Краткая история виртуальной реальности — Музеи и инновации EVE — Новости AR/VR
Сегодня компьютерная графика применяется во многих сферах нашей повседневной жизни. В 21 веке трудно представить архитектора, инженера или музейного дизайнера, работающего без рабочей станции с компьютерной графикой. В последние десятилетия быстрое развитие микропроцессорной техники привело к созданию более быстрых и эффективных компьютеров, оснащенных самыми лучшими и быстрыми графическими процессорами по доступным ценам. Это системы, доступные даже для обычного пользователя, чтобы он мог перемещаться по негостеприимному миру компьютерной графики. Это увлечение новой, самостоятельно созданной параллельной реальностью часто начинается с «игр» и длится вечно. Он позволяет нам увидеть окружающий мир в другом измерении и испытать то, что недоступно в реальной жизни, и что еще не создано человеком. С другой стороны, мир трехмерной графики не имеет ни границ, ни ограничений, и мы можем создавать и управлять им сами по своему желанию – мы можем улучшить его в четвертом измерении: в нашем воображении…-
Но этого недостаточно: мы все хотим еще и еще. Мы хотим войти в этот мир и взаимодействовать с ним, а не просто видеть его на экране. Эту технологию, которая уже давно стала чрезвычайно популярной, мы называем Виртуальной Реальностью (с этого момента мы будем называть ее ВР). Первую идею виртуальной реальности выдвинул Иван Сазерленд в 1965 году: «создать (виртуальный) мир, который выглядит на экране и выглядит реальным, звучит реальным, ощущается реальным и реалистично реагирует на действия зрителя» (Сазерленд, 1965). С тех пор прошло много времени; Было проведено много исследований, и его статус-кво изменился: «Задача Сазерленда о «земле обетованной» еще не решена, но, по крайней мере, мы это видим» (Brooks, 1995).
Давайте кратко рассмотрим последние четыре десятилетия исследований виртуальной реальности и рассмотрим их основные моменты:
• Сенсорама: В 1960-1962 годах Мортон Хейлиг создал мультисенсорный тренажер. Это был предварительно записанный цветной и стереофильм, дополненный бинауральным звуком, запахом, ветром и дополнительными ощущениями от вибрации сиденья. Это был первый подход к созданию системы виртуальной реальности со всеми функциями виртуальной среды, но он не был интерактивным.
• Лучший дисплей: В 1965 году Айвен Сазерленд предложил окончательное решение для создания виртуальной реальности: концепцию искусственного конструирования реального мира, включая интерактивную графику, силовую обратную связь, звук, запах и вкус.
• «Дамоклов меч»: первая система виртуальной реальности, сделанная на аппаратном уровне, а не только как концепт. Айвен Сазерленд создал устройство, которое считается первым дисплеем на голове (HMD) с надлежащим мониторингом головы в реальном времени. Изображение дополнялось стереоскопическим изображением, которое корректно обновлялось в соответствии с положением и ориентацией головы пользователя.
• ГРУППА: первый прототип системы обратной связи VR, изготовленный в Университете Северной Каролины (UNC, США) в 1971 году.
• ВИДЕОПЛАС: Искусственная реальность, созданная в 1975 году Майроном Крюгером: «концептуальная среда, не существующая». В этой системе силуэты пользователей, снятые камерами, проецировались на большой экран. Участники могли взаимодействовать друг с другом благодаря методам обработки изображений, которые определяли их положение в двухмерном пространстве экрана (что в конечном итоге превратилось в систему Kinect).
• VCASS: Томас Фернесс из Лаборатории медицинских исследований Армстронга ВВС США разработал симулятор визуальных бортовых систем в 1982 году; это был продвинутый авиасимулятор. Пилот-истребитель носил HMD в своем шлеме, который увеличивал его обзор из кабины, создавая графику, описывающую ориентацию или оптимальную информацию о его траектории полета.
• ЖИТЬ: VIrtual Visual Environment Display, созданный в НАСА Эймс в 1984 году с использованием готовой технологии, на самом деле представлял собой стереоскопический монохромный HMD.
• ОПВ: компания VPL производит популярные DataGlove (1985 г.) и Eyephone HMD (1988 г.), первые устройства виртуальной реальности, коммерчески доступные для широкой публики.
• СТРЕЛА: выпущен на рынок в 1989 году компанией Fake Space Labs. BOOM представляет собой небольшую коробку с двумя ЭЛТ-мониторами, которые можно просматривать через отверстия для глаз. Пользователь мог держать коробку, подносить ее к глазам и перемещаться по виртуальному миру, поскольку входящая в комплект цифровая система могла измерять положение и ориентацию коробки.
• Прохождение проекта UNC: во второй половине 1980-х годов в Университете Северной Каролины было разработано архитектурное приложение, позволяющее совершать виртуальное путешествие. Для улучшения качества этой системы были созданы различные устройства виртуальной реальности, включая HMD, оптические трекеры и графический движок Pixel-Plane.
• Виртуальная аэродинамическая труба: Это было еще одно приложение NASA Ames, разработанное в начале 1990-х годов, которое позволяло наблюдать и исследовать поля потока с помощью BOOM и DataGlove.
• ПЕЩЕРА: Представленная в 1992 году CAVE (автоматическая виртуальная среда CAVE) представляет собой систему научной визуализации в сочетании с виртуальной реальностью. Вместо использования HMD он проецирует стереоскопические изображения на стены комнаты (пользователь должен носить затворную линзу LCD). Такой подход обеспечивает превосходное качество изображения и разрешение, а также более широкое поле зрения по сравнению с системами на основе HMD.
• Дополненная реальность (AR): технология, которая «представляет виртуальный мир, который обогащает, а не заменяет реальный мир» (Брайсон, 1992c). Это достигается за счет прозрачных HMD, которые накладывают виртуальные трехмерные объекты на реальные объекты. Ранее он использовался для обогащения обзора летчика-истребителя дополнительной полетной информацией (VCASS). Благодаря своему огромному потенциалу — улучшению человеческого зрения — дополненная реальность стала центром многих исследовательских проектов в начале 1990-х годов.
Что такое ВР? Чем не ВР?
В начале девяностых годов, как мы уже говорили, развитие в области виртуальной реальности стало намного более сложным и разнообразным, что сделало термин Виртуальная реальность очень популярным. О виртуальной реальности можно было услышать практически во всех видах медиа, особенно связанных с голливудскими блокбастерами, ныне непонятными без синтетической графики, а если нет, то спросите у Marvel. Эта многообещающая и увлекательная новая технология вызвала больший интерес у публики, чем, например, типичная компьютерная графика. Следствием этого является то, что сегодня граница между 3D-графикой и виртуальной реальностью сбивается с толку. Мы собираемся кратко объяснить некоторые определения виртуальной реальности и ее основные принципы.
Виртуальная реальность (VR) и виртуальные среды (VE) взаимозаменяемы в вычислительном сообществе. Это самые популярные и наиболее используемые термины, но есть и много других: синтетический опыт, виртуальные миры, искусственные миры или искусственная реальность. Все эти имена на самом деле означают одно и то же:
• «Интерактивная графика в реальном времени с трехмерными моделями в сочетании с технологией отображения, которая предлагает пользователю погружение в модель мира и прямое управление». (Фукс, 1992 г.)
• «Это иллюзия причастности к синтетической среде, а не внешнее наблюдение за такой средой. VR основан на чем-то трехмерном, стереоскопическом. с использованием трекера головы, отслеживания рук/тела и бинаурального звука. VR — это захватывающий мультисенсорный опыт». (Гигант, 1993а).
• «Компьютерные симуляции, использующие 3D-графику и устройства, такие как DataGlove, чтобы позволить пользователю взаимодействовать с симуляцией». (Джарган, 1995).
• «Виртуальная реальность относится к иммерсивным, интерактивным, мультисенсорным, ориентированным на зрителя, трехмерным средам с сочетанием технологий, необходимых для создания этих сред». (Круз-Нейра, 1993а).
• «Виртуальная реальность позволяет ориентироваться и видеть мир в трех измерениях и в реальном времени с шестью степенями свободы. (…) По сути, виртуальная реальность — это клон физической реальности». (Швебер, 1995).
Хотя между этими определениями есть некоторые различия, по существу они эквивалентны. Все они называют виртуальную реальность интерактивным и захватывающим опытом (с ощущением физического присутствия) в симулированном мире (Zeltzer, 1992) (см. рисунок ниже) — и эта ссылка будет использоваться для определения уровня технологического прогресса виртуальной реальности. системы.
Автономность, взаимодействие, присутствие в кубе виртуальной реальности — Zeltzer.
Многие люди, в первую очередь исследователи, используют термин «Виртуальная среда» вместо «Виртуальная реальность» «из-за шумихи и нереалистичных ожиданий, которые с ней связаны» (Gigante, 1993a). Кроме того, говоря о виртуальной реальности, следует упомянуть два важных термина: телеприсутствие и киберпространство. Оба сильно связаны с виртуальной реальностью, но с немного другим контекстом:
• Телеприсутствие: это особый тип виртуальной реальности, который имитирует реальную, но удаленную среду (с точки зрения расстояния или масштаба). Другое более точное определение гласит, что телеприсутствие происходит, когда «на рабочем месте обработчики обладают навыками, позволяющими оператору выполнять обычные человеческие функции; на станции управления оператор получает достаточное количество и качество сенсорной обратной связи, чтобы обеспечить реальное ощущение присутствия на рабочем месте». (Хелд., 1992).
• Киберпространство: она была изобретена и определена Уильямом Гибсоном как «согласованная галлюцинация, которую ежедневно испытывают миллиарды законных операторов (…) графическое представление данных, извлеченных из банков каждого компьютера и направляемых в человеческую систему». Сегодня термин киберпространство больше ассоциируется с развлекательными системами и Всемирной паутиной (Интернетом).
Мы намеренно оставляем открытыми все вопросы, которые могут возникнуть в связи с этим. Огромная эволюция технологий виртуальной реальности указывает на то, что они могут представлять реальную опасность для общества. VR может стать окончательным наркотиком для масс. Мы несем ответственность за выбор правильной дозы.
РЕСУРС:
Томаш Мазурик и Майкл Гервоц (2015): Виртуальная реальность: история, приложения, технологии и будущее. Институт компьютерной графики Венского технологического университета, Австрия.
Если вы хотите получать наш информационный бюллетень и статьи по EVE по электронной почте, пожалуйста, заполните и отправьте прикрепленный информационный бюллетень, заполнив соответствующее поле в регистрационной форме ниже. Ваш адрес электронной почты (пожалуйста, убедитесь, что вы указали его правильно) будет использоваться исключительно для отправки вам наших информационных бюллетеней и статей, и вы можете отказаться от подписки в любое время. Если вы не получили подтверждение подписки, проверьте папку со спамом.