История возникновения и инструменты для погружения виртуальности

История

Уже в Средних веках, в Европе, термин «виртуальная реальность» использовался многими людьми. Он означал специфическое направление в лингвистике.

На самом же деле первая виртуальная реальность появилась до того, как был изобретён первый компьютер. Специальная идея сначала была посвящена лётному делу. Раньше была предусмотрена пневматическая система переключения рычагов, а также движущееся изображение. Первые сведения о подобном изобретении датируются 1929 годом. В целом эта модель позволяла ощутить кружение, падение и маневрирование с точностью, как и во время реального полёта.

Идея же действительно первого человеческое погружения в искусственный мир, принадлежит Мортону Хейлигу. Он в 1950 годах начинает развивать свои навыки в кинематографе. Уже в 1960 году он представил публике небывалую игровую приставку, получившую наименование «Sensorama». Помимо самого блока воспроизведения, прилагалось специальное движущееся кресло, различные ароматические смеси, колонки для воспроизведения звука и особый экран. Используя данную технику в своём кинотеатре, Мортон смог передать ощущения искусственно созданного пейзажа зрителям, а именно воспроизвести шум, ветер и даже некоторые запахи.

Уже в 1961 году компания Philco делает свой шаг в развитии технологии. Разработчики представили уникальный головной убор под названием Headsight. В него были встроены две системы отслеживания и один монитор. Это приспособление позволяло человеку находиться в самых опасных местах планеты, совершая лишь один поворот головы. Шлем был снабжён инфракрасными камерами, которые использовались в авиации.

В 1964 году происходит тираж книги «Summa technologiae» С. Лема. В ней имеется целый раздел, который специально направлен на особую виртуальную реальность. Главным вопросом становится создание искусственного мира, где живой организм может успешно существовать. При этом человек обязательно должен соприкасаться с машиной. Сам писатель придал огласке такую возможность, как подключение к глазному яблоку человека. Позже эта технология приобрела название «Еyephone». Постепенно работая над своими творениями, Лем описывает немало будущих изделий, которые связаны с виртуальной реальностью.

Уже в 1965 году одному учёному по имени Иван Сатэрланд, удаётся разработать совершенно новый прибор под названием Ultimate Display. Оно имело особый монитор, который показывал человеку действительно другой, совершенно непредсказуемый мир. В этом же году он издаёт свой научный труд. Иван становится двигателем кропотливого процесса. Вместе с сотнями пытливых умов они модернизируют способы ввода и вывода информации. Большинство работ создавал сам Сатэрланд, но и лаборатории не стояли на месте. Постепенно, к 1966 году, было разработано новое устройство, которое позволило подключить шлем не к камерам, а непосредственно к компьютеру. Когда человек поворачивал голову, он не только видел мгновенно изменяющуюся картинку, но и слышал звуки, которые должны сопровождать её. Этот метод передачи информации стал показывать пространственную иллюзию.

Первый же действительно весомый вклад в современное понимание этого процесса делает в 1965 году Айвен Сазерленд. Во время одного из уроков он указывает на монитор компьютера и сопровождает свои движения словами. Он объясняет студентам, что не следует воспринимать это как монитор, а нужно всего лишь представить, будто это окно в ранее невиданный мир. Здесь слышны и звуки, и видны краски, порой даже аромат передаётся. Все движения, которые сделает человек в этом мире, будут соответствовать реальному времени представленного мира. Позже в 1972 году появляется такой термин, как «искусственная реальность». Впервые его использует Мирон Крюгер. Он подразумевает совмещение нескольких элементов воедино, для получения совершенно иного результата. Главным из них становится человек. Позже, он издаёт книгу, где описывает подробно все свои наблюдения. Книга называется Artificial Reality и запускается в тираж в 1983 году.

1977 год открывает миру творение Массачусетского университета, которое называется «Кинокарта Аспена». Эта программа предназначена для воспроизведения на компьютере. С её помощью любой желающий человек может пройтись по городу Аспен, который располагается в штате Колорадо, не посещая его в реальном мире. Более того, можно подобрать наиболее подходящий режим просмотра достопримечательностей. Для создания этого сюжета использовались реальные фотографии, которые были сделаны в вышеуказанном населённом пункте летом и зимой.

Уже в 1984 году на экранах кинотеатров появляется фильм под названием Neuromancer. Он принадлежит Уильяму Гибсону, который решил поднять такой важный вопрос современного (на то время мира) как кибернетическое пространство. В его смысле, эта модель пространства является ничем иным как общей галлюцинацией. Она передаётся всем операторам в мире каждый новый день. Интерес постепенно проявляли НАСА, и даже научные фонды. Особое внимание было обозначено Министерством Обороны. А ЦРУ в своё время пожертвовала на развитие данной отрасли немалые деньги, а именно 80 000 американских долларов. Позже данные исследования становятся идеальным вариантом для осуществления процесса обучения пилотов.

На протяжении длительного отрезка времени правительство старается скрыть от простых граждан труды в данной сфере. Первые официальные признания начали делать в 1984 году. Этот год становится переломным в истории виртуального обозрения, так как один из учёных, которого зовут Майкл Макгривай, делает собственное открытие. Им становится «ЧМИ» (человеко-машинный интерфейс). Как только новость стала известна общественности, её моментально подхватывают СМИ и разносят её в самые отдалённые уголки мира, где живут люди. Это приспособление до сих пор многое значит для проведения исследований виртуального мира.

В 1987 году, некий Джерон Ланиер, предлагает использовать новый термин, который с тех пор начинает ассоциироваться с иным миром, именуемого как виртуальная реальность. Спустя несколько лет, СМИ продолжает убеждать всех людей планеты, что виртуальные процессы новый шаг в развитии науки, и он принесёт нам немало полезного. Сами же люди не доверяли СМИ, так как они обманули их. Дело в том, что на момент 90-х годов прошлого века, подобные устройства ещё не были изобретены.

Инструменты для погружения в виртуальный мир

Шлемы и очки

Такие устройства состоят из двух небольших экранов, расположенных напротив каждого глаза, шор, предотвращающих попадание внешнего света, и стереонаушников. Экраны показывают слегка смещенные друг относительно друга стереоскопические изображения, обеспечивая реалистичное 3D-восприятие. В шлемах также содержатся встроенные акселерометры и датчики положения. В большинстве своем продвинутые VR-шлемы довольно громоздкие, но в последнее время появилась тенденция к созданию упрощенных легковесных вариантов (в том числе картонных, как на картинке выше), которые обычно предназначены для смартфонов с VR-приложениями.

Шлемы для виртуальной реальности делятся на три типа:

1. Для компьютера — работают в связке с ПК или консолями: Oculus Rift, HTC Vive, Playstation VR.

2. Для мобильных устройств — называются гарнитурами и работают в связке со смартфонами, представляют из себя держатель с линзами: Google Cardboard, Samsung Gear VR, YesVR.

3. Независимые очки виртуальной реальности — самостоятельные устройства, работают под управлением специальных или адаптированных ОС: Sulon Q, DeePoon, AuraVisor.

На Wearable выложен список лучших VR-шлемов 2017 года. Подробнее о шлемах виртуальной реальности можно прочитать на сайте Virtual Reality Society.

Комнаты

Альтернатива для тех, кто не хочет испортить прическу — изображения в данном случае транслируются не в шлем, а на стены помещения, часто представляющие собой дисплеи MotionParallax3D (хотя для более полного UX в некоторых таких комнатах нужно надевать 3D-очки или даже комбинировать CAVE и HMD). Есть мнение, что VR-комнаты гораздо лучше VR-шлемов: более высокое разрешение, нет необходимости таскать на себе громоздкое устройство, в котором некоторых даже укачивает, и самоидентификация происходит проще благодаря тому, что пользователь имеет возможность постоянно себя видеть. Тем не менее, приобретение такой комнаты, понятное дело, выйдет гораздо дороже, чем покупка шлема.

Информационные перчатки

Для удовлетворения инстинктивной потребности пользователя потрогать руками то, что он находит для себя интересным в процессе изучения среды, были созданы перчатки с сенсорами для захвата движений кистей и пальцев рук. Техническое обеспечение такого процесса варьируется — возможно использование оптоволоконных кабелей, тензометрических или пьезоэлектрических датчиков, а также электромеханических приспособлений (таких как потенциометры).

Джойстики (геймпады)

Специальные устройства для взаимодействия с виртуальной средой, содержащие встроенные датчики положения и движения, а также кнопки и колеса прокрутки, как у мыши. Сейчас их все все чаще делают беспроводными, чтобы избежать неудобств и нагромождений при подсоединении к компьютеру.