Виртуальная реальность

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Виртуа́льная реа́льность (лат. virtus — потенциальный, возможный; лат. realis — действительный, существующий) — моделируемый техническими средствами образ искусственного мира, передаваемый человеку через ощущения, имитируемыми в соответствии с этим образом. Для предоставления пользователю возможности погружения в виртуальную реальность моделирование должно производиться в реальном времени, имитируемая обстановка должна быть смоделирована с высокой степенью реализма,^[1] пользователь должен иметь возможность воздействовать на обстановку с обратной связью.^[2]

[править] История

Понятие искусственной реальности было впервые введено Майроном Крюгером (Myron Krueger) в конце 1960-х. В 1989 году Ярон Ланьер ввёл более популярный ныне термин «виртуальная реальность». В фантастической литературе поджанра киберпанк виртуальная реальность есть способ общения человека с «киберпространством» — некой средой взаимодействия людей и машин, создаваемой в компьютерных сетях.

Первой системой виртуальной реальности стала «Кинокарта Аспена» (Aspen Movie Map), созданная в Массачусетском Технологическом Институте в 1977 году. Эта компьютерная программа симулировала прогулку по городу Аспен, штат Колорадо, давая возможность выбрать между разными способами отображения местности. Летний и зимний варианты были основаны на реальных фотографиях.

[править] Реализация виртуальной реальности

[править] Традиционные компьютерные игры

Интерактивные компьютерные игры основаны на взаимодействии игрока с создаваемым ими виртуальным миром. Многие из них основаны на отождествлении игрока с персонажем игры, видимым или подразумеваемым.

Существует устоявщееся мнение что качественная трёхмерная графика обязательна для качественного приближения виртуального мира игры к реальности. Если виртуальный мир игры не отличается графической красотой, схематичен и даже двумерен, погружение пользователя в этот мир может происходить за счёт захватывающего игрового процесса (см. поток), характеристики которого индивидуальны для каждого пользователя.

Существует целый класс игр-симуляторов какого-либо рода деятельности. Распространены авиасимуляторы, автосимуляторы, разного рода экономические и спортивные симуляторы, игровой мир которых моделирует важные для данного рода физические и экономические законы, создавая приближенную к реальности модель.

Специально оборудованные тренажёры и определённый вид игровых автоматов к выводу изображения и звука компьютерной игры/симулятора добавляют другие ощущения, такие как наклон мотоцикла или тряска кресла автомобиля. Подобные проффесиональные тренажёры с соответствующими реальным средствами управления применяются для обучения пилотов.

[править] Имитация ощущений

Симулятор для авиа-диспечеров.

Оператор в шлеме и перчатках вирутальной реальности.

Симулирование прыжка с парашутом.

Обычно системами «виртуальной реальности» называются устройства, которые более полно по сравнению с обычными компьютерными системами имитируют взаимодействие с виртуальной средой.

[править] Изображение

Плоское изображение монитора может обеспечивать небольшой стереоэффект за счёт разной скорости движения частей изображения.^[3] Полный стереоэффект обеспечивается предоставлением кажому глазу своей картинки. Изображение может формироваться монитором, с цветовым смещением (См. анаглиф), или с попеременным показыванием каждому глазу своей картинки. Существуют ЖК-мониторы, формирующие объёмное изображение за счёт разного угла обзора.^[4]

Также для погружения в виртуальный мир важен широкий угол обзора и изменение направления взгляда вместе с поворотом головы, так, чтоб оно оставалось перед глазами, что обеспечивает шлем виртуальной реальности в который встроены гироскопы.

[править] Звук

Многоканальная акустическая система, позволяет производить локализацию источника звука^(en), что позволяет пользователю орентироваться в виртуальном мире с помощью слуха.

[править] Управление

Несоответствие команд интерфейса пользователя осуществляемым в игре действиям, его сложность могут мешать погружению в мир игры. C целью снять эту проблему компьютерная клавиатура и мышь могут заменяться компьютерным рулём с педалями, целеуказателем в виде пистолета и другими средствами управления, использующимися в мире игры.

Для управления объектами виртуального мира используются как перчатки виртуальной реальности, так и отслеживание перемещений рук, осуществляемое с помощью видеокамер. Последнее обычно реализуется в небольшой зоне и не требует от пользователя дополнительного оборудования.^[5]

Перчатки виртуальной реальности могут быть составной частью костюма виртуальной реальности, отслеживающего изменение положения всего тела и передающего также тактильные, температурные и вибрационные ощущения.

Устройство для отслеживания перемещений пользователя может представлять собой свободно вращаемый шар, в который помещают пользователя или осуществляться лишь с помощью подвешенного в воздухе или погружённого в жидкость костюма виртуальной реальности. Также разрабатываются технические средства для моделирования запахов.^[6]

[править] Прямое подключение к нервной системе

Описанные выше устройства воздействуют на органы чуств человека, но данные могут передаваться и непосредственно нервным окончаниям, и даже напрямую в головной мозг. Подобная технология применяется в медицине для замены утраченных чувствительных способностей, но пока слишком дороги для повседневного применения и не достигают качества передачи данных, приемлемого для передачи виртуальной реальности.

[править] Дополненная реальность

Родственное искусственной реальности явление есть дополненная реальность — добавление к поступающим из реального мира ощущениям мнимых объектов, обычно вспомогательно-информативного свойства. Известным примером дополнительной реальности может служить нашлемное целеуказание в самолётах-истребителях, таких как Су-27.

[править] Философское понятие

Философия абстрагирует идею виртуальной реальности от её технического воплощения; так, виртуальную реальность можно толковать как совокупность моделируемых реальными процессами объектов ^[7], содержание и форма которых не совпадает с этими процессами; существование которых подчинено реальности, но рассматривается обособленно от неё. Виртуальные объекты существуют, но не как субстанции реального мира; в то же время эти объекты актуальны, а не потенциальны. «Виртуальность» (мнимость, ложная кажимость) реальности устанавливается по отношению к обуславливающей её «основной» реальности. Виртуальные реальности могут быть вложены друг в друга.^[8] При завершении моделирующих процессов, идущих в «основной» реальности, виртуальная реальность пропадает.

В этом свете идеальный внутренний мир человека можно считать виртуальной реальностью, моделируемой электрохимическими процессами взаимодействия нейронов.

[править] Примечания

1. ↑ под реализмом имеется ввиду скорее качество моделирования, внутренняя сложность мира, чем соответствие образов виртуального мира образам мира реального
2. ↑ "Виртуальная реальность" в словаре по естественным наукам
3. ↑ Использование трехмерных редакторов в изготовлении стереоизображений.
4. ↑ Новый трёхмерный дисплей поднимает изображения над собой
5. ↑ Новый 3D-киоск позволяет вращать изображения руками
6. ↑ Учёные создают магнитофон для запахов
7. ↑ Энциклопедия социологии — Виртуальная реальность
8. ↑ Станислав Лем - Сумма Технологии

[править] Литература

• Myron W. Krueger, Artificial Reality (1983), Artificial Reality II (1991)
• Wellner, P., Mackay, W. & Gold, R. Eds. Special issue on computer augmented environments: back to the real world. Communications of the ACM, Volume 36, Issue 7 (Июль 1993).

[править] Ссылки

• membrana.ru - раздел «Виртуальная реальность»