История виртуальной реальности.

Если вспомнить о существовании мира фантазий, сказок, мифов и преданий, то можно считать, что идея виртуальной реальности зародилась очень давно. Фантазии так и оставались фантазиями и вымыслом, пока не появились компьютеры.

Термин “Виртуальная реальность” (ВР) (Virtual Reality (VR)) был первоначально сформулирован Джероном Лениером (Jaron Lanier), организатором соответствующих исследований в 1989 году.

Другие ранние исследования ВР, упоминались следующими авторами: Станиславом Лемом (Stanislaw Lem) в 1963 году “Фантоматика” в книге "Сумма технологий"; Майроном Круегером (Myron Krueger) в1970-х годах - “Искусственная реальность” (Artificial Reality), Уильямом Гибсоном (William Gibson) в 1984-м - “Киберпространство” (Cyberspace). А в начале 1990-ых годов появились термины “Виртуальные миры” (Virtual Worlds) и “Виртуальная среда” (Virtual Environments).

Однако термин “Виртуальная реальность”, когда завоевал популярность, стал использоваться в самых различных случаях, и очень часто совсем не по существу. Это усложняет ситуацию и вводит в заблуждение даже специалистов. Аналогичная ситуация обстоит и с понятием “Искусственный интеллект”.

Иногда по этой причине понятие ВР усложнялось и упоминалось как “Погружающая Виртуальная реальность” (Immersive Virtual Reality). Этим подчеркивалось, что оператор становится погруженным в ВР - в искусственный трехмерный мир, который реализован средствами компьютера.

Шлем с дисплеем (head-mounted display - HMD) был первым устройством, обеспечивающим оператору опыт активного погружения. Принцип действия шлема ВР основан на возникновении эффекта присутствия, когда человеку вместо визуального восприятия окружающего физического мира предъявляется управляемая при помощи обратной связи проекция трехмерного изображения на плоском экране.

Еванс и Сазерленд (Evans, Sutherland) продемонстрировали свой шлем с таким дисплеем еще в 1965 году. Устройство “EyePhone” стало в 1989 самым первым доступным коммерческим шлемом ВР.

В оптической системе типичного шлема ВР размещено два миниатюрных экрана в виде двух визуальных каналов для каждого глаза для представления стереоскопической картины виртуального мира. Датчик, отслеживающий движение, непрерывно измеряет положение и ориентацию головы пользователя. Это позволяет согласовывать производимые компьютером изображения и выстраивать из них сцены объемного мира, соответствующие текущей ориентации взгляда зрителя и его позиции на эту сцену. В результате оператор может осматриваться вокруг, поворачивая голову вместе со шлемом, перемещаться через среду виртуальной реальности.

Для того, чтобы преодолеть неудобства непривычного и неудобного шлема ВР, были предложены альтернативные концепции (например, системы “BOOM” и “CAVE”) для восприятия и погружения в среду виртуальной реальности.

BOOM (Binocular Omni-Orientation Monitor) это устройство со стереоскопическим дисплеем в виде коробки. Экраны и оптическая система размещены в коробке, которая связана с системой шарнирных подвесок на рычаге с датчиками, регистрирующими угловые и линейные перемещения по трем степеням свободы, и вращения по трем степеням свободы. Оператор смотрит в коробку через два отверстия и видит изображение виртуального мира. Он может установить коробку в любую позиции в пределах, допускающих конструкцией устройства. Отработка ориентации объектов виртуального мира, изображаемого на экранах BOOM осуществляется компьютером, который отслеживает при помощи датчиков все положения коробки.

Система CAVE (Cave Automatic Virtual Environment) была развита в университете Штата Иллинойс в Чикаго и обеспечивает иллюзию погружения человека в виртуальный мир при помощи наблюдения проекций стерео-изображений на полу и на стенах комнаты кубической формы. Несколько людей, одевают легкие стерео-очки могут свободно ходить внутри такой комнаты. Система непрерывно отслеживает положение ведущего зрителя и на основании этого формирует стерео-изображения на экранах кубической комнаты.