Виртуальная реальность

Средства виртуальной реальности служат для создания, с помощью компьютерной графики и других средств, реалистичного трехмерного видимого, осязаемого и звучащего пространства, в которое человек может быть погружен и где он может реально взаимодействовать с трехмерными объектами, созданными компьютером.

Виртуальная реальность - это технология трехмерного информационного взаимодействия человека и компьютера, которая реализуется с помощью комплексных мультимедиа-операционных средств.

Таким образом, для человека создается в реальном времени иллюзия непосредственного вхождения в искусственный (мнимый) мир, сформированный на базе вычислительных и программных средств и присутствия в нем. Для представления человеку объемной визуальной информации в таких системах применяются разнообразные средства ее трехмерного отображения.

Следовательно, виртуальная реальность создает у человека ощущения, которые дают ему основание считать, что он находится в реалистичной трехмерной виртуальной среде (а не в среде, где он реально существует в данный момент времени) и что он может успешно физически взаимодействовать с трехмерной виртуальной средой, используемой в целях обучения.

При создании виртуальной реальности очень важно оптимальное комплексирование различных информационных средств. Существует ряд составляющих, на которых основывается возникновение эффекта виртуальной реальности.

Первой составляющей можно считать необходимость создания высокоинформативного трехмерного цветного изображения, позволяющего человеку комфортно воспринимать динамично изменяющиеся объемные сцены виртуального пространства, которые характеризуются высоким пространственно-временным разрешением.

Второй составляющей является возможность получать при контакте с виртуальной средой обратные сигналы в форме адекватных перцептивных откликов - тактильных, звуковых и др. Эти отклики должны с высокой точностью соответствовать визуальной информации, получаемой по зрительному каналу восприятия.

Третья составляющая - это возможность активно воздействовать на состояние виртуальной среды и на процессы, протекающие в ней, при полном отражении результатов воздействия в информационных потоках, которые поступают человеку по зрительному, тактильному, звуковому и другим каналам.

Полноценный эффект возникновения виртуальной реальности может быть достигнут только тогда, когда все перечисленные составляющие будут реализованы одновременно в интерактивном режиме системы человек-компьютер.

Однако имеются проблемы, мешающие успешной и полноценной реализации названных составляющих при формировании эффекта виртуальной реальности.

Одни из этих проблем носят теоретический, другие - чисто технический характер. Кроме того, эти проблемы связаны отчасти с психологическими факторами и с постижением человеком виртуального мира, а также затрагивают вопросы, отражающие особенности восприятия физических и иных процессов, происходящих в реальном мире.

В 1966 г. производитель вертолетов компания Bell Helicopter начала разработку систем для управления ночными полетами с использованием инфракрасных камер, установленных вне кабины, и приемников, расположенных непосредственно перед глазами, на шлеме пилота. Эти эксперименты показали, что пилот вполне может летать с такими "искусственными" глазами. Направление получило название "удаленная реальность"(Remote Reality).

Айвэн Сазерленд

Успех опытов подтолкнул Айвэна Сазерленда, который был тогда профессором Гарвардского университета, и его студента Боба Споулла к идее заменить инфракрасные приемники электронными трубками, подключенными к компьютеру. В результате родился видеошлем (Head-Mounted Display), ставший впоследствии одним из основных элементов систем VR.

Первые изображения, демонстрируемые шлемом, были, естественно, трехмерными, но каркасными. Вплоть до 1975 г. Айвэн Сазерленд и его сподвижники работали над проблемой скрытых поверхностей, придания реалистичности изображению.

Так выглядел первый видеошлем в 1967 г.

1966 г. NASA внедряет авиасимуляторы.

В середине восьмидесятых Том Зиммерман сочетал деятельность в VPL Research с музыкальными увлечениями. Он захотел некоторым образом совместить акустическую гитару с электронной. За два года вместе с коллегой Янгом Харвиллом ему удалось создать своего рода интеллектуальные перчатки (DataGlove), с помощью которых можно имитировать перебор струн. Кроме того, он создал аппаратный интерфейс. Ланье и еще один сотрудник VPL Чак Блэнчард написали программное обеспечение Body Electric, переводящее движение руки в звуки.

Из желания удовлетворить музыкальные запросы неожиданно родился один из основных инструментов VR – манипулятор для руки, область использования которого вышла далеко за пределы музыкальных приложений. Как и Сазерленд, впоследствии Зиммерман изменил своему детищу, однако манипулятор DataGlove занял свое место в системах VR, как мышь в ПК.

Том Зиммерман

Термин "виртуальная реальность" возник на заре 90-х. Специалисты придумавшие термин "virtual reality", описывают аппарат ее создания как "средство, способное воссоздавать сны при пробуждении". Конечно, в самом начале смысл термина заметно отличался от того, который подразумевается под "виртуальностью" сегодня. Как правило, значение "виртуальной реальности" распространялось только на трехмерные компьютерные модели. Но вскоре стали появляться названия: "виртуальный офис", "виртуальная сеть", "виртуальные технологии", "виртуальный банк", "виртуальная корпорация". Использование "виртуальности" стало возрастать лавинообразно. При этом сама "виртуальная реальность" до самого недавнего времени являлась, скорее, красивой метафорой, за которой виделось нечто весьма загадочное.