Что такое виртуальная реальность и дополненная реальность?

Дополненная реальность (AR) – технологии, которые дополняют реальный мир при помощи любых сенсорных данных. Данные технологии способны не только привносить в мир виртуальные данные, но и удалять реальные объекты.

Виртуальная реальность (VR) – созданный техническими средствами мир, передаваемый человеку через ощущения: слух, зрение, обоняние, осязание и др. Виртуальная реальность имитирует воздействие и реакции.

Виртуальная реальность переносит вас из реального мира в придуманный. То есть VR – это когда вы надеваете гарнитуру и оказываетесь не в своей комнате, а, например, на неизвестной планете в окружении инопланетян.

Дополненная реальность добавляет в привычный мир цифровые элементы. Наверняка вы помните, как люди ловили покемонов на улице – это и есть дополненная реальность.

С чего все началось?

А началось все с молодого кинематографиста Мортона Хейлига. Идея создать трехмерное изображение со стереофоническим звуком пришла ему в голову еще 1950-е годы.

А в 1962 году Хейлиг запатентовал устройство под названием «Сенсорама». Можно сказать, что это и был первый виртуальный симулятор. Целью Хейлига было до предела расширить рамки кино, чтобы зрители могли ощущать вкус, осязание и запахи.

Сенсорама представляла собой специальную камеру, перед которой стоял стульчик. Засунув голову в камеру, пользователь смотрел трехмерное кино, слушал стереозвук и даже ощущал ветер, воспроизводимый встроенными в автомат вентиляторами. Благодаря вибраторам, зритель также ощущал вибрации и вдыхал ароматы посредством системы подачи запахов.

Позднее, в 1967 году, Айвен Сазерленд сконструировал первый шлем, на который генерировал изображение компьютер. Система получила название «Дамоклов меч», что скорее всего объясняется тем, что громоздкое устройство крепилось к потолку и висело над головой пользователя.

Устройство меняло картинку в соответствии с движениями головы. Система Сазерленда также была способна накладывать компьютерную графику на реальный мир, то есть это был первый шлем дополненной реальности.

Компания VPL Research в 80-е годы создала оборудование для VR: очки EyePhone и перчатку DataGlove. А основатель компании – Джарон Ланье – придумал термин «виртуальная реальность».

Термин «дополненная реальность» ввел в 1990 году ученый Том Коделл. Одна из первых систем AR – Экзоскелет, созданный в 1992 г. Льюисом Розенбергом. Эта система позволила военным виртуально управлять машинами из удаленного штаба. Два года спустя дополненная реальность появилась в театральной постановке «Танцы в киберпространстве». Создателем дополненной реальности стала Жюли Мартин.

Технологии виртуальной реальности привлекли пристальное внимание разработчиков игровых платформ. Компания Sega в 1993 году представила консоль Genesis, однако устройство так и не вышло в продажу – игры вызывали головную боль и тошноту. Эти побочные эффекты, а также дороговизна девайсов, значительно ослабило интерес людей к технологиям VR и AR.

В начале 2000-х виртуальная реальность появляется в некоторых играх, но громоздкое оборудование не вызывает у аудитории должного внимания.

Все меняется в 2012 году, когда стартап Oculus объявил кампанию по сбору средств на выпуск VR-шлема. Возможности и технические характеристики устройства, указанные в описании, позволили собрать необходимые для выпуска 250 тыс. долларов всего за 4 часа. Продажи нового VR-шлема Oculus Rift CV1 начались в январе 2015 г., и всю первую партию раскупили за 14 минут.

С этого момента началось стремительное развитие отрасли и небывалый рост инвестиций в развитие VR технологий.

Виды виртуальной реальности

На сегодняшний день технологии VR подразделяются на:

VRс эффектом полного погружения – это реалистичная симуляция виртуального мира. Высокая степень детализации изображения, а также реакция на действия пользователя в режиме реального времени обеспечивают эффект полного погружения.

VRбез погружения – это симуляции с изображением, звуком и контроллерами, которые транслируются на экран. Эта технология превосходит другие средства мультимедиа по степени воздействия на зрителя.

VRс совместной инфраструктурой – данная технология не обеспечивает полного погружения в виртуальное пространство, но при этом позволяет взаимодействовать с другими пользователями. Такую технологию часто используют для организации рабочих или учебных виртуальных пространств.

VR на базе интернет-технологий – этот вид подразумевает языки Virtual Reality Markup Language, и на сегодняшний день это не является актуальной технологией.

VR-устройства

Учитывая, что основной объем информации человек усваивает через зрение, разработчики виртуальной реальности сосредоточены в основном на создании устройств, формирующих изображение.

VR-шлемы содержат дисплеи, на которые выводится отдельное для каждого глаза изображение; линзы для корректировки изображения; систему трекинга, которая отслеживает положение устройства в пространстве. Шлемы блокируют реальный мир пользователя и обеспечивают полное погружение, благодаря объемному изображению и стереозвуку.

VR-очки или VR-гарнитура делятся на группы:

Очки, в которых изображение выводится через смартфон. Современные смартфоны имеют датчики, которые позволяют определять ориентацию устройства в пространстве и имеют дисплеи с высоким разрешением.

Очки, в которых обработка изображений происходит при помощи внешнего устройства. В этом случае очки должны быть снабжены датчиками положения.

Автономные VR-очки.

Как это работает?

Чаще всего для погружения в виртуальную реальность используются VR-шлем или VR-очки. Перед глазами пользователя находится дисплей, на который выводится 3d-изображение. Гироскоп и акселерометр, находящиеся в корпусе устройства, отслеживают положение головы, и в соответствии с этими данными изображение на дисплее меняется. В результате этого пользователь оказывается внутри виртуального мира.

Более реалистичного погружения в виртуальное пространство позволяют добиться трекинговые системы, которые отслеживают движение зрачков и передают данные о том, куда человек смотрит в данный момент. Кроме того, трекинговая система не оставит без внимания и движение тела, чтобы повторить их в виртуальном мире.

Работать в трехмерном пространстве помогут 3D-контроллеры, это современные манипуляторы, заменившие джойстик и мышь.

Для полноты ощущений используются также устройства с обратной связью: вращающиеся кресла, вибрирующие джойстики и др.

3Dдисплеи

Трехмерные дисплеи MotionParallax задействуют механизм восприятия объема. В то время, как 3D-кинематограф использует бинокулярное зрение, MotionParallax3D позволяет рассмотреть сцену со всех сторон, а перемещение зрителя относительно экрана не нарушает эффект объема, а лишь усиливает его. В каждый момент времени для зрителя генерируется определенная проекция трехмерного объекта, в зависимости от положения человека относительно экрана. Системы с механизмом параллакса улавливают малейшие движения головы и отслеживают их с высокой скоростью и точностью, благодаря чему мозг не фиксирует геометрические искажения объекта.

Технологии с механизмом параллакса не обеспечивают полного погружения, так как транслируются на дисплеях и не блокируют внешнюю среду.

Эффекта полного погружения при использовании такой технологии можно добиться только в комнатах виртуальной реальности, где стереоскопическое изображение проецируется на каждую стену и таким образом погружает пользователя в себя. В отличие от VR-шлемов, VR-комната имеет более высокое разрешение изображения, минимальную задержку трекинга, трекинг головы, широкое поле зрения. Отсутствие устройства на голове способствует самоидентификации, человек может постоянно видеть себя, поэтому виртуальные комнаты считаются более зрелищными и впечатляющими, чем VR-шлемы.

Sound

Создание акустики для VR требует особого подхода, так как качество звука способствует полному погружению пользователя. Как правило, для VR используется многоканальная акустическая система, позволяющая производить локализацию звуковых источников. Слуховые ощущения помогают пользователю ориентироваться в виртуальном мире.

Дополнительные ощущения

Перчатки виртуальной реальности позволяют пользователю достичь реалистичных тактильных ощущений. VR-перчатки оснащены датчиками, которые отслеживают движения пальцев и кисти. Для их производства используются оптоволоконные кабели, тензометрические и пьезоэлектрические датчики. Современные перчатки не ограничивают движения рук и обеспечивают реалистичные тактильные взаимодействия.

VR-костюм

Костюм виртуальной реальности отслеживает движения и изменение положение всего тела и изолирует пользователя от внешнего мира.

Внутри костюма находятся видеоэкран, многоканальная акустическая система и электронные устройства, которые воздействуют на нервные окончания кожи и передают все тактильные, вибрационные и температурные ощущения.

ИспользованиеVRиAR

Технологии виртуальной и дополненной реальности сегодня используются во многих сферах деятельности:

  • Игровая индустрия
  • Киноиндустрия
  • Маркетинг
  • Образование
  • Медицина
  • Спортивные трансляции, концерты
  • Недвижимость
  • Торговля
  • Промышленность

VR-технологии в медицине являются незаменимыми, они помогают студентам-медикам постигать знания и набираться опыта, используя виртуальные симуляторы с тактильной обратной связью.

Виртуальная реальность используется в медицине для лечения фобий, психических расстройств.

VR все больше места занимает в маркетинге. Потребителям все чаще представляют брендированный развлекательный контент, содержащий спонсорский VR-контент. Пользователям представляется уникальная возможность приблизить картинку и рассмотреть товар со всех сторон, «примерить» на себя.

Потенциал VR позволяет создавать истории с эффектом погружения и вывести брендированные развлечения на новый уровень. Это идеальная среда для вовлекающего контента.

Для разработчиков сложного оборудования VR может стать наиболее удобным и эффективным средством демонстрации. Вместо создания громоздких и малопонятных макетов для презентации удобнее и эффективнее создать виртуальный прототип изделия.

Виртуальное прототипирование позволяет презентовать изделие, анализировать модель, избежать ошибок при его проектировании, сокращает время разработки. Крупнейшие мировые концерны уже не первый год используют системы виртуальной реальности для создания прототипов своих изделий это: Total, Ford, Boeing, BMW, Jaguar и многие другие. Вслед за ними возможности виртуальной реальности оценили и небольшие компании, и организации, институты и проектные бюро.

VR сегодня очень популярна и среди застройщиков. Строительные компании все чаще используют системы виртуальной реальности для презентации возводимых объектов. Потенциальные покупатели, надев VR-очки, могут побывать на строительной площадке или в будущей квартире, смогут детально изучить объект в виртуальной комнате, не теряя связи с менеджером, который все подробно покажет и объяснит.

На сегодняшний день технологии виртуальной реальности широко применяются в различных сферах деятельности. Объем рынка этой отрасли оценивается в 15 млрд. долларов в год.

asdasdasd