадров не менее 20-30 кадров в секунду, чтобы создать убедительный пользовательский опыт.

Виртуальную реальность называют многими другими названиями, кроме виртуальной среды. Другие термины для виртуальной реальности включают в себя киберпространство (слово придумано писателем-фантастом Уильямом Гибсоном), искусственную реальность, дополненную реальность и телеприсутствие.

Виртуальная реальность. Окружающая среда

Другие сенсорные выходные данные из системы виртуальной среды следует корректировать в режиме реального времени, в то время как пользователь исследует окружающую среду. Если окружающая среда включает в себя трёхмерный звук, пользователь должен быть убеждён, что ориентация звука изменяется естественным способом, поскольку он маневрирует через окружающую среду. Сенсорная стимуляция должна быть последовательной, если пользователь хочет чувствовать себя погруженным в виртуальную среду.

Время между тем, когда пользователь совершает какое-либо действие и когда виртуальная среда начинает отображение этого действия, называется задержкой. Задержка обычно подразумевает собой задержку между моментом, когда пользователь поворачивает голову или перемещает свой взгляд, изменяя тем самым точку зрения, хотя этот термин может быть использован для задержки в других сенсорных выходных данных. Исследования с авиационными тренажёрами показывают, что люди могут обнаружить задержку более чем за 50 миллисекунд. Когда пользователь обнаруживает задержку, она заставляет его осознать нахождение его в искусственной среде и разрушает тем самым чувство погружения.

Интерактивный эффект начинает, говоря простым языком, исчезать, если пользователь начинает ощущать реальный мир вокруг него. Только настоящие интерактивные эффекты или настоящая атмосфера погружения заставляют пользователя забыть свою реальную среду. Для того, чтобы достичь цели, истинного погружения, разработчики должны придумать методы ввода, которые являются более естественными для пользователей. Пока пользователь знает об устройстве взаимодействия, он на самом деле не погружается в виртуальный мир. В следующем разделе мы рассмотрим другой аспект телеприсутствия: интерактивность.

Виртуальная реальность. Интерактивность

Погружение в виртуальную среду - это одно, но для пользователя, чтобы чувствовать себя по-настоящему частью этого несуществующего пространства, также должен присутствовать элемент взаимодействия. Приложения с использованием системы виртуальной среды, находящиеся на ранней стадии, на данный момент позволяют пользователю иметь относительно пассивный опыт.

Сегодня вы можете найти виртуальные американские горки, к примеру, которые используют тот же самый вид технологии. DisneyQuest в Орландо, штат Флорида, обладает своими кибепространственными горами, где люди могут разрабатывать собственные американские горки, а затем с помощью специального оборудования испытывать свои творения. Система на самом деле очень захватывающая, но кроме начальной стадии проектирования нет никакого взаимодействия, поэтому данный случай не является примером настоящей и полноценной виртуальной среды.

Интерактивность зависит от многих факторов. Стиор предполагает, что те самые три фактора - это скорость, дальность и картография. Учёный определяет скорость как уровень, включающий действия пользователя в компьютерную модель и отображающий виртуальный мир таким образом, которым может чувствовать сам человек. Диапазон всего этого относится к тому, сколько возможных исходов могло следовать из любого пользовательского действия. Картография - способность системы привести к естественным результатам в ответ на действия пользователя.

Навигация в виртуальной среде является одним из видов интерактивности. Если пользователь может направить своё движение в киберпространстве - это можно назвать интерактивным опытом. Большинство виртуальных сред включают в себя другие формы взаимодействия, так как пользователям может легко стать скучно после нескольких минут использования одной из этих форм. Учёный Мэри Уиттон указывает, что плохо разработанная форма взаимодействия может резко снизить чувство погружения, в то время как поиск путей возможного решения и налаживания данной проблемы могут увеличить его. Когда виртуальная среда по-настоящему интересна и привлекательна, пользователь в большей степени готов убрать своё недоверие на второй план и погрузиться в этот нереальный мир.

Истинная интерактивность также включает в себя возможность изменять окружающую среду виртуального мира. Хорошая виртуальная среда будет реагировать на действия пользователя таким образом, что имеет смысл, даже если это имеет смысл только в пределах действительной виртуальной среды. Если виртуальная среда изменяется диковинными и непредсказуемыми способами, она рискует разрушить чувство телеприсутствия пользователя.

В следующем разделе мы рассмотрим некоторые из аппаратных средств, используемых в системах виртуальных сред.

Погружение против взаимодействия
Разработчики обнаружили, что пользователи испытывают более сильное чувство телеприсутствия тогда, когда взаимодействие осуществляется легко и интересно, даже если виртуальная среда не фотореалистична, в то время как реалистичные киберпространства, которые не имеют возможности для взаимодействия с пользователем, вызывают совершенную потерю интереса относительно быстро.

Виртуальная реальность. Аппаратные системы

В настоящее время большинство систем VE рассчитаны на управление нормальными персональными компьютерами. Персональные компьютеры достаточно сложные, чтобы разработать и запустить программное обеспечение, необходимое для создания виртуальных сред. Графика, как правило, обрабатывается мощными видеокартами, изначально предназначенными для тяжёлых трёхмерных игр. Та же видеокарта, которая позволит игроку играть в World of Warcraft, вероятно, подойдёт и для продвинутого киберпространства.

Также системам виртуальной реальности необходимы способы отображения изображений для пользователя. Многие системы используют HMD (Head-Mounted Display или, говоря простым языком, «одеваемые на голову дисплеи», также известные ещё более сухим языком как шлемы виртуальной реальности). Обычно такие системы представляют из себя неуклюжие штуки, в которые встроены два дисплея (два дисплея для двух глаз, соответственно). Таким образом, создаётся полноценный стереоскопический эффект с иллюзией глубины. Старые модели шлемов виртуальной реальности использовали катодно-лучевые трубки (Cathode Ray Tube, CRT) - традиционный тип проекторов. Это дисплеи, которые по своим размерам были громоздкие, но выдавали хорошего качества и разрешения картинку. Помимо них использовались ещё жидкокристаллические дисплеи (Liquid Crystal Display, LCD). Последние были значительно дешевле, но были не в состоянии конкурировать с качеством LRT-дисплеев. Сегодня ЖК-дисплеи гораздо более продвинутые, с улучшенными разрешением и насыщенностью цветов, и стали более распространёнными, чем LRT-дисплеи.

Другие системы VE проецируют изображения на стенах, полу и потолке комнаты. Называются подобные системы аббревиатурой CAVE (Cave Automatic Virtual Environments, ПЕЩЕРА) - это иммерсивная виртуальная реальность, где прожекторы направлены на три, четыре, пять или шесть стен размером с комнату куба. Название является отсылкой на аллегорию пещеры в «Государстве» Платона, в котором философ созерцал восприятие, реальность и иллюзию.

Университет штата Иллинойс, Чикаго, разработал первый в мире дисплей CAVE, используя проекционную технику для перевода изображений на стену, пол и потолок маленькой комнаты. Пользователи могут перемещаться по «пещере», и при этом должны носить специальные очки, чтобы создать завершенную иллюзию перемещения через виртуальную реальность. Системы CAVE предоставили пользователям гораздо более широкое поле зрения, что помогает при погружении в киберпространство. Конечно, и без минусов не обошлось - «пещеры» очень дорогие и требуют существенно больше места, чем другие системы.

Тесно связанными с технологией отображения являются системы слежения. Системы слежения анализируют ориентацию точки зрения пользователя так, что компьютерная система посылает правильные изображения визуального отображения. Большинство подобных систем требует от пользователя привязки в буквальном смысле к кабелям с блоком обработки, ограничивая таким образом диапазон движения, доступных ему. Разработки технологий слежения имеют тенденцию отставать от других технологий VR, потому что рынок таких технологий, главным образом, сосредоточен на VR. Поэтому нет такого же интереса к развитию подобных технологий и вообще новых способов отслеживания данных.

Устройства ввода также важны в системах виртуальной реальности. В настоящее время устройства ввода варьируются от контроллеров с двумя или тремя кнопками для электронных печаток до программного обеспечения для распознавания голоса. Не существует стандартной системы контроля по дисциплине. Учёные и инженеры, посвятившие свою жизнь виртуальной реальности, постоянно изучают способы сделать внедрение человека в виртуальную реальность как можно более естественной, чтобы увеличить чувство телеприсутствия. Некоторые из наиболее распространённых форм устройства ввода:

• Джойстики
• Трекболы
• Палочки-контроллеры
• Электронные перчатки
• Распознавание голоса
• Трекеры движения
• Беговые дорожки

Виртуальная реальность. Игры

Учёные также изучают возможность разработки биосенсоров для использования VR. Биосенсоры можно обнаружить и интерпретировать нервы и мышечную активность. При правильной калибровке биосенсора, компьютер может интерпретировать как пользователь движется в физическом пространстве и перевести соответствующие движения в виртуальную реальность. Биосенсоры могут быть присоединены непосредственно к коже человека, или могут быть интегрированы в перчатки или трико. Одним из ограничений для биосенсора являются костюмы - они должны создаваться на заказ для каждого человека или датчики попросту не будут выстраиваться на теле пользователя правильно.

Nintendo Wii

Некоторые программисты фантазируют на данную тему, представляя развитие Интернета в трёхмерном виртуальном пространстве, где необходимо переходить виртуальные ландшафты для доступа к информации и развлечениям. Веб-сайты могут принимать трёхмерные формы, что позволяет исследовать интересности пользователям гораздо более буквальным образом, чем раньше. Кроме того, программисты разработали несколько различных языков программирования и веб-браузеров для достижения этого необычного видения. Некоторые их них включают:

• Язык моделирования виртуальной реальности (Virtual Reality Modeling Language, VRML) - самый первый трёхмерный язык моделирования для всемирной паутины.
• 3DML - трёхмерный язык моделирования, где пользователь может посетить место (или веб-сайт) через большинство интернет-браузеров после установки плагина.
• X3D - язык, который заменил собой VRML в качестве стандарта для создания виртуальных сред в Интернете.
• Совместная проектная деятельность (Callaborative Design Activity, COLLADA) - формат, используемый для превращения файлов в трёхмерные программы.

Виртуальная реальность. Сферы применения

Некоторые архитекторы создавали и создают по сей день виртуальные модели своих строительных планов, чтобы люди могли, хоть и виртуально, ощутить структуру до её основания. Клиенты могут передвигаться через экстерьеры и интерьеры, задавать интересующие вопросы или даже предложить какие-либо изменения в дизайне. Виртуальные модели могут дать вам гораздо более точное представление о том, как здание или комната будет выглядеть в конечном варианте.

Автомобильные компании используют технологию VR для построения виртуальных прототипов новых моделей автомобилей, тщательно проверяя их, прежде чем производить физическую модель. Дизайнеры могут вносить изменения, не имея кучу металлолома вокруг. Процесс разработки становится более эффективным и менее дорогим в качестве результата.

Виртуальные среды используются и в учебных программах для военных, космических программах и даже для студентов-медиков. Военные уже давно стали сторонниками технологии VR и её развития. Учебные программы могут включать в себя всё: начиная от моделирования транспортных средств и заканчивая боевым оружием. В целом, системы виртуальной реальности существенно безопаснее и, в конечном счёте, дешевле, чем альтернативные методы обучения. Солдаты, которые прошли через интенсивную подготовку VR, оказались столь эффективны, как те, кто обучается в традиционных условиях.

В медицине сотрудники могут использовать виртуальные среды для обучения всего: от хирургических процедур до диагностирования пациента. Хирурги используют технологию виртуальной реальности не только чтобы обучать и воспитывать, но и выполнять различные операции удалённо с помощью автоматизированных роботов. Первый робот-хирург был выпущен в 1998 году в больнице в Париже. Самой большой проблемой при использовании технологии VR в данном случае является задержка передачи изображения, а это не положительно может сказаться вообще на процессе операции и, соответственно, её итоге. Таким системам необходимо предоставлять тонко настроенную сенсорную обратную связь к хирургу.

В следующем разделе мы рассмотрим некоторые аспекты и трудности с технологией виртуальной реальности.

Виртуальная реальность. Аспекты и трудности

Ещё одной проблемой для разработчиков систем виртуальной реальности является создание системы, которая была бы лишена плохой эргономики. Многие системы опираются на специальное оборудование, различную технику, тем самым обременяя пользователя или ограничивая свои возможности с помощью физических тросов. Без тщательно продуманных аппаратных средств пользователь может иметь проблемы с равновесием, инерцией, потерять чувство телеприсутствия или даже испытывать киберсикнесс - эдакая киберболезнь, симптомы которой могут включать в себя полную дезориентацию и тошноту. Не все пользователи могут заболеть киберсикнессом - некоторые люди способны исследовать виртуальные миры часами без каких-либо последствий, в то время как другие могут чувствовать тошноту после того, как побывали в киберпространстве всего несколько минут.

Некоторые психологи озабочены тем, что погружение в виртуальную среду может психологически повлиять на человека. Они предполагают, что системы виртуальной реальности могут ставить пользователя в ситуации с применением насилия, а также могут привести человека к бесчувственности. По сути, психологи говорят очевидное - развлекательные, на первый взгляд, системы виртуальной реальности могут породить поколение психопатов. Кроме того, психологи утверждают, что некоторым людям не стоит беспокоится о десенсибилизации, но предупреждают, что настоящий, истинный экспириенс VE может привести к своего рода кибернаркомании.

Другая проблема - уголовные деяния. В виртуальном мире определяющие действия, такие как убийства или сексуальные преступления, проблематичны. Получается, если у человека не выходит сделать желаемое в киберпространстве, он постарается сделать это в настоящем мире - разве такое не может произойти? Исследования показывают, что люди могут иметь реальные физические и эмоциональные реакции на раздражители в виртуальной среде, и поэтому вполне возможно, что сделав виртуальное нападение человек может получить по-настоящему эмоциональную травму. Следующий раздел расскажет вам историю технологии виртуальной реальности. Что ж, погрузимся же в историю столь удивительного творения человеческого разума.

Виртуальная реальность. История

Концепция виртуальной реальности возникала в течение десятилетий. Обществу стало известно об удивительной технологии в начале 1990-х годов. В середине 1950-х годов кинематографист по имени Мортон Хейлиг предположил театральный опыт, который будет стимулировать чувства всех зрителей. Он создал единственную консоль в 1960 году и назвал её Sensorama - она включала в себя стереоскопический дисплей, вентиляторы, эмитенты ароматов, стереоспикеры и движущиеся стулья. Он также изобрёл свой эдакий шлем виртуальной реальности, только человек не полностью погружался в киберпространство, а мог просто смотреть телевизор в формате 3D.

Инженеры Philco Corporation разработали первый в мире шлем виртуальной реальности («одеваемый на голову дисплей», Head-Mounted Display, HMD). Продукт получил название «Headsight». Шлем состоял из экрана и системы слежения, которая была связана с закрытой системой камер инженеров. Они предназначены в HMD для использования в опасных ситуациях - пользователь может наблюдать реальную среду дистанционно, регулируя угол камеры просто поворачивая голову. Лаборатория Bell Laboratories использовала подобную систему HMD для пилотов вертолётов. Работа шлемов была интегрирована с инфракрасными камерами, прикреплёнными к нижней части вертолётов, что позволяло пилотам иметь чёткое поле зрения по время полёта в темноте.

В 1965 году учёный по имени Иван Сазерленд изобрёл то, что он назвал «Ultimate Display». С помощью этого дисплея человек мог заглянуть в виртуальный мир, который выглядел как реальный, физический мир. Это видение исходило из практически всех разработок в области виртуальной реальности. Концепция Сазерленда состоит из:

• Виртуальный мир, который кажется реальным, трёхмерная звуковая система и тактильные раздражители
• Компьютер, который поддерживает модель мира в реальном времени (только представьте себе мощность этого компьютера в те годы)
• Манипулирование виртуальными объектами в реальном мире - интуитивно понятный способ

Заключительный раздел коснётся тематики развития технологии и её будущего.

Виртуальная реальность. Развитие и будущее технологии

В течение многих лет технология VR оставалась вне поле зрения общества. Почти все развитие сосредоточено на транспортном моделировании до 1980-х годов (). Тогда, в 1984 году, учёный по имени Майкл Макгриви начал экспериментировать с технологией VR в качестве способа интеграции человека в компьютерный интерфейс (Человеко-компьютерное взаимодействие, Human-Computer Interaction, HCI). Человеко-компьютерное взаимодействие по-прежнему играет большую роль в исследовании VR.

Джарон Ланье ввёл термин «Virtual Reality» в 1987 году. В 1990-х годах средства массовой информации прицепились к концепции виртуальной реальности и побежали за ней. В результате шумиха дала людям нереальные ожидания о том, на что способны технологии виртуальной реальности. Как общественность поняла, что виртуальная реальность ещё не была так сложна, интерес со временем ослаб. Термин «виртуальная реальность» начал исчезать с ожиданиями публики. Сегодня разработчики VE стараются не преувеличивать возможности или применения систем виртуальной реальности, и тенденция избегать термина «виртуальная реальность», как вы уже могли догадаться, старым порядком никуда не делась.

VR ROOM - это новый, открытый мир, в котором виртуальный мир переносится в пространство реальной комнаты. При средней площади 100 квадратных метров, размещение оборудования виртуальной реальности и игровых аксессуаров не требует сложных конструктивных особенностей.

Комплектация

• Система датчиков отслеживания движение
• Шлемы виртуальной реальности
• Комплекты рюкзак-компьютер
• Уникальные сетевые игры
• Коммутационное оборудование
• Автоматы и оружие
• Серверное оборудование

Технические характеристики

В виртуальной комнате нет ограничений проводами и перегородками. Попадая в VR игру команда, надев шлем, переносится в конкретный сюжет с соответствующим антуражем. Система датчиков отвечает за отслеживание положения игроков, не давая им потеряться в пространстве комнаты и избежать столкновения с другими участниками игрового процесса.

ВИРТУАЛЬНАЯ КОМНАТА В ПРОГРАММЕ ВЕЧЕРНИЙ УРГАНТ

7 причин ДЕЛАТЬ бизнес СЕГОДНЯ!

1. ГАРАНТИЯ НА ОБОРУДОВАНИЕ 2 ГОДА
На все оборудование поставляемое нашей компанией

2. БЕСПЛАТНАЯ ДОСТАВКА ПО ТЕРРИТОРИИ РОССИИ
Бесплатная доставка аттракциона от Калининграда до Владивостока. Доставка осуществляется до ближайшего терминала транспортной компании.

3. ГАРАНТИЯ НИЗКОЙ ЦЕНЫ
Если вы найдете аналогичный аттракцион с аналогичными параметрами по более низкой цене, сообщите нам и перешлите нам предложение нашего конкурента. МЫ СДЕЛАЕМ ЦЕНУ НИЖЕ в случае, если наше оборудование окажется аналогичным!

4. ПРОГРАММА УТИЛИЗАЦИЯ
После года работы аппарата мы выкупим ваше оборудование по цене до 85% от цены. Сумма варьируется в зависимости от стоимости аттракциона виртуальной реальности на текущий день, и учета физического износа.

5. ТЕХНИЧЕСКАЯ ПОДДЕРЖКА БЕССРОЧНАЯ
Мы проконсультируем вас по любой технической сложности или проблеме в течении всей жизни аттракциона VR

6. ПОДДЕРЖКА МАРКЕТОЛОГА ПО ПРОДВИЖЕНИЮ ВАШЕГО АТТРАКЦИОНА
Мы уже длительное время занимаемся производством, продажей и установкой аттракционов и наработали отличные способы продвижения бизнеса с виртуальной реальностью.

7. ПОСТОЯННОЕ ОБНОВЛЕНИЕ КОНТЕНТА
Мы регулярно обновляем игры на наших аттракционах, которые так же получают наши пользователи, уже занявшиеся бизнесом с виртуальной реальность. Все обновления вы будете получать удаленно и это будут только лучшие игры, выбранные нашими специалистами по маркетингу.

КАК ПРОИСХОДИТ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ?
1. Согласовываем параметры договора.
2. Готовим и подписываем техническое задание на разработку VR парка.
3. Подписываем договор, вносится частичная предоплата.
4. Закупаем оборудование и начинаем разработку программного обеспечения.
5. Проводим разработку, монтаж и настройку оборудования.
6. Проводиться окончательная оплата работ, сдача проекта, обучение.

В стоимость входит разработка, оборудование, монтаж в вашем городе.

3D и «виртуальная реальность» завоевали важное место в современной иерархии технологий, являясь сегодня популярнейшими решениями для множества областей человеческой деятельности.

Трехмерное кино и телевидение, технологии объемного моделирования, создание 3D-голограмм, трехмерные транспортные симуляторы и даже целые комплексы виртуальной реальности для инженерного и конструкторского дела. Все это стало (или постепенно становится) частью повседневности, помогая профессионалам организовывать реальность первичную, обогащать пространство и развлекать зрительские аудитории, оптимизировать образовательные процессы, создавая новое пространство окружающего мира и заглядывая в будущее.

3D 3D рознь

Все 3D-технологии имеют общую основу - они используют бинокулярное зрение человека, создавая для каждого глаза отдельное изображение. Они совмещаются в единую объемную картинку в мозге после обработки данных из двух источников (принцип стереоскопии). Однако, это единственный общий момент, которые объединяет «3D-кино» и передовые инженерные программно-аппаратные комплексы для трехмерного проектирования.

Сегодня в дружную семью технологий 3D и виртуальной реальности входят, во-первых, широкий спектр программного обеспечения для создания трехмерных, «объемных» объектов на плоских отображающих поверхностях, которые воспринимаются зрением как объемные без вспомогательных средств.

Во-вторых, под 3D подразумеваются технологии получения эффекта объемного изображения с помощью специальных очков, разделяющих два видеопотока для оптимального восприятия человеком в соответствии с принципом стереоскопии (активные и пассивные системы). В-третьих, это различные шлемы виртуальной реальности, которые используются, прежде всего, в сфере развлечений и образовании. Также, к 3D относятся различные объемные голографические отображения (музейные витрины, шоу-бизнес и т.д.), средства дополненной реальности и т.д.

Наконец, к 3D и виртуальной реальности относятся программно-аппаратные комплексы - совокупность датчиков, отображающих поверхностей, ПО, камер и проекторов, объединенные в сложнейшие суперпроизводительные решения промышленного уровня.

Работая на рынке проекционных технологий более 25 лет, на сегодняшний день Центр проекционных технологий «Викинг» уже ввёл в эксплуатацию многие из систем, описанных выше. Являясь официальным дистрибьютором таких брендов, как Christie, Mitsubishi, Extron, AMX, Projecta - лидеров в области проекционной/коммутационной техники, каждый объект не только создается на базе качественной техники, но и имеет постоянную сервисную поддержку, как со стороны «Викинга», так и представительств компаний-производителей оборудования.

Обобщая наш опыт в этой сфере, можно сказать, что 3D и виртуальная реальность охватывают в проектах «Викинга» широкую область задач, от сугубо развлекательных до более серьезных образовательных и критически важных промышленных.
Приоритетным направлением для нашей компании здесь является работа с комплексами 3D проектирования CAVE - мощнейший рабочий инструмент, с помощью которого наши заказчики получают возможность полностью обходиться без натурного макетирования, а также ускорить темпы работ над самым сложными проектами.

«Комната виртуальной реальности» CAVE

Одним из самых современных решений для визуализации сложных технических систем сегодня является программно-аппаратный комплекс «Комната виртуальной реальности», как её часто называют- «КЕЙВ» (от англ. «CAVE» - пещера). Без преувеличения, этот продукт можно назвать вершиной реализации возможностей современных технологий виртуальной реальности, объединенных в буквальном смысле слова в одной комнате.

Комната виртуальной реальности традиционно реализуется как замкнутое с пяти сторон (кроме входа) рабочее пространство. Три стены (правая, левая и фронтальная), пол и потолок выполнены в виде жестких экранов обратной проекции. Используются высококачественные просветные акриловые экраны, которые обеспечивают высокую контрастность и равномерность изображения.

Конструктив комнаты виртуальной реальности разработан таким образом, что экраны внутри него монтируются стык в стык, что позволяет в рабочем режиме исключить визуальный дискомфорт от разделения изображения на части и сформировать единое 3D - пространство. Изображение на данных экранах формируется мультимедийными cтереопроекторами. Специалисты «Викинга» используют проекторы серии Christie Mirage, являющиеся лидерами в области проекционной техники.

CAVE, имеющий 5 экранов, является наиболее совершенной конструкцией комнаты виртуальной реальности. Кроме этого варианта, можно использовать также CAVE с четырьмя или даже с тремя сторонами.

Создание каждой новой комнаты виртуальной реальности требует очень серьезных трудозатрат: количество составных элементов каждого отдельного объекта этого класса очень высоко, каждый из них - сложнейший механизм сам по себе, объединить их в единый работающий как часы организм - задача для двух-трех трудовых коллективов в стране, включая сотрудников компании «Викинг».

Технический аспект

Комната виртуальной реальности - это решение, разрабатываемое индивидуально с учётом конкретных задач и возможностей заказчика, поэтому принцип масштабируемости является основой его конструкции. Также, CAVE обеспечивает возможность использования разного количества проекторов с разным разрешением в зависимости от задачи и типа контента.

Основной элемент таких решений - подсистема вывода изображения, основанная на мощных ПК (графических станциях). Важную роль также играют специализированное программное обеспечение (ПО), которое подбирается под форматы моделей. Основными брендами в области ПО для систем виртуальной реальности являются TechViz, IC.IDO, Virtalis.

Неотъемлемой частью комнаты виртуальной реальности является подсистема трекинга и подсистема затворных (активных) 3D-очков. Именно 3D-очки позволяют оператору (зрителю) увидеть объемное изображение, а для того, чтобы это изображение было целостным и создавалось единое 3D-пространство, позволяющее погрузиться в виртуальную среду, используется подсистема трекинга. Это набор камер, которые отслеживают положение так называемых «маркеров» (датчиков), размещенных на 3D- очках (или теле) оператора, передают информации подсистеме вывода изображения, которая корректирует геометрию контента на каждом из экранов под точку зрения оператора.
Взаимодействие оператора с виртуальной средой осуществляется посредством джойстика, который позволяет выполнять целый ряд операций, предоставленных возможностями ПО.

Вспомогательной системой широкоформатной стереопроекции предназначена для формирования вида с заранее фиксированной точки 3D-модели в КВР и вывода этой проекции на большой экран коллективного пользования для большой группы заинтересованных лиц.

Возможности «Виртуальной пещеры»

Конечная цель тончайшей настройки множества элементов КВР заключается в создании возможностей для эффективной работы коллективов разработчиков, конструкторов, инженеров и других специалистов, которые могут использовать функционал CAVE в своих рабочих процессах.

Комната поддерживает одновременный вывод на один экран объектов из нескольких систем объемного проектирования, запоминает «точки взгляда на объект» с возможностью быстрого возврата к ним, позволяет работать с сечениями объекта, производить виртуальную разборку/сборку модели и так далее.

Использование всех подсистем ПАК одновременно позволит сотрудникам
предприятия работать в следующей конфигурации: оператор, находясь в КВР, полностью погружается в виртуальную среду, содержащую проектируемый объект, и взаимодействует с его трехмерной моделью. Заинтересованные лица могут находиться рядом или располагаться перед системой широкоформатной стереопроекции, отображающей то, что видит оператор, или вид с заранее определённой фиксированной точки.

Подсистемы ПАК могут быть использованы и по отдельности. Если нет презентационной составляющей в работе оператора, то комната виртуальной реальности может быть использована без подключения системы широкоформатной стереорпроекции.

Одними из самых перспективных направлений применения КВР сегодня являются геофизика, нефте-газодобыча, судостроение, машиностроение и проектирование крупных промышленных объектов, где необходимо тщательно отрабатывать расположение элементов конструкции и различного оборудования.

При работе с КВР повышается информационность рабочих процессов, а поскольку пространственное воображение распределяется между специалистами конструкторских бюро неравномерно, КВР за счет высочайшего уровня наглядности позволяет компенсировать пробелы и дает возможность большему количеству конструкторов включаться в работу на 100% своих потенциальных возможностей.