"Виртуальная реальность"

Виртуальная реальность

В ыполнил: студент ОГАПОУ «Белгородский правоохранительный колледж имени Героя России В.В. Бурцева»,группа Б-111,

Новиков Михаил

Содержание

• Что такое VR
• История VR
• Свойства VR
• Типы VR
• Оборудование
• Области применения VR
• Перспективы развития VR
• Плюсы и минусы VR

Что такое VR

• VR — сокращение от Virtual Reality, что переводится как «виртуальная реальность». Эта технология позволяет погрузить пользователя в виртуальный мир, который трудно отличить от реальности.

Это не обязательно должна быть игра — может быть и просто видео в формате 360 градусов.

История VR

• 1838 год
• Английский физик Чарльз Уитстон разработал устройство, которое работает по принципу стереоскопического зрения — мозг «объединяет» двумерное изображение с каждого глаза в одно трёхмерное. Так он изобрёл стереоскоп, с помощью которого пользователи «погружались» в изображение.
• 1935 год
• Писатель-фантаст Стенли Вейнбаум написал рассказ «Очки Пигмалиона», где профессор Людвиг изобрёл устройство, с помощью которого можно погрузиться в вымышленный мир.
• 1938 год
• Французский писатель Антонен Арто впервые использовал фразу «виртуальная реальность» в сборнике эссе «Театр и его двойник».
• 1957 год
• Кинематографист Мортон Хайлиг изобрёл сенсораму (устройство запатентовали в 1962 году) — первый в мире виртуальный симулятор. Он представляет собой театральную кабину, которая стимулирует все чувства, а не только зрение и слух. В устройство входили стереодинамики, стереоскопический 3D-дисплей, вентиляторы, генераторы запахов и вибрационный стул. Всего для сенсорамы выпустили шесть фильмов.
• Опытный образец Хайлинг создал на свои деньги. После чего начал искать финансовую поддержку у бизнесменов. Однако устройство не оценили: для тех времён оно было слишком революционное и дорогое. Никто не рискнул вкладывать в него деньги.

Сенсорама Мортана Хайлига

Одна из популярных в 19 веке модель стереоскопа

История VR

• 1960 год
• Хайлиг создал и запатентовал устройство «Маска телесферы» (Telesphere mask) для погружения в фильмы. Это было первое наголовное устройство. Оно транслировало стереоскопическое и широкоугольное изображение со стереозвуком.
• 1961 год
• Два инженера компании Philco Комо Чарльз и Брайан Джеймс разработали устройство Headsight, которое стало прототипом для настоящих очков виртуальной реальности. Для каждого глаза был отдельный видеоэкран со встроенной системой слежения за движением, также была возможность управления с помощью головы.
• 1965 год
• Профессор Гарвардского университета Айвен Сазерленд описал концепцию Ultimate Display, которая могла бы идеально имитировать реальность.
• Она включала следующие условия:
• — Виртуальный мир просматривается через наголовный дисплей (HMD) и кажется реалистичным благодаря дополненному 3D-звучанию и тактильной обратной связи.
• — Для поддержания виртуальной речи в режиме реально времени используется компьютерное оборудование.
• — Пользователи взаимодействуют с виртуальными объектами в реальном мире.
• Статья стала основной концепцией для создания современных VR-устройств.
• Отключить рекламу
• FenixHost
• Премиальные физические серверы с портом в 10 Gb/s и защитой от DDoS.

Маска телесферы

История VR

• 1968 год
• Сазерленд и его ученик Боб Спрул создали первый VR-AR-шлем, который подключался к компьютеру, а не к камере. Это было большое и массивное изобретение — его приходилось крепить к потолку, чтобы пользователю было удобно его надевать. Поэтому его прозвали «Дамоклов меч».
• «Дамоклов меч» Сазерленда и Спрула
• 1969 год
• Американский компьютерный художник Майрон Крюгер ввёл понятие «искусственная реальность».
• 1974 год
• Следующим этапом развития технологии принято считать 1974 год, когда компьютерный специалист Майрон Крюгер разработал лабораторию искусственной реальности Videoplace.
• Она представляла из себя несколько связанных по сети комнат, в каждой из которых находился большой экран с расположенным позади него видеопроектором. Когда человек заходил в комнату, он видел на экране своё изображение в виде примитивного силуэта, а также подобные силуэты людей в остальных комнатах. У всех «теней» можно было менять цвет или размер, а также присоединять к ним различные визуальные объекты.
• 1980 год
• Профессор Торонтского университета Стив Манн создал первое носимое AR-устройство EyeTap. Оно накладывало изображение с текстом поверх реальной картинки. Комплект состоял из компьютера, находящегося в рюкзаке и подключённого к камере на очках.

Лаборатория Videoplace

«Дамоклов меч» Сазерленда и Спрула

EyeTap, модель 1980-х годов

История VR

• 1982 год
• Томас Фернесс представил системы Super Cockpit или VCASS (Visually Coupled Airborne Systems Simulator) для обучения пилотов ВВС США. Устройство больше известно как «Шлем Дарта Вейдера». С 1960-х годов он работал над визуальными дисплеями и инструментами в кабинах. А к концу 1970-х начал разработку виртуальных интерфейсов для управления полётом.
• 1987 год
• Основатель Лаборатории визуального программирования (VPL) Джарон Ланье придумал термин «виртуальная реальность». Учёный вместе с Томасом Циммерманом разработал ряд инструментов, включая Data Glove и EyePhone. VPL стала первой компанией, которая продала очки (EyePhone 1 за $9400, EyePhone HRX — $49 тысяч) и перчатки для виртуальной реальности (за $9000).
• 1990 год
• Исследователь компании Boeing Том Кодел придумал термин «дополненная реальность». Он описал, что виртуальная реальность в таком случае становится дополнением к физической.
• 1991 год
• Начали появляться игровые автоматы с виртуальность реальностью, которыми могли воспользоваться все желающие. Компания Virtuality Group создала ряд аркадных игр и гонок с 3D-эффектом. Игроки надевали VR-очки и играли в режиме реального времени (меньше 50 секунд). Некоторые устройства объединяли в сеть для многопользовательской игры.
• Компания Sega начала разработку VR-гарнитуры для консоли Sega Genesis на выставке Consumer Electronics Show. Устройство презентовали в 1993 году. Очки отслеживали движение головы, в них встроили стереозвук и ЖК-дисплей. Однако устройство осталось только на этапе прототипа.

Super Cockpit

Data Glove

EyePhone

VR-гарнитура для консоли Sega Genesis

• 1992 год
• Показали концепцию виртуальной реальности в фильме «Газонокосильщик». Он частично основан на понятиях виртуальной реальности Джарона Ланье и его ранних исследованиях.
• По сюжету молодой учёный Трэйс ставит над психически нездоровом газонокосильщике Джоубе эксперименты с использованием компьютерных технологий и погружает Джоуба в виртуальную реальность.
• В фильме использовалось реальное оборудование от VPL.
• В этом же году Луис Розенберг разработал одну из первых функционирующих AR-систем Virtual Fixtures в Исследовательской лаборатории военно-воздушных сил США
• 1995 год
• Вышла первая игровая 3D-консоль Nintendo Virtual Boy. Её начали продавать в Японии и Северной Америке за $180. Однако игры на неё были только в красном и чёрном цветах, отсутствовала поддержка программного обеспечения, консоль было сложно использовать в удобном положении.
• 1999 год
• На экранах показали фильм «Матрица», главный герои которого живут в имитируемом мире и не знают этого. Фильм оказал большое культурное влияние и превратил симуляцию реальности в мейнстрим.
• В этом же году Хироказу Като представил открытую библиотеку ARToolKit для создания приложений с дополненной реальностью. С её помощью разработчики могли накладывать компьютерное изображение на изображение с камеры.
• 2003 год
• Национальная футбольная лига (НФЛ) использовала AR в камере для аэросъёмки SkyCam для рисования по полю маркером.

История VR

Virtual Fixtures

Nintendo Virtual Boy

История VR

• 2009 год
• Журнал Esquire с Робертом Дауни — младшим использует AR в печатной версии. Сканируя штрих-код в журнале, читатели могли погружаться в дополненную реальность.
• В этом же году ARToolKit становится доступным для интернет-браузеров.
• 2013 год
• Google запустила открытое бета-тестирование очков Google Glass. Они подключаются к интернету на смартфоне через Bluetooth. Очки следят за речью пользователя, касаниями и движением головы.
• 2015 год
• Microsoft объявила о запуске операционной системы со смешанной реальностью Windows Holographic и AR-гарнитуры HoloLens. В устройстве используются датчики и средства обработки для смешивания голограмм с реальным миром.
• 2016 год
• Компания Niantic выпустила игру Pokémon Go, которая стала одним из популярных приложений для смартфонов и подняла интерес к другим играм с дополненной реальностью.
• 2017 год
• Apple добавила поддержку ARKit в операционной системе iOS 11, чтобы разработчики могли быстро создавать приложения с дополненной реальностью. Владельцы iPhone и iPad получили возможность использовать AR-приложения без специального оборудования.
• 2018 год
• Magic Leap объявила о старте продаж своих первых очков смешанной реальности Magic Leap One Creator Edition. Комплект продаётся в шести городах США и стоит $2295

Фото: Mashable

Фото: Engadget

Свойства VR

Полный набор встретить можно редко, но ниже перечислены те особенности, на которые нужно ориентироваться при создании виртуальной реальности.

• Правдоподобная — поддерживает у пользователя ощущение реальности происходящего.
• Интерактивная — обеспечивает взаимодействие со средой.
• Машинно-генерируемая — базируется на мощном аппаратном обеспечении.
• Доступная для изучения — предоставляет возможность исследовать большой детализированный мир.
• Создающая эффект присутствия — вовлекает в процесс как мозг, так и тело пользователя, воздействуя на максимально возможное число органов чувств.

Типы VR

• VR с эффектом полного погружения

• Этот тип подразумевает наличие трех факторов:

• Правдоподобная симуляция мира с высокой степенью детализации.
• Высокопроизводительный компьютер, способный распознавать действия пользователя и реагировать на них в режиме реального времени.
• Специальное оборудование, соединенное с компьютером, которое обеспечивает эффект погружения в процессе исследования среды. О нём мы чуть позже поговорим более подробно.

Оборудование

• Шлемы и очки / Head Mounted Display, HMD
• 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:

• Для компьютера — работают в связке с ПК или консолями: Oculus Rift, HTC Vive, Playstation VR.
• Для мобильных устройств — называются гарнитурами и работают в связке со смартфонами, представляют из себя держатель с линзами: Google Cardboard, Samsung Gear VR, YesVR.
• 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.

Оборудование

• Комнаты / Cave Automatic Virtual Environment, CAVE

• 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.

Оборудование

• Информационные перчатки / Datagloves

• 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).

Оборудование

• Джойстики (геймпады) / Wands

• 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.

Области применения VR

• Обучение

• VR используется для моделирования среды тренировок в тех занятиях, в которых необходима предварительная подготовка: например, управление самолетом, прыжки с парашютом и даже операции на мозге.
• Важно посмотреть

• https://youtu.be/HVdeE3qQZlw

Области применения VR

• Наука

• VR позволяет улучшить и ускорить исследование молекулярного и атомного мира: погружаясь в виртуальную среду, ученый может обращаться с частицами так, будто это кубики LEGO.
• Важно посмотреть

• https://youtu.be/Ihwcx0LhfyM

Области применения VR

• Медицина

• Кроме помощи в обучении хирургов, технология VR оказывается полезной и на самих операциях: врач, используя специальное оборудование, может управлять движениями робота, получая при этом возможность лучше контролировать процесс.
• Важно посмотреть

https://youtu.be/DLj4ImsVkDQ

Области применения VR

• Промышленный дизайн и архитектура

• Вместо того, чтобы строить дорогостоящие модели машин, самолетов или зданий, можно создать виртуальную модель, позволяющую не только исследовать проект изнутри, но и проводить тестирование его технических характеристик.
• Важно посмотреть

https://youtu.be/Jv6maQ_3p5k

Области применения VR

• Игры и развлечения

• На данный момент это самая известная и самая широкая область использования VR: сюда входят как игры, так и кино, виртуальный туризм и посещение различных мероприятий.
• Как мы уже говорили, VR продолжает интегрироваться с разными сферами нашей жизни и из мифа научной фантастики она превратилась в (виртуальную) реальность, так что выбирайте область для разработки, и — вперед. Стандартизацией технологий VR сейчас занимается международная организация Global Virtual Reality Association.
• Важно посмотреть

https://youtu.be/zDAYZU4A3w0

Перспективы развития VR

• Будущее игрового рынка

• Не выходя из дома побывать в Австралии, увидеть футбольный матч между Арсеналом и Челси с эффектом полного присутствия, погонять на скорость на «почти» настоящих машинах – всё это можно будет сделать с помощью применения элементов виртуальной реальности, рынок которой идет вперед семимильными шагами и приходит во все страны нашего мира.

• Сейчас Virtual Reality для игрового рынка и игровой отрасли – не новость. Уже сейчас существует несколько шлемов ВР, например:

• Oculus Rift (Oculus VR);
• HTC Vive (HTC);
• Sony PlayStation VR (Sony);
• Мобильные шлемы для смартфонов Android;
• Windows Mixed Reality (Microsoft).

• Все эти шлемы (и новые, которые будут разработаны), подстегивают игровую сферу к росту. Для качественной работы этих устройство требуются более мощные компьютеры, более быстрые способы передачи информации. Всё это приведет к тому, что, в скором времени, мощность компьютеров будет возрастать, будут разработаны технологии, которые заменят традиционные Wi- Fi и Bluetooth. Это (и не только) и есть перспективы развития виртуальной реальности.

Перспективы развития VR

• Будущее видеорынка

• Уже сейчас есть видео, которые предоставляют возможности 360-ти градусной панорамы. Но такие видео поддерживают несколько платформ (в частности, YouTube и Facebook), количество таких видеороликов ограничено. Но спрос на него уже есть. Это приведет к тому, что видеофильмы будущего будут полностью построены на ВР-технологиях. Для конечных потребителей видео контента это будет значить, что люди уже не будут сторонними наблюдателями в фильмах, а начнут полностью «погружаться» в действие фильма, возможно, даже смогут влиять на результаты действий героев. Вариативность концовок фильмов – тоже важный момент для зрителей

Перспективы развития VR

• Проблемы развития ВР-технологии

• Но не всё так радужно в этом VR-мире. Во-первых, слишком дорогие устройства (шлемы). Сейчас стоимость такого оборудования не позволяет покупать такие шлемы каждому желающему. Во- вторых, пользоваться этими шлемами не удобно. Компании придумывают способы, как улучшить юзабилити этих устройств, устранив существующие неудобные их части. В-третьих, аналитики, утверждающие о росте рынка ВР, могут ошибаться.

• Но перспективы виртуальной реальности очевидны. Получится у компаний из этой индустрии добиться успеха или нет – покажет время. А интерес пользователей к этому рынку есть.

• Но перспективы виртуальной реальности очевидны. Получится у компаний из этой индустрии добиться успеха или нет – покажет время. А интерес пользователей к этому рынку есть.

Плюсы и минусы VR

• Аргументы «за» и «против» виртуальной реальности
• Сколько людей, столько и мнений, но все же можно выделить как плюсы, так и минусы virtual reality.
• К положительным характеристикам можно отнести следующие параметры:

• Взаимодействие с играми на новом, впечатляющем уровне. Такого еще не было никогда. Сидя дома, можно путешествовать по древнему Египту либо же воевать в космосе за новую планету. Так как происходящее в устройстве кажется настоящим, то и эмоции от этого неподдельные.
• Хороший досуг. После тяжелого учебного или рабочего дня можно погрузиться в фантастический мир, забыв обо всех проблемах, не выходя из дома.
• Развитие нестандартного мышления. Порою в играх приходится моментально реагировать, иначе никак. Без этой способности в них нельзя «выжить», так что геймерам нужно адаптироваться.

Плюсы и минусы VR

• Минусы:

• Нагрузка на нервную систему. Из-за того, что в ужастиках ощущение страха достигается за счет громких звуков и резкой смены картинки, это может отрицательно повлиять на нервную систему геймера.
• Высокая цена устройства. Дополненная реальность – игрушка не из дешевых, и за такое удовольствие придется платить, и платить не мало.
• Занимает большое количество времени. Игры и просмотр фильмов в ВР затягивают надолго, можно и не заметить, как уже наступила глубокая ночь.
• Опасности технологии виртуальной реальности
• Плюсы и минусы виртуальной реальности
• Несмотря на продолжительные работы над совершенствованием системы виртуальной реальности, она способна навредить человеческому здоровью. Нередко пользователи после сеанса VR чувствуют головокружение или головную боль. О дезориентации и говорить не стоит. В таком мире происходит разлад синхронизации органов чувств, что и вызывает такие симптомы.

• Кроме этого, технология опасна тем, что всегда есть неокрепшие умы молодых геймеров, которые неспособны контролировать свое времяпровождение. Они могут повторить судьбу игроков, которые осознанно отказывались от реальной жизни в пользу вымышленной. То, что каждый сам кузнец своего счастья – бесспорно, но есть ли смысл лишний раз подвергать человечество новой опасности – неизвестно.

Спасибо за внимание