За своєю суттю віртуальна реальність є новим етапом візуалізації – переходом від двовимірної передачі зображення до його об’ємного представлення. Тобто зображення стає частиною простору і користувач має можливості зануритися в нього. Те, що раніше народжувалося в уяві письменників-фантастів, отримало можливість втілитися в реальні розробки. Віртуальна реальність стрімко проникає в усі сфери суспільного життя. Зростання публікацій і наукових робіт, присвячених технологіям віртуальної реальності, показує величезний інтерес до цієї сфери нових інформаційних технологій.
Ідеї, що призвели до виникнення феномену віртуальної реальності, зародилися давно. Ще далекого 1964 року у книзі Станіслава Лема «Сумма технологии» ціла глава присвячена «фантоматиці» – області знань, що вирішує проблему: «як створити дійсність, яка для розумних створінь нічим не відрізнялась би від нормальної дійсності, але підпорядковувалась би іншим законам?».
Фантоматика передбачає створення такої ситуації, коли ніяких «висновків» зі створеного фіктивного світу в реальній дійсності не існує. За Лемом: «Фантоматизація – це підключення людини до машини, яка фальсифікує дійсність та ізолює її від зовнішнього середовища» [2].
Сам термін «віртуальна реальність» запропонував 1984 року американський вчений-програміст, композитор та філософ Джарон Ланьє (Jaron Zepel Lanier); термін закріпився по сьогоднішній день. Під цим терміном він розумів «імерсійну та інтерактивну імітацію реалістичних і вигаданих середовищ, тобто якийсь ілюзорний світ, в який занурюється і з яким взаємодіє людина, причому створюється цей світ імітаційною системою, здатною формувати відповідні стимули в сенсорному полі людини і сприймати його відповідні реакції в реальному часі» [9].
Відео [https://youtu.be/43mA_ypfwKg]
Д. Ланьє був першим, хто спробував комерціалізувати віртуальну реальність. 1984 року він заснував свою першу віртуальну компанію VPL Research, Inc. Ця компанія займалась розробкою і випуском пристроїв віртуальної реальності.
VR-гарнітури, як Oculus Rift і Project Morpheus, часто називають HMD, що насправді означає дисплей, що встановлений на голові (head mounted display). Навіть без відстеження звуку або рухів, надівши на голову «картонку» від Google і розмістивши дисплей вашого смартфона перед обличчям, ви зробите досить, щоб хоча б наполовину зануритися у віртуальний простір.
Відео передається від консолі управління або комп'ютера на гарнітуру за допомогою кабелю HDMI в разі гарнітур HTC Vive і Rift. Що стосується Google Cardboard і Samsung Gear VR, в цих гарнітурах вже знаходиться спеціальний слот для смартфона.
Одним із способів поліпшення якості занурення є збільшення поля зору. Дисплеї на 360 градусів коштували б чималих витрат, що впливало б і на їх початкову ціну. Більшість висококласних гарнітур пропонують поле зору в 100-110 градусів, чого цілком достатньо для досягнення необхідних відчуттів. І, для більшої реальності показуваного, мінімальна частота кадрів повинна бути близько 60 кадрів в секунду. Правда, переживати з цього приводу абсолютно немає сенсу. Сучасні VR-гарнітури виходять далеко за межі 60 fps. Oculus здатна видавати 90 кадрів в секунду, а, наприклад, Project Morpheus від компанії Sony вичавлює 120.
Система називається 6DoF (шість ступенів свободи), вона аналізує розміщення голови щодо осей x, y, z для вимірювання рухів голови вперед і назад, з одного боку в інший і від плеча до плеча, інакше відомих як тангаж, нишпорення і крен.
Також в гарнітуру вбудовано кілька різних внутрішніх компонентів, які можуть бути використані в системі відстеження голови: гіроскоп, акселерометр і магнітометр. Sony Project Morpheus також використовує дев’ять світлодіодів, розміщених навколо гарнітури, щоб забезпечити 360 градусів відстеження завдяки зовнішній камері спостереження PS4.
ІЧ-датчик аналізує, куди дивляться ваші очі всередині гарнітури. Головна перевага цієї технології, крім більш точної реакції ігрових персонажів на те, куди ви дивитеся, це зробити глибину різкості більш реалістичною.
Oculus Rift — шолом віртуальної реальності з широким полем зору, низькою затримкою та помірною ціною. Розробляється компанією Oculus VR (близько 20 працівників), що зібрала 91 млн доларів США, з яких 2,4 млн було зібрано на краудфандинговій платформі Kickstarter. Компанія була заснована Палмером Лакі, співзасновником Scaleform, і Джоном Кармаком (пізніше став CTO в Oculus VR) [7]. Набори розробника продаються з літа 2013 року [8].
Відео [https://youtu.be/xnQXOyn4nBk]
Системи віртуальної реальності використовуються майже у всіх сферах людської діяльності.
На сьогодні ігри все ще залишаються головним двигуном прогресу у сфері віртуальної реальності. Саме ігрові студії створюють складні віртуальні локації з розумними елементами оточуючого світу, з якими можна взаємодіяти. Тому на основі ігрових технологій можуть створюватися усі інші продукти для віртуальних окулярів.
Більше того, у перспективі перегляд кіно у віртуальній реальності може замінити реальні кінозали, але власники відповідних гаджетів отримають навіть більш якісне зображення, не виходячи з дому.
На кінофестивалі «Санденс» Oculus Story Studio був представлений короткометражний фільм «Lost», в якому робот заблукав у лісі і намагався знайти свою руку-маніпулятор. Глядач міг зупинити героя і подивитися, що відбувається навколо.
Вже сьогодні лікарі використовують роботів для того, щоб дистанційно проводити складні операції. Але віртуальна реальність зможе вивести ці методи оперування на зовсім новий рівень: стерильний робот, встановлений в операційній, буде не тільки повторювати всі рухи хірурга, але і створювати йому за допомогою окулярів ефект присутності, коли він може наочно бачити, що саме він робить.
Так само лікар буде бачити не тільки обмежену ділянку, на яку направлена камера, а й всю картину операції. І у випадку необхідності хірург зможе максимально наблизити ділянку, що його цікавить, практично впритул.
В даний час для навчання льотчиків використовуються найскладніші симулятори, що імітують кабіни реальних літаків. Причому до кожного типу літака потрібен свій макет, що, крім усього іншого, ще й невимовно дорого – вартість кожного може перевищувати $ 10 млн. Окуляри віртуальної реальності дозволять замінити всі ці конструкції на проекцію зображення перед очима учня.
При цьому, якщо в тренажері, незважаючи на просунутість, відчувається «нереальність» польоту, то в окулярах віртуальної реальності відчуття загострюються – позначається «обман» вестибулярного апарату. І на віртуальне падіння з висоти організм відгукується цілком реально. Тому і людина вже на рівні інстинктів буде уникати помилок, що тільки сприяє швидкому навчанню.
Одна з переваг ефекту присутності полягає в тому, що людина наочніше бачить навколишню картину, і відбувається це природним для неї чином на відміну від традиційної картинки, яка виводиться на екран. В результаті людина при належній вправності виконує необхідні дії краще, оскільки чіткіше сприймає інформацію про оточення.
Це дозволить задіяти віртуальну реальність в тих сферах діяльності, куди небезпечно посилати живих людей, але при цьому важко користуватися звичайними роботами, які відправляють плоску картинку на звичайний монітор.
Характерним прикладом тут є ліквідація катастроф і розбір завалів. Крім виведеного в віртуальну реальність зображення, отримувати інформацію про оточення робота операторам допоможуть системи з чутливих мікрофонів і камер.
При цьому всі дії оператор буде сприймати природно, хоча йому як і раніше доведеться взаємодіяти з автоматизованими системами через складні інтерфейси.
Людина проникла у багато сфер пізнання реальності, їй відомі фізичні закони, вона пізнає польоти в космос, куди можуть рухатися людські думки – пізнавати і освоювати інформаційний простір, який не обмежений територіями і не звіданий.
Кіберпростір – ілюзія, яка всюди проникає і змінює ставлення людини до реальності. При цьому цінність реального життя для дуже багатьох постійних користувачів знижується до граничної позначки, коли повертатися до повсякденного життя стає все важче і важче з кожним днем. Питання в тому, як зберегти контраст між реальними і віртуальними світами, щоб залишався стимул до творчості, розвитку, життя? Як зберегти в людині вміння мріяти, чекати? Адже віртуальна реальність зможе надати все й відразу. Штучні світи можуть бути вільні від смерті, болю, подразників.
Відмова від обмежень зробить реальність неможливою в порівнянні з кіберпростором. Ці питання, з одного боку, питання метафізики кіберпростору, з іншого боку, питання майбутньої трансформації соціуму.
Відео [https://youtu.be/D0mDhIRmvK8]
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ
1. Кондратьєв І. Технологія — віртуальна, результат — реальний // Computer world. — 1997. — No 35.
2. Фантоматика (віртуальная реальність) Станіслава Лемма // Комп'ютерная газета. — 2000. Режим доступу до ресурсу: http://www.nestor.minsk.by/kg/2000/03/kg00309.html
3. Едвін Альберт Лінк, винахідник // Журнал Форум. — 2010 р. — No01(6).Режим доступу до ресурсу: http://www.dinamika-avia.ru/mcenter/forum/ detail.php?id=1141.Едвін Альберт Лінк, винахідник // Журнал Форум. — 2010 р. — No01(6).
4. Болотов К. Sensorama — перший у світі віртуальний симулятор. — 2003. Режим доступу до ресурсу: http://www.membrana.ru/particle/1689
5. Волошин О. В один клік // Комп'ютера. — 2008 р. — Режим доступу до ресурсу: http://www.computerra.ru/input/369064/
6. Sutherland, I. E. "The Ultimate Display" // Proceedings of IFIP 65. — 1965. — vol 2. — pp. 506-508. Sutherland, I. E. "The Ultimate Display" // Proceedings of IFIP 65. — 1965. — vol 2. — pp. 506-508. 7. Gilbert, Ben (7 August 2013). Oculus Rift hires Doom co - creator John Carmack as Chief Technology Officer. engadget. Процитовано 7 August 2013.
8. Pre-Order Oculus Rift Development Kit Oculus Rift — Virtual Reality Headset for 3D Games.
9. Коловоротний С.В. Віртуальна реальність: маніпулювання часом та простором // Журнал практичної психології та психоаналізу. — 2003. — No1. — Режим доступу до ресурсу: http://psyjournal.ru/psyjournal/ articles/detail.php?ID=2892
10. Константин Афанас'єв Комп'ютерні рукавиці. — 2003. — Режим доступу до ресурсу: http://www.3dnews.ru/editorial/comp-gloves/print
11. Virtualizer — занурення в віртуальну реальність [Електронний ресурс] — Режим доступу до ресурсу: http://www.sciencedebate2008.com/virtualizer-immersion-in-virtual-reality/
Статтю підготувала студентка ІІІ курсу спеціальності Інформатика Носко Юлія у межах звіту про вивчення курсу «Історія науки і техніки» (викладач – професор Р.Я. Ріжняк).