Виртуальная реальность VR и дополненная реальность AR представляют собой передовые технологии, которые меняют способ взаимодействия с информацией и окружающим миром.
Виртуальная реальность VR (Virtual Reality)
Создает искусственное окружение, которое полностью замещает реальный мир. Пользователи могут погрузиться в виртуальные миры с помощью специальных очков или шлемов.
Применение VR включает в себя игры и развлечения, обучение и тренировки, виртуальные туры и экскурсии, виртуальные медицинские симуляторы и многое другое.
Технология VR также используется в архитектуре и дизайне для создания виртуальных прототипов и обзоров проектов, а также в медицине для лечения фобий и тревожных расстройств.
Дополненная реальность AR (Augmented Reality)
Добавляет виртуальные объекты и информацию к реальному миру через камеру устройства, такого как смартфон или планшет.
Применение AR включает игры и развлечения, обучение и тренировки, навигацию и путеводители, рекламу и маркетинг. Также сюда входит совмещение виртуальных и реальных элементов для улучшения взаимодействия с окружающей средой.
Технология AR также используется в промышленности для обучения персонала, обслуживания и ремонта сложного оборудования, а также в медицине для визуализации внутренних органов и процедурных планов.
Существует смешанная реальность MR (Mixed Reality). Она представляет собой технологию, которая объединяет в себе элементы виртуальной и дополненной реальности, создавая гибридное пространство, где виртуальные объекты взаимодействуют с реальным миром и наоборот. Основное отличие смешанной реальности от других технологий заключается в том, что она позволяет пользователям не только видеть виртуальные объекты в реальном окружении, но и взаимодействовать с ними, влияя на них.
Смешанная реальность достигается с помощью специальных устройств, таких как гарнитуры дополненной и виртуальной реальности, которые оснащены датчиками для отслеживания движений пользователя и определения его положения в пространстве. Эти устройства создают виртуальные изображения и проецируют их на реальный мир через прозрачные экраны или видео-подкасты, таким образом объединяя реальные и виртуальные объекты в одно пространство.
У всех трех реальностей есть общее понятие – расширенная реальность XR (Extended Reality). Это не отдельный вид реальности, а общий термин, который используют для объединения виртуальной, дополненной и смешанной реальностей. Расширенную реальность используют в разных сферах применения. Рассмотрим не которые из них.
Медицина
Виртуальная реальность (VR) и дополненная реальность (AR) в медицине представляют собой инновационные технологии, которые изменяют способы обучения, диагностики и лечения. Вот как они используются:
Виртуальная реальность VR - это технология, которая погружает пользователя в симулированную виртуальную среду. В медицине VR используется для:
Обучения и тренировки
Студенты-медики и специалисты могут использовать VR для практики хирургических процедур, анатомического обучения и симуляции сложных клинических сценариев.
Психотерапии и реабилитации
VR применяется для лечения фобий, посттравматического стрессового расстройства ПТСР, боли и других психических и физических заболеваний.
Визуализации данных
Врачи могут использовать VR для визуализации медицинских данных, таких как сканирование МРТ или КТ, в трехмерном пространстве, что помогает им лучше понять патологии и планировать хирургические вмешательства.
Реабилитации после травм и инсультов
Виртуальная реальность используется для проведения реабилитационных упражнений для пациентов после травм, инсультов или других состояний, помогая им восстановить функциональность и моторику.
Анестезии и анальгезии
Виртуальная реальность используется для управления болевыми ощущениями и снятия стресса у пациентов во время процедур и операций.
Пациентской образовательной информации
Пациентам предоставляются виртуальные модели и симуляции, чтобы они могли лучше понимать свои состояния, процедуры и лечение.
Обучения медицинских специалистов
Виртуальная реальность используется для дистанционного обучения и тренировок медицинских специалистов в регионах с ограниченным доступом к медицинскому образованию.
Виртуальные консультации и диагностика
Виртуальная реальность позволяет врачам проводить удаленные консультации и диагностику, а также осуществлять медицинское обучение на расстоянии. Особенно широко эта сфера развита в отдаленных и сельских областях.
Дополненная реальность AR - это технология, которая добавляет виртуальные объекты и информацию к реальному миру. В медицине AR используется для:
Хирургической навигации
Врачи могут использовать AR для навигации во время хирургических процедур, отображая важные анатомические структуры и медицинскую информацию непосредственно на пациента или операционное поле.
Визуализации пациента
AR позволяет врачам просматривать важные медицинские данные, такие как анамнез, результаты тестов и сканирование, непосредственно на пациенте.
Обучения пациентов
Пациенты могут использовать AR для обучения информации о своем заболевании и проводимых процедурах, таким образом повышая понимание о своей болезни и методах ее лечения.
Исследования и разработки лекарств
Дополненная реальность используется для моделирования молекулярных структур и взаимодействий для разработки и тестирования новых лекарств.
Диагностики и планирования лечения
Дополненная реальность может использоваться для визуализации внутренних органов и патологий, а также для планирования лечения перед операциями.
Поддержки принятия решений
Дополненная реальность может использоваться для анализа медицинских данных и поддержки принятия врачебных решений.
Обучения медицинского персонала в условиях ЧС
Дополненная реальность используется для обучения медицинского персонала в экстренных ситуациях, таких как массовые катастрофы и бедствия.
Примеры применения VR и AR в медицине
Шлем с технологией Video See-Through помогает в работе хирургам во время проводимых операций. Шлем помогает выводить на дисплей анатомические особенности оперируемого, что значительно облегчает проведение самой операции.
Шлем виртуальной реальности «Умные очки» применяется в стоматологическом обучении. При помощи него на дисплее отображается трехмерная модель зубов пациента и всей его головы. Благодаря этому студент изучает и применяет на практике всевозможные стоматологические манипуляции. К примеру – лечение больного зуба при помощи виртуального сверла.
Технологии виртуальной реальности «Амблиотренер» и «Стработренер» применяются в офтальмологии. Это специально разработанные комплексы для тренировки зрительных органов пациентов. «Амблиотренер» был разработан для проведения ряда мероприятий при терапии амблиопии. «Стработренер» разрабатывался для комплексного лечения косоглазия.
Также в офтальмологии широко применена технология виртуальной реальности «Визус VR». При помощи специально разработанной компьютерной программы обеспечивается моделирование трехмерной виртуальной сцены, что позволяет визуализировать классические методики визометрии с высоким разрешением.
Эти технологии помогают улучшить качество медицинского обслуживания, ускорить процессы обучения и обеспечить более точные и индивидуализированные подходы к диагностике и лечению.
Образование
Виртуальная реальность VR и дополненная реальность AR имеют широкий спектр применений в образовании, обогащая учебный процесс и обучающий опыт студентов. Примеры применения XR в образовательных целях:
Виртуальные экскурсии
Студенты могут посещать музеи, исторические места и даже земные ландшафты с помощью VR, не покидая аудитории.
Анатомическое обучение
VR позволяет студентам изучать человеческую анатомию в трехмерном пространстве, визуализируя органы и их системы.
Обучение химии
Студенты могут экспериментировать с химическими реакциями и молекулярными структурами в безопасной виртуальной среде.
Интерактивные учебники
Учебники могут быть адаптированы для использования в AR, добавляя интерактивные 3D-модели и дополнительную информацию.
Изучение иностранных языков
С помощью AR студенты могут взаимодействовать с виртуальными объектами и сценариями на языке, который они изучают.
Тренинг профессиональных навыков
VR позволяет студентам практиковать навыки виртуальных сценариев, таких как управление авиационными симуляторами или хирургическими процедурами.
Исторические реконструкции
AR может добавлять виртуальные элементы к реальным историческим местам, создавая интерактивные реконструкции прошлых эпох.
Моделирование географических процессов
Студенты могут изучать геологические процессы, климатические изменения и экосистемы с помощью VR.
Виртуальные лаборатории
VR позволяет проводить эксперименты и исследования в виртуальных лабораториях, где нет ограничений на доступ к оборудованию и ресурсам.
Тренинг виртуальных предприятий
VR позволяет студентам симулировать работу в виртуальных предприятиях, изучая процессы управления и принятие правильных решений.
Обучение программированию и робототехнике
Студенты могут создавать и программировать виртуальных роботов в интерактивной виртуальной среде.
Создание виртуальных портфолио
Студенты могут создавать виртуальные портфолио своих работ и достижений, которые могут быть представлены в формате VR или AR.
Примеры применения VR и AR в сфере образования
При помощи виртуальной реальности в приложении «Google Expeditions» студенты могут провести увлекательные экскурсии с полным погружением. Можно с легкостью оказаться на горе Эверест, побродить по коридорам Лувра или Эрмитажа, а также разгадать тайну Египетских пирамид.
Виртуальная реальность «Museum of Fine Art» позволяет рассматривать предметы искусства, такие как известные скульптуры, картины, статуэтки и экспозиции, в любых музеях по всему миру.
Приложение «Mondly» помогает студентам изучать иностранные языки с полным погружением в среду носителей языка. Обучающиеся, без необходимости выезжать за границу, имеют возможность разговаривать с виртуальными иностранцами, тем самым укрепляя навыки изучаемого языка.
Виртуальная реальность «VirtualSpeech» помогает улучшить навыки ораторского искусства и публичных выступлений перед виртуальной аудиторией.
Дополненная реальность «Froggipedia» позволяет студентам исследовать внутренности млекопитающих, в том числе лягушек. При помощи этого приложения, студенты изучают внутренние органы животных при помощи виртуального препарирования.
Развлечения
Виртуальная реальность VR и дополненная реальность AR широко используются в развлекательной индустрии, создавая новые и захватывающие формы развлечений. Рассмотрим несколько примеров применения:
Игры
VR и AR предлагают уникальные игровые опыты, погружая игроков в виртуальные миры или добавляя виртуальные элементы к реальному миру. AR позволяет создавать игры, в которых виртуальные объекты и персонажи взаимодействуют с реальным миром, создавая уникальный игровой опыт.
Тематические парки
Парки развлечений могут использовать VR и AR для создания интерактивных аттракционов и путешествий.
Кинотеатры и концерты
VR позволяет зрителям погрузиться в фильмы, концерты и шоу, создавая ощущение присутствия на мероприятии.
Туризм и путешествия
VR и AR позволяют пользователям посещать различные места по всему миру, не выходя из дома.
Спортивные симуляторы
VR позволяет пользователям испытать чувство участия в спортивных мероприятиях, таких как футбол, баскетбол и гоночные соревнования.
Исторические реконструкции
AR позволяет показывать исторические события и локации в реальном мире, добавляя виртуальные элементы.
Путеводители и образовательные экскурсии
AR может использоваться для обогащения образовательных экскурсий и путеводителей с дополнительной информацией и визуальными эффектами.
Художественные выставки и галереи
AR может добавлять дополнительные элементы к картинам и скульптурам, создавая интерактивные и захватывающие выставки.
Интерактивные книги и рассказы
AR позволяет дополнять книги и рассказы виртуальными элементами, такими как анимация, звуковые эффекты и захватывающие истории.
Театр и представления
AR может использоваться для создания интерактивных театральных представлений, в которых зрители могут взаимодействовать с актерами и сценариями.
Культурные мероприятия и фестивали
VR и AR могут добавлять виртуальные элементы к культурным мероприятиям и фестивалям, делая их более захватывающими и интерактивными.
Аттракционы и парки развлечений
VR и AR могут использоваться для создания новых аттракционов и развлечений, с легкостью погружающих посетителей в уникальные и фантастические миры.
Квесты и головоломки
VR и AR могут использоваться для создания интерактивных квестов и головоломок, в которых игроки должны решать задачи и исследовать виртуальные миры.
Примеры применения VR и AR в сфере развлечения
Пользователи сервиса «Салют» могут использовать приложение «Чудо-книжки». При помощи сервиса «MagicLook SDK» от «Sber» ребенок может увидеть себя на дисплее в виде персонажей сказок. Такой виртуальный эффект достигается благодаря анимированным 3D-маскам.
Специалистами команды «Future Interfaces Group» на базе Университета Карнеги был реализован необычный проект. Разработчики создали VR-гарнитуру, которая имитирует поцелуи и брызги грязи на лицо. Такое устройство способно создавать ощущение прикосновения к лицу пользователя. При этом дополнительные детали в конструкции не применяются. Необходимый виртуальный эффект достигается при помощи ультразвуковых преобразователей.
Еще в 2000 году в игре «Quake» можно было преследовать чудовищ по реальным улицам своего города. Для этого был необходим шлем виртуальной реальности с датчиками и камерами, что не способствовало популярности разработанной игры. Но «Quake» стал предпосылкой для разработки ныне известной «Pokemon Go».
Многопользовательская ролевая мобильная игра на основе дополненной реальности «Pokemon Go» обрела большую популярность среди игровых пользователей. На сегодняшний момент это самая популярная разработка дополненной реальности. Она принесла своему создателю компании «Niantic» около одного миллиарда долларов за семь месяцев с момента выпуска игры.
Авиация
Виртуальная реальность VR и дополненная реальность AR предоставляют множество возможностей для совершенствования авиационной индустрии. Несколько примеров применения в авиации:
Обучение пилотов
VR и AR используются для создания реалистичных симуляторов полетов, позволяющих пилотам тренироваться в различных сценариях безопасно и эффективно.
Обслуживание самолетов
С помощью AR инженеры и техники могут получать в реальном времени информацию о состоянии и ремонте самолетов, сокращая время на обслуживание и ремонт.
Навигация и аэропорты
AR приложения могут помогать пассажирам найти свой путь в аэропортах, предоставляя информацию о терминалах, выходах на посадку, рейсах и услугах.
Дизайн самолетов
Инженеры и дизайнеры могут использовать VR для создания и визуализации новых моделей самолетов, а также для тестирования и оптимизации их характеристик.
Аварийные ситуации и тренировки экипажа
Симуляторы VR позволяют экипажам самолетов тренироваться в различных аварийных ситуациях, улучшая навыки реагирования и принятия правильных решений.
Построение и обслуживание аэропортов
VR и AR используются для проектирования, строительства и обслуживания аэропортов, помогая инженерам и архитекторам визуализировать и оптимизировать процессы.
Исследования и разработки новых технологий
Виртуальные среды позволяют проводить исследования и разработки новых технологий и систем авиации в условиях безопасных и контролируемых условий.
Тренировки пожарной безопасности
VR симуляторы пожарной безопасности могут использоваться для обучения пожарными для виртуальной эвакуации людей в случае аварийных ситуаций на борту самолетов.
Виртуальные экскурсии и обучение
VR и AR могут использоваться для проведения виртуальных экскурсий по аэропортам и самолетам, а также для обучения пассажиров основам авиации.
Аэрофотосъемка и картография
Беспилотные аппараты с VR камерами могут использоваться для аэрофотосъемки и создания высококачественных карт и снимков территории.
Примеры применения VR и AR в авиации
При помощи гарнитуры VR и приложения «Viveport» пассажиры на борту самолета могут взаимодействовать с контентом, просматривая фильмы, телешоу и различные программы.
Компания «Tecknotrove» представила VR разработку для компании «Celebi». При помощи этого учебного модуля, пользователи могут изучать и взаимодействовать с виртуальными самолетами. Обучение проводится по нескольким сценариям - для проверки перед прибытием рейса, а также после его прибытия. Главная цель разработки - выявление неисправностей на борту.
Компания «Tecknotrove» разработала виртуальную среду контролируемой зоны для «Qatar Airways» авиалиний Катара. В виртуальном модуле присутствуют самолеты от «Boeing» и «Airbus». А обучение в данном виртуальном модуле настолько реалистично, что позволяет сокращать время и стоимость обучения будущих пилотов.
Компания «Lufthansa» предоставляет пассажирам на борту своих лайнеров 360-градусный иммерсивный просмотр видео во время путешествия.
Архитектура и дизайн
Применение виртуальной VR и дополненной реальности AR в архитектуре и дизайне позволяет создавать более интерактивные и эффективные методы работы с проектами. Вот как это работает:
Визуализация проектов
Архитекторы могут использовать XR для создания визуализаций своих проектов, позволяя клиентам более наглядно представлять будущее здание или пространство.
Интерактивные показы
С помощью VR архитекторы могут проводить интерактивные показы своих проектов, где клиенты могут исследовать пространство и вносить изменения в реальном времени.
Обучение архитекторов и дизайнеров
VR и AR могут использоваться для обучения студентов основы архитектуры и дизайна, позволяя им исследовать различные стили и концепции.
Исследование макетов
AR позволяет архитекторам и дизайнерам взаимодействовать с макетами своих проектов, добавляя в них дополнительные элементы или изменяя их по мере необходимости.
Улучшенное проектирование интерьера
С помощью AR дизайнеры могут визуализировать всевозможные варианты интерьера, пробовать различные цветовые схемы и расстановку мебели.
Интерактивное пространство
AR позволяет создавать интерактивные элементы в пространстве, такие как информационные таблички или динамические инструкции.
Виртуальные туры
С помощью VR архитекторы могут создавать виртуальные туры по своим проектам, позволяя клиентам более подробно изучить каждый уголок здания или объекта.
Тестирование освещения и материалов
AR позволяет архитекторам тестировать различные варианты освещения и материалов, помогая выбирать оптимальные решения для проекта.
Создание арт-инсталляций
VR и AR могут использоваться для создания арт-инсталляций и выставочных пространств, где посетители могут взаимодействовать с произведениями искусства.
Моделирование ландшафта
С помощью VR архитекторы могут моделировать ландшафтные элементы, такие как парки и сады, и оценивать их влияние на окружающую среду.
Виртуальные совещания и презентации
VR и AR позволяют архитекторам и дизайнерам проводить виртуальные совещания и презентации, где участники могут взаимодействовать с моделями и обсуждать детали проекта.
Создание интерактивных учебных материалов
VR и AR могут использоваться для создания интерактивных учебных материалов, которые помогают студентам лучше понять архитектурные и дизайнерские концепции.
Просмотр объектов в реальном времени
AR позволяет клиентам просматривать объекты в реальном времени, добавляя к ним дополнительную информацию или изменяя их параметры.
Моделирование городских пространств
AR позволяет архитекторам моделировать городские пространства и анализировать их взаимодействие с окружающей средой и людьми.
Планирование и строительство
XR могут использоваться для планирования и управления процессом строительства, а также для обнаружения и исправления ошибок на ранних этапах проекта.
Примеры применения VR и AR в архитектуре и дизайне
Компания «Ennead Architects» из Шанхая разработала виртуальную реальность для визуализации световых лучей и скопления света в течение дня. На дизайн зданий приложение накладывает данные окружающей среды о восприятии сооружений дневным светом. При помощи данной разработки дизайнеры понимают, сколько именно дневного света будет сконцентрировано и на каком участке здания солнечные лучи будут падать утром и днем. Такой виртуальный проект чаще всего используется при постройке планетариев.
При помощи игрового движка «Unreal», архитекторы и дизайнеры смогли создать виртуальную симуляцию с очень высокой точностью уже существующего проекта «Ennead». При помощи данной разработки дизайнерам и архитекторам можно находить студентов со схожими интересами. Главная задача проекта – облегчение общения и обучение новым технологиям в сфере строительства, дизайна и архитектуры.
Разработчики из Японии представили проект «ARART Exhibition», благодаря которому можно оживлять картины Кацусики Хокусая, Яна Вермеера, Леонардо да Винчи и Ван Гога. Главная цель разработки – трансформация структуры реальной среды, которая придает совершенство и ценность произведениям искусства.
Другие сферы применения
VR и AR помимо медицины, образования, развлечений, авиации, архитектуры и дизайна применяются в различных не менее важных отраслях. Вот несколько примеров:
Производство
XR применяются для обучения персонала, планирования производственных процессов, визуализации дизайна продукции, контроля качества и мониторинга оборудования.
Туризм и гостиничный бизнес
VR используется для создания виртуальных туров по туристическим достопримечательностям и гостиничным комплексам. AR может предоставлять дополнительную информацию о местах и объектах прямо на месте.
Автомобильная промышленность
VR используется для проектирования и тестирования автомобилей, обучения водителей и разработки систем автономного управления. AR применяется для создания интерактивных интерфейсов в автомобилях.
Игровая индустрия
VR используется для создания полноценных виртуальных миров и иммерсивного геймплея. AR используется для создания игр с дополненной реальностью, где виртуальные объекты взаимодействуют с реальным миром.
Реклама и маркетинг
AR используется для создания интерактивных рекламных кампаний, которые позволяют потребителям пробовать продукты или взаимодействовать с брендами прямо через свои мобильные устройства.
Бизнес и коммерция
VR и AR используются для проведения виртуальных конференций и совещаний, визуализации данных и аналитики, создания виртуальных магазинов и обучения персонала.
Фармацевтика и медицинская промышленность
VR и AR используются для разработки новых лекарственных препаратов, моделирования молекулярных структур и обучения медицинского персонала.
Энергетика и экология
VR и AR применяются для моделирования работы энергетических установок, анализа экологических данных и обучения сотрудников техники безопасности при нахождении на проекте.
Сельское хозяйство и агробизнес
VR и AR используются для оптимизации процессов сельскохозяйственного производства, обучения фермеров и контроля качества посевов и урожаев.
Логистика и складское хозяйство
VR и AR применяются для тренировки водителей, оптимизации маршрутов доставки, визуализации складских процессов и отслеживания грузов.
Финансы и банковское дело
VR и AR применяются для создания виртуальных банковских отделений, тренировки сотрудников и аналитики финансовых данных.
Геодезия и картография
VR и AR применяются для создания трехмерных карт, визуализации географических данных и обучения геодезистов и картографов.
Мода и ритейл
VR и AR применяются для виртуальной примерки одежды, создания интерактивных витрин магазинов, а также для улучшения опыта покупателей.
Примеры применения VR и AR в других сферах
Разработчики предприятия «Башнефть» совместно с научным институтом «РН-БашНИПИнефть» представили для обучения персонала AR-тренажеры. Они включают в себя шесть комплексов и двадцать программ по добыче нефти. При помощи них происходит виртуальная демонстрация работы сложных агрегатов производства. При помощи данных тренажеров налаживается автоматизированность обучающего процесса работников. Происходит повышение интерактивности обучения и накопление практического опыта.
Мобильное приложение «Leroy Merlin» на базе дополненной реальности помогает покупателям рассматривать предметы мебели, примеряя их к своему интерьеру. Эта разработка помогает совершать покупку, не выходя из программы. Подобное решение также есть у компании «Hoff».
«MAC Cosmetics» совместно с «ModiFace» представили цифровые зеркала «Virtual MAC» с функцией дополненной реальности. При помощи них потребители в одно мгновение могут «примерить» макияж без необходимости его нанесения. Благодаря новейшим технологиям, зеркала способны с высокой точностью отслеживать эмоции и любые движения лица.
У компании «Гознак» разработано AR-приложение, при помощи которого можно проверить подлинность купюр и историю символов на банкнотах.
Более пятидесяти точек общественного питания пользуются разработкой «Le Petit Chef» от «Skullmapping». При помощи данного проекта на обеденные столы потребителей отображаются 3D проекции предлагаемых блюд. Пока гость ждет свой заказ, интерактивная разработка показывает как готовится еда и что входит в состав выбранного блюда.
Как VR и AR, так и MR предоставляют уникальные возможности для улучшения различных аспектов нашей жизни, начиная от развлечений и обучения до бизнеса и медицины. Они продолжают развиваться и интегрироваться в нашу повседневную жизнь с увеличенной скоростью, помогая нам правильно воспринимать информацию, обучаться, развлекаться или работать, открывая новые возможности для взаимодействия и творчества.