Что такое виртуальная реальность простыми словами
Виртуальная реальность: все, что вам нужно знать
Сегодня прогресс достиг действительно небывалых высот, а новое поколение способно использовать такие возможности, о которых еще 10-15 лет назад люди лишь мечтали. То, что было мистикой и волшебством, сегодня стало техническим прогрессом. Один из таких моментов – это виртуальная реальность. Сегодня мы поговорим о том, что такое VR и как ее используют в различных сферах.
Определение виртуальной реальности
Виртуальная реальность – это созданный с помощью технического и программного обеспечения виртуальный мир, передающийся человеку через осязание, слух, а также зрение и, в некоторых случаях, обоняние. Именно объединение всех этих воздействий на чувства человека в сумме носит название интерактивного мира
Она, VR, способна с высокой точностью имитировать воздействия окружающей виртуальной действительности на человека, но для того, чтобы создать действительно правдоподобный компьютерный синтез из реакций и свойств в рамках интерактивного мира, все процессы синтеза просчитываются, анализируются и выводятся в качестве поведения в реальном времени.
Использование виртуальной реальности многогранно: в 99 процентах случаев одушевленным и неодушевленным предметам, созданным при помощи такой технологии, присущи точно такие свойства, поведение и движение, какие есть у их настоящих прототипов. При этом пользователь в состоянии оказывать на все одушевленные и неодушевленные объекты влияние согласно реальным законам физики (если игровым процессом не предусмотрены другие законы физики, что случается крайне редко).
Принцип работы
Многим интересно, как именно действует технология. Вот три главных компонента, которые используются практически при любом взаимодействии с виртуальной средой:
Эффект полного присутствия
Уже по термину полного присутствия понятно, о чем именно идет речь: мир – это виртуальная реальность. Это значит, что пользователь будет ощущать себя именно там, где находится игра, и он может взаимодействовать с ней. Пользователь поворачивает голову – персонаж тоже поворачивает голову, человек шагает в своей комнате – игрок движется в интерактивной реальности. До сих пор идут споры – возможно ли полное погружение в виртуальную реальность?
The Leap – отслеживание пальцев и кистей
Эффект от полного присутствия достигается за счет устройства The Leap. Это устройство, использующее сложную систему отслеживания каждого движения, все еще остается частью очень дорогих и ТОПовых шлемов. Однако алгоритм работы достаточно прост, и он присутствует в немного измененном виде в другом устройстве, а именно в шлеме HTC Vive.
Как контроллер, так и шлем в HTC Vive, оснащены множеством фотодиодов – небольших приборов, преобразовывающих световую энергию в электрическую.
Важный момент! Вообще человек ежедневно сталкивается с фотодиодами и их работой. Как пример, это фотодиод, отвечающий за освещение смартфона. Фотодиод определяет, сколько именно освещения падает на него, и, на основе этих данных, регулирует уровень яркости
Такой же принцип полного присутствия используется и в шлеме. В комплекте со стандартным ВР-шлемом идут две станции, которые через временные интервалы пускают пару лучей – это горизонтальный и вертикальный лучи. Они пронизывают комнату и добираются до фотодиодов на устройстве шлема и контроллера. После этого фотодиоды начинают свою работу, и за несколько секунд происходит обмен информационными данными, в ходе которого датчики передают положение контроллеров и шлема.
В этом заключается алгоритм создания полного присутствия.
Какие существует разновидности VR
Официально сейчас существует три разновидности виртуальной реальности:
VR шлемы
Стартом интерактивной реальности можно считать создание трех шлемов:
Главная разница между этими тремя гаджетами заключается лишь в компаниях-производителях. В остальном же они похожи. Все три шлема отличаются портативностью и обеспечением полного погружения в игровой процесс.
Плюсы и минусы виртуальной реальности
Плюсы:
Минусы:
К минусам можно отнести следующие моменты:
Применение виртуальной реальности
VR можно использовать в таких сферах, как:
VR – вредно это или нет?
Пока что можно отметить, что никаких глобальных исследований в этой области не проводилось, однако первые выводы сделать уже можно. Так как VR еще только-только разрабатывается (и это действительно так), у многих могут появляться неприятные ощущения при продолжительном использовании этой технологии. В частности, человек будет ощущать головокружение и тошноту.
Пока что нет никаких доказательств того, что VR отрицательно действует на зрение. Отрицательный эффект, несомненно, есть, однако он не настолько велик, чтобы бить тревогу. Поэтому пока неизвестно, виртуальная реальность, что это такое – вред или польза.
VR – что ждет в будущем?
Сегодня виртуальная реальность не до конца доделана, поэтому могут появляться неприятные ощущения. В будущем же появится множество устройств, копий и аналогов, которые не будут отрицательно действовать на человеческий организм и психику.
Также устройства VR смогут решить проблемы с потреблением информационных данных, а сеансы станут такими же стандартными и обыденными, как и обычные игры на компьютере или приставках в наши дни.
Вывод
Виртуальная реальность – пока что бездонная пропасть для исследования и улучшения алгоритмов работы. Сегодня технологии продвигаются очень быстро, поэтому можно с уверенностью сказать, что в ближайшем будущем рыночная стоимость комплекта будет по карману человеку со средним достатком.
Что такое VR. Объясняем простыми словами
VR (англ. virtual reality, виртуальная реальность) — полностью смоделированное трёхмерное пространство с ощущением полного присутствия в нём посредством специальных гаджетов.
Основной девайс для погружения в виртуальную реальность — VR-очки. Они проецируют изображение на каждый глаз по отдельности, что вызывает чувство реальности у пользователя. Также на рынке есть виброжилеты, компьютеры в виде рюкзаков и другие вещи, которые должны увеличить глубину погружения.
В виртуальной реальности можно взять и сломать всю мебель в комнате, пройти по музеям, пролететь над небоскрёбами. Зачастую в виртуальных мирах работают законы физики, но они могут работать не так, как на земле. Например, создавая эффект невесомости или слабой силы тяготения. Всё это нужно, чтобы человек получил больше опыта от развлечения.
Пример употребления на «Секрете»
«Классический аргумент VR-скептиков звучит так: «Посмотрите на вашу виртуальную реальность! Проникновения в социум никакого, ни у кого нет шлемов, потому что это дорого и неудобно — оттого в VR и нет денег». Я согласен: продавать виртуальную реальность конечной B2C-аудитории сейчас непросто. Но существует огромный потенциал в работе с B2B, когда бренд оплачивает создание профессионального 360°-го контента, аренду VR-оборудования и другие составляющие качественного погружения в рамках того или иного мероприятия».
(Креативный директор Interactive Lab Антон Скитер — в материале про эту иммерсивную студию.)
Ошибки в употреблении
Не стоит путать VR с AR (англ. augmented reality — дополненная реальность). Если VR конструирует полностью воображаемый мир, то AR проецирует компьютерные слои на реальность. Также для восприятия AR нужно иметь «переходник» в виде объектива телефона или специальных очков, в то время как для работы с VR требуются только специальные очки.
История
Проекты по созданию технологии шли с 1960-х годов, однако VR-очки в современном понимании появились только в 2010 году, когда компания Oculus представила свой первый прототип. Позднее в эту гонку включились Valve и HTC, а также Sony. Сейчас на рынке есть большое количество моделей как полностью автономных очков, так и таких, которые требуют использование смартфона вместо дисплея.
Практика
Есть несколько причин, почему бизнесу может пригодиться виртуальная или дополненная реальность: маркетинг, безопасное и более эффективное обучение сотрудников, а также экономия времени и бюджетов на оптимизации бизнес-процессов.
Например, с помощью 17 000 VR-гарнитур сотрудники Walmart из 5000 магазинов по всему миру учатся раскладывать товар на полках. Так, сеть экономит время старших менеджеров, которые раньше были вынуждены тратить рабочие часы на обучение новичков.
Тенденция достигла и России. Промышленные гиганты вроде «Газпром нефти» или СИБУРа активно внедряют VR/AR-технологии для оптимизации ресурсов. Например, «Газпром нефть» тестирует тренинг для специалистов буровых установок, где заказчик может самостоятельно менять любые детали сценария.
Что такое виртуальная реальность: свойства, классификация, оборудование — подробный обзор области
Авторизуйтесь
Что такое виртуальная реальность: свойства, классификация, оборудование — подробный обзор области
В декабре мы писали о том, на какие тенденции в мире IT стоит обратить внимание в будущем 2017 году. Одним из пунктов обозначили виртуальную реальность, и не зря. Интерес к VR сильно вырос за последние 2–3 года и продолжает расти, появляется всё больше различного оборудования и технологий, а главное — новых идей, для реализации которых нужны разработчики.
В этой вводной статье мы поговорим о свойствах, типах и областях применения VR — это поможет лучше сориентироваться тем, кто хочет начать свой путь в развивающейся и актуальной сфере.
Виртуальная реальность — это генерируемая с помощью компьютера трехмерная среда, с которой пользователь может взаимодействовать, полностью или частично в неё погружаясь.
Свойства VR
Полный набор встретить можно редко, но ниже перечислены те особенности, на которые нужно ориентироваться при создании виртуальной реальности.
Типы VR
VR с эффектом полного погружения
Этот тип подразумевает наличие трех факторов:
VR без погружения
Не каждому и не всегда необходимо полное погружение в альтернативную реальность. К типу «без погружения» относятся симуляции с качественным изображением, звуком и контроллерами, в идеале транслируемые на широкоформатный экран. Также в эту категорию попадают такие проекты, как археологические 3D-реконструкции древних поселений или модели зданий, которые архитекторы создают для демонстрации своей работы клиенту. Все перечисленные выше примеры не отвечают стандартам VR в полной мере, но позволяют прочувствовать моделируемый мир на несколько уровней глубже, чем другие средства мультимедиа, а потому причисляются к виртуальной реальности.
VR с совместной инфраструктурой
Сюда можно отнести «виртуальные миры» вроде Second Life и Minecraft. Единственное свойство из перечисленного выше, которого им не хватает для полного комплекта — создание эффекта присутствия: такие миры не обеспечивают полного погружения (в случае с Minecraft это касается только стандартного управления — у игры уже существует версия для виртуальной реальности, поддерживающая шлемы Oculus Rift и Gear VR). Тем не менее, в виртуальных мирах хорошо прописано взаимодействие с другими пользователями, чего часто не хватает продуктам «настоящей» виртуальной реальности.
Виртуальные миры используются не только в игровой индустрии: благодаря таким платформам, как 3D Immersive Collaboration и Open Cobalt можно организовывать рабочие и учебные 3D-пространства — это называется «совместная работа с эффектом присутствия».
Создание возможности одновременного взаимодействия в сообществе и полного погружения сейчас является одним из важных направлений развития VR (вспомним тот же Minecraft).
VR на базе интернет-технологий
Специалисты в области компьютерных наук разработали способ создания виртуальных миров в Интернете, используя технологию Virtual Reality Markup Language, аналогичную HTML. Она на какое-то время была обделена вниманием и сейчас считается устаревшей, но учитывая возрастающий интерес Facebook к VR, в будущем виртуальная реальность обещает основываться не только на взаимодействии, но и на интернет-технологиях.
Еще есть AR, не путать с VR
AR (augmented reality) — это дополненная реальность. Да, PokemonGo (про который, кстати, все уже забыли), относится именно к этой категории, хотя и является несколько упрощенным примером. В отличие от VR, в которой мы намеренно отгораживаемся от окружающей среды, дополненная реальность позволяет создать наложение виртуального мира на реальный в поле восприятия пользователя. Таким образом мы можем одновременно получать информацию из двух источников.
Технически, AR — это не виртуальная реальность, но вопросы, возникающие при её создании сходны с теми, что возникают при создании VR (например, как заставить устройство вычислять своё точное расположение и подстраиваться под мельчайшие изменения, вносимые пользователем в реальном времени). Поэтому технологии AR и VR считают довольно тесно связанными.
Предлагаем подробнее ознакомиться с особенностями дополненной реальности, прочитать руководство для начинающих AR-разработчиков и посмотреть видеообзоры 12 платформ разработки AR-приложений.
Оборудование
Шлемы и очки / Head Mounted Display, HMD
Такие устройства состоят из двух небольших экранов, расположенных напротив каждого глаза, шор, предотвращающих попадание внешнего света, и стереонаушников. Экраны показывают слегка смещенные друг относительно друга стереоскопические изображения, обеспечивая реалистичное 3D-восприятие. В шлемах также содержатся встроенные акселерометры и датчики положения. В большинстве своем продвинутые VR-шлемы довольно громоздкие, но в последнее время появилась тенденция к созданию упрощенных легковесных вариантов (в том числе картонных, как на картинке выше), которые обычно предназначены для смартфонов с VR-приложениями.
Шлемы для виртуальной реальности делятся на три типа:
На Wearable выложен список лучших VR-шлемов 2017 года. Подробнее о шлемах виртуальной реальности можно прочитать на сайте Virtual Reality Society.
Комнаты / Cave Automatic Virtual Environment, CAVE
Альтернатива для тех, кто не хочет испортить прическу — изображения в данном случае транслируются не в шлем, а на стены помещения, часто представляющие собой дисплеи MotionParallax3D (хотя для более полного UX в некоторых таких комнатах нужно надевать 3D-очки или даже комбинировать CAVE и HMD). Есть мнение, что VR-комнаты гораздо лучше VR-шлемов: более высокое разрешение, нет необходимости таскать на себе громоздкое устройство, в котором некоторых даже укачивает, и самоидентификация происходит проще благодаря тому, что пользователь имеет возможность постоянно себя видеть. Тем не менее, приобретение такой комнаты, понятное дело, выйдет гораздо дороже, чем покупка шлема.
Информационные перчатки / Datagloves
Для удовлетворения инстинктивной потребности пользователя потрогать руками то, что он находит для себя интересным в процессе изучения среды, были созданы перчатки с сенсорами для захвата движений кистей и пальцев рук. Техническое обеспечение такого процесса варьируется — возможно использование оптоволоконных кабелей, тензометрических или пьезоэлектрических датчиков, а также электромеханических приспособлений (таких как потенциометры).
Джойстики (геймпады) / Wands
Специальные устройства для взаимодействия с виртуальной средой, содержащие встроенные датчики положения и движения, а также кнопки и колеса прокрутки, как у мыши. Сейчас их все все чаще делают беспроводными, чтобы избежать неудобств и нагромождений при подсоединении к компьютеру.
Области применения VR
Обучение
VR используется для моделирования среды тренировок в тех занятиях, в которых необходима предварительная подготовка: например, управление самолетом, прыжки с парашютом и даже операции на мозге.
Наука
VR позволяет улучшить и ускорить исследование молекулярного и атомного мира: погружаясь в виртуальную среду, ученый может обращаться с частицами так, будто это кубики LEGO.
Медицина
Кроме помощи в обучении хирургов, технология VR оказывается полезной и на самих операциях: врач, используя специальное оборудование, может управлять движениями робота, получая при этом возможность лучше контролировать процесс.
Промышленный дизайн и архитектура
Вместо того, чтобы строить дорогостоящие модели машин, самолетов или зданий, можно создать виртуальную модель, позволяющую не только исследовать проект изнутри, но и проводить тестирование его технических характеристик.
Игры и развлечения
На данный момент это самая известная и самая широкая область использования VR: сюда входят как игры, так и кино, виртуальный туризм и посещение различных мероприятий.
Как мы уже говорили, VR продолжает интегрироваться с разными сферами нашей жизни и из мифа научной фантастики она превратилась в (виртуальную) реальность, так что выбирайте область для разработки, и — вперед. Стандартизацией технологий VR сейчас занимается международная организация Global Virtual Reality Association.
Компьютерная грамотность с Надеждой
Заполняем пробелы — расширяем горизонты!
Что такое виртуальная реальность?
Вопрос о том, что такое виртуальная реальность, рассмотрим, начиная с истории становления этого понятия, затем перейдем к существующему положению дел в этой сфере и, конечно, подведем итоги.
Если говорить простыми словами, то
виртуальная реальность (VR) – это погружение в трехмерное пространство, созданное с помощью современных технологий. Пользователь как бы погружается в смоделированную среду, похожую по своим характеристикам на реальный объект в реальном мире.
Главная идея здесь состоит в попытке заблокировать восприятие окружающей среды с помощью органов чувств, и заменить их на визуальные и слуховые сигналы, получаемые от устройства виртуальной реальности. Звучит теоретически понятно, однако воплощение идеи виртуальной реальности на практике стало непростой задачей даже для современного уровня технического знания.
Предпосылки для создания виртуальной реальности
Чтобы разобраться в том, что такое виртуальная реальность, начнем издалека. Впервые этот термин был придуман еще в 1930-х годах, и использовался при создании особого «эффекта присутствия» во время театральных постановок.
Уже в 1957 году американским кинематографистом и изобретателем Мортоном Хейлигом было разработано устройство под названием «Сенсорама», а в 1962-ом он получил патент на свое изобретение.
Этот громоздкий аппарат, внешне похожий на игровой автомат, позволил впервые окунуться в виртуальное пространство. С помощью этой машины была дана возможность прокатиться на симуляторе мотоцикла.
При работе на «Сенсораме» использовался специальный экран с видом от первого лица. Получался полноценный 3D-эффект, как будто Вы смотрите фильм в кинотеатре. «Эффект присутствия» дополнялся вибрирующим сиденьем, звуками, характерными для езды по оживленной улице, а также запахами, которые поступали внутрь кабины устройства.
Уже после того как стали появляться современные компьютеры, телевидение и первые 3D-фильмы, в научной фантастике буйно расцвела тема перспективы создания смоделированного мира, который будет выглядеть и ощущаться как реальный.
Виртуальная реальность в литературе и на телевидении
Рассказ известного писателя-фантаста Рея Брэдбери «Вельд» (его первоначальное название «Мир, созданный детьми») был издан в 1950 году. В нем уже прослеживается тема искусственного интеллекта, который порабощает психику человека. В итоге создается ситуация, когда герои рассказа перестают видеть грань между реальным и виртуальным мирами. В общем, кошмар, можете в этом убедиться сами:
Рэй Брэдбери. Вельд (аудиокнига, читает А. Водяной)
Однако вплоть до начала 1980-х годов, употребление термина «виртуальная реальность» в обыденном дискурсе встречалось довольно редко.
Писатель-фантаст Уильм Гиббсон был одним из первых популяризаторов этого понятия в массовой культуре, в особенности благодаря роману «Нейромант» 1984 года.
Уильям Гибсон — Нейромант. Часть 1\4 (аудиокнига, читает А.Чайцын)
На телевидении концепция виртуальной реальности была показана в фантастическом сериале «Star Trek». Здесь она была реализована как «holodeck» – голографическая палуба на борту звездного корабля, позволяющая воссоздавать в моделируемом пространстве всё что угодно: от окружающей среды до персонажей.
Повсеместное развитие компьютерных технологий позволило дизайнерам видеоигр создавать проекты, отличающиеся более высокой реалистичностью. Известный пример – игра «Battlezone», выпущенная Atari в 1980 году для игровых автоматов. Во время игры нужно взаимодействовать с «видео-искателем», который по своему устройству и внешнему виду похож на перископ подводной лодки. Считается, что «Battlezone» — это та игра, в которой можно наблюдать первое использование технологии виртуальной реальности в сфере развлечений.
О шлеме виртуальной реальности
Уже в начале 1990-х повсеместно начали появляться «гарнитуры», позволяющие взаимодействовать с виртуальным миром внутри игры.
В 1993 году Sega представила инновационную разработку – шлем виртуальной реальности «Sega VR». На шлеме были установлены специальные датчики, с помощью которых отслеживается позиция и поворот головы игрока, чтобы в свою очередь на экране устройства менялось направление обзора в самой игре. Однако выпуск был отменен еще на стадии разработки, в связи с чем этому шлему так и не суждено было появиться на рынке.
Естественно, военные всё это время не стояли в стороне, и приняли значительное участие в разработки систем виртуальной реальности. Министерство обороны США пыталось использовать виртуальные симуляторы для обучения пилотов. Но, как оказалось, традиционные тренажеры были намного более эффективны в связи с негативным влиянием долговременного использования VR-шлемов на вестибулярный аппарат пилотов.
В настоящем
Толчком для развития и популяризация современных виртуальных шлемов послужили анонс и выход на рынок двух таких устройств:
Связано это в первую очередь с тем, что разработчики добились реалистичной передачи визуальных эффектов, что позволило игроку полноценно окунуться в виртуальное пространство, по крайней мере, в пределах своей комнаты.
Вторая причина, по которой новые устройства отличаются от прошлых разработок – концентрация на двух наиболее важных органах чувств – на слухе и зрении.
Современные шлемы отличаются большей портативностью, хотя ранее тенденция была обратной – устройства обычно предоставлялись как целый костюм, направленный в первую очередь на взаимодействие с тактильными ощущениями человека.
В общем, бОльшая свобода для действий и есть главное отличие современного понимания виртуальной реальности от видеоигр прошлого, которые предоставляли лишь возможность посидеть в кресле симулятора пилота. При этом игрок не мог напрямую взаимодействовать с пространством вокруг себя.
Видео про виртуальные шлемы: «HTC Vive — самая виртуальная реальность от Valve, несовместимая с реальностью. (Steam VR)»
Сегодня создание игр с применением технологии виртуальной реальности (VR) дает разработчикам колоссальную фантазию для творчества.
Так, с помощью датчиков на шлеме можно сфокусировать глаза человека на предмете, тем самым позволив игрокам осуществлять прямой визуальный контакт, например, с глазами виртуального персонажа внутри игры. В будущем это позволит глубже продумать технологию взаимодействия с неигровыми персонажами (NPC).
Практическое применение виртуальной реальности
Не будем останавливаться лишь на сфере развлечений. Да, видеоигры всегда будут отличным примером развития технологии, но виртуальная реальность используется и в более серьезных областях научного знания.
Существует большое количество приложений, получивших распространение в
Взаимодействовать с виртуальной средой можно и нужно в тех случаях, когда в реальности ваши действия могут оказаться опасными, и нужно выверять каждый шаг.
В медицине
Например, для обучения приемам оказания первой медицинской помощи пострадавшим уже достаточно давно сделан макет, полностью имитирующий человека, которому надо сделать, скажем, искусственное дыхание или массаж сердца.
Первый такой макет был назван «Спасенная Анна» по имени средневековой девушки, которую не смогли спасти после того, как она утонула. С ее лица был сделан слепок, что было своего рода традицией в те времена. И именно этот слепок стал основой для образа лица современного манекена для обучения медиков.
На сегодняшний день при обучении студентов медицинских учебных заведений применяется очень много различных симуляторов: для обучения УЗИ-диагностики, для обучения простым и не очень простым медицинским процедурам.
Манекен в медицине для обучения различным процедурам
Даже есть симуляторы родов с моделированием различных непростых или патологических ситуаций.
Используются симуляторы операционных установок, например, лапароскопии, когда студенты могут делать операцию не на реальном пациенте, а на компьютерной модели, но при этом все хирургические инструменты и прочие медицинские приборы у студентов-медиков совершенно неотличимы от реальных инструментов и приборов.
Также в обучении будущих стоматологов широко применяются симуляторы и манекены.
Железная дорога
Для обучения и переподготовки железнодорожников также активно применяется виртуальная реальность.
Есть имитаторы кабины машиниста, когда все органы управления в точности копируют кабину электровоза или тепловоза, а вот управление идет «по картинке» на экране. Таким образом можно как обучать, так и проводить периодическую проверку знаний машинистов и их навыков. Тем самым существенно повышается безопасность движения, которой железнодорожники традиционно придают самое высокое значение и внимание.
Итоги
Подобных симуляторов реальности, образцов виртуальной реальности в сегодняшнем мире много.
И это помогает людям осваивать свои профессии, тренироваться не на реальных ситуациях, а на моделях. То есть, виртуальная реальность, несмотря на предупреждения фантастов, работает на благо, а не во вред, как некоторые из них в свое время предполагали и описывали в своих произведениях.
В завершение хочется отметить, что технологии виртуальной реальности с каждым годом становятся дешевле, поэтому можно ожидать множества инновационных способов применения технологии в будущем и, возможно, это позволит открыть новые коммуникационные каналы для общения, развлечения и работы.
Ближе к нашей реальности:
Нашли ошибку? Выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.