Интерфейсы виртуальной реальности
Виртуальная реальность, ВР, искусственная реальность, электронная реальность, компьютерная модель реальности (от лат. virtus - потенциальный, возможный и лат. realis - действительный, существующий; англ. virtual reality, VR) - созданный техническими средствами мир (объекты и субъеты), передаваемый человеку (посетителю этого мира) через его ощущения: зрение, слух, обоняние и другие.
Виртуальная реальность имитирует как воздействие, так и реакции на воздействие. Для создания убедительного комплекса ощущений реальности компьютерный синтез свойств и реакций виртуальной реальности производится в реальном времени.
Объекты виртуальной реальности обычно ведут себя близко к поведению аналогичных объектов материальной реальности. Пользователь может воздействовать на эти объекты в согласии с реальными законами физики (гравитация, свойства воды, столкновение с предметами, отражение и т. п.). Однако часто в развлекательных целях пользователям виртуальных миров позволяется больше, чем возможно в реальной жизни (например: летать, создавать любые предметы и т. п.).
Понятие искусственной реальности было впервые введено Майроном Крюгером в конце 1960-х.
В 1964 году Станислав Лем в своей книге «Сумма Технологий» под термином «Фантомология» описывает задачи и суть ответа на вопрос «как создать действительность, которая для разумных существ, живущих в ней, ничем не отличалась бы от нормальной действительности, но подчинялась бы другим законам?».
В 1989 году Джарон Ланьер ввёл более популярный ныне термин «виртуальная реальность».
В фантастической литературе жанра киберпанк виртуальная реальность есть способ общения человека с «киберпространством» — некой средой взаимодействия людей и машин, создаваемой в компьютерных сетях.
Не следует путать виртуальную реальность с дополненной. Их коренное различие в том, что виртуальная конструирует новый искусственный мир, а дополненная реальность лишь вносит отдельные искусственные элементы в восприятие мира реального.
Дополненная реальность — добавление к поступающим из реального мира ощущениям мнимых объектов, обычно вспомогательное или информативное свойства.
Известным примером дополненной реальности может служить нашлемное целеуказание в самолѐтах-истребителях, вывод дополнительной информации на ветровое стекло автомобиля.
Увеличенная, или дополненная, реальность — воспринимаемая смешанная реальность (англ. mixed reality), создаваемая с использованием "увеличенных" с помощью компьютера элементов воспринимаемой реальности (когда реальные объекты монтируются в поле восприятия).
Среди наиболее распространенных примеров увеличения воспринимаемой реальности — параллельная лицевой цветная линия, показывающая нахождение ближайшего полевого игрока к воротам при телевизионном показе футбольных матчей, стрелки с указанием расстояния от места штрафного удара до ворот, "нарисованная" траектория полета шайбы во время хоккейного матча и т. п.
Системами «виртуальной реальности» называются устройства, которые более полно, по сравнению с обычными компьютерными системами, имитируют взаимодействие с виртуальной средой, путём воздействия на все пять имеющихся у человека органов чувств.
Первой системой виртуальной реальности стала «Кинокарта Аспена» (Aspen Movie Map), созданная в Массачусетском Технологическом Институте в 1977 году. Эта компьютерная программа симулировала прогулку по городу Аспен, штат Колорадо, давая возможность выбрать между разными способами отображения местности. Летний и зимний варианты были основаны на реальных фотографиях.
К современным системам (интерфейсам) виртуальной реальности относятся:
1. Шлем виртуальной реальности — устройство, позволяющее частично погрузиться в мир виртуальной реальности, создающее зрительный и акустический эффект присутствия в заданном управляющим устройством пространстве. Представляет собой устройство, надевающееся на голову, снабженное видеоэкраном и стерео- или квадрафонической акустической системой. Название «шлем» достаточно условное: современные модели гораздо больше похожи на очки, чем на шлем. Шлем создаёт объёмное изображение, подавая две разные картинки каждому глазу. Кроме того, шлем может содержать гироскопический или инфракрасный датчик положения головы.
2. Виртуальный ретинальный монитор (Virtual retinal display, VRD; retinal scan display, RSD) - технология устройств вывода, формирующая изображение непосредственно на сетчатке глаза. В результате пользователь видит изображение, «висящее» в воздухе перед ним.
3. Многоканальная акустическая система, позволяет производить локализацию источника звука, что позволяет пользователю ориентироваться в виртуальном мире с помощью слуха.
4. Перчатки виртуальной реальности могут быть составной частью костюма виртуальной реальности, отслеживающего изменение положения всего тела и передающего также тактильные, температурные и вибрационные ощущения.
5. Устройство для отслеживания перемещений пользователя может представлять собой свободно вращаемый шар, в который помещают пользователя или осуществляться лишь с помощью подвешенного в воздухе или погруженного в жидкость костюма виртуальной реальности. Также разрабатываются технические средства для моделирования запахов.
6.Трекинг - это специальная технология, лежащая в основе взаимодействия человека с виртуальным миром. Она предназначена для определения позиции и ориентации реального объекта (например, руки, головы или специального устройства) в виртуальной среде с помощью нескольких степеней свободы. Как правило трех координат его расположения (x, y, z) и трех углов, задающих его ориентацию в пространстве («крен», «тангаж», «рыскание» или углы Эйлера).
Телеприсутствие - набор технологий, позволяющий пользователю получить впечатление того, что он находится и/или воздействует на место, отличное от его физического местоположения.Эта технология проведения сеансов видеоконференцсвязи, обеспечивающая максимально возможный эффект присутствия собеседников в одной комнате (кабинете или зале). Суть телеприсутствия во взаимодействии с другим, реальным местом, и в отличие от виртуальной реальности, где пользователь ощущает себя в виртуальном пространстве. Системы телеприсутствия и виртуальной реальности используют схожее оборудование для взаимодействия с пользователем.