Виртуальная реальность — что это такое?

Про виртуальную реальность слышали хоть раз все, кто пользуется Интернетом или играет в компьютерные игры. Но что она представляет собой, какие возможности в себе скрывает?

Виртуальная реальность (ВР, от лат. virtus — возможный, потенциальный и realis — существующий, действительный; англ. virtual reality, VR) — это мир, не существующий на самом деле, созданный с помощью технических средств искусственно. С помощью систем и инструментов виртуальной реальности человек, погружаясь в нее, может совершать те же действия, что и в реальной жизни, взаимодействовать с окружающим миром. Говоря проще, ВР — это смоделированная реальность, в которой создается иллюзия присутствия пользователя в искусственном мире, его взаимодействия с предметами и объектами этого мира с помощью органов чувств — ушей (слух), глаз (зрение), кожи (осязание) и др. Виртуальную реальность еще называют искусственной, электронной, компьютерной реальностью и часто путают с дополненной реальностью. Но дополненная реальность (англ. augmented reality, AR — «расширенная реальность») лишь дополняет реальный мир, внося в него элементы искусственного, в то время как мир виртуальной реальности — полностью искусственно созданный.

Термин «искусственная реальность» впервые появился в конце 1960-х годов. Одна из первых созданных виртуальных реальностей — изобретенная в 1977 году «Кинокарта Аспена». В этой виртуальной реальности можно было прогуляться по городу Аспену, выбирать разные способы отображения объектов, в том числе в этой виртуальной реальности был зимний и летний городской пейзаж. Более известное и распространенное понятие «виртуальная реальность» было введено Яроном Ланьером в 1989 г.

Виртуальная реальность бывает нескольких типов: пассивная ВР — это лишь изображение и его сопровождение звуком, человек в такой ВР ничем не управляет, обследуемая ВР — в такой ВР возможен ограниченный выбор сценариев звука и изображения, а также действий человека, интерактивная ВР — пользователь сам выбирает сценарии, управляет такой ВР.

Устройства виртуальной реальности

Полное погружение в виртуальную реальность и взаимодействие с ее объектами достигается только при использовании специальных устройств. Такие устройства, которые обеспечивают полное погружение в виртуальную реальность и имитируют взаимодействие человека с ней с помощью всех органов чувств (глаза (зрение), уши (слух), язык (вкус), нос (обоняние), кожа (осязание), вестибулярный аппарат (чувство равновесия и положения в пространстве, ускорение, ощущение веса)), называют системами ВР.

К ним относятся:

• системы изображения,
• системы звука,
• системы имитации тактильных ощущений,
• системы управления,
• системы прямого подключения к нервной системе.

Системы изображения виртуальной реальности

К системам изображения, с помощью которых формируется и выводится изображение в виртуальной реальности, относятся шлемы и очки (что в принципе одно и то же), а также специальные мониторы.

В шлеме виртуальной реальности, больше похожем на очки виртуальной реальности, есть один или несколько дисплеев для вывода изображения, отдельно для левого и правого глаза, система линз, корректирующая геометрию изображения, а также система для отслеживания положения устройства в пространстве.

Виртуальный ретинальный монитор передает изображение прямо на сетчатку глаза, оно как бы висит перед глазами, в воздухе. Это скорее ближе к дополненной реальности, потому что происходит наложение: элементы виртуальной реальности накладываются на объекты реального мира. Но при соблюдении определенных условий (например, почти полное отсутствие света) возможен эффект присутствия в ВР.

Системы звука виртуальной реальности

Ориентирование пользователя при помощи слуха в виртуальной реальности обеспечивается современными акустическими системами, благодаря которым осуществляется локализация источников звука. Использование различных технологий, которые имитируют звук в реальном мире (отражение звука, прохождение его через препятствия и др.), создает эффект присутствия человека, звук максимально приближен к звукам в реальном мире.

Системы имитации тактильных ощущений и управления виртуальной реальности

К системам имитации тактильных ощущений относятся устройства, называемые Heptics force feedback (устройства с обратной связью).

Управление в ВР происходит контактным и бесконтактным способами. При контактном пользователь использует «заменители» клавиатуры и мыши — руль, педали, пистолет с функцией целеуказателя. При бесконтактном способе управление осуществляется перчатками виртуальной реальности, а также происходит отслеживание положений рук с помощью нескольких видеокамер. Также для управления используют костюм виртуальной реальности, частью которого являются и перчатки, который отслеживает положение тела в пространстве, а может передавать ощущения тактильного контакта, изменения температуры.

Системы прямого подключения к нервной системе

Такие системы (датчики) передают данные непосредственно на нервные окончания и напрямую в мозг. Но они очень дорогостоящие и не в полной мере обеспечивают качество передачи данных для полного погружения в ВР.

Применение виртуальной реальности

Первоначально технологии виртуальной реальности использовались лишь в военных целях — для тренировки солдат, имитации боев, но в последнее время с успехом применяется в различных областях. К примеру, виртуальная 3D-реальность в производстве позволяет обучать таким профессиям, где использование реальных механизмов и устройств рискованно для жизни или очень затратно (например, в машино- и самолетостроении, вождении поездов и др.).

В архитектуре VR (виртуальная реальность) применяется для воссоздания будущих зданий и их элементов, моделирования интерьера.

В медицине VR помогает тренировать навыки врачей-хирургов, также с помощью устройств виртуальной реальности производятся реальные операции.

Возможности ВР в области игр, развлечений и обучения ограничиваются лишь воображением. Наиболее распространены всевозможные аттракционы виртуальной реальности, виртуальная реальность для ПК: 3D-игры и симуляторы (к примеру, авиа- и автосимуляторы, симуляторы реальной жизни).

Несмотря на уже внушительные достижения в области моделирования виртуальной реальности, еще рано говорить о полном воспроизведении реального мира: полная 3D виртуальная реальность пока невозможна. Даже самые современные устройства ВР, обеспечивающие передачу звуков и изображений, действий и тактильных ощущений, не могут пока обеспечить полного эффекта погружения в ВР, которая полностью бы повторяла действительность. Но прогресс не стоит на месте, с каждым годом появляются новые технологии и совершенствуются устройства для ВР, в том числе появляется виртуальная реальность для смартфона, и, кто знает, возможно, совсем скоро появится виртуальный мир, ничем не отличимый от реального.

В. Г. Супрунова

Скачивай на Play Маркет и играй в мобильные игры