Ранее виртуальная реальность казалась выдумкой из фантастических фильмов, где герои могли делать всё, что захочет режиссёр. Но мы живем в век бурного развития технологий, и виртуальная, а также дополненная реальность уже не является какой-то диковинкой.
Для создания нужной обстановки уже не нужны «киношные» приемы и десяток разных специалистов — все делается с помощью различных цифровых устройств. В этой статье мы поговорим про виртуальную реальность (VR) и дополненную (AR), что это такое, чем они между собой отличаются и где могут использоваться.
Что такое виртуальная реальность?
Представляет собой мир, созданный компьютером, но не без помощи человека. Человек погружается в этот мир и может взаимодействовать в нем с помощью VR-шлема или очков, а также с помощью различных контроллеров, датчиков и даже специальных помещений, стены которых целиком и полностью состоят из мониторов. Технологии шагнули настолько далеко вперед, что изображение может транслироваться непосредственно на сетчатку глаза — эта технология используется не только в VR, но и AR-системах.
Для справки: первая система VR появилась еще в 19 веке, когда был создан первый стереоскоп. Создатель — Сэр Чарльз Уитстон, изобретатель и английский физик. Уже в середине 20 века изобретатель Мортон Хейлиг представил устройство под названием «Сенсорама», которое можно сравнить с современным так называемым «7D кинотеатром».
Зритель смотрит короткометражную запись и может ощущать звуки, вибрации, запахи, потоки воздуха и различные тактильные ощущения. По факту, первые устройства были созданы в развлекательных целях и лишь ближе к современности, когда стала развиваться цифровая техника, стали популярны во многих областях.
В большинстве систем VR использует шлем и перчатки, с помощью которых человек взаимодействует с виртуальным миром, но всё зависит от поставленных задач. Существуют различные устройства с обратной связью, которые крепятся на человеческое тело и могут дать ощущение удара, падения, касания, тактильных ощущений и того, что заложено в сценарии. По факту, виртуальная реальность должна давать практически 100% ощущение какой-либо ситуации, но всё зависит как от устройств, так и от программы.
Также можно сказать пару слов о системе MotionParallax3D, которая относится к VR — главная фишка в том, что изображение меняется исходя из положения глаз, а в роли дисплея может выступать даже смартфон. Также данная система позволяет управлять контентом с помощью движения зрачка.
Система дополненной реальности
Если объяснять простыми словами, то AR-система — это когда та картинка, какую мы видим, дополняется еще какими-либо объектами. Все наверняка помнят знаменитую игру Pokemon GO, где нужно было с помощью камеры смартфона искать по городу виртуальных покемонов. Если в системе VR человек находится в виртуальной реальности и может перемещаться только по ограниченному пространству, то в AR пользователь может перемещаться в реальном мире.
По факту, дополненная реальность — это совмещение виртуального объекта и реальной картинки, с которым пользователь может взаимодействовать в реальном времени. Также есть еще один понятный пример дополненной реальности — AR-очки.
Человек носит цифровые очки, и он видит текущий мир, но на линзы очков может транслироваться другая информация, например навигатор, лента новостей, прогноз погоды и практически всё что угодно. Здесь мы специально абстрагируемся на простых примерах, чтобы вы знали разницу между VR и AR, чуть ниже будут более сложные примеры использования таких систем.
Виртуальная реальность погружает полностью, а дополненная лишь дополняет текущую.
Стоит также сказать о смешанной реальности (Mixed Reality), в которых есть элементы виртуальной и дополненной реальности. Например, если в случае дополненной реальности вы наблюдаете какой-либо объект, то в случае со смешанной еще можно с ним взаимодействовать, например, передвигать или смотреть то, что происходит за объектом.
Здесь можно привести в пример продукт Microsoft HoloLens, который позволил повысить КПД сотрудников концерна Toyota на определенных этапах тестирования на 20%. Суть заключается в том, что работник носит специальные очки, и когда работает с какой-либо деталью, то получает сразу ее 3D-модель и сравнивает, всё ли соответствует чертежам. А анимация реальных 3D-моделей может быть создана в реальном режиме с эталонной детали.
Но если быть честным, то те или иные способы применения смешанной и дополненной реальности в разных источниках могут относиться как к VR, так и к MR, особо единого мнения здесь не существует.
Где используются системы виртуальной реальности?
На самом деле, сфер применения этих систем очень много. Главное достоинство VR — способность создать самую сложную ситуацию, в которой может очутиться человек, без страха физического вреда.
- Первое, в чем используется VR, — это, конечно же, компьютерные игры и развлечения. В зависимости от контроллеров и датчиков игрок может получить разные ощущения от игрового процесса. В играх, как правило, VR максимально приближен к реальности. Есть специальные игры под шлем и различные устройства, которые позволяют погрузить геймера в игровую атмосферу.
- На втором месте VR используется в образовании и обучении — с помощью системы виртуальной реальности можно обучать сотрудников делать работу, обучение которой стоило бы больших денежных вложений. Например, геолога можно поместить в среду, где он будет изучать строение почвы, пилота — управлять самолетом, химик же может увидеть результаты смешивания тех или иных веществ без их применения. Также с помощью VR можно обучить делать то, что связано с большим риском для жизни и здоровья, так сказать, отточить навыки. Способы применения технологии виртуальной реальности, по факту, безграничны.
Часто системы VR используются студентами самых различных сфер. Например, историки погружаются с помощью технологии в древний мир и изучают все то, что с ним связано.
Студенты медицинских университетов с помощью VR могут проводить виртуальные операции и моделировать те или иные события без использования живого пациента или какой-либо физической модели. Только представим себе, сколько искусственных моделей для препарации нужно студентам, а здесь же все происходит в цифровой среде. Врачи могут моделировать сложные хирургические вмешательства и просчитывать возможные нюансы еще до настоящей операции.
Студент-физик наглядно видит то, что происходит при использовании той или иной формулы, применяя ее к самым различным объектам. Только представьте себе, как это увлекательно — создать можно абсолютно любые ситуации: всё зависит от заложенной программы.
С помощью технологии создаются виртуальные музеи, которые могут использоваться как в развлекательных целях, так и в образовательных. Притом экспонаты можно не только посмотреть, но и потрогать и «покрутить»!
В военной сфере применение VR так вообще безгранично — можно имитировать как реальные боевые действия, так и управлять той или иной техникой с возможностью сделать ошибки, а ведь на ошибках, как говорится, учатся. Как научиться управлять военным вертолетом? Да, есть тренажеры-симуляторы, но VR даст именно эффект реального боя с учетом разных ситуаций.
В последнее время технологию используют спасатели и пожарные — могут быть смоделировано бесконечное количество разных ситуаций, в которых сотрудники экстренных служб могут получить такой опыт, который бы копили с годами.
Архитекторы могут проектировать самые различные конструкции и визуализировать, как будет выглядеть объект, а дизайнер может показать клиенту конечный результат еще до того, как он будет воплощен в реальность.
А тренировки космонавтов? Виртуальная реальность поможет ощутить астронавту большую часть ощущений от полета, а также досконально изучить космический корабль или МКС — различные VR-тренажеры позволяют в короткие сроки подготовить подобных специалистов.
Примеры использования безграничны — с помощью компьютера можно создать абсолютно любую обстановку и погрузить пользователя в виртуальные миры, всё зависит только от программы и устройств.
Два важных и очевидных плюса VR:
- полная безопасность для здоровья и жизни пользователя;
- дешевизна использования, не нужны физические предметы и создавать физическую обстановку.
Где используется дополненная реальность AR?
Если для VR нужна навороченная система и достаточно сложное программное обеспечение, то для AR всё намного проще. Функция AR в том, чтобы дополнить уже текущую реальность человека.
Здесь также, как и в случае с VR, обучение и помощь в каких-либо делах. Классический и простой пример AR — проекция различной информации на лобовое стекло автомобилиста. Шофер может не только не отвлекаться на приборную панель, но и вывести самую различную информацию на лобовое стекло.
Вот несколько примеров использования AR:
- Конечно же, игровая индустрия может дать невероятный контент. Помимо всем известной Pokemon GO, есть еще Angry Birds AR: Isle of Pigs, ZRX: Zombies, Run!, Cosmic Frontline AR и многие-многие другие игры, которые используют камеру смартфона;
- AR может помочь обставить дом мебелью. Например, у IKEA вся мебель есть в виде цифровой модели. Достаточно включить камеру смартфона, направить ее в нужное место комнаты и выбрать кресло, диван или шкаф. И посмотреть, как это будет выглядеть, сделать фото и обсудить с родственниками;
- AR помогает работникам, чья деятельность связана с логистикой. Используя AR-очки, не нужно сканировать QR-коды, NFC-метки и прочие идентификаторы — информация считывается с помощью встроенной камеры и проецируется на линзы очков. Работник быстро находит нужный объект и делает манипуляции с ним;
- AR может быть также использован в медицине для анализа ситуации и выдачи нужных подсказок врачу. Например, врачу, который делает операцию, не нужно держать весь план вмешательства в голове или использовать журнал — достаточно иметь AR-очки;
- Многие помнят знаменитые приложения, которые позволяют изменять внешность человека на фотографии: прическу, макияж, возраст или добавлять разные предметы. Это также относится к дополненной реальности;
- Конечно же, использование AR популярно в навигации. Человек может сразу смотреть на карту, которая всегда у него перед глазами, в очках. Также мотоциклисты используют шлем с проекцией — он позволяет не отвлекаться на смартфон;
- Студенты и ученые могут использовать дополненную реальность для обучения и исследования. Достаточно «посмотреть» на выбранный объект и тут же получить о нем информацию;
- Без AR будет сложно архитекторам и дизайнерам. Можно не только представить, как будет выглядеть тот или иной объект, но и показать наброски заказчику. Например, AR-система позволяет не только наложить какой-либо объект, но и проанализировать его физические размеры и параметры;
- Рекламщиков и маркетологов AR также не обошла стороной — можно создавать самую будоражащую рекламу и презентации;
- Спортсмены, используя AR-очки, могут заниматься с виртуальным тренером — специалист будет наложен на текущую «картинку», и можно повторять за ним движения и упражнения.
Примеров, как вы видите, очень много — AR можно встроить абсолютно куда угодно, и технология значительно упрощает жизнь человека и помогает бизнесу развиваться.
Важно знать
Не всегда системы AR и VR могут принести пользу, бывали ситуации, что они наносили вред: компьютерная система может ошибаться, а, например, человеческие органы могут иметь аномальную структуру, что делает спорным использование VR и AR в медицине. Да и представим себе ситуацию, когда компьютер неверно распознал тот или иной орган, выдал какие-то советы при реальной операции, а врач просто «недоглядел», ведь порой время принятия решения у медика во время хирургической операции составляет несколько секунд.
А вот для студентов-медиков система как раз позволяет моделировать самое различное строение органов, сосудов, артерий, а также совокупность заболеваний — всё то, что редко встречается в реальной практике.
Здесь важно понимать, что компьютерные системы пока не идеальны, и не стоит прямо на 100% доверяться компьютеру: любую информацию нужно проверять. Ведь даже имея самую современную технику и программное обеспечение, нельзя сделать операцию и спроектировать здание.
Также важно понимать, что системы AR и VR могут вызвать киберболезнь от частого использования: например, после использования шлема виртуальной реальности или похода в 3D-кинотеатр некоторые пользователи отмечали головную боль и тошноту. Пока что данный формат может подходить не всем: тут всё сугубо индивидуально: какое-то время был бум моды на 3D-телевизоры, но сейчас таких устройств в продаже очень мало.
Какой вывод?
Перечислить все способы применения данных систем в одной статье просто невозможно: применять AR и VR можно в самых различных областях.
AR и VR бурно развиваются и будут внедряться в самые разные аспекты жизни и будут помогать человеку в самых различных повседневных делах. Сейчас к данным системам активно добавляют нейросети, которые могут самостоятельно создавать тот или иной контент: достаточно обучить и дать вводные данные, и ИИ нарисует практически всё, что угодно. Использование нейросетей позволит ускорить развитие систем VR и AR, а также минимизировать количество ошибок. Ведь нейросеть «думает», исходя из накопленных данных, и умеет просчитывать те или иные моменты.
Если сейчас шлемы виртуальной реальности и очки дополненной могут показаться громоздкими и неудобными, то пройдет еще несколько лет, и такие устройства будут максимально компактными: современная электроника уменьшается в размерах с каждым годом.
А пройдет еще десятилетие, и для погружения в виртуальную реальность не нужны будут никакие аксессуары: достаточно внедрить нейрочип, который будет взаимодействовать с мозгом и погружать человека в любой контент. Уже в этом деле есть успехи. Например, проект Илона Маска Neuralink позволяет людям с ограниченными возможностями управлять компьютером с помощью мысли. Но, к слову, мы пока находимся только на пороге симбиоза компьютера с человеческим мозгом, но, возможно, это просто вопрос времени.