В 1999 году вышел культовый фильм братьев Вачовски — «Матрица». Фильм изображает будущее, в котором реальностью большинства людей стала симуляция, пока их физические тела использовались для производства тепла и электричества для машин. В теории Что такое виртуальная реальность?
Матрица из фильма — пример виртуальной реальности. Виртуальная реальность (VR, virtual reality) создается техническими средствами и симулирует реальный мир. При этом во время пребывания в виртуальной реальности человек как бы «блокируется» от реального: зрение, слух, осязание, обоняние и другие органы чувств переключаются на виртуальную среду. Это делается для полноты погружения и убедительности виртуальной картинки.
«Матрица» вызвала резонанс не только среди любителей кино, но и среди философов и инженеров. Если в «Матрице» переход в виртуальную реальность происходит за счет прямого соединения с нервной системой, сегодняшние технологии ограничиваются специальными шлемами, наушниками, перчатками, площадками для перемещения и масками. Это и отличает виртуальную реальность — она создает эффект присутствия, тогда как обычно с компьютером мы взаимодействуем просто через экран.
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: ощущать гравитацию и физические свойства объектов разной плотности, перемещать и использовать их.
При этом часто в развлекательных целях пользователям виртуальных миров позволяется больше, чем возможно в реальной жизни: летать, создавать предметы и т. д.
Вне зависимости от специфических параметров выделяют основные свойства виртуальной реальности:
1. Порожденность
Виртуальная реальность не возникает сама по себе, а появляется как результат другой реальности, которая является внешней к ней.
2. Актуальность
Виртуальная реальность существует в момент наблюдения, здесь и сейчас.
3. Автономность
Это значит, что в виртуальной реальности есть свои законы, которые могут быть как идентичны реальным, так и самостоятельны.
4. Интерактивность
Этим виртуальная реальность отличается от, например, фильмов-360 — внутри виртуальной реальности можно не только наблюдать, но и взаимодействовать с объектами.
Дополненная реальность
Дополненная реальность расширяет возможности нашей реальности. Это становится особенно популярным в играх.Если виртуальная реальность — это отдельная реальность, то дополненная реальность (AR, augmented reality) — это просто внедрение новых данных в окружающую действительность.
В рамках дополненной реальности виртуальные объекты совмещаются с реальными. При этом взаимодействие происходит в реальном времени и функционирует в трехмерном режиме. С помощью дополненной реальности можно «поместить» в любом пространстве дополнительные объекты. Например, поставить на стол виртуальный календарь или повесить на стену виртуальный экран с нужной информацией.
При этом объекты не появляются сами по себе — взаимодействовать с ними можно только с помощью специальных устройств, например, очков или мобильного телефона. Камера устройства определяет границы пространства, его размеры и свойства, и после этого отображает объект.
История технологии
Несмотря на то, что популярность технологий виртуальной реальности наступила не так давно, первые устройства появились еще в 50-х годах. Они были массивные и авторы не совсем понимали, как их можно применять в жизни. В 1956 году кинооператор и инженер Мортон Хейлиг создал аппарат с 3D-дисплеем, вибрирующим креслом и устройством генерации запаха. Автомат задействовал несколько органов чувств и погружал пользователя в виртуальный мир.
В 1985 году NASA продемонстрировали VR-комплект, очень похожий на то, как они выглядят сейчас. Комплект состоял из шлема и сенсорных перчаток, подключался к отдельному компьютеру и мог отслеживать движения головы пользователя. При этом был оснащен жидкокристаллическим дисплеем с обзором 120 градусов.
В рамках этого проекта Джарон Ланье, основатель VPL Research, и придумал термин «Виртуальная реальность». В разное время он поучаствовал в выпуске сенсорных перчаток DataGlove, сенсорного костюма DataSuit, системы объемного звука и очков виртуальной реальности EyePhone.
Следующая стадия развития технологий началась в 2012 году с компанией Oculus VR. Основатели привлекли 2,5 миллиона долларов на площадке Kickstarter, после чего на рынок вышли технологические гиганты вроде Google и HTC.
Первое применение дополненной реальности датируется 1968 годом, когда ученый Иван Сазерленд собрал систему, получившую название «Дамоклов меч». Она проецировала простую сетку на помещение, в котором находился пользователь.
В 2013 году Google запускает проект Glass — очки с системой дополненной реальности, которые выводят информацию об окружающем пространстве или уведомления на небольшой экран перед глазами пользователя. В 2015 году проект был заморожен, но энтузиасты все еще ожидают его возвращения.
На практике
Особенность виртуальной реальности в том, что она позволяет не просто посмотреть на фотографии или видео, на удаленное место или предмет, а практически оказаться в непосредственной близости. Из-за этого технологии виртуальной реальности оказались востребованными в образовании, сфере досуга, играх, коммерческом секторе.
Например, виртуальная реальность помогает обучать сотрудников работать со сложным оборудованием или управлять самолетами.
С помощью виртуальной реальности можно «побывать» в других странах, космосе, прокатиться на аттракционах. В игровой индустрии виртуальная реальность востребована за счет большего погружения и впечатлений от игры.
Виртуальная реальность поможет посетить весь мир, не выходя из дома. Виртуальная реальность набирает популярность и в школьном образовании. Компания Google популяризирует технологию с помощью проекта Cardboard — системы простых в производстве и доступных очков, которые помогают погрузиться в виртуальную реальность.
При этом с Cardboard доступны не все возможности виртуальной реальности — с окружающим миром нельзя взаимодействовать, но и этого достаточно для проведения виртуальных экскурсий по достопримечательностям, музеям или джунглям.
Виртуальная реальность позволяет заниматься творчеством внутри новой реальности: рисовать картины в воздухе, создавать инсталляции, создавать 3D-дизайн. Во многом это упрощает взаимодействие с компьютером — с помощью стандартных устройств ввода (клавиатура или мышь) сложно создавать 3D-объекты, а виртуальная реальность помогает делать это привычным способом — собственными руками.
Демонстрация Tilt Brush — приложения для творчества в VRИнтересно, что виртуальная реальность создает определенные сложности с производством фильмов, предназначенных для нее. В классическом кинематографе важную роль играет картинка, которую тщательно создают оператор и режиссер: кадр в этом случае линейный и выглядит так, как задумал автор.
При этом в виртуальной реальности пользователь сам выбирает, куда и откуда наблюдать, автор уже не контролирует то, что видит пользователь. Такая камера в автомобиле — пример дополненной реальности. Дополненная реальность долгое время оставалась в тени виртуальной, и не рассматривалась как отдельное направление. Но в 90-х годах начался резкий рост способов применения технологии и сейчас она стала во многом доступнее, чем классическая виртуальная реальность.
Можно не заметить, но мы уже используем дополненную реальность в повседневной жизни. Во многих автомобилях есть экраны, которые показывают габариты машины относительно окружающих объектов и помогают парковаться. Музеи используют QR-коды для простого доступа к информации об экспонатах.Особую популярность на массовом рынке дополненная реальность получила в контексте социальных сетей. Сначала в приложении Snapchat, потом в Instagram появился функционал масок — когда в режиме реального времени на изображения пользователя добавлялись атрибуты вроде нарисованных очков, шляп или характерных черт домашних животных.
Дополненная реальность становится более востребованной в производстве, образовании и играх. На производстве инструментарий дополненной реальности позволяет увидеть, как будет выглядеть деталь или целый автомобиль до процесса производства. Это лучше, чем трехмерные модели на экране или схемы на бумаге и позволяет работать с деталями в натуральном масштабе.
Кейс General Electric, как AR помогает улучшить показатели работы на 34%. В медицине дополненная реальность помогает минимизировать потери здоровой ткани органа во время удаления опухоли или других операций. Хирург видит проекцию органа и собственных действий, что позволяет действовать более точно.
Приложение IKEA уже можно скачать на смартфон. Дополненную реальность использует приложение IKEA, можно не выходя из дома посмотреть, как в интерьер впишется новый предмет мебели. Режим виртуальной реальности появился и в приложении Яндекс.Карт и показывает пользователю на экране смартфона стрелки, по которым ему необходимо двигаться, чтобы добраться до обозначенного пункта.
Популярность набирают и игры с элементами дополненной реальности, когда игровая территория проецируется на стол или комнату игрока.
В 2016 году популярность набрала игра Pokemon GO, в которой пользователи могли находить и ловить покемонов в реальном мире. Интерфейс игры был завязан непосредственно на дополненную реальность.
Ограничения технологии
Несмотря на ощутимые перспективы использования, пройдет еще несколько лет до того, как эти технологии станут массовыми. Есть несколько ограничений, которые пока не позволяют виртуальной и дополненной реальности стать полноценной частью нашей жизни:
1. Необходимость специализированного оборудования
Для работы с полноценной виртуальной реальностью необходимы как минимум шлем, наушники и устройства ввода — перчатки или специальные пульты. Для полного погружения также понадобится площадка для симуляции передвижения и костюм. В обычных бытовых условиях работать с таким комплектом сложно, они все еще довольно массивные.
Дополненная реальность также требует постоянного взаимодействия с экраном или очками, от которых устают глаза. При этом специализированные устройства стоят дорого — хороший комплект профессионального оборудования обойдется в несколько тысяч долларов.Стоимость неполного набора для VR может дойти до 150 000 рублей.
2. Недостаточное количество материалов
Драйвер роста любой технологии — спрос на нее. Но пока что материалов, производимых для дополненной и виртуальной реальности, недостаточно, чтобы обеспечить стабильный растущий спрос. Контент для AR/VR есть, но большая его часть пока представлена в формате прототипов, а не боевых продуктов для массового рынка.
Производство контента все еще стоит дорого из-за недостатка высококвалифицированных кадров, активного крупного сообщества и высокой стоимости необходимого оборудования.
3. Технические ограничения
Инженерам еще предстоит преодолеть технические ограничения, которые не позволяют массово использовать технологии VR. Пока что практически у всех доступных обычному пользователю комплектов оборудования есть технические ограничения: низкая частота кадра, искажение картинки, недостаточно высокое разрешение и угол обзора.
Это не мешает энтузиастам, но массовый пользователь привык к четкой картинке, без полос и различимых пикселей, плавной смене кадров и высокой частоте обновления изображения. Так что технологиям еще есть, куда развиваться.
При этом все драйверы роста у виртуальной и дополненной реальности есть. Это понятные перспективы в различных индустриях, постоянное развитие необходимых технологий, снижение стоимости производства и растущее сообщество разработчиков. Эксперты полагают, что в течение 5-10 лет AR/VR могут стать настолько же обыденной технологией, как интернет или носимые устройства. Но для этого придется преодолеть вышеперечисленные преграды.
Ключевые мысли
1.Виртуальная реальность создается техническими средствами и заменяет реальный мир, тогда как дополненная реальность внедряет в реальный мир новые данные.
2.Первые попытки создать устройства виртуальной реальности в современном понимании были в 50-х годах. С 70-х устройства напоминают те, с которыми мы имеем дело сегодня.
3. Виртуальная реальность набирает популярность в образовании: она позволяет симулировать ситуации, в которые может попасть сотрудник или инструмент, с которым ему необходимо работать.
4. У дополненной реальности уже сегодня есть множество применений: от спортивных трансляций до снижения издержек на производстве и повышения качества медицинских услуг.
5. Перед тем, как стать массовой технологией, виртуальной и дополненной реальности сначала придется преодолеть несколько барьеров: нехватка материалов, дорогое оборудование и технические ограничения.
#виртуальнаяреальность #дополненнаяреальность #vr #education, #training, #remoteeducation, #onlinetraining, #massonlinecourses, #innovations, #interactivetechnologies, #informatizationofsociety, #knowledge.
#образование, #обучение, #дистанционноеобразование, #онлайнобучение, #массовыеонлайнкурсы, #инновации, #интерактивныетехнологии, #информатизацияобщества, #знания.