Что такое VR (Virtual Reality): где и как работает технология виртуальной реальности

Virtual Reality (VR) быстрорастущая технология, выводящая развлечения на новый уровень. Сегодня это важный инструмент в образовании, науке, торговле, производстве и многом другом.

Виртуальная реальность (VR) позволяет погрузить пользователя в виртуальный мир, который он будет ощущать практически как реальный.

Что такое Virtual Reality (VR)

Virtual Reality (VR) или виртуальная реальность — это технология, использующая компьютеры для создания имитируемых сред. Виртуальная реальность помещает пользователя в трёхмерное пространство, и вместо просмотра экрана перед собой люди погружаются в трёхмерные миры и взаимодействуют с ними.

При помощи моделирования человеческих чувств компьютер отправляет человека в новые миры. Единственным сдерживающим фактором является мощность «железа» и доступность соответствующего контента.

Определение виртуальной реальности происходит, из определений как «виртуального», так и «реального».

Виртуальное моделируется компьютером, а реальность — это то, что мы видим и ощущаем вокруг. Получается, что термин «виртуальная реальность» можно охарактеризовать простыми словами «как реальность».

Людей с детства приучают, что есть всего 5 органов чувств: слух, вкус, зрение, осязание и обоняние. Но это лишь наиболее очевидные всем органы чувств. На самом же деле их куда к больше – к примеру, чувство равновесия.

Благодаря органам чувств, мы и познаём окружающую нас реальность. Коротко говоря, виртуальная реальность взаимодействует с человек через органы чувств, затмевая собой окружающий мир.

Виды виртуальной реальности

Все три типа VR, а также их комбинации, кроме того, называются расширенной реальностью (XR). Они создают разный уровень погружения.

1. Не иммерсивная виртуальная реальность. Этот вид часто отметают по одной простой причине, такая виртуальная реальность встречается повсюду. Не иммерсивность подразумевает созданную компьютерным устройством виртуальную среду, с которой человек взаимодействует и которую контролирует. Ярчайший пример – компьютерные игры, популярные в большинстве развитых и развивающихся стран.
2. Полуиммерсивная виртуальная реальность. Комбинированный тип, который отчасти основывается на виртуальной среде. Успешно применяется в образовательных учреждениях. Например, авиасимуляторы для пилотов-стажёров, которые обеспечивают высокий уровень погружения, но всё ещё далеки от полного перемещения в виртуальную среду.
3. Полное погружение в виртуальную реальность. До такого уровня прогресс ещё не дошёл. Однако технологии так быстро развиваются, что, возможно, уже в обозримом будущем покорится и эта ступень. Такой тип обеспечивает симуляцию вплоть до обонятельных ощущений, когда всё больше органов чувств стимулируются для более реалистичного опыта.

Чем отличается VR от AR

Виртуальная реальность (VR) генерирует мир, который полностью отвлекает пользователя от окружающего пространства. А дополненная реальность (AR) на уже существующий и всем привычный реальный мир, где правят физические законы, накладывает какие-либо элементы.

Например, вы можете примерить новые кроссовки через приложение на смартфоне, которое в реальном времени дополняет пространство.

VR синтезирует среду, ориентируясь на сенсорные стимулы. Решения пользователей как минимум отчасти влияют на происходящее в этой среде, отделённой от реального мира.

В AR реальность никуда не исчезает и просматривается через устройства, как смартфон, для создания визуального изображения, добавляя графики, видеоролики, аудио. VR и AR технологии отличаются и тем, что последняя не создаёт новый мир, а лишь дополняет физический, уже существующий.

Что такое виртуальные очки и VR-гарнитуры

Гарнитура VR (виртуальные очки, шлемы и т. д) — это устройство, которое надевают на голову и у которого есть экран, пример – шлем, очки.

Продвинутые устройства имеют множество различных датчиков и камер, которые отслеживают движение рук, глаз, головы и т. д.

Все VR-гарнитуры можно условно разделить на несколько типов:

1. Гарнитуры виртуальной реальности на базе ПК. Обычно это наиболее дорогие устройства, так как предлагают наиболее захватывающий опыт. Как правило, подключаются они при помощи кабеля к компьютеру. Экран и различные датчики дают качественное звучание и картинку.
2. Автономные VR-гарнитуры. Как понятно из названия, такие гарнитуры работают автономно. Есть хороший пример в виде Oculus Quest 2, который может работать как полностью без проводов, всё взаимодействие – через программное обеспечение шлема. Но также он может работать и от персонального компьютера для запуска более требовательных к «железу» приложений.
3. Мобильные гарнитуры. Они базируются на линзах, которые крепятся к телефону. Эти линзы обеспечивают стереоскопическое изображение, делая из простого смартфона VR-устройство. Кабели не нужны, стоимость невысокая, однако это не более чем развлечение для детей или желающих впервые попробовать VR. Никакого сравнения с более технически совершенными собратьями такие гарнитуры не выдерживают.

Аппаратное обеспечение этой продвинутой технологии богато на различные устройства. Сюда входят гарнитуры, контроллеры, трекеры для конечностей и, даже беговые дорожки, где человек не только созерцает цифровое пространство, но и перемещается в нём будто на своих же ногах.

Аксессуары для Virtual Reality

Аксессуары для технологии виртуальной реальности — это аппаратные продукты, которые облегчают и улучшают использование устройств VR, влияя на иммерсивный опыт.

Рынок богат различного рода аксессуарами и постоянно развивается, разработчики регулярно выпускают новые модели. От специальных шлемов до упомянутых выше беговых дорожек. Появляются приборы, которые даже запах позволяют почувствовать.

Вот лишь часть аксессуаров, которые можно встретить в мире Virtual Reality:

1. 3D-контроллеры. Что-то вроде компьютерной мыши, при помощи которой осуществляется перемещение в цифровом пространстве. Туда входят различные датчики, акселерометры и т. п.
2. Оптические трекеры. Специальные устройства следят за положением пользователя в пространстве. Самый популярный метод – когда камеры отслеживают человека, как перемещается и двигается.
3. Проводные перчатки. Следующий аксессуар также называют киберперчатками. Они, естественно, надеваются на руки и служат источником сбора данных о физическом движении, осуществляя их регистрацию. Потом ПО интерпретирует полученные данные, а продвинутые версии дают обратную тактильную связь или обеспечивают симуляцию. Благодаря этому, перчатка способна выводить информацию.
4. Контроллеры движения. Эти аксессуары ответственны за совершение действий в VR. Благодаря контроллерам, возможно чёткое взаимодействие с нереальными объектами, так как они идеально позиционируются в пространстве.
5. Всенаправленные беговые дорожки (ODT). Довольно дорогое и громоздкое устройство, благодаря которому можно перемещаться на собственных ногах во все 4 стороны. Так человек ещё больше погружается в виртуальный мир. Правда, крайне вероятен побочный эффект в виде тошноты.
6. Обонятельные устройства. Следующий этап развития, а точнее, его попытки. Японская компания, известная под названием Vaqso, изготавливает специальные насадки для устройств VR. У аксессуара есть вентилятор, которые развеивает разные запахи. Их интенсивность зависит от того, что происходит игре или приложении.

Звук в Virtual Reality

Поскольку VR-приборы стараются сымитировать окружающий мир, реалистичный звук крайне важен для иммерсивности.

Благодаря общей работе аудиальных и визуальных эффектов, симулируется эффект присутствия и ощущения пространства. Кроме того, звук помогает ориентироваться, особенно в играх, заточенных под такой сценарий.

Серьёзные VR-приложения требуют большего, чем просто обычной графики.

Люди оперативнее откликаются на звук по сравнению с визуальными триггерами. Для захватывающего погружения шумы и звуки окружающего мира должны в точности копировать свои прообразы из природы. Кроме того, должно обеспечиваться их чёткое позиционирование.

Люди способны понимать расстояние до источника звука, сам источник и то, с какого направления исходит. Таким образом, получается 3 измерения. Разработчики игровых продуктов давно важное значение отводят бинауральному аудио, имитируя работу человеческого слуха.

У человека уши находятся по обе стороны головы, что влияет на восприятие головным мозгом и создаёт преимущество. Потому что звук воспринимается обоими ушами, и если VR это использует, сразу возникает ощущение трёхмерного пространства.

Где используется виртуальная реальность

Виртуальная реальность повлияла на предприятия начиная от медицины и заканчивая оборонным сектором.

Технология выступает важной составляющей развития многих компаний, которые готовы к цифровой трансформации. Ниже приведены лишь несколько возможных сценариев внедрения.

1. Обучение. Пожалуй, один из самых очевидных, полезных и благородных способов использовать шлемы. Можно обучать сотрудников на расстоянии, а также их ставить на место других, что обеспечивает опыт, который раньше невозможно было представить. Также можно обучать студентов, вместо закупки химического оборудования и проведения небезопасных опытов отправить их познавать азы химии в виртуальный мир.
2. Путешествия. Ещё одна сфера, которой очень нужны Virtual Reality. Вместо того чтобы разглядывать отель по фотографиям, зачастую скрывающим реальное состояние здания и номеров, можно туда отправиться. Но ещё более актуально в случае планирования дорогих путешествий, например, медового месяца. А поход в музей в будущем будет практически неотличим от реального.
3. Недвижимость. Архитекторы получают возможность преодолеть ограничения стандартного 3D и более полноценно представить, каково будет людям проживать в их жилом комплексе. Также это архиважно для коммерческих помещений, прежде чем что-то арендовать, можно будет посетить это помещение.
4. Здравоохранение. Есть много сценариев применения для практикующих врачей, учёных и пациентов. Виртуальную реальность можно с успехом использовать, например, для лечения пациентов с тревожностью, наверняка таким образом можно помочь с преодолением фобий. Сложно переоценить такую помощь в обучении хирургов, где VR уже внедрили.

Преимущества VR

Плюсов у системы виртуальной реальности огромное количество, что мы описали выше, приведя в пример лишь малую часть сфер, где она может использоваться. Теперь сведём преимущества для большей конкретики.

Некоторые из преимуществ виртуальной реальности:

1. Практическое обучение. Это не травмоопасный способ смоделировать ситуацию, которая в реальной жизни представляет смертельную угрозу. Это касается пожарных, космонавтов, полицейских и представителей многих других профессий. Конечно, после геройств в мире пикселей они не станут мгновенно лучшими в своём деле, но это явно поможет адаптироваться к полевым условиям несколько быстрее.
2. Удобные конференции. На встречи в VR не нужно тратить деньги и время, чтобы добраться до условного офиса. Но при этом отношения с коллегами всё так же поддерживаются.
3. Возможность «опробовать». Покупатели, возможно, скоро перестанут сокрушаться после неудачных покупок. Надев шлем VR, можно будет всё оценить до покупки. От нового ремонта до нового автомобиля или даже собаки. С развитием техники возможности станут безграничными.

Недостатки виртуальной реальности

По сути, ряд основополагающих плюсов устройств будущего содержат и основополагающие минусы.

Можно привыкнуть настолько, что реальный мир надоест и покажется слишком скучным, потерять связь с реальностью и «уйти в себя». К тому же продвинутые устройства виртуальной реальности пока недоступны для широкого круга пользователей.

Недостатки VR:

1. Зависимость. Реальная и неизбежная проблема, многие люди зависимы от компьютерных игр, а что уж говорить, когда VR сделает ещё несколько шагов вперёд. Это чревато рядом расстройств, от социальных до биологических.
2. Проблемы со здоровьем. Есть риск развития проблем с пространственным восприятием, а головокружение, дезориентацию и тошноту на себе испытывали многие, кто надевал шлем, особенно впервые.
3. Эффект экранной двери. Когда на голову надета гарнитура, дисплей находится на некотором удалении от глаз. Соответственно, можно заметить пиксели или пространство между ними, даже если разрешение высокое. Правда, чем лучше гарнитура, тем менее выражен такой эффект.
4. Потеря человеческих связей. Когда виртуальные знакомства превалируют над настоящими, а реальный социум отходит на второй план, это опасно. Могут развиться психологические расстройства – депрессия, диссоциация и далее по списку.
5. Обучение не работает в реальном мире. Важно не переоценивать виртуальный опыт в ряде сфер. Научиться «как в реальности» получится разве что условным шахматам и другим вещам, в которых важно мышление, а не физическое взаимодействие.
6. Расходы. Хоть ценник и снижается, хорошая гарнитура потребует существенных затрат на приобретение.

Как работают очки виртуальной реальности – видео

Василий Hi-tech

Василий — автор интернет-сайта TehnObzor, которому нравится знать что-то новое и обо всём. Он необычно напишет свой отзыв и сделает снимок. Романтик в душе и техник по жизни, имеет большой опыт и собственный, немного философский взгляд.