За последние 10 лет в сфере интерактивных развлечений происходит стремительный взлет технологии виртуальной реальности. Возможность полностью погрузиться в трехмерное пространство, увидеть неизведанные уголки Земли и даже выйти за пределы планеты – для этого достаточно лишь надеть специальный шлем.
Однако мало кто представляет себе, как устроена виртуальная реальность, как электронные сигналы преобразуются в 3D-картинку, к которой буквально можно прикоснуться. Кроме того, не менее интересна и история развития VR, которая насчитывает уже…почти 100 лет!
История виртуальной реальности
Впервые термин «виртуальный» встречается еще в средневековых философских текстах. Тогда этим словом обозначали потенциально возможное существование, недоступное для глаза. Например, дерево всегда виртуально существует в семени – не в будущем, а в самом что ни на есть настоящем времени.
Прадедушкой современного шлема виртуальной реальности можно считать изобретение английского физика Чарльза Уинстона. В 1837 году он создал стереоскопические очки, в которые под разными углами помещались две картинки. Мозг совмещал изображение и делал его объемным.
Первые шаги VR
Начальной же точкой в истории создания виртуальной реальности исследователи технологий называют 1929 год. Тогда для обучения пилотов был создан симулятор самолета Link Trainer. Макет фюзеляжа с креслом и приборной панелью крепился на нескольких шарнирах, а перед симулятором была размещена панель с нарисованным небом. Во время обучения Link Trainer воспроизводил поведение самолета в воздухе, создавая у пилота ощущение полета.
Sensorama Мортона Хейлига
Ключевой этап в истории развития виртуальной реальности – прибор Sensorama профессора Мортона Хейлига, которого называют отцом-основателем технологии VR. В 1956 году он создал аппарат, в котором использовались трехмерный дисплей, подвижное кресло, стереозвук и даже генераторы воздушного потока и запахов для полного погружения в виртуальный мир. Вот что видел человек с помощью «Сенсорамы» более 60 (!) лет назад:
Хейлиг мечтал о создании кинематографа будущего, когда зритель не просто смотрит на изображение перед ним, но сам становится частью сцены. Для «Сенсорамы» изобретатель снял несколько короткометражек, в которых зритель мог почувствовать себя, например, пилотом гоночной машины.
Несколько аппаратов установили в парках аттракционов, однако широкого распространения детище Мортона Хейлига на тот момент не получило. Инвесторы не оценили инновационный подход к развлечениям и отказали профессору в финансировании, так что проект был заморожен.
Headsight
Пальма первенства по созданию рабочей гарнитуры виртуальной реальности принадлежит инженерам компании Philco. В 1961 году они разработали Headsigh – стереоскопический шлем со встроенным дисплеем, который изначально задумывался для нужд военных ведомств.
Шлем подключался к камере, которая могла перемещаться вслед за движениями головы. Разработкой живо заинтересовались крупные масс-медиа и охранные предприятия. Например, журналист мог оказаться в центре опасных событий, находясь при этом на безопасном расстоянии. Тем не менее, полноценной виртуальной реальностью это еще сложно было назвать, так как дисплеи передавали реальное изображение.
«Дамоклов меч»
В 1968 году американские ученые Айвэн Сазерленд и Боб Спруэлл создали первую версию современного VR-шлема – The Sword of Damocles. В гарнитуру были встроены электронно-лучевые трубки, которые передавали совмещенное изображение из объектов реальных и созданных на компьютере. Название «Дамоклов меч» устройство получило из-за своих солидных габаритов. Шлем и подключаемая к нему аппаратура весили столько, что их приходилось крепить к потолку.
Eye Tap
Пионером в области носимой электроники по праву можно назвать канадского инженера Стива Мэнна. В 1980 году он разработал Eye Tap – шлем с видоискателем, который подключался к компьютеру. Все «железо» для работы с гарнитурой, в том числе и батареи питания, было упаковано в рюкзак за спиной. Своим устройством Мэнн доказал, что аппаратура для погружения в виртуальную реальность может не занимать полкомнаты, но быть вполне компактной.
Первая интерактивная среда
В середине 80-х годов человек, надевший шлем ВР, получил возможность стать не просто наблюдателем, а взаимодействовать с виртуальными объектами. В 1984 году была создана система RB2, которая объединила гарнитуру с перчатками. Несмотря на то, что проект считался полностью коммерческим, большим спросом он не отличался – цена стандартной комплектации составляла 100 000 долларов!
Поэтому на некоторое время технология виртуальной реальности почти полностью перешла в сферу науки и исследований. В 1985 году NASA в сотрудничестве с компаниями LEEP Optics и VPL Research разработало систему VIEW (Virtual Interface Environment Workstation). Устройство состояло из шлема Cyberface с двумя LED-дисплеями и перчаток DataGloves, которые распознавали 256 позиций пальцев.
Виртуальные развлечения
В конце 80-х годов возможности виртуальной реальности оценили и разработчики компьютерных игр. Так, в 1989 году компания Nintendo для своей приставки NES выпустила на рынок перчатку Power Glove на базе DataGloves от НАСА. Однако доступный для массовой публики девайс распознавал только 4 движения в горизонтальной плоскости. Да и мощностей приставки явно не хватало, так что немногочисленные интерактивные игры постоянно зависали.
В 1990 году инженер Джонатан Валдерн представил игровой автомат Virtuality 1000CS. Это была комплексная система виртуальной реальности, с помощью которой игрок в шлеме и с джойстиком в руках мог управлять гоночным болидом или истребителем.
Настоящей сенсацией на рынке видеоигр стал появившийся в 1993 году шлем Sega VR для приставки Sega Mega Drive. Стильная гарнитура со встроенными дисплеями и датчиками движения головы должна была стоить всего 200 долларов.
В следующие 5–6 лет свои разработки в сфере виртуальной реальности предлагали Nintendo, Sony и даже Apple. Правда, почти все устройства сталкивались с одними и теми же проблемами. Под гарнитуры создавалось совсем немного игр, к тому же виртуальное изображение в очках было нестабильным и обладало низким разрешением, так что игровой процесс часто вызывал головную боль и тошноту. Поэтому крупные компании сосредоточили свои силы на разработке «железа», игр и ПО под персональные компьютеры.
Пожалуй, самой перспективной разработкой на тот момент можно считать автоматическую виртуальную комнату Cave, в которой одновременно могло находиться несколько пользователей. Данная система применяется по сей день для обучения водителей такси и пилотов авиалайнеров.
Тем не менее, к концу 90-х годов интерес крупных компаний к системам VR стал постепенно спадать ввиду дороговизны разработки и столь же высокой стоимости конечного продукта. Вновь о виртуальной реальности, как о доступной и массовой технологии будущего, заговорили лишь в 2012 году.
Oculus Rift и ренессанс VR
В тот год энтузиаст-самоучка Палмер Лаки вместе с легендарным разработчиком шутера Doom Джоном Кармаком основали компанию Oculus. Запустив на платформе Kickstarter компанию для сбора средств на создание шлема виртуальной реальности, они в считанные месяцы накопили более 2 миллионов долларов.
В первой половине 2013 года публике был представлена гарнитура Oculus Rift, которая отличалась эргономичным дизайном и высоким разрешением картинки. Еще 3 года спустя фирму Лаки и Кармака купил соцсетевой гигант Facebook, что дало разработчикам неограниченную финансовую свободу.
Сейчас рынок VR-индустрии представлен тремя сильнейшими игроками: Oculus Rift, HTC Vive и PlayStation VR. Кроме того, устройства виртуальной и дополненной реальности активно разрабатываются компаниями Microsoft и Google.
VR – как это работает?
Принципы работы виртуальной реальности основаны на взаимодействии трех компонентов с виртуальным пространством:
- Система в шлеме отслеживает положения головы пользователя и поворачивает изображение в нужную сторону.
- Если шлем дополняется специальными джойстиками, пользователь может перемещаться в виртуальном мире, брать и двигать предметы.
- Датчики в шлеме определяют направление взгляда, делая процесс пребывания в виртуальном мире более естественным.
В шлеме VR установлены линзы, разделенные перегородкой. На них подается два изображения под разными ракурсами, которые наш мозг объединяет в одно. Современные модели позволяют передавать изображение с разрешением 1080 х 1200 пикселей. А стереозвучание обеспечивают встроенные наушники.
Существует два основных типа шлемов VR:
- Полноценные гарнитуры. Такие шлемы снабжены собственным ПО и подключаются к ПК или к игровой приставке.
- Мобильные гарнитуры. Они снабжены разъемом под смартфон, на который ставится специальное приложение. С его помощью в очках можно запускать игры и смотреть фильмы.
Полноценные шлемы обладают большими возможностями, однако и стоят прилично. Цена за тот же Oculus Rift колеблется в районе 30–33 тысяч рублей. А вот мобильные шлемы обойдутся гораздо дешевле. Например, в нашем каталоге вы найдете продвинутые очки Samsung Gear VR с большими углами обзора и продвинутыми датчиками. А для детей мы можем предложить доступные очки View Master, совместимые с любыми моделями смартфонов.
Перспективы развития виртуальной реальности
По прогнозам технических экспертов, в ближайшие 5 лет устройства виртуальной реальности станут столь же массовыми и популярными, как сейчас смартфоны. Если на данный момент в мире продается около 14 миллионов шлемов, то уже к 2021 году эта цифра вырастет до 70 миллионов.
Технологии виртуальной реальности достигнут такого уровня развития, что обеспечат качество изображения в 4000 × 4000 точек на каждый глаз при 90 fps. Это позволит применять их в самых разнообразных сферах. Конечно, основной упор будет сделан на индустрию развлечений. Шлемы VR обеспечат полное погружение в игровой процесс с максимальным уровнем реалистичности.
Уже сейчас c помощью VR можно, не вставая с дивана, посетить художественные музеи по всему миру, например, лондонскую галерею Курто или Музей Сальвадора Дали в американском Сент-Питерсбурге.
В скором времени точно так же пользователь сможет побывать на концерте любимой группы или посмотреть спортивный матч в прямом эфире. Фильмы и сериалы, снятые панорамными камерами, позволят зрителям буквально попасть в сюжет.
К 2020 году несколько крупных компаний по продаже недвижимости собираются разработать виртуальные каталоги объектов. Вы сможете зайти в дом, который находится в тысячах километров от вас, оценить интерьеры и убранство комнат.
Мониторы, клавиатуры, мыши, джойстики – все это заменят виртуальные элементы управления. Виртуальная реальность позволит создать новые методики образования, расширит возможности медицинского обслуживания, промышленных разработок, общения и взаимодействия пользователей.
