Первые очки виртуальной реальности

Первые очки виртуальной реальности

Первые очки виртуальной реальности

Про понятие «virtual reality» за последние годы начали говорить все чаще. Такая технология начала набирать свою популярность с 2012 года, когда разработали очки, которые заменяют реальность. Но данную задумку пытались реализовать ещё в 60-х годах XX века и до 2000-х технология подвергалась большим переменам, пока про неё не забыли.

Кто создал шлем виртуальной реальности?

До того момента, когда появился первый прототип современного устройства, прошло несколько этапов формирования:

  • В 1956 году была разработана «Sensorama», которая позволяла отгородить пользователя от окружающего мира. Такая машина имела вид большого медицинского оборудования, которая располагала на то время немыслимыми функциями: стереозвук, 3D-дисплей и вибрирующее посадочное место для реализации происходящего на экране.
  • В 1968 году появилась AR графика. Данную технологию называли системой передвижного экрана, но она была не портативной, так как необходимо было прикреплять её к потолку.

В 1980 году люди уже узнали, кто создал очки виртуальной реальности по современному подобию. Стив Манн проделал огромную работу, чтобы минимизировать устройство и сделать его портативным. Устройство выглядело, как современный шлем, подсоединенный к портфелю- компьютеру. До начала XXI века популярность искусственной реальности постепенно угасала из-за ряда неудач крупных компаний, пока интерес полностью не пропал, но сейчас дела обстоят гораздо лучше. Современные возможности способны поднять технологию на новый уровень, что сейчас и происходит.

Виртуальная реальность (ВР, англ. virtual reality , VR, искусственная реальность) — созданный техническими средствами мир, передаваемый человеку через его ощущения: зрение, слух, осязание и другие. Виртуальная реальность имитирует как воздействие, так и реакции на воздействие. Для создания убедительного комплекса ощущений реальности компьютерный синтез свойств и реакций виртуальной реальности производится в реальном времени.

Объекты виртуальной реальности обычно ведут себя близко к поведению аналогичных объектов материальной реальности. Пользователь может воздействовать на эти объекты в согласии с реальными законами физики (гравитация, свойства воды, столкновение с предметами, отражение и т. п.). Однако, часто в развлекательных целях пользователям виртуальных миров позволяется больше, чем возможно в реальной жизни (например: летать, создавать любые предметы и т. п.) [1] .

Не следует путать виртуальную реальность с дополненной. Их коренное различие в том, что виртуальная конструирует новый искусственный мир, а дополненная реальность лишь вносит отдельные искусственные элементы в восприятие мира реального.

Содержание

Реализация [ править | править код ]

Системами «виртуальной реальности» называются устройства, которые более полно по сравнению с обычными компьютерными системами имитируют взаимодействие с виртуальной средой, путём воздействия на все пять имеющихся у человека органов чувств.

Изображение [ править | править код ]

В настоящее время существует несколько основных типов систем, обеспечивающих формирование и вывод изображения в системах виртуальной реальности:

Шлем виртуальной реальности [ править | править код ]

Современные шлемы виртуальной реальности (англ. HMD-display ) представляют собой скорее очки, нежели шлем, и содержат один или несколько дисплеев, на которые выводятся изображения для левого и правого глаза, систему линз для корректировки геометрии изображения, а также систему трекинга, отслеживающую ориентацию устройства в пространстве. Как правило, системы трекинга для шлемов виртуальной реальности разрабатываются на основе гироскопов, акселерометров и магнитометров. Для систем этого типа важен широкий угол обзора, точность работы системы трекинга при отслеживании наклонов и поворотов головы пользователя, а также минимальная задержка между детектированием изменения положения головы в пространстве и выводом на дисплеи соответствующего изображения.

MotionParallax3D-дисплеи [ править | править код ]

К устройствам этого типа относится множество различных устройств: от некоторых смартфонов до комнат виртуальной реальности (CAVE). Системы данного типа формируют у пользователя иллюзию объёмного объекта за счёт вывода на один или несколько дисплеев специально сформированных проекций виртуальных объектов, сгенерированных исходя из информации о положении глаз пользователя. При изменении положения глаз пользователя относительно дисплеев, изображение на них соответствующим образом меняется. Все системы данного типа задействуют зрительный механизм восприятия объёмного изображения параллакс движения (Motion Parallax). Также, в большинстве своём, они обеспечивают вывод стереоизображения с помощью стереодисплеев, задействуя стереоскопическое зрение. Системы трекинга для MotionParallax3D-дисплеев отслеживают координаты глаз пользователей в пространстве. Для этого используются различные технологии: оптическая (определение координат глаз пользователя на изображении с камеры, отслеживание активных или пассивных маркеров), существенно реже — ультразвуковая. Зачастую системы трекинга могут включать в себя дополнительные устройства: гироскопы, акселерометры и магнитометры. Для систем данного типа важна точность отслеживания положения пользователя в пространстве, а также минимальная задержка между детектированием изменения положения головы в пространстве и выводом на дисплеи соответствующего изображения. Системы данного класса могут выполняться в различных форм — факторах: от виртуальных комнат с полным погружением до экранов виртуальной реальности размером от трёх дюймов.

Читайте также:  Зачем нужен коммутатор зажигания

Виртуальный ретинальный монитор [ править | править код ]

Устройства данного типа проецируют изображение непосредственно на сетчатку глаза. В результате пользователь видит изображение, «висящее» в воздухе перед ним. Устройства данного типа ближе к системам дополненной реальности, поскольку изображения виртуальных объектов, которые видит пользователь, накладываются на изображения объектов реального мира. Тем не менее, при определённых условиях (тёмная комната, достаточно широкое покрытие сетчатки изображением, а также в сочетании с системой трекинга), устройства данного типа могут использоваться для погружения пользователя в виртуальную реальность.

Также существуют различные гибридные варианты: например, система CastAR, в которой получение корректной проекции изображения на плоскости достигается за счёт расположения проекторов непосредственно на очках, а стереоскопическое разделение — за счёт использования световозвращающего покрытия поверхности, на которую ведётся проецирование. Но пока такие устройства широко не распространены и существуют лишь в виде прототипов.

На данный момент самыми совершенными системами виртуальной реальности являются проекционные системы [ источник не указан 1179 дней ] , выполненные в компоновке комнаты виртуальной реальности (CAVE). Такая система представляет собой комнату, на все стены которой проецируется 3D-стереоизображение. Положение пользователя, повороты его головы отслеживаются трекинговыми системами, что позволяет добиться максимального эффекта погружения. Данные системы активно используются в маркетинговых, военных, научных и других целях.

Звук [ править | править код ]

Многоканальная акустическая система позволяет производить локализацию источника звука, что позволяет пользователю ориентироваться в виртуальном мире с помощью слуха.

Имитация тактильных ощущений [ править | править код ]

Имитация тактильных или осязательных ощущений уже нашла своё применение в системах виртуальной реальности. Это так называемые устройства с обратной связью.

Применяются для решения задач виртуального прототипирования и эргономического проектирования, создания различных тренажёров, медицинских тренажёров, дистанционном управлении роботами, в том числе микро- и нано-, системах создания виртуальных скульптур.

Также, способность имитировать тактильные ощущения нашла своё применение в игровой сфере. [2]

Перчатки виртуальной реальности [ править | править код ]

Перчатки виртуальной реальности были созданы специалистами из Калифорнийского университета в Сан-Диего, с использованием технологий изготовления мягких роботов. Автор проекта — Майкл Толли (Michael Tolley), профессор механической инженерии в Школы инженерии им. Якобса (Jacobs School of Engineering) вышеуказанного университета.

Перчатки позволяют ощутить тактильный отклик при взаимодействии с объектами виртуальной реальностью, и прошли успешные испытания на виртуальном имитаторе игры на пианино с виртуальной клавиатурой. В отличие от подобных аналогов, данные перчатки изготовлены из мягкого экзоскелета, оборудованного мягкими мышцами, предназначенными для роботов, который делает их намного легче и удобнее в использовании. Тактильная система состоит из трёх основных компонентов:

  • сенсор Leap Motion (его функция — определение положения и движения рук пользователя);
  • мышцы Mckibben — латексные полости с плетёным материалом — которые откликаются на движения, создаваемые перемещением пальцев пользователя;
  • распределительный щит, задача которого состоит в управлении самими мышцами, которые и создают тактильные ощущения.

Планируется, что перчатки виртуальной реальности найдут применение не только в видеоиграх и цифровых развлечениях, но и в хирургии.

Управление [ править | править код ]

С целью наиболее точного воссоздания контакта пользователя с окружением применяются интерфейсы пользователя, наиболее реалистично соответствующие моделируемым: компьютерный руль с педалями, рукояти управления устройствами, целеуказатель в виде пистолета и т. д.

Для бесконтактного управления объектами 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. [3]

Читайте также:  Как позвонить через коммутатор

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. [4]

Технология управления движениями глаз Mise-Unseen от Microsoft позволяет производить контроль над виртуальным миром и манипулировать виртуальными предметами движениями глазных яблок. [2] [5]

Прямое подключение к нервной системе [ править | править код ]

Описанные выше устройства воздействуют на органы чувств человека, но данные могут передаваться и непосредственно нервным окончаниям, и даже напрямую в головной мозг посредством мозговых интерфейсов [6] . Подобная технология применяется в медицине для замены утраченных чувствительных способностей [6] , но пока она слишком дорога для повседневного применения и не достигает качества передачи данных, приемлемого для передачи виртуальной реальности. На этом же принципе основаны различные физиотерапевтические приборы и устройства, воспроизводящие ощущения реального мира в изменённом состоянии сознания («Радиосон» и др.).

Виртуальная реальность — это та тема, которая не даёт покоя человечеству уже несколько десятков лет. За последнее время VR-устройства совершили ну просто гигантский скачок. Сегодня, на свежеобразованный рынок нацелены настоящие гиганты медиа-индустрии: Microsoft, Sony, Oculus, HTC, Samsung, Google и многие другие компании представили свой собственный девайс или их линейку. Однако, темой нашей сегодняшней дискуссии станут вовсе не современные VR-гаджеты. Мы отправимся с вами в не самое далёкое прошлое, в те года, когда понятие «Виртуальной реальности» только лишь зарождалось, и посмотрим, какое влияние данная технология уже тогда оказала на игровую индустрию.

Термин виртуальной или искусственной реальности предполагает некий мир, созданный с помощью технических средств, и взаимодействующий с человеком при помощи органов чувств, таких как зрение, обоняние, слух, осязание и так далее. Объекты виртуальной реальности, как правило, соблюдают поведение близкое реалистичному и работают по местным законам физики, хотя это вовсе не значит, что человек, как участник программы не может сделать что-то превыше своих реальных возможностей; Напротив — VR-технологии от части создавались именно с этой самой целью.

Первое VR-устройство появилось ещё в 1962-м году, его создателем является изобретатель Мортон Хейлиг. Устройство носило забавное название «Сенсорама», аппарат предназначался для имитации так называемых «Кинофильмов будущего». Так, посредством показа небольших роликов и дополнения оных реальными запахами, ветром и звуками мегаполиса, «Сенсорама» погружала пользователя в реальность, происходящую на киноленте. Спустя около пяти лет, в 1967 году, на свет появляется первый шлем виртуальной реальности, изобретателем которого выступает Айвен Сазерленд. Данная технология уже была ближе к современным, так как изображение в шлеме генерировалось компьютером, а сам агрегат использовал технологию зрительной обратной связи (т.е. изображение менялось в соответствии с положением головы пользователя).

В начале 70-х годов компьютерная графика полностью заменила использование видеосъемки в VR-устройствах, несмотря на то, что сама по себе была крайне примитивной. Тут же и стала популярной тенденция использовать как виртуальную, так и дополненную реальность в разнообразных обучающих симуляторах (преимущественно военных) в тех областях, в которых практиковаться в реальной жизни либо слишком опасно либо слишком затратно. Ближе к середине 80-х годов начали появляться устройства, позволяющие напрямую взаимодействовать с объектами в виртуальной реальности, посредством движений рук и ног.

Спустя небольшой промежуток времени, в 1987 году компания SEGA выпускает на европейский, американский и японский рынок уникальные очки SegaScope 3-D Glasses для своей консоли Sega Master System. Данное устройство не является полноценным VR-девайсом, хотя, в каком то роде, можно сказать «задаёт моду», ведь до этого ни одна компания даже не предполагала возможность имитации реальности в видеоиграх. Очки задействовали технологии трёхмерного изображения и дополненной реальности с целью создания объемной картинки перед игроком. Цена за аксессуар, кстати говоря, на тот момент составляла всего £39.95, что довольно-таки не дорого. Игр, правда, для 3-D Glasses было, как говорится, «раз, два и обчёлся». К тому же, за счёт «неполноценной» VR-технологии очки не давали полного погружения, и были восприняты игроками как «экран, который ты надеваешь на голову», а посему продались очень маленьким тиражом.

Читайте также:  Макрос на смену баджей

Помимо SEGA, внести свой вклад в долю VR в игровой индустрии планировала и компания Nintendo (надо признать, что и по сей день японцы не изменяют своей симпатии к инновациям, взгляните на недавно анонсированный Nintendo Switch). В 1995 году на рынке появился печально известный шлем виртуальной реальности Nintendo Virtual Boy. Сначала новинка заглянула только на внутренний японский рынок, а спустя несколько месяцев шлем добрался и до США, цена составляла 180 долларов. Шлем задействовал так называемую технологию параллакса, что позволяло проецировать объёмное изображение на плоский экран. Примечательно то, что устройство являлось самостоятельным, то есть не требовало у пользователя наличия консоли или компьютера. Звучит неплохо, да вот только на борту у Virtual Boy был монохромный экран, что крайне портило впечатление от происходящего на экране, несмотря на то, что эффект «реалистичности» был достигнут куда в большей степени, чем теми же, к примеру, очками SEGA.

Virtual Boy был разработан Гумпеем Ёкои, создателем популярных карманных девайсов Game & Watch и Game Boy. Забавно, что шлем считался портативным (что странно, ведь для его использования была необходима как минимум ровная поверхность), хотя и не должен был вытеснять собой пресловутую линейку Game Boy. Насколько известно, Гумпей не хотел выпускать устройство в таком виде, в котором оно было представлено. Однако, руководство Nintendo твёрдо настояло на своём, так как близился релиз Nintendo 64, на которой компания хотела сосредоточить как все силы, так и средства.

Многие аналитики индустрии считают, что именно релиз Nintendo Virtual Boy послужил начальной точкой отсчёта с момента, когда японский гигант стал терять лидерство на видеоигровом рынке. Ускоренный выпуск, позиционирование системы, как портативной, крайне малое количество игр (22 за весь жизненный цикл) и отсутствие ключевых тайтлов вроде The Legend of Zelda или Metroid и общий дискомфорт при использовании устройства, привёл шлем к грандиозному провалу, в следствие чего его поддержка прекратилась уже в 1996 году. Более того, многие пользователи жаловались на головные боли, припадки и тошноту после общения с Virtual Boy, ну а пресса, в свою очередь, не оставила этот факт без внимания, и скоропостижно повесила на инновационный девайс Nintendo ярлык «машины, сводящей людей с ума». После этого фиаско, о домашних VR-устройствах предпочли позабыть свыше чем на десяток лет.

Невзирая на провал большой N, в 90-х годах некая компания Virtuality Group (далее VG) старается принести VR-технологии в аркады, а точнее, занимается разработкой специальных виртуальных кабинетов, которые предполагают собой аркадный автомат с 3D-шлемом и одним или несколькими контроллерами, в зависимости от конкретной игры. Разработчики, в основном, продвигали свои идеи на территории Европы и США, а спустя некоторое время начали осторожно «прощупывать» и восточный рынок. В каком то роде автоматы от VG есть основоположники развлекательных виртуальных кабин. В дальнейшем, ближе к 98-99 годам, многие компании взялись за подобные разработки. Преимущественно такие кабинеты являлись симуляторами военной техники.

В 2012 году мир познакомился с изобретением Палмера Лаки — очками виртуальной реальности Oculus Rift. Первые наборы разработчика стали продаваться уже в 2013 году. Внезапно, устройство имело просто колоссальный успех: об Oculus Rift положительно отозвались такие значимые фигуры в индустрии как Гейб Ньюэлл, Джон Кармак, Клифф Блезински, Майкл Абраш и прочие. Со временем гениальная разработка всячески дорабатывалась и апгрейдилась, и в марте 2016 года заглянула уже на потребительский рынок, цена составила 600 долларов США.

Ссылка на основную публикацию
Относительная атомная масса металла
Определение и формула атомной массы Массы атомов и молекул очень малы, поэтому в качестве единицы измерения удобно выбрать массу одного...
Озонатор для воды отзывы
Не так давно я обзавелась дома увлажнителем воздуха и с тех пор беременность разделилась на до и после. я направляю...
Окантовочная машинка для стрижки волос профессиональная отзывы
Бесспорно, большинство людей привыкли стричься в парикмахерских, что легко объяснить желанием красиво выглядеть, вписываться в действующие тенденции моды, упростить себе...
Отношение литовцев к русским
В литовском обществе наблюдается усталость от риторики действующего президента и ландсбергистов, которые все внутренние проблемы государства пытаются оправдать либо «российской...
Adblock detector