Так исследователи и разработчики совершенствуют виртуальную реальность, создавая потрясающе реалистичные и полезные в повседневной жизни возможности.

На заре развития Интернета виртуальная реальность (компьютерная симуляция жизни с эффектом погружения, разработанная еще в период мейнфреймов) была злободневной и весьма неоднозначной темой для дискуссий.

За 40 лет виртуальная реальность прошла путь от выдумки из научно-фантастических сюжетов до существующего явления, которое теперь, наконец, набирает популярность.

Виртуальная реальность уже произвела сенсацию в сфере развлечений. Ее использовали и во время прямой трансляции церемонии вручения премии «Грэмми» в этом году: лицо Леди Гаги было использовано в качестве трехмерного холста, на который во время выступления была нанесена интерактивная татуировка.

Инвестиции в развитие виртуальной реальности достигают поистине небывалых высот. И это неспроста, ведь среди потенциальных сфер применения не только развлечения, но и производство, туризм и даже недвижимость. Корпорация Intel приобрела компанию Replay Technologies, чтобы спортивные болельщики могли просматривать панорамные повторы моментов в виртуальной реальности — и это лишь один из примеров. Компания Goldman Sachs предсказывает, что к 2025 году рынок виртуальной реальности вырастет до 80 млрд долларов.

Такие гиганты мира технологий, как Facebook, Google и Samsung, также поддерживают передовые исследования в сфере усовершенствования виртуальной реальности. И пока исследователи и разработчики из университетов и частных организаций пытаются найти способы применения виртуальной реальности в повседневной жизни, мы познакомимся с несколькими инновационными проектами в этой области.

«Камера» виртуальной реальности

Виртуальная реальность позволила многим ученым изменить рабочий процесс. Полевые исследования могут дорого обходиться, при этом вести их может быть трудно, а в некоторых случаях и вовсе невозможно.

На кафедре информатики Брауновского университета в течение многих лет была специальная комната виртуальной реальности под названием «Камера» (CAVE), то естькамера автоматической виртуальной среды). «Камера» представляет собой куб со стороной примерно 2,5 м, в котором на трех стенах и полу отображаются проекции изображений. С помощью ЖК-очков с распознаванием стереопространственных параметров, функцией отслеживания устройств и объемного звука, исследователи могли погрузиться в недоступный без этого приспособления мир.

«В этих комнатах трехмерной виртуальной реальности есть что-то невероятно захватывающее. Все, что ты можешь сказать, это “Ого!”, “Ничего себе!” и “Потрясающе!”», — рассказал Дэвид Лэйдлоу (David H. Laidlaw), профессор кафедры информатики Брауновского университета, глава лаборатории исследований в области визуализации и руководитель новой виртуальной среды под названием «Юрта» (YURT).

Ученые кафедры астрономии использовали «Камеру» для исследования поверхности Марса. Археологам удалось заново провести некоторые раскопки. «Камера» даже позволила в подробностях рассмотреть взаимосвязи нейронов в головном мозге и создать реалистичную симуляцию внутриутробного хирургического вмешательства.

«Пользователи могли рассмотреть трехмерный поток жидкости, например кровь, бегущую по коронарным артериям, — сказал Лейдлоу. — Исследователи наблюдали за тем, как воздух обтекает крылья летучей мыши».

Но, несмотря на то что экран «Камеры», развернутый на трех стенах и на полу, обеспечивал пользователям реалистичность окружения, Лейдлоу этого было не достаточно. Он решил усовершенствовать технологию.

«Нашей главной целью было достичь человеческого уровня восприятия, включив в виртуальную реальность максимальное количество факторов, — сказал он. —

В результате в Брауновском университете появилась новая виртуальная среда под названием «Юрта» — аудитория абсолютной реальности со скругленными стенами и потолком конической формы, поскольку плоские стены и углы мешают развертыванию виртуальной реальности.

«Юрта» оборудована 69 камерами с разрешением 2 млн пикселей каждая. Общее разрешение комнаты, даже с тем учетом, что зоны покрытия камер накладываются друг на друга, значительно превышает 100 млн пикселей.

«Теперь разрешение экранов в «Юрте» равно разрешению человеческого зрения, — сказал он, отметив, что экраны обеспечивают яркость и контрастность в диапазоне, улавливаемом глазом человека. — Можно сказать, что это сетчаточные экраны. При этом совершенствовать разрешение не нужно, ведь нам просто не удастся увидеть очередное улучшение. Способности человеческого зрения задействованы полностью».

Помимо ограничений, налагаемых особенностями нашего зрения, есть и ограничения в отношении возможностей оборудования «Юрты». В настоящее время экраны могут отображать намного более подробные изображения, чем большая часть камер может уловить. Особенно это касается видео.

«Даже камеры с несколькими линзами в объективе, способные захватить в кадр поверхность сферы полностью, по-прежнему предоставляют кадр с одной точки просмотра, тогда как для создания виртуальной реальности требуется полностью воссоздать трехмерный мир, — сказал Лейдлоу. —

Если вы думаете, что во время просмотра футбольного матча в «Юрте» вы сможете прогуливаться по полю и лавировать между игроками, вы ошибаетесь. Да, это было бы здорово, хотя бы потому, что если вас и собьют с ног, вы этого не почувствуете».

Приятная атмосфера

К тому времени, когда описанное Лейдлоу все же станет возможно, мы, вероятно, уже будем способны почувствовать, что в виртуальности на нас кто-то налетел. Nullspace — это технология, созданная тремя студентами Рочестерского университета, которая позволяет расширить возможности специального костюма. Этот костюм обеспечивает тактильные ощущения, получаемые пользователем в виртуальной реальности.

Фото: NullSpace VR.

Люциан Коупленд (Lucian Copeland) и Джордан Брукс (Jordan Brooks) учились на старших курсах, а Морган Синко (Morgan Sinko) — только поступил в университет, когда им впервые пришла в голову идея о создании костюма Nullspace.

«Первым об этом задумался Морган. Он смотрел, как его брат играет в вышибалы на Microsoft Kinect, — объяснил Брукс. — Брат страшно злился из-за того, что не может физически взаимодействовать с мячами во время игры».

Команда попыталась разработать приспособление, которое позволило бы получать тактильные ощущения в виртуальном мире. У них получились куртка и перчатки с 32 активируемыми независимо друг от друга вставками, позволяющими пользователю ощущать вибрацию в области пальцев, ладоней, рук, груди, живота и плеч.

Костюм Nullspace обеспечивает около 120 различных типов ощущений. Брукс говорит, что этот тактильный отклик похож на принцип вибрации мобильного телефона.

«С тем исключением, что вибрация несколько сильнее, чтобы ее можно было почувствовать через одежду», — сказал он.

В конечном счете, костюм может обеспечить широкий диапазон других ощущений и даже возможность симулировать вес объекта в виртуальности. Ну а пока костюм способен лишь на виброотклик.

Первая реакция на создание костюма показала, что возможность взаимодействовать с объектами в виртуальной среде вызывает у аудитории большой интерес.

«Мы демонстрировали костюм на нескольких ярмарках и конкурсах для разработчиков, и куда бы мы ни пришли, костюм вызывал неподдельный восторг, — рассказал Брукс. — На первом же соревновании Cornell Cup выстроилась огромная очередь, заворачивающаяся по залу, из желающих примерить этот костюм».

Что костюм можно использовать для видеоигр — очевидно, но он может оказаться полезным и в других сферах.

«Мы обсуждали с сотрудниками НАСА возможность обучения астронавтов навыкам передвижения в космосе, — сказал Брукс. — С управлением по делам ветеранов мы говорили о реабилитации бывших военнослужащих с посттравматическим стрессовым расстройством с помощью эффекта погружения. Костюм позволяет полностью погрузиться в виртуальное пространство, заново пережить какие-либо события и воспринять их с правильной точки зрения».

Брукс говорит, что их технология может использоваться даже для удаленного управления роботами.

«Наша цель — сделать технологию тактильного отклика доступной каждому пользователю виртуальной реальности, — добавил он. — Мы хотим, чтобы каждый чувствовал собственное присутствие в виртуальном мире на физическом уровне, а не оставался призраком».

(Я не хочу оставаться) Наедине с самим собой

Виртуальная реальность связана с одиночеством. Говорят, что надев шлем виртуальной реальности, человек теряет связь с настоящим миром и окружающими людьми.

Ученые кафедры информатики Нью-Йоркского университета стремятся не улучшить технологию виртуальной реальности, а найти новые способы ее использования, когда она станет общедоступной. В общем и целом, исследователи планируют создать первую социальную сеть в виртуальной реальности, в которой несколько пользователей могут находиться в одном виртуальном ландшафте.

Два игрока пытаются обезвредить бомбу в виртуальной реальности — в этом суть игры Keep Talking and Nobody Explodes

Этот текущий проект объединения социального общения и виртуальной реальности называется Holojam. Когда он будет завершен, в 10–11-метровом виртуальном пространстве смогут находиться до четырех пользователей. При этом, в отличие от любой другой многопользовательской системы, им не понадобятся кабели.

Профессор информатики Нью-Йоркского университета Кен Перлин (Ken Perlin), руководитель Института обучающих игр в составе университета, рассказал интернет-журналу UploadVR, что больше всего его интересует влияние технологии на будущее общества, в котором каждый будет погружаться в виртуальную реальность каждый день.

Технология виртуальной реальности становится все более совершенной с каждым днем: от сеансов погружения в виртуальную реальность с высочайшим разрешением до полного тактильного окружения в виртуальном мире. Однако, прежде чем полностью овладеть всеми возможностями виртуальности, необходимо найти способ совместного погружения. Это исследование и поможет виртуальной реальности стать частью нашей жизни.