Что такое виртуальная реальность

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.

На странице использованы изображения и (или) видеоматериалы из следующих источников:

1. http://www.potapkin.ru/news/ID_4600.html
2. https://donanimgunlugu.com/oculus-rift-ile-dunyadan-kopacaksiniz/

Виртуальная реальность
Virtual Reality (VR)

Виртуальная реальность представляет собой некое подобие окружающего нас мира, искусственно созданного с помощью технических средств и представленного в цифровой форме. Создаваемые эффекты проецируются на сознание человека и позволяют испытывать ощущения, максимально приближенные к реальным.

Иммерсивные технологии

Иммерси́вность (от англ. immersive — «присутствие, погружение») — это способ восприятия, создающий эффект погружения в искусственно созданную среду.

• Формирует виртуальный мир
• Создает эффект присутствия в ином пространстве
• Обеспечивает максимальный уровень правдоподобия происходящего

• Совмещает виртуальное и реальное
• Предоставляет дополнительную информацию об объектах реального мира
• Позволяет адаптировать информацию в зависимости от меняющихся условий

Выгоды VR/AR

• Экономия Времени и затрат на персонал
• Перенос сложных инструкций и сопов в интерактивное обучение
• Отсутствие реального ущерба оборудованию или здоровью в случае ошибки
• Возможность повторять действия в формате обучения неограниченное количество раз
• Стандартизация условий обучения и тестирования

• Время на внедрение в зависимости от проекта от 3 до 6 месяцев
• Стоимость технологий
• Наличие единой образовательной платформы
• Возможность и потребность в регулярном использовании технологий
• VR/AR системы должны быть интегрированы в единый парк ПО, внутри компании должны быть компетенции для поддержки

Рынок устройств виртуальной и дополненной реальности

Шлемы и технологии виртуальной реальности

Самым распространённым средством погружения в виртуальную реальность, являются специализированные шлемы/очки, которые одеваются на голову человека. Принцип работы такого шлема достаточно простой. На расположенный перед глазами дисплей выводится видео в формате 3D. Прикрепленные к корпусу гироскоп и акселерометр отслеживают повороты головы и передают данные в вычислительную систему, которая изменяет картинку на дисплее в зависимости от показаний датчиков. В итоге, пользователь имеет возможность «оглядеться» внутри виртуальной реальности и чувствовать себя в ней, как в настоящем мире. Для того, чтобы изображение имело высокую четкость и всегда попадало в фокус, используются специальные пластиковые линзы [1] .

Устройства шлема виртуальной реальности. Источник: thatsmart.ru

Для более реалистичного погружения в мир виртуальной реальности, помимо датчиков, отслеживающих положение головы, в устройствах VR могут применяться различные трекинговые системы, такие как:

Системы айтрекинга. Предназначены для отслеживания движения зрачков глаз и позволяют определить, куда человек смотрит в каждый момент времени. На данный момент подобные системы не имеют широкого распространения на рынке потребительских услуг и используются в основном для различных медицинских и научных исследований. Российский рынок мобильных приложений для бизнеса и госсектора: крупнейшие игроки, тенденции и перспективы. Обзор TAdviser

Моушн трекинг. Отслеживают любые телодвижения человека и повторяют их в виртуальном мире. Отслеживание может осуществляться с помощью специальных датчиков или видеокамеры, направленной на человека.

3D-контроллеры. Чтобы максимально комфортно чувствовать себя при нахождении в виртуальной реальности, традиционные 2D-контроллеры (мышки, джойстики и др.) заменяются манипуляторами, позволяющими работать в трехмерном пространстве – 3D-контроллерами.

Устройства с обратной связью. Подобные устройства стали разрабатываться еще в 90-х годах и предназначены для того, чтобы пользователь мог в буквальном смысле ощутить на себе все происходящее в виртуальном мире. В качестве таких устройств могут использоваться вибрирующие джойстики, вращающиеся кресла и т.д.

Источником 3D-картинки для устройства виртуальной реальности долгое время служил компьютер или пользовательская консоль (например, PlayStation VR). Однако пару лет назад на рынок вышли «бюджетные» устройства VR, в которых в качестве источника 3D-картинки стал использоваться смартфон. Более упрощенная конструкция позволила значительно уменьшить стоимость устройств виртуальной реальности, поскольку отпала необходимость оснащать очки перечисленными ранее техническими средствами, ведь:

• Современные смартфоны являются высокопроизводительными и способны самостоятельно обрабатывать даже самый «тяжелый» 3D-контент.
• Дисплеи смартфонов обладают достаточно высоким разрешением.
• Практически на каждом смартфоне имеются датчики определения положения устройства в пространстве.

Очки виртуальной реальности марки VR BOX 2, с прикрепленным смартфоном

2023: В Китае представили VR-интерфейс для передачи запахов

9 мая 2023 года китайские исследователи из Городского университета Гонконга и Пекинского университета авиации и космонавтики сообщили о разработке новой технологии, которая привносит запахи в виртуальную реальность (VR). Подробнее здесь.

2022

Создана VR-гарнитура, которая имитирует поцелуи и брызги грязи на лицо

12 декабря 2022 года стало известно о том, что американские исследователи разработали гарнитуру виртуальной реальности (VR), которая способна имитировать поцелуи и брызги грязи на лицо. Подробнее здесь.

В виртуальную реальность научились добавлять запахи

13 октября 2022 года Стокгольмский университет (Швеция) сообщил о разработке устройства, позволяющего чувствовать запахи в виртуальном пространстве. В создании так называемого ольфактометра приняли участие специалисты Университета Мальмё, а финансирование предоставил Фонд Марианны и Маркуса Валленбергов. Подробнее здесь.

2019: Эффект галлюциногенов теперь можно ощутить в виртуальной реальности

В середине сентября 2019 года стало известно о том, что люди могут ощутить эффект галлюциногенов в виртуальной реальности, причем для этого существует несколько разных вариантов.

Один из VR-проектов такого направления называется Ayahuasca. Его создал Жан Кунен (Jan Kounen), французский режиссер, который был очарован галлюциногенным опытом шаманов. Сначала Коунен попытался передать очарование шаманского транса через художественный фильм, но в конце концов поиски привели его к виртуальной реальности, где он смог воссоздать психоделические картины, являющиеся шаманам.

Люди могут ощутить эффект галлюциногенов в виртуальной реальности

Еще одна попытка создания виртуальной реальности на основе наркотического транса называется Visionarium. Ее разработчик, художник Сандер Бос (Sander Bos), хорошо знает об ограничениях, присущих технологии VR, но по-прежнему считает, что стоит предложить пользователям VR-имитацию психоделического опыта. Бос также уверен, что иммерсивная природа VR способна генерировать физические эффекты, даже если среда не влияет напрямую на биохимию мозга, в отличие от психоделиков.

Эти заявления могут иметь под собой научное обоснование. Джон Вейнель (Jon Weinel), лондонский художник и писатель, давно пытается понять, как функционируют музыкальные и аудиовизуальные средства массовой информации и каким образом они преображаются в аффективный опыт. Вайнель, в частности, исследовал, как некоторые переживания виртуальной реальности способны вызвать измененное состояние сознания. Исследование Вейнеля легло в основу альтернативного движения, сочетающего психоделию контркультуры с передовыми иммерсивными технологиями.

Современные кибер-практики используют новейшие цифровые технологии, чтобы создавать неотразимые иммерсивные впечатления. Даже если им не удается явно копировать опыт приема психоделических лекарств, они вызывают новый вид физических ощущений. [2]

2018: LG Display представила технологию, избавляющую от тошноты в VR-среде

В мае 2018 года LG Display анонсировала технологию, которая, как утверждают в компании, позволяет устранить головокружение и тошноту при погружении в виртуальную реальность (VR). Разработка создана при участии Университета Согён (Sogang University).

Технология, о которой идет речь, с помощью алгоритмов искусственного интеллекта в режиме реального преобразует видео с низким разрешением в контент высокой разрешающей способности. В пять раз снижается время задержки между движениями пользователя и тем, что он видит в шлеме виртуальной реальности.

LG Display представила технологию, избавляющую от тошноты при погружении в виртуальную реальность

Задержка и размытость изображений нередко приводят к головокружению и тошноте. Технология LG Display устраняет эту проблему, а также снижает энергопотребление. Качественный и комфортный просмотр VR-контента обеспечивается без использования дополнительных графических процессоров и устройств, поскольку глубокое обучение позволяет задействовать только внутреннюю память шлемов.

Одна из причин возникновения тошноты при погружении в виртуальную реальность заключается в «обмане» мозга. Положение и движение человека в пространстве фиксируется вестибулярным аппаратом, находящимся во внутреннем ухе. Именно этот орган передает мозгу информацию о том, что происходит с телом в данный момент. Вкупе с информацией, получаемой другими органами чувств (в частности, глазами), мозг определяет, что нужно делать и чувствовать остальному организму.

В виртуальной реальности показатели вестибулярного аппарата и органов зрения разнятся, поскольку человек видит движение, но тело остается в покое. Мозг воспринимает визуальную информацию как галлюцинацию, которую можно испытать при отравлении, а потому вызывает тошноту, чтобы очистить организм. Это явление называется кинетоз. [3]

2017

Опубликованы технологические рекомендации для VR-отрасли

Технологические рекомендации для VR-отрасли были впервые представлены в рамках форума VR Industry Forum (VRIF) [4] в США. Документ охватил вопросы производства, сжатия контента, хранения и дистрибуции информации, а также безопасности пользователей [5] .

В частности, рекомендации включают в себя описание контента в формате 360 градусов, его особенностей и преимуществ. Авторы документа уточняют различие между возможностями зрения человека и характеристиками продуктов VR на рынке. Эти различия могут привести к возникновению неприятных симптомов у пользователей, что, по мнению авторов, должны учитывать разработчики VR продуктов.

«Контент следует снимать или создавать таким образом, чтобы уменьшить размытость изображения или перемещение движения до комфортных уровней, поскольку мерцающие изображения могут привести к быстрой усталости или дезориентации, — говорится в документе. — Для уменьшения дискомфорта рекомендуется использовать изображения с более высокой частотой кадров и подготавливать контент с учетом возможностей дисплея».

Авторы рекомендаций рассмотрели форматы аудио и видео при создании VR. Например, для полноразмерного видео в формате 360 градусов они рекомендуют создавать стереоскопические изображения с глубиной 10 бит и размером 4096 х 2048 для каждого глаза.

Стоит отметить, что документ представлен в виде черновика и содержит пометки, требующие дальнейшего обсуждения участников рынка. Президент VRIF Роб Кенен (Rob Koenen) сказал, что разработанные принципы служат двум основным целям: во-первых, поддерживать функциональную совместимость в экосистеме виртуальной реальности, а во-вторых, предоставлять пользователям VR-продукт высшего уровня.

Виртуальная и дополненная реальности станут частью физического мира

Активное применение виртуальной (VR) и дополненной (AR) реальностей в самых разных областях формирует «объединённую реальность» (merged reality), в которой стираются границы между дополненным, виртуальным и физическим мирами. К такому выводу в начале июля 2017 года пришли эксперты исследовательского подразделения Ericsson ConsumerLab, изучив влияние технологий AR и VR на привычки и предпочтения пользователей. [6]

7 из 10 пользователей ожидают, что технологии VR/AR кардинально изменят 6 областей: медиа, образование, работу, социальное общение, путешествие и розничную торговлю. Пользователи также уверены, что виртуальное пространство вытеснит учебные классы и офисы, а уже менее чем через год виртуальные экраны будут приходить на смену телевидению и театрам. По оценке 25% опрошенных, технологии AR будут использоваться для получения информации о путешествиях и в картах уже в следующем году. 50% первых пользователей полагает, что VR/AR будут интегрированы в одном устройстве, объединяющем очки для AR и встроенные функции VR.

По мнению пользователей, распространению виртуальной реальности препятствуют недостаточная мобильность, громоздкость устройств и неравномерность покрытия. Кроме того, многие отмечают, что немаловажной проблемой являются укачивание, возникающее при использовании некоторых VR-приложений.

Главную роль в развитии «объединённой реальности», по оценкам опрошенных, будет играть технология 5G. 36% респондентов считают, что 5G может обеспечить мобильность устройств VR/AR благодаря стабильному подключению к сети и высокой скорости передачи данных. Треть полагает, что 5G увеличит продолжительность работы аккумуляторов, а четверть пользователей ожидает, что распространение технологий 5G решит проблему укачивания.

«Развитие виртуальной, а в последствие и объединённой реальности, когда границы между цифровым и физическим мирами будут стёрты, приведёт не только к тектоническим сдвигам во многих отраслях, но и к созданию принципиально новых направлений. Основная задача, которую предстоит решить — это передача больших массивов данных и поддержка высокой плотности одновременно работающих устройств: десятки тысяч на квадратный километр. Решение этой задачи — в технологии пятого поколения. Такие возможности 5G, как высокая скорость передачи данных, минимальное время отклика и поддержка критически важных приложений, необходимы для того, чтобы AR и VR могли полностью реализовать свой потенциал», — уверен Георгий Муратов, архитектор решений, ведущий эксперт по 5G Ericsson в России.

В исследовании приняли участие пользователи из Северной Америки и Европы, Японии и Южной Кореи. Также было проведено качественное VR-тестирование с участием 20 сотрудников Ericsson. При подготовке исследования также использовались мнения 9,2 тыс. пользователей из Франции, Германии, Италии, Японии, Южной Кореи, Испании, Великобритании, США в возрасте от 15 до 69 лет, осведомленных о концепции VR.

2015: Старт продаж первого потребительского VR-шлема Oculus Rift CV1

6 января 2015 года, начались предпродажи первого серийного потребительского шлема виртуальной реальности Oculus Rift CV1. Сказать, что релиз был ожидаемым — значит не сказать ничего. Вся первая партия шлемов была раскуплена за 14 минут.

Это стало символическим началом бума VR-технологий и взрывного роста инвестиций в эту отрасль. Именно с 2015 года технологии виртуальной реальности стали поистине новым технологическим Клондайком.

2012: Стартап Oculus собрал $250 тыс за 4 часа на выпуск VR-шлема

Настоящий бум в сфере VR начался 1 августа 2012 года, когда малоизвестный в то время стартап Oculus запустил на платформе Kickstarter кампанию по сбору средств на выпуск шлема виртуальной реальности. Разработчики обещали пользователям «эффект полного погружения» за счет применения дисплеев с разрешением 640 на 800 пикселей для каждого глаза. Необходимые 250 тысяч долларов были собраны уже за первые четыре часа.

2010: Стереоскопический 3D-режим для Google street view

Предпринимавшиеся в 1990-х попытки вывести VR «в жизнь» так к ничему и не привели, и она на долгие годы исчезла из поля зрения общественности. Некоторый резонанс вызвал запущенный в 2010 г. стереоскопический 3D-режим для Google street view — умеренно интересная итерация технологии VR. Не исключено, что внедрение этого режима предназначалось для усиления давления Google Maps на конкурентов. Так или иначе, поисковому гиганту удалось преуспеть. Успех применения 3D-режима в Google Street View — заметное исключение, большинство других VR-проектов не повторили и толики успеха последнего. Данные ими, но невыполненные обещания привели к тому, что потребители и разработчики потеряли интерес к технологиям VR и AR.

2000: Преследование чудовищ на реальных улицах в игре Quake

В 2000 году благодаря дополнению с технологиями AR в игре Quake появилась возможность преследовать чудовищ по настоящим улицам. Правда, играть можно было лишь вооружившись виртуальным шлемом с датчиками и камерами, что не способствовало популярности игры, но стало предпосылкой для появления известной ныне Pokemon Go.

1980-1990-е: Появление терминов виртуальная и дополненная реальность

В 1980-е годы компания VPL Research разработала более современное оборудование для виртуальной реальности — очки EyePhone и перчатку DataGlove. Компанию создал Джарон Ланье — талантливый изобретатель, поступивший в университет в 13 лет. Именно он придумал термин «виртуальная реальность».

Дополненная реальность шла рука об руку с виртуальной вплоть до 1990 года, когда учёный Том Коделл впервые предложил термин «дополненная реальность». В 1992 году Льюис Розенберг разработал одну из самых ранних функционирующих систем дополненной реальности для ВВС США. Экзоскелет Розенберга позволял военным виртуально управлять машинами, находясь в удалённом центре управления. А в 1994 году Жюли Мартин создала первую дополненную реальность в театре под названием «Танцы в киберпространстве» – постановку, в которой акробаты танцевали в виртуальном пространстве.

В 1990-х были и другие интересные открытия, например, австралийка Джули Мартин соединила виртуальную реальность с телевидением. Тогда же начались разработки игровых платформ с использованием технологий виртуальной реальности. В 1993 году компания Sega разработала консоль Genesis.

На демонстрациях и предварительных показах, однако, всё и закончилось. Игры с Sega VR сопровождали головные боли и тошнота и устройство никогда не вышло в продажу. Высокая стоимость девайсов, скудное техническое оснащение и побочные эффекты вынудили людей на время забыть о технологиях VR и АR.

1960е: Первые VR-шлемы для военных целей и виртуальный симулятор

«Сенсорама» Хейлига

Принято считать, что развитие виртуальной реальности началось в 1950-е годы. В 1961 году компания Philco Corporation разработала первые шлемы виртуальной реальности Headsight для военных целей, и это стало первым применением технологии в реальной жизни. Но опираясь на сегодняшнюю классификацию, систему, скорее, отнесли бы к AR-технологиям [7] .

Отцом виртуальной реальности по праву считается Мортон Хейлиг. В 1962 он запатентовал первый в мире виртуальный стимулятор под названием «Сенсорама». Аппарат представлял собой громоздкое устройство, внешне напоминающее игровые автоматы 80-х, и позволял зрителю испытать опыт погружения в виртуальную реальность, например, прокатиться на мотоцикле по улицам Бруклина. Но изобретение Хейлига вызывало недоверие у инвесторов и учёному пришлось прекратить разработки.

Через несколько лет в 1968 годупосле Хейлига похожее устройство представил профессор Гарварда Айван Сазерленд, который вместе со студентом Бобом Спрауллом создал «Дамоклов меч» — первую систему виртуальной реальности на основе головного дисплея. Очки крепились к потолку, и через компьютер транслировалась картинка. Несмотря на столь громоздкое изобретение, технологией заинтересовались ЦРУ и НАСА.

1838 год

В 1838 г. английский физик, автор многих изобретений Чарльз Уитстоун пришел к заключению, что человеческий мозг анализирует окружающую среду в виде двухмерных изображений. Они улавливаются каждым глазом по отдельности и затем мозг преобразует их в трехмерные изображения. Вооружившись этими знаниями, он изобрел стереоскоп — устройство в виде «очков», которое позволяло видеть две картинки рядом друг с другом, имитируя так называемый эффект погружения. Очевидно, что в своем первозданном виде стереоскоп представлял из себя простейшее устройство, однако тот же принцип положен в основу популярного сегодня Google Cardboard, поэтому его без зазрения совести можно рассматривать как первый прототип VR-гарнитуры [8] .

Сферы применения виртуальной реальности

По мнению многих экспертов, технологии виртуальной реальности пока даже близко не подошли к пику своего развития. Однако уже сейчас четко вырисовываются области их потенциального применения. Помимо видеоигр можно выделить такие сферы, как:

• Прямые трансляции. Одно из основных направлений развития VR. Самые интересные события, как спортивного, так и культурного характера можно будет воочию «увидеть», находясь где угодно и не покупая дорогостоящие билеты
• Кино. Ожидается, что устройства VR создадут революцию в сфере киноиндустрии, позволяя зрителям «смотреть кино изнутри», а не со стороны.
• Продажи. Эффект личного присутствия позволит людям экономить время при совершении покупок, осматривая удаленно квартиры, машины и другие продаваемые вещи.
• Образование. Технологии виртуальной реальности могут сделать процесс обучения более интересным. Например, ученики могут получить возможность «видеть воочию» различные события, описываемые в учебниках истории.
• Здравоохранение. В отрасли медицины устройства VR могут применяться для проведения виртуального приема больных, психотерапии и т.д.
• Военная отрасль. С помощью устройств VR солдаты смогут учиться тактике боевого искусства в условиях, максимально приближенных к реальным.

Виртуальная реальность в медицине

Виртуальная реальность в вооруженных силах

2021: Использование виртуальной реальности для предотвращения самоубийств

В конце сентября 2021 года одно из подразделений ВВС США начало проводить обучение своего персонала с использованием системы виртуальной реальности (VR) для предотвращения самоубийств, число которых, как сообщается, растет во всех вооруженных силах страны. Подробнее здесь.

Виртуальная реальность в индустрии медиа и развлечений

Проекты виртуальной (VR) реальности могут не только создавать концептуально новые рынки, но и расширять уже имеющиеся. По данным аналитиков Goldman Sachs VR в сфере кино является одним из трех заметно растущих сегментов рынка, вместе с игровой индустрией и сервисами онлайн-вещания. Согласно подсчетам аналитиков, использование технологий виртуальной реальности принесет киноиндустрии прибыль $750 млн к 2020 году и будет иметь аудиторию минимум в 24 млн. пользователей. В 2025 году это сумма увеличится до $3,2 млрд и 72 млн зрителей соответственно (Для осуществления прогноза использовались данные о количестве пользователей и суммах, которые они готовы потратить на развлекательное видео в формате VR).

2020: Спрос на виртуальные путешествия в Японии вырос на 50%

В середине августа 2020 года стало известно о том, что японская авиакомпания First Airlines успешно предлагает виртуальные путешествия. Идею удалось реализовать благодаря использованию технологий виртуальной реальности (VR), с начала 2020 года спрос на такое развлечение вырос на 50%. Подробнее здесь.

«АльфаСтрахование» будет страховать пользователей виртуальной реальности

В сентябре 2016 года компания «АльфаСтрахование» анонсировала услугу защиты любителей виртуальной реальности. Пользователи 3D очков и шлемов смогут приобрести специальные полисы для страхования от несчастного случая. Клиенты, получившие травму во время использования 3D очков, шлемов и иной гарнитуры для проектирования дополненной и виртуальной реальности, смогут получить выплату от компании «АльфаСтрахование» согласно заявленной в полисе страховой сумме. Размер выплаты будет зависеть от степени тяжести увечья, полученного в момент использования соответствующих устройств.

Наиболее частыми травмами, полученными в домашних условиях, по статистике «АльфаСтрахование», являются переломы пальцев при ударе о мебель или защемлении дверью, ожоги разной степени тяжести паром и горячей жидкостью, резаные раны пальцев, ушибы и гематомы после падения, перелом шейки бедра. Также случаются более серьезные травмы – переломы ребер, пястных костей кисти, лучевой кости руки, лодыжки.

Средние размеры выплаты «АльфаСтрахование» по договорам страхования от несчастного случая составляют от 4 тыс. руб. до 33 тыс. руб. в зависимости от страховой суммы и тяжести причиненных увечий. Частота наступления страховых случаев в бытовых условиях или полученных в пределах собственного дома — 1% от всех произошедших страховых случаев. Средняя выплата по полису страхования от несчастного случая для физических лиц составляет 2-15% от страховой суммы, однако, иногда ее размер может достигать и 100%.

«Виртуальная и дополненная реальность уже не кажется фантастикой, как это было еще несколько лет назад. Специальные устройства расширяют спектр наших возможностей, воздействуя через зрение, слух, обоняние, осязание, — говорит Ирина Карнаева, директор департамента страхования имущества физических лиц «АльфаСтрахование». — Находясь в виртуальной реальности, человек теряет связь с происходящим вокруг, потеря привычного нам визуального контроля над окружающим пространством может обернуться самыми неожиданными бытовыми травмами. К тому же среди поклонников дополненной и виртуальной реальности немало детей, чье чувство опасности развито хуже, чем у взрослых. При использовании специальных шлемов и 3D очков риск получения травмы возрастает многократно. Наша компания намерена запустить специальный продукт, чья программа защиты от несчастных случаев будет разработана специально для пользователей виртуальной реальности. Она защитит страхователя и покроет расходы на лечение».

Виртуальная реальность в машиностроении

Технологии виртуальной и дополненной реальности присутствуют и в автомобильной индустрии. Компания Ford использует VR проекты на стадии проектирования автомобилей. В апреле 2017 года стало известно, что в дизайн-центре Ford, расположенном в Кельне (Германия), есть специально оборудованная студия, в которой инженеры-проектировщики могут полноценно оценить автомобиль без наличия физического прототипа. Это позволяет быстрее и эффективнее работать над внешним обликом автомобиля, а также более детально прорабатывать тонкие линии и элементы отделки. Работая в этой студии, дизайнеры Ford смогли наилучшим образом спроектировать расположение приборной панели, кресел и механизмов управления в новой модели Ford Fiesta.

Помимо этого, в данный момент компания Ford тщательно изучает потенциал целого ряда решений в области технологий виртуальной и дополненной реальности для наложения цифровых голограмм на объекты реального мира, что уже в следующем десятилетии позволит людям оценить интересующие их характеристики отдельных продуктов, например, автомобилей.

Виртуальная реальность в сфере культуры и искусства

2020: Более 85% музеев России признают необходимость цифровой трансформации

Более 85% опрошенных музеев Москвы, Московской области, Санкт-Петербурга и Ленинградской области признают необходимость цифровой трансформации – показало совместное исследование Microsoft и TAdviser. В частности, 20% респондентов уже активно реализуют стратегию цифровизации, 23% – разработали ее, а 43% – планируют это сделать. Основным приоритетом в этом направлении стало создание цифровых возможностей для посетителей – это отметили 82% респондентов. Об этом Microsoft сообщил 18 марта 2020 года. Подробнее здесь.

Виртуальная реальность в строительной отрасли

В апреля 2017 года стало известно, что Крок представил универсальную систему виртуальной реальности для строительных компаний, проектных организаций, а также конструкторских бюро промышленных предприятий. Программно-аппаратное решение ориентировано на потребности бизнеса в детальной визуализации инженерных данных и создании виртуальных прототипов промышленных изделий и строительных объектов. С помощью VR-системы специалисты проектных групп смогут упростить согласование технических проектов благодаря максимальной наглядности виртуального макета. Внедрение профессиональной системы виртуальной реальности на предприятиях позволит ускорить разработку проектов, снизить затраты на производство классических макетов и сократить время принятия конструкторских решений. VR-решение КРОК совместимо с облаком, что позволяет хранить тяжелые проектные данные в защищенном хранилище и высвободить локальные вычислительные ресурсы под более приоритетные задачи.

Microsoft совместно с американской компанией-производителей ПО TRMB и Кембриджским университетом разработала очки дополненной реальности Microsoft Hololens, предназначенные для использования в строительной отрасли, анонс ожидается в 2017 году.

Виртуальная реальность для центров организации дорожного

Цифровая экономика РФ: Виртуальная реальность смоделирует дорожный трафик

Правительственная комиссия по использованию информационных технологий для улучшения жизни людей и условий ведения предпринимательской деятельности одобрила в 2017 году планы мероприятий по четырем направлениям программы «Цифровая экономика», включая направление «Формирование исследовательских компетенций и технологических заделов». Программа «Цифровая экономика РФ» создана по поручению Президента России Владимира Путина.

Платформа VR и AR найдет свое применение и для имитационного моделирования дорожного трафика для центров организации дорожного движения: она будет использоваться для создания программной системы имитационного моделирования дорожного трафика с возможностью отображения в виртуальной реальности для центров организации дорожного движения [9] .

Документ предусматривает создание программного комплекса инструментального контроля диагностического состояния автодорог, предназначенного для сбора, накопления, хранения, консолидации, анализа и интерактивного визуального представления данных о состоянии автодорог, получаемых от различного измерительного-регистрационного оборудования, органов управления и населения.

Целью данного проекта является предоставление возможности передачи заинтересованным организациям полной, объективной и достоверной информации о транспортно-эксплуатационном состоянии автодорог, степени соответствия фактических потребительских свойств, параметров и характеристик требования движения в соответствии с отраслевыми дорожными нормами, а также анализа этой информации и предоставлении отчетности.

Проект решит следующего рода задачи: диагностика и паспортизация автомобильных дорог, оценка транспортно-эксплуатационного состояния, контроль качества выполненных строительных и дорожно-ремонтных работ, определение потребительских свойств и технического уровня автомобильной дороги, измерение геометрических параметров и определение характеристик автомобильных дорог, включая определение дефектов дорожного покрытия.

Виртуальная реальность в образовании

Первые VR-уроки прошли в российских школах. Каковы результаты экспериментов?

Возможности мультимедийного моделирования давно привлекают энтузиастов из среды школьного образования. Они стремятся создать для школьников наглядную среду, позволяющую легко понимать и осваивать непростые абстрактные понятия и законы физики, химии, астрономии и других предметов. Параллельно идут процессы формирования соответствующих методик преподавания, которые базируются на результатах специальных исследований. Одно из них было проведено весной 2019 года и показало интересные результаты. Подробнее здесь.

Создание платформы VR/AR в России

Правительственная комиссия по использованию информационных технологий для улучшения жизни людей и условий ведения предпринимательской деятельности одобрила в 2017 году планы мероприятий по четырем направлениям программы «Цифровая экономика», включая направление «Формирование исследовательских компетенций и технологических заделов». Программа «Цифровая экономика РФ» создана по поручению Президента России Владимира Путина.

Платформу VR и AR также планируется внедрить при создании интерактивных комплексов для автоматизированных систем обучения вузов: она будет реализоваться для интерактивных компьютерных классов [10] .

В Москве будет открыта первая игровая площадка, которая сможет обслуживать группы посетителей (от двух до шести человек) с продолжительностью игрового сеанса от 30 минут. На базе соответствующей платформы будут разработаны решения для бизнеса и госучреждений и подготовлен франшизный пакет.

До конца 2020 г. в Москве, Санкт-Петербурга и Екатеринбурга будет открытое не менее трех таких площадок. Также несколько пакетов франшизы будет продано зарубеж

В технопарков, центрах адаптивного производства и ЦМИТ (центрах моложенного инновационного творчества) будет внедрена отечественная цифровая платформа для виртуального прототипирования, которая ускорит процесс прототипирования и сократит на 5% расходы на 3D-печать. При этом вовлеченность учащихся в образовательный процесс увеличится на 25%.

Также планируется разработать и внедрить программно-математическое обеспечение (ПМО) в тренажерах. Речь идет о тренажерах для колесных и гусеничных машин, строительной и дорожной техники, сельскохозяйственных машина и механизмов, робототехнических комплексов различного назначения (от космических и авиационных до наземных и подземных) и различных оборонных систем. До конца 2020 г. ПМО будут внедрены не менее чем в 10 тренажерных комплексах.

На базе технологий дополненной и виртуальной реальности будут внедрены программы обучения. Соответствующая платформа обеспечит специалистам следующие возможности: приобретение знаний и навыков работы со сложной техникой, выполнение лабораторных и опасных работ; получение знаний о снижении вероятности возникновения внештатных ситуаций; получение опыта устранения ошибок и восстановления нормальных условий работы при возникновении нештатной ситуации.

На базе данной платформы к 2020 г. будет создана 1 тыс. образовательных программ. Качество подготовки персонала повысится, в том числе количество ошибок при выполнении операций к 2020 г снизится на 40%. К этому моменту цифровая платформа обучения будет внедрена 40 раз, а обучение с ее помощью пройдут 3 тыс. человек.

Виртуальная реальность в торговле (демонстрации товаров)

2017 год — Сеть магазинов мебели Hoff планирует начать тестирование в своих магазинах технологии виртуальной реальности (VR). Об этом рассказал вице-президент и совладелец компании Михаил Кучмент, пишет в марте «Коммерсант». Компания ведет переговоры с разработчиками. Инвестиции в проект пока не раскрываются.

Технология предполагает, что с помощью специальных очков посетители магазина смогут увидеть, как тот или иной предмет мебели будет выглядеть в их квартире. А также переместить его, скомбинировать с другими и т. п. Для этого Hoff намерен оцифровать планировки квартир самых популярных серий и свою продукцию. Проект можно запустить без больших вложений, отметил изданию президент фонда Sistema_VC Катков Алексей Борисович. По его словам, инвестиции едва ли превысят 10 млн руб.

Планы Hoff можно считать своеобразным ответом IKEA, сказал директор по маркетингу Локо-банка Денис Зверик. Однако в магазинах шведской сети квартиры воссозданы «вживую»: покупатель сможет пройтись по конкретной «комнате», осмотреться, пощупать материалы и оценить интерьер. Кстати, в IKEA не намерены запускать VR в России, пояснили в пресс-службе компании. Хотя в магазинах за рубежом технология тестируется.

2016 год — перед компанией «Кайрос», крупным ритейлером керамической плитки и сантехники, стояла задача: максимально эффектно презентовать дизайн-проект интерьеров, которые создаются в собственной студии компании. Решение, как это сделать, было предложено в Digital-агентстве Spider Group практически сразу — виртуальная реальность (VR). Всего через месяц компания «Кайрос» получила готовое VR-приложение, а вместе с ним возможность демонстрировать своим покупателям будущий интерьер их ванных комнат, используя один из самых качественных на сегодняшний день гаджетов — шлем виртуальной реальности Samsung Gear VR. Посетители салонов «Кайрос», надев шлем, попадают внутрь помещения, где могут осмотреться в созданном дизайнерами интерьере. На демонстрации приложения в торговом центре можно было убедиться в эффективности использования такой презентации товаров. Практически каждый, кто примерил на себя шлем и посмотрел проекты интерьеров в виртуальной реальности, был под большим впечатлением от опыта погружения внутрь интерьера. В приложении всё выглядит настолько реалистично, что некоторые даже пытались потрогать виртуальную плитку руками.

Виртуальная реальность в секс-индустрии

2023: Открылся первый в мире бордель в виртуальной реальности

22 октября 2023 года стало известно о том, что в Берлине открылся первый в мире кибер-бордель — площадка под названием Cybrothel. Заведение предлагает клиентам различные услуги, в том числе приватную комнату с технологией виртуальной реальности (VR), а также роботизированную секс-куклу по имени Kokeshi. Подробнее здесь.

Риски виртуальной реальности

Риски по версии Panda Security

Виртуальная реальность еще находится на ранних стадиях своего развития. Пока мы немного слышим о рисках информационной безопасности, которые связаны с этой технологией. Однако нам следует все же знать о том, что виртуальная реальность, как и любая другая инновация, несет в себе новые угрозы, а также и ряд старых угроз, которые могут быть видоизменены в рамках новой технологии [11] .

Виртуальная кража

Представьте, что в виртуальной реальности Вы участвуете в каком-то конкурсе, который обещает Вам дом Вашей мечты, если Вам удастся построить его за 100 часов, используя блоки Lego. Вы стараетесь и строите дом, который будет отвечать Вашим требованиям, и в конце концов Вам удается добиться успеха: организаторы конкурса предоставляют Вам в собственность жилую площадь, которая Вас так завораживает. Однако, злоумышленники поджидают Вас уже «за углом». Они пробираются на серверы приложения и меняют права собственности на недвижимость. Конечно, физически Вы не теряете ничего, но Вы потеряли драгоценное время, а все Ваши усилия оказались тщетны. Разработчик приложения также имеет серьезные потери. По крайней мере, они теряют Ваше доверие, как и доверие остальных пользователей.

Кража персональных данных

Мы часто слышим (и беспокоимся об этом) о массовых случаях кражи персональной информации и регистрационных данных, от которых в результате кибер-атак все чаще страдают те или иные компании, но в виртуальной реальности дела могут обстоять еще хуже. Преступники смогут получить в свои руки не только имена пользователей и их пароли, но также и завладеть самой личностью пользователя (генерация гиперреалистичного аватара после сканирования его собственного тела).

Обладая всеми этим биометрическими параметрами, преступники легко могут выдавать себя за реального человека. Поэтому компании, которые обеспечивают безопасность такой информации, в результате этого могут столкнуться с более серьезными рисками, чем те, которые нам уже известны.

Изменение реальности

Кибер-преступники могут узнать, как модифицировать код приложения, чтобы манипулировать (виртуальной) реальностью, как им заблагорассудится. Количество сценариев бесконечно. Например, можно взломать виртуальный офис компании, которая работает удаленно, изменить в нем информацию таким образом, чтобы нанести вред ее репутации, вызвав негативные отзывы пользователей… Существует целый мир потенциальных рисков, которые ждут своей минуты, когда человечество о них узнает – и это принесет новые вызовы для экспертов по информационной безопасности.

Безопасность гарнитур

По сути, таким же образом, как вредоносные программы могут негативно повлиять на компьютеры и мобильные устройства, они могут сказаться и на гарнитурах для виртуальной реальности. Кибер-преступники могут атаковать эти гарнитуры с различными намерениями (и явно не самыми лучшими). Например, кейлоггер, который сможет отслеживать активность пользователя, или шифровальщик, который блокирует доступ к определенному виртуальному миру до тех пор, пока пользователь не заплатит выкуп за восстановление доступа к нему.

Психическое воздействие

Еще один из возможных страшных сценариев виртуальной реальности: негативное психическое воздействие на человека. Допустим, кибер-преступники взломали приложение виртуальной реальности. С помощью различных техник (25 кадр, инфранизкие или ультравысокие частоты акустических волн, определенное сочетание цветов с требуемой частотой мерцания и пр., не говоря уже о гипнозе) можно осуществить требуемое психическое воздействие вплоть до зомбирования или серьезного нарушения психики. Кино, скажете Вы? Не только. Например, это может стать неплохим оружием в кибер-войнах между государствами (психическое воздействие на пользователей из определенной страны), или инструментов для получения конфиденциальной информации (о деятельности предприятия, госучреждения, банка и пр.). Тут все будет зависеть от фантазии злоумышленников, их целей и возможностей.

2022

МВД РФ: Системы VR и AR оказывают «деструктивное информационно-психологическое воздействие»

В ноябре 2022 года в Министерстве внутренних дел (МВД) России сообщили о необходимости регулирования рынка технологий виртуальной реальности, ссылаясь на возможные риски их деструктивного воздействия на человека.

В Министерстве внутренних дел (МВД) России сообщили о необходимости регулирования рынка технологий виртуальной реальности

В качестве меры для борьбы с этими рисками он выступил за введение регулирующего виртуальную реальность закона. Смирнов предложил ввести маркировку компьютерного и другого развлекательного контента в дополнение к возрастным ограничениям, а также наделить юридическим статусом кибердружины, то есть добровольцев, выявляющих в интернете деструктивный, по их мнению, контент.

Представитель «Ростелекома» Борис Глазко предложил не только ограничивать уже существующие или создаваемые за рубежом метавселенные, но поощрять тех, кто разрабатывает такие технологии в России. Метавселенная, по его словам, это любое виртуальное пространство, в котором пользователи могут действовать свободно — альтернативная версия реальности, в которой действуют свои права собственности, обращаются финансы, возникают трудовые отношения.

Хакеры начали подглядывать за пользователями в виртуальной реальности

В конце июля 2022 года исследовательская компания в области кибербезопасности ReasonLabs опубликовала данные о новом векторе атаки. Согласно полученной информации, хакеры могут подключаться и записывать экран VR-устройства. Подробнее здесь.

Дополненная реальность

Смешанная реальность

• Интеграция IoT и AR, VR создает, как ее можно назвать, смешанную реальность – Mixed Reality, потенциал использования которой в промышленности очень велик. Преимущества для предприятий таковы:
• Вся информация существует в контексте. Механик получает не абстрактную информацию о модели в целом, а данные о конкретном мотоцикле, погрузчике или любом другом оборудовании.
• Скорость сервисного обслуживания, сборки или демонтажа увеличивается многократно, так как вся необходимая информация находится прямо перед глазами и накладывается непосредственно на реальный механизм.
• Производительность труда сотрудников растет благодаря высокому уровню автоматизации, снижению количества ошибок и экономии времени на поиск данных.
• Можно использовать менее квалифицированный персонал на местах. Это позволяет сэкономить на выезде сервисной бригады. Если речь идет о продуктах, которые продаются в другие регионы или даже страны, то выгода может исчисляться тысячами и миллионами рублей.
• Снимается проблема передачи знаний и умений от опытных сотрудников менее опытным при смене поколений: чем выше уровень автоматизации, тем реже появляются незаменимые сотрудники.
• Лояльность клиентов повышается за счет того, что все работы производятся максимально оперативно и оборудование не простаивает.
• И главное – все вышесказанное приводит к повышению эффективности бизнеса.

Портал Виртуальная реальность

• Виртуальная и дополненная реальность. Обзор TAdviser 2022
• Виртуальная реальность (VR, Virtual Reality)
• Виртуальная реальность в медицине
• Виртуальная реальность в вооруженных силах России
• Дополненная реальность (AR, Augmented Reality)
• Смешанная реальность
• Рынок устройств виртуальной и дополненной реальности
• Рынок промышленных VR/AR-решений в России
• Ассоциация дополненной и виртуальной реальности (AVRA)
• Центр прототипирования СПб
• VR-Консорциум
• Глобальная Ассоциация Виртуальной Реальности (GVRA)
• VirtualLink (стандарт подключения VR-устройств)
• Сквозные технологии цифровой экономики
• Виртуальная реальность в школьном образовании: пока остается много вопросов
• Как технологии AR Cloud меняют систему передачи и обработки информации

• Проекты Виртуальной реальности
• Ростех VR-тренажеры для саперов и пожарных
• HoloGroup
• Fibrum
• VRTech
• Magic Leap One Creator Edition|
• ALT: Antilatency tracker
• Prosense
• РайфЛайф (Cyball-VR)
• HTC Vive, HTC Vive Sync, HTC Vive Wave
• XRspace Manova
• Oculus
• Cyball-VR
• Samsung Gear VR
• Lenovo Explorer, Lenovo ThinkReality (AR/VR-платформа), Mirage VR S3 (VR-гарнитура)
• PTC Vuforia Studio Enterprise
• VE VR Concept Engine — VR Concept
• VE CAVE Виртуальное прототипирование
• VE miniCAVE и miniCADWall
• Arbyte CADStation WS ready for VR
• HP ENVY PhoenixHP Windows Mixed Reality Headset Professional EditionHP Reverb (VR-гарнитура)
• ПГНИУ: Интерактивная панорама для шлема виртуальной реальности
• Инлайн Груп Иксар (XR)
• General VR
• VIZERRA
• ZTE E2E VR Live
• Software AG ELISE
• DS Virtual Garage
• RTSreality
• DEUS
• Крок: VR-система для сферы проектирования
• HP Z VR Backpack
• VRCoin
• Nvidia Holodeck
• Varjo Technologies
• Nreal Light (AR-гарнитура)
• Logitech VR Ink (стилус для виртуальной реальности)
• Konica Minolta genARate
• Yandex Sloy
• Varwin Reality Management System
• Cyberverse (платформа смешанной реальности)
• Wireality (VR-устройство для передачи тактильных ощущений)
• VR-шлем с передачей ощущений на язык и губы

• Microsoft Pivot, Microsoft Mesh
• HololensHoloLens Emulator
• Google Glass
• Epson Moverio Pro BT Очки дополненной реальности
• Magic Leap One Creator Edition (очки дополненной реальности)
• Intel Vaunt Умные очки
• Barry (виртуальный помощник)

1. ↑Как изменят нашу жизнь устройства виртуальной реальности
2. ↑Tripping on virtual reality: The artists trying to replicate psychedelic experiences in VR
3. ↑LG Display develops AI to reduce VR latency
4. ↑VRIF to Publish Industry Guidelines at CES
5. ↑Опубликованы технологические рекомендации для VR-отрасли
6. ↑Виртуальная и дополненная реальности станут частью физического мира
7. ↑Все, что нужно знать про VR/AR-технологии
8. ↑VR/AR: на пороге прорыва
9. ↑Виртуальная реальность смоделирует дорожный трафик
10. ↑Виртуальная реальность в образовании
11. ↑Hijacking and Theft: The Dangers of Virtual Reality for Businesses
12. ↑В МВД предложили ввести регулирование виртуальной реальности

Виртуальная реальность

Виртуальная реальность – трехмерная компьютерная среда, взаимодействующая с человеком: человек погружен в эту среду при помощи различных устройств (шлемы, очки и т.д.), является частью виртуального мира, управляет виртуальными объектами и предметами.

Для того, чтобы ознакомиться с решениями в области виртуальной реальности от ведущих российских поставщиков — свяжитесь с нами по номеру 8 (921) 781 24-49 — звонок, Telegram, Whatsapp или оставьте короткую заявку по ссылке.

Идея погружения человека в окружающую не физическую среду возникла еще в Средние века в сфере искусства. Тогда создавались вогнутые фрески с целью вовлечь человека в происходящее на изображении. В 1830-х годах были созданы первые стереоскопы, принцип действия которых заключался в помещении двух картинок, изображающих одну и ту же ситуацию с разных положений в пространстве, в разные окуляры.

Таким образом, один глаз видел одну картинку, другой – другую, а мозг уже впоследствии объединял их в общую объемную картину. Сейчас часто применяется такой же принцип получения объемного изображения, только вместо картинок используют смартфоны, LCD-дисплеи. После стереоскопов в 1920-х годах были изобретены первые имитаторы полета, специальные устройства, позволяющие отработать все действия при управлении летательным средством. Такие имитаторы в основном использовались военными для обучения и повышения квалификации военнослужащих. В 1982 году в США была создана первая в мире лаборатория, занимающаяся исследованием и разработкой устройств виртуальной реальности. Тогда же и был введен в эксплуатацию термин «виртуальная реальность» или англ. «virtual reality» — VR.

В течение первого десятилетия 21 века виртуальная реальность не получала распространение, но с 2012 года VR-устройства стали активно набирать популярность в сфере развлечений. В 2012 году на Kickstarter был представлен стартап очков виртуальной реальности — Oculus VR, впоследствии купленный Facebook. После возникшего спроса на очки многие IT-компании, среди которых Google, Apple, Amazon, Microsoft, Sony и Samsung, HTC, Sony и др., начали разрабатывать собственные гаджеты.

Ключевым элементом создания виртуальной реальности является компьютерная симуляция, для обеспечения которой используются различные периферийные устройства, гарнитуры. Самыми популярными гарнитурами VR являются шлем и очки VR, полностью погружающие пользователя в виртуальное пространство, исключая внешнее звуковое и визуальное воздействие.

В большинстве случаев экран фокусируется на все периферийное зрение человека, чтобы отключиться от внешнего мира. Часто устройства виртуальной реальности включают в себя датчики слежения за движением глаз, захват движений и т.п.

Для разработки моделей виртуальной реальности существует специальный формат файлов VRML, что расшифровывается как язык моделирования виртуальной реальности.

Виртуальная реальность активно применяется в различных сферах жизни общества. Самое массовое распространение виртуальная реальность получила в сфере развлечений: виртуальные игровые автоматы, 5D/7D кинотеатры и т.д. В видеоиграх также используются элементы VR, включая PlayStation VR, PlayStation Eye, Microsoft Kinect, гарнитуры Oculus Rift и HTC Vive.

Помимо развлечений виртуальная реальность используется в медицине, например, в психологии для анализа восприятия, эмоций, психического состояния пациента, лечения психических расстройств, фобий. В качестве терапии VR применяют для уменьшения болевых ощущений путем отвлечения внимания пациентов.

Также устройства виртуальной реальности часто используют в сфере образования для обучения новым навыкам, например, проведение операций будущих врачей, обучение вождению транспортных средств (автомобилей, мотоциклов, поездов, вертолетов, самолетов и т.д.), так называемые виртуальные симуляторы.

В военной сфере также используют виртуальную реальность для военной подготовки кандидатов, курсантов и т.д. Аналогично и в космической сфере – для подготовки астронавтов к полетам (регулярно практикует NASA). В сфере искусства последнее время также используют устройства для создания виртуальной реальности в музеях, выставочных залах, мультимедийных выставок.

1. https://filmora.wondershare.com/virtual-reality/pros-cons-virtual-virtual.html
2. https://i-look.net/news/12-facts-on-virtual-reality-to-amaze-you.html
3. http://science.howstuffworks.com/life/virtual-medicine.htm
4. http://blog.price.ua/news/7-interesnyih-faktov-o-vr-virtualnoy-realnosti-o-kotoryih-vyi-ne-znali/

Бесконтактное управление

Виртуальная реальность (VR) — искусственный, не существующий в природе мир, в который человек может полностью «погрузиться» не только как наблюдатель, но и как участник. Системы виртуальной реальности — это технические устройства и программное обеспечение, создающие для человека иллюзию присутствия в этом искусственном мире и в ряде случаев позволяющие манипулировать его объектами.

У большинства всех систем виртуальной реальности есть (во всяком случае, должны быть), следующие основные характеристики.:

• Моделирование в реальном времени. Система виртуальной реальности должна выдавать пользователю в ответ на совершаемые действия картинку, звук, а также комплекс осязательных и прочих ощущений (если таковые предусмотрены) моментально, без заметных задержек.
• Реалистичная имитация окружающей пользователя обстановки. Для полного погружения пользователя в мир виртуальной реальности, система должна отображать виртуальные объекты с высотой степенью реалистичности, чтобы они выглядели «как живые».
• Поддержка одного или нескольких пользователей. Системы виртуальной реальности различают по числу одновременно работающих пользователей и делят на индивидуальные и коллективные. Как правило, индивидуальные системы создаются на базе устройств отображения, с которыми может работать только один человек (шлемы, очки и т. п.). Системы для коллективной работы создаются на базе средств отображения, доступных сразу нескольким пользователям. Пример стереоскопический видеопроектор, формирующий объемное изображение на большом.
• VR-система должна давать стереооскопическое изображение, обеспечивающее ощущение глубины пространства. Человек обладает бинокулярным зрением, то есть воспринимает мир обоими глазами сразу. При этом изображения, наблюдаемые каждым глазом, немного отличаются друг от друга и по отдельности не обладают объемностью, но наш мозг складывает две картинки в единое объемное изображение. Современные технологии генерации псевдо объемных картинок основаны именно на этом эффекте, и созданы так называемые стереоскопические пары изображений, обеспечивающие иллюзию объема.
• Интерактивность — возможность взаимодействия с виртуальным миром. В «виртуальной вселенной» пользователь должен быть исключительно активным наблюдателем. Он должен иметь возможность взаимодействовать с виртуальным окружением, а оно в свою очередь будет опираться на действия пользователя. Это позволит пользователю оглядываться вокруг и перемещаться в любых направлениях внутри виртуальной среды.

Примеры приложений с VR технологиями

Расстановка мебели в VR

Учебник в виртуальной реальности

Визуализация данных VR

Демонстрация в виртуальной реальности «Городская среда»

Демонстрация в виртуальной реальности — Электрический ток в различных средах

Демонстрация в виртуальной реальности «Лазеры»

Игра виртуальной реальности Wingsuit Simulator VR

Игра виртуальной реальности Brick Breaker VR

Игра виртуальной реальности Storm Hockey VR

Квест-игра посвященная новым технологиям «Game changer»

AR/VR приложение для фармакологии

Игра виртуальной реальности Ping Pong VR

Требование интерактивности является опциональным: в некоторых VR-системах человек выступает только в роли наблюдателя, но и это бывает весьма полезно и интересно. VR-системы даже иногда делят на интерактивные и не интерактивные. Работа с последними больше напоминает просмотр стереоскопического видеофильма, так как пользователь не может повлиять на то, что происходит в виртуальном мире. Конечно, возможности «погружения» у такой VR куда скромнее, чем у полностью интерактивной виртуальной среды, но при достаточно больших экранах и качественных спецэффектах впечатление от таких демонстраций остается неизгладимым.

Основными сферами применения виртуальной реальности являются: развлечения (компьютерные игры), профессиональное обучение (тренажеры и симуляторы для летчиков, космонавтов, спасателей, врачей, водителей крупных автомобилей), образование (образовательные системы для детей) и конструирование (космические аппараты, машины, строительные объекты, виртуальные миры), моделирование ситуаций (отработка штатных или аварийных ситуаций и катастроф, устранение последствий), путешествия (виртуальные туры и экскурсии).

Устройство системы виртуальной реальности

Практически в любой системе виртуальной реальности можно найти следующие компоненты:

• Математические модели различных объектов и их окружения. В памяти компьютера виртуальный мир во всем его многообразии существует в виде программных объектов, свойствами и поведением которых управляет заложенная в программу виртуальной реальности математическая модель. Это запрограммированный разработчиками набор формул и уравнений, воспроизводящих элементы реального мира и их поведение. Чем полнее (а стало быть, и сложнее) математическая модель виртуальной вселенной, тем реалистичнее иллюзия присутствия. За высокую реалистичность приходится расплачиваться высокими требованиями к ресурсам компьютера, в котором «живет» виртуальная вселенная;
• Программный модуль, преобразующий рассчитанные согласно математической модели параметры в видеоданные и управляющие команды для подсистемы отображения;
• Подсистема отображения, создающая и демонстрирующая пользователю объемное изображение модели;
• Подсистема обратной связи оператора (пользователя) с моделями объектов и виртуальной средой. Этот компонент «сообщает» математической модели данные о действиях пользователя, необходимые для расчета ответных действий виртуальной среды. Подсистема обратной связи необходима только для интерактивных систем виртуальной реальности;

Как работает виртуальная реальность

Основа виртуальной реальности — создание иллюзии присутствия человека в виртуальной обстановке. Человек «уходит» в нее, отождествляет себя с персонажем, «живет» в этой игре. Обеспечит ли данная система полное погружение человека в виртуальную среду, во многом зависит также от системы отображения.

В то же время многие виды работы с трехмерными объектами могут и не требовать «погружения» человека в мир этого объекта. К примеру, при конструировании деталей сложной конфигурации или моделировании игровых персонажей обычно достаточно возможности манипулирования объемным изображением конструируемого объекта на экране монитор компьютера.

Иллюзия присутствия в виртуальном мире может быть значительно усилена за счет создания объемного стереоскопического изображения этого мира. Системы виртуальной реальности создают стереоскопическое трехмерное изображение за счет разделения картинок, предназначенных для левого и правого глаза. В результате, благодаря окулярности зрения у человек формируется ощущение объемности окружающего пространства, он может определять взаимное расположение предметов и также оценивать расстояния до них.

Системы отображения

Известны следующие основные типы систем отображения для создания трехмерной виртуальной среды.

1. Настольные системы

Используют стандартные ЭЛТ-мониторы и стереоскопические дисплеи. Пользователь не погружается в виртуальную реальность, а видит виртуальный мир через «окно» дисплея.

2. PowerWall

Многодисплейная система, на которой можно получить детализированные изображения крупных виртуальных объектов в натуральную величину.

3. Шлемы виртуальной реальности

Могут обеспечить полное погружение зрителя в виртуальную среду. Разделение картинок правого и левого глаза в шлеме происходит с помощью встроенных оптических систем. Для получения качественной картинки разрешение экранов должно быть достаточно высоким.

4. Проекционные системы

При определенных условиях дают эффект, очень близкий к полному погружению в виртуальную среду.

5. VR-системы

В них виртуальное окружение проецируется на 4 или 6 стен-экранов специально оборудованного помещения. Система дает наиболее полный эффект присутствия в виртуальном мире, который может усиливаться звуковыми эффектами.

Компания «Увлекательная реальность» разрабатывает приложения и образовательные системы с виртуальной реальностью, которые позволяют полностью погрузить пользователя в виртуальную среду. Пользователь становится непосредственным участником происходящих вокруг него событий, а процесс изучения становится увлекательным и наглядным.