Виртуальная реальность - это огромный дивный мир, в который мы не заглянули даже глазком. Хотя под определенной интерпретацией виртуальной реальности можно понимать Интернет, в действительности же ее потенциал гораздо больше. Это место, в которое человек может погрузиться целиком и полностью и найти там гораздо больше, чем в реальной жизни, а также не думая о том, чтобы отличать виртуальное от реального. На данный момент разными компания разрабатывается аппаратное обеспечение для полного выхода в виртуальную реальность: Omni, Oculus Rift, а также для создания дополненной реальности: Google Glass и другие. Вполне может так статься, что с развитием высоких технологий в этой сфере виртуальная реальность займет прочное место в нашей жизни и обеспечит людей огромным, практически безграничным пространством для ведения любых дел.
Самым распространенным способом погружения в виртуальную реальность на данный момент считается использование специальных очков и шлемов. Однако, есть и другие способы погружения - например, проецирование изображения прямо на сетчатку глаза или использование создающих объемное изображение дисплеев. Последний метод используется крайне редко, так как на такие экраны нужно смотреть строго под определенным углом, но исследователи из Канады устранили этот недостаток - они создали шарообразный дисплей с 360-градусным охватом.
Представленная ещё на выставке IFA 2017 гарнитура смешанной реальности , наконец, поступила в розничную продажу. Эксперты предполагали, что стоимость устройства будет заоблачной, опираясь на стоимость той же
Спор о том, чем же является наша реальность (и существует ли она вообще) — один из основных в философии. И, пока философы сквозь века сходятся в словесных баталиях, пионеры высоких технологии создают реальность виртуальную. Concepture разбирается, что из себя представляет технология VR умноженную сущность или необходимость?
Что?
Виртуальная реальность (Virtual Reality, VR) — искусственный мир (объекты и субъекты), который создаётся с помощью технических устройств. Неотъемлемой частью VR является воздействие на основные органы чувств человека: зрение, слух, обоняние, осязание и другие. В отличии от физической реальности, которая является внутренним состоянием индивидуума, виртуальность - это процессуальное взаимодействие между материально-техническими процессами и психикой человека.
Так выглядит вторая версия Oculus Rift под названием Development Kit 2.
Современное VR, помимо очевидного наличия правдоподобной картинки и звуков, так же симулирует и физические явления, тем самым предоставляя возможность пользователю взаимодействовать с виртуальными объектами, либо объектам взаимодействовать с пользователем.
Как?
Совершить погружение в VR не сложно, достаточно воспользоваться специальными периферийными устройствами, которые сегодня ассоциируются со следующими компаниями: Google, Samsung, HTC, Facebook и Sony. Сегодня для того, чтобы создать более-менее достоверную симуляцию необходимо качественно воздействовать на два основных перцептивных канала — слуховой и зрительный.
Самое просто и незамысловатое VR-устройство - Google Cardboard. На деле просто картонная коробка со смартфоном.
С этой целью были разработаны и введены в эксплуатацию так называемые HMD-гарнитуры (head mounted display). Самое простое из них - Google Cardboard. Это картонный «шлем», в котором предусмотрено ложе для смартфона. Подобное «устройство» не сможет обмануть человека полностью, но подарит ему несколько новых впечатлений от просмотра специальных роликов в приложении.
Гораздо более совершенные машины — Playstation VR от Sony, или пионер VR-движения Oculus Rift - не только транслируют картинку, но и отслеживают положение головы в пространстве и подстраивают звук в зависимости от того, насколько далеко от пользователя виртуальный источник звука. В таких «шлемах» установлены жк-мониторы высокого разрешения, продвинутая аудиосистема и линзы перед экранами, что в полной мере позволяет называть их «очками виртуальной реальности».
Теперь поговорим подробнее о трекинге движений. Любая продвинутая VR-гарнитура опирается на технологию 6DoF (Six degrees of freedom), которая занимается анализом положения головы по осям x, y, z (вперёд/назад, от плеча к плечу, из стороны в сторону). В сочетание с дополнительными устройствами (акселерометр, магнитометр и гироскоп внутри, отслеживающая камера или датчики снаружи) достигается эффект движения картинки, относительно поворотов головы и её нахождения в пространстве.
В деле трекинга крайне важно достигнуть низкой задержки (меньше 50 мс). Самый впечатляющий результат у Oculus Rift — около 30 миллисекунд, но и другие крупные игроки, вроде HTC Vive и Playstation VR не превышают критической отметки скорости отклика.
Для чего?
Может показаться, что технология VR — вещь сугубо развлекательная. Да, уже сегодня достигнут тот этап развития, на котором «виртуальный гейминг» перестал быть уделом энтузиастов и медленно, но верно превращается в полноценный коммерческий рынок со своей аудиторией пользователей.
Пока основная преграда — высокая цена «стартового пакета» всех необходимых устройств: Playstation VR (вместе с покупкой Playstation 4 Pro, PS4 Cam и парой Move’ов) обойдётся в 40-50 тысяч рублей; HTC Vive и Oculus Rift стоят 70 и 50 тысяч соответственно, но помимо этого к ним нужен мощный персональный компьютер, заточенный под игры. Google Cardboard дешёв и сердит (от 240 рублей), но и поиграть во что-то серьёзно на нём не получится.
Благо, не одними игрушками жив VR. Исследования университета штата Вашингтон показывают, что виртуальную реальность можно применять в терапевтических целях. «Результаты исследования показывают, что виртуальная реальность не только изменяет характер восприятия человеком боли, она изменяет также характер реальной активности различных областей мозга», — говорит Хантер Хоффман, директор исследовательского центра по виртуальному обезболиванию (VR Analgesia Research Center).
Пациенты испытывали боль на 40-50% меньше, когда проходили через болезненные процедуры погружёнными в виртуальную реальность! Подобное влияние может снизить долю использования обезболивающих на основе морфия, а следовательно и опасности возникновения привыкания к наркотическим, по сути, препаратам.
Другая область применения — экспериментальная психология. VR качественно отличается от традиционных лабораторных инструментов. Во-первых, виртуальная реальность обладает высокой степенью экологической валидности, то есть симулирует комплексные условия для более точного тестирования когнитивных функций в условиях, максимально приближенных к естественным.
Вот знаменитый Virtualizer от Cyberith. Комплекс включает Omni, всенаправленную беговую дорожку Oculus Rift, 2 контроллера Skyrim и Wii.
Во-вторых, это введение фактора времени, появление возможности простроить эпизод от прошлого к будущему, и целиком пережить его. Третье — установление полного контроля за вниманием испытуемого, от виртуальной реальности тяжело отвлечься, а значит исследование не будет испорчено стимуляциями извне. Одних этих особенностей достаточно, чтобы продвинуть экспериментальную психологию далеко вперёд. А так же, создать новый подход к психотерапии.
Такой же благотворный эффект VR уже оказывает на образование, в частности, Google продвигает свои недорогие шлемы в школах и университетах. С их помощью ученики не только могут побывать на полях известных исторических сражений, но и своими глазами увидеть взрыв Сверхновой или развитие личинки внутри куколки. Образовательные процессы давно требуют свежего методологического подхода и «виртуальная реальность» может стать достойным ответом на стремительное устаревание существующих образовательных программ.
Инновационные возможности VR также подходят для: сферы продаж, транслирования мероприятий в прямом эфире, проектирования и военной промышленности. Впрочем, это не перспективы, а почти повседневность.
Недостатки?
Есть, как и у любой современной технологии. В независимости от сферы применения основным минусом является высокая цена устройств. Гипотетически, справиться с этим должна сама индустрия, выпускающая всё более качественные составляющие по всё более низкой цене. Ориентировочно «доступными» VR-шлемы, похожие на Oculus или Playstation VR, станут через пять-десять лет.
Перед вами HTC-Vive один из самых удобных шлемов на сегодняшний день.
Второй большой минус - это размеры. Тотальное «облегчение» очков (замена металлических деталей высококачественным пластиком) не спасает от габаритов, VR-очки всё равно выглядят массивно и слишком «гиковски», чтобы представить их на голове серьёзного бизнесмена или домохозяйки. Путь решения, опять же, будет найдено в ходе естественного развития индустрии и постепенного уменьшения аппаратного обеспечения.
Третье - принципиальное несовершенство технологии. Несмотря на экраны высокого разрешения и отличный трекинг, VR-шлемы всё ещё могут вызывать сильную тошноту. Потому требуется разрабатывать специализированный контент, адаптированный для человеческого вестибулярного аппарата. Перемещаться в виртуальности, при этом в реальности оставаясь неподвижным — прямой путь к использованию ведёрка не по назначению. Исключение составляет, разве что, управление каким-нибудь транспортом, потому что здесь наш мозг чувствует себя вполне в своей тарелке.
Для решения этой проблемы необходима разработка специализированной платформы, которая бы позволяла ходить в реальности, при этом не рискуя разбить нос об косяк. Хотя, боюсь даже представить, сколько она будет стоить.
Вывод
Технологии VR - будущее человечества, в которое наступило равно на половину. С удешевлением устройств, совершенствованием систем трекинга и решением «вестибулярного вопроса» недалёк тот день счастливого нового мира, где с помощью высокоорганизованных виртуальных симуляций будут делать операции, операторы боевых дронов ещё эффективнее будут бомбить очередных террористов, а население развитых стран перестанет выходить из дома в поисках социального контакта.
Но как обычно, кому-то это может и не понравиться.
Возможно вы не знали:
6DoF - (Шесть степеней свободы от англ. Six degrees of freedom ) — указывает на возможность геометрической фигуры совершать геометрические движения в (трёхмерном) пространстве, а именно: двигаться вперёд/назад, вверх/вниз, влево/вправо (в декартовой трёхмерной системе координат), включая повороты вокруг каждой из трёх взаимно перпендикулярных осей (рыскание, тангаж, крен).
Head-mounted display (сокращенно HMD) - представляет собой дисплейное устройство, которое надевается на голову или как часть шлема, у которого есть небольшая оптическая система под один (монокулярный HMD) или каждый глаз (бинокулярный HMD). HMD имеет много применений, в том числе в играх, авиации, технике и медицине.
Эксперты ИТ-индустрии предполагают, что виртуальная реальность станет новым инструментом для взаимодействия с аудиторией. Однако как и с любой новой технологией, до конца не ясно, как VR можно применить для бизнес-целей.
Обозревать сайт выяснил, как компании используют технологии виртуальной реальности уже сейчас и чего стоит ждать в будущем.
Сегодня в VR верят не только разработчики и издатели игр, но и компании, на первый взгляд, никак не связанные с этим направлением. Виртуальная реальность уже используется как для создания продуктов, так и для привлечения покупателей.
Людям нравится узнавать и рассказывать новые истории, быть их частью, чувствовать свою принадлежность к определённому движению. Поэтому компаниям так важно уметь рассказывать истории, формировать вокруг себя лояльную аудиторию. Для этого используют различные по эффективности средства, и недавно таким инструментом стала виртуальная реальность.
Уровень вовлечения сложно сравнить с чем-то ещё, VR - это настоящий катализатор переживаний, где можно реализовать любые фантазии, что очень важно для рассказчиков. Но принесёт ли VR ощутимый эффект, стоит ли тратить ресурсы на исследования и разработку.
Идеи о виртуальных мирах появились давно, но были необходимы платформы для их реализации. И технологическая база появилась, но не для конкретных задач, а в рамках долгих экспериментальных исследований.
Разработчики и создатели контента до сих пор не до конца понимают, с чем они имеют дело, и куда это их приведет. Развитие VR сейчас в большей степени зависит от игровой индустрии, как основной территории применения, однако инструменты подходят и для более широкого поля действия.
Рынок VR-устройств разделился на три направления: традиционные компьютерные системы для хардкорных пользователей, системы для игровых консолей Sony и Microsoft и мобильные системы.
Сегодня технология виртуальной реальности помогает музеям перейти на качественно новый уровень взаимодействия с посетителями. С помощью панорамного видео и 3D-графики каждый желающий получает возможность увидеть закрытые для посещения архивы музеев, утерянные экспонаты или реконструированные исторические памятники. Кроме того, виртуальная реальность - это отличный способ посетить удаленные архитектурные объекты и выставочные залы в любой точке земного шара. Наша статья поможет разобраться в устройствах для создания виртуальной реальности, расскажет об истории этой технологии и о применении виртуальной реальности в музеях.
Вконтакте
Одноклассники
Технология видео 360° позволяет создавать панорамные фильмы с различной степенью интерактивности, где зритель по своему желанию управляет ракурсом просмотра. Такое видео можно посмотреть в шлеме виртуальной реальности, с помощью специального приложения на смартфоне или на дисплее персонального компьютера.
Опыт туристов, совершивших экскурсию в древнюю пирамиду или посетивших выставку в Лувре, который раньше был доступен немногим, теперь сможет разделить каждый желающий за счет полного погружения в виртуальную реальность.
Виртуальная реальность (virtual reality,VR) – это компьютерная имитация реального или вымышленного мира, в который погружается и с которым взаимодействует человек. Не просто искусственный мир, а сложная и отлаженная система устройств, способных синхронно воздействовать на органы чувств.
Кажется, что виртуальная реальность была придумана и создана лишь в последние десятилетия. Однако эту идею начали воплощать в жизнь почти 100 лет назад.
История виртуальной реальности
История виртуальной реальности началась задолго до появления первых компьютеров. В 1929 году был разработан авиасимулятор «Link Trainer», предназначенный для обучения пилотов. Авиасимулятор был закреплен на шарнире и напоминал маленький самолет с короткими крыльями. Внутри находились авиаприборы, кресло и наушники с микрофоном для общения с тренером.
Link Trainer во время его использования на станции Британской авиации и флота в 1943 году
В 1956 году кинематографист Мортон Хейлиг, которого позже назвали «отцом виртуальной реальности», взялся за разработку непростого механизма, способного имитировать поездку на мотоцикле по улицам Бруклина. Он хотел создать «кино будущего», главная идея которого заключалась в полном погружении человека в специально подготовленный фильм при помощи тряски, шума, ветра и запахов. Проект получил название «Sensorama» и был запатентован. Принцип этого устройства стал основой для создания современных 4D-кинотеатров.
Следующий важнейший рывок в области VR-технологий и создании той виртуальной реальности, которую мы с вами знаем, произошел в 1977 году. Первой современной VR-системой стала «Кинокарта Аспена», разработанная в Массачусетском Технологическом Институте. Эта компьютерная программа симулировала прогулку по городу штата Колорадо, давая возможность выбрать между разными способами отображения местности: летний и зимний варианты виртуальной прогулки по Аспену были основаны на реальных фотографиях.
Демонстрация работы «Кинокарты Аспена»
До конца восьмидесятых технология виртуальной реальности считалась перспективной, но вскоре из-за сложности реализации и дороговизны оборудования интерес к ней угас. Снова о виртуальной реальности заговорили только в 2012 году, когда появились устройства для погружения в виртуальную реальность, доступные широкому кругу людей.
Технологии виртуальной реальности
Крупнейшие компании (Facebook, Nokia, Samsung, Google и др.) в настоящее время ведут разработки камер для съемки видео в формате 360°, гарнитур виртуальной реальности для различных смартфонов и стационарных компьютеров, а также различных звукозаписывающих устройств, обеспечивающих создание объемного звука и позволяющих реализовать целый комплекс технологий «мультимедиа 360°».Камеры для съемки видео 360°
Камеры для съемки панорамного видео называются сферическими и состоят из нескольких видеокамер, которые производят синхронную съемку. Количество объективов колеблется от 2 до 16, а обработка видео осуществляется как в самой камере, так и в специальных программах. Помимо камер именитых марок (Google, Samsung, LG, Nokia, GoPro, Nikon, Kodak, Ricoh) существует множество других - Giroptic, Bublcam, Vuze и т.д.
Камеры для съемки видео 360°
Бинауральный звук
Особой задачей при создании контента для виртуальной реальности является запись и воспроизведение объемного звука – ведь пользователь, находясь в виртуальной реальности, должен слышать разный звук в зависимости от положения головы.В компьютерных играх эта проблема решена с помощью специальных программных средств, задающих расположение источников звука в виртуальном пространстве. Однако с появлением формата «Видео 360°» возникла необходимость записывать звук предельно точно – так, как его слышит человек, стоящий в определенной точке.
Для этой цели используется так называемый бинауральный звук – он записывается на специальные микрофоны, по форме повторяющие ушную раковину человека.
Устройства для записи бинаурального звука
Шлемы виртуальной реальности
Шлем виртуальной реальности позволяет частично погрузиться в иллюзорный мир, создав зрительный и акустический эффект присутствия. Название «шлем» достаточно условное: современные модели гораздо больше похожи на очки, чем на шлем.
Gear VR - шлем виртуальной реальности от Samsung
Существует два вида шлемов виртуальной реальности: полноценные, имеющие свой процессор и подключающиеся к компьютеру, а также мобильные, в которые вставляется смартфон со специальным приложением.
В полноценных шлемах (например, Oculus Rift, HTC Vive и Sony PlayStation VR) есть два встроенных дисплея - когда вы надеваете устройство, они находятся в нескольких сантиметрах от глаз. На дисплеи передается одна и та же картинка, но с небольшим смещением. Перед дисплеями находятся две искривляющие изображение линзы, которые создают эффект объемного изображения. Чтобы в виртуальном мире можно было смотреть по сторонам при повороте головы, в шлеме имеется несколько датчиков: магнитометр, гироскоп и акселерометр. Еще один - трекер с инфракрасными светодиодами - должен стоять на столе, смотреть на человека и фиксировать его положение в пространстве. Он требуется для игр, где допускается свобода передвижения. К устройству также подсоединяется USB-кабель для передачи данных и питания.
Шлем виртуальной реальности Oculus Rift
Самым современным шлемом виртуальной реальности на сегодняшний день является Oculus Rift. Отличительной особенностью Oculus Rift является линзовый способ построения изображения – зритель, надевший шлем, смотрит на стереоизображение не напрямую, а через специальные асферические линзы. С помощью линз удалось существенно расширить угол обзора, сделав его близким к биологическому зрению человека, благодаря чему шлем обеспечивает необыкновенно глубокое погружение в виртуальную реальность. Данная особенность определила дальнейшую судьбу очков – проект стал одним из самых динамично развивающихся в индустрии, по всему миру стали создаваться экспериментальные приложения для Oculus Rift, а в 2014 году произошла одна из рекордных сделок в индустрии – Facebook осуществил покупку компании Oculus за $2 млрд.
Пока Oculus Rift не поступили в розничную продажу, их можно заказать на сайте разработчика за 599 долларов.
Наиболее простые мобильные шлемы виртуальной реальности представляют собой кусок картона, пару пластиковых линз и смартфон в качестве экрана.
Google Cardboard (в переводе с английского - картон ) - эксперимент компании Google в области виртуальной реальности, в основе которого лежит картонный шлем, в который вставляется Android-смартфон. Смартфон разделяет картинку на стереопару и даже отслеживает положение головы.
Google Cardboard
Шлем можно собрать самому или купить за 15 долларов. На сегодня это самый распространенный шлем в мире, который был выпущен тиражом около пяти миллионов экземпляров.
Другие мобильные шлемы Cardboard в большинстве случаев производят из картона и из металла, чтобы устройство служило как можно дольше.
Кроме того, существуют мобильные шлемы виртуальной реальности из пластика с возможностью регулировать положение линз, встроенным вентилятором, кнопкой регулировки громкости и аккумулятором для подзарядки смартфона (например, Homido, Durovis Dive, Gear VR и другие).
Бинокуляры
Это изобретение больше известно, как смотровой бинокль. В отличие от стандартных конструкций в бинокуляре вместо оптической части находится механизм виртуальной реальности, который дает возможность просмотра панорамного видео с любой стороны простым поворотом устройства. Угол обзора составляет 360 градусов по вертикальной оси и 180 градусов по горизонтальной. Пространственно-звуковая картина меняется в зависимости от поворота устройства, которое может быть установлено как в помещении, так и на городских улицах.
Бинокуляр виртуальной реальности, разработанный Лабораторией мультимедийных решений
С помощью бинокуляра можно переместиться на сотни лет и увидеть реконструкции исторических объектов и событий своими глазами с эффектом полного погружения.
Интерактивность в виртуальной реальности
Не смотря на то, что просмотр объемного видео 360° в различных устройствах виртуальной реальности обеспечивает качественное погружение в видео контент, следующим шагом является возможность внедрения в видеоматериал формата видео 360° различных интерактивных элементов.
3D графика в виртуальной реальности
Такими элементами могут выступать:
Активные метки внутри виртуального пространства для движения по различным траекториям, предварительно отснятым в технологии видео 360°Внедрение в видео 360° различного дополнительного контента (изображения, видео, гиперссылки и т.д.) – функция «картинка в картинке»
Переход из видеоизображения в формате видео 360° в смоделированное 3D-пространство реконструированной реальности.
Интерактивное взаимодействие дает возможность выбора пути следования: пользователю, в определенных точках видео (развилках), можно выбрать желаемое продолжение экскурсии, либо вернуться назад. Наведение на элемент осуществляется поворотом головы, которое отслеживается с помощью шлема виртуальной реальности. При удержании прицела на выбранном элементе в течение нескольких секунд происходит активация элемента и запускается следующий сегмент видео 360°, например, появляется видео следующего выставочного зала.
На проходах «вперед» может присутствовать экскурсовод в виде трехмерной анимации, рассказывающий об экспонатах. При желании, пользователь может пропустить просмотр отрезка видео нажатием клавиши на клавиатуре или с помощью интерактивного элемента.
Вторая форма интерактивного взаимодействия – возможность перейти из видео 360° в виртуальную трехмерную реконструкцию. В определенных точках видео-экскурсии появляется элемент, активировав который пользователь перемещается в 3D-реконструкцию с возможностью свободного перемещения в виртуальном пространстве и возможностью вернуться в исходное видео.
Примеры использования технологий виртуальной реальности в музеях
Музей Сальвадора Дали, расположенный в американском городе Сент-Питерсбурге, предлагает своим посетителям в буквальном смысле оказаться внутри картины «Археологический отголосок Анжелюса Милле», принадлежащего кисти великого испанского художника.
Для создания VR-версии картины было привлечено агентство Goodby Silverstein & Partners. Художники кропотливо исследовали полотно и воссоздали его 3D-версию в мельчайших подробностях. В проекте также активно участвовали художники студии Disney, которые ранее уже сотрудничали с музеем при создании анимационного фильма Destino. Результатом их совместной работы стал проект для виртуального шлема Oculus Rift, при помощи которого любой желающий сможет оказаться внутри знаменитого полотна.
Виртуальная реальность в Музее Сальвадора Дали
С помощью приложение WoofbertVR для очков виртуальной реальности Samsung Gear VR можно посещать самые известные художественные музеи мира, не выходя из дома. На сегодняшний день доступен тур по лондонской галерее Курто. Виртуальная прогулка сопровождается комментариями известного британского писателя, автора графических романов Нила Геймана. Идея создать такое приложение пришла в голову исполнительному директору компании Woofbert Роберту Хамви, который не смог попасть в Национальную галерею во время своего визита в Вашингтон.
Приложение WoofbertVR для очков виртуальной реальности Samsung Gear VR
В 2016 году Лаборатория мультимедийных решений создала панорамную экскурсию для посетителей Музея истории города Мончегорска. Гости музея смогут совершить виртуальную экскурсию по цехам Кольской горно-металлургической компании и увидеть весь цикл производства цветных металлов, надев шлем виртуальной реальности и запустив специальное приложение на смартфоне.
Съемки виртуальной экскурсии по цехам Кольской ГМК
Существует множество вариантов применения виртуальной реальности в выставочной деятельности.
Наша команда специалистов поможет вам в выборе лучшего решения
именно для вашего музея и поможет реализовать проект на самом высоком уровне.
Хотите проект с виртуальной реальностью?
Напишите нам!
Вконтакте
