Искусственные миры входят в нашу жизнь(Продолжение. Начало в номере за 19 декабря)Множество областей применения ВРТехнологию виртуальной реальности следует рассматривать как новый метод для изучения и взаимодействия со сложными, компьютеризованными данными. В отличие от традиционных возможностей, имеющихся у персонального компьютера, эта новая технология позволяет представлять виртуальный мир в трехмерном виде - в том масштабе, который наиболее всего соответствует методам человеческого восприятия. Она позволяет вполне реалистично взаимодействовать с виртуальными объектами, сочетает в себе как невизуальные способы, так и виртуальные ощущения и обладает огромным потенциалом, который позволяет пользователям, удаленным друг от друга на большие расстояния, испытывать одни и те же ощущения. Эти уникальные характеристики и делают применение технологии ВР очень полезным в большом количестве разных областей человеческой деятельности.К примеру, системы ВР используются американскими военными для обучения боевых летчиков на сценариях настоящих сражений и для подготовки солдат для выполнения опасных заданий в удаленных точках земного шара. Потенциальные области использования технологии ВР в мирных целях включают в себя имитацию поведения при несчастных случаях и всевозможных катастрофах для выработки необходимых навыков, обучение использованию сложного оборудования, маневрированию судами, а также практике посадок на воздушном шаре. ВР представляет собой превосходный инструмент для визуализации и понимания трехмерных структур в таких областях, как промышленный дизайн и человеческая анатомия. Вдобавок к этому, виртуальная среда предоставляет нам возможность изучать репродукции археологических структур и узлов; посещать подводные кладбища кораблей, не умея нырять; исследовать планетарные системы и целые галактики, преодолевая ограничения, наложенные на перемещение по реальной вселенной. В архитектуре и городском планировании системы ВР позволяют представить полностью реалистичную трехмерную модель еще не построенного здания и оценить предполагаемые расходы. Прогулка по виртуальному зданию может лучше донести до посетителя замысел архитектора и позволит выяснить его впечатления от будущего строения. Виртуальная модель нового терминала аэропорта позволит смоделировать сложную обстановку в реальных условиях напряженной повседневной работы. В области медицины виртуальная реальность используется в образовательных целях, а также для изучения анатомии, при диагностике различных заболеваний, в хирургии и при совместном осуществлении операций. Производители медицинского оборудования могут смоделировать работу оборудования и даже построить виртуальное хирургическое отделение, чтобы определить способы оптимального размещения оборудования и персонала. Интересный эффект может быть достигнут при борьбе с различными фобиями. Особенно с акрофобией (боязнью высоты), т.к. подобные условия могут быть довольно легко смоделированы в виртуальной среде и в дальнейшем использоваться для того, чтобы постепенно подводить пациента к ситуациям, которые могут возникнуть в реальном мире. Авторской областью исследования ВР является промышленное применение систем ВР для анализа сложных трехмерных структур в авиастроительстве, космическом строительстве, в авто- и кораблестроении и в других схожих областях. Виртуальные прототипы этих дорогостоящих конструкций помогут заметно сократить количество драгоценного времени и избежать немалых расходов, связанных с созданием физических макетов, а кроме этого они могут быть использованы для тестирования и проверки новых концепций. Подобным же образом виртуальное моделирование производственного процесса, последовательности сборки или задач по техническому обслуживанию будет способствовать обнаружению всевозможных дефектов на ранних стадиях производства. Ощущения, которые вызывает у человека пребывание в виртуальной реальности, создаются путем обработки компьютером битов и байтов, т.е. информации, представленной в цифровой форме. Поэтому следующим логическим шагом было бы послать эти данные через компьютерные сети и разрабатывать приложения ВР, которые могли бы в них исполняться. Это могло бы ввести новое измерение в понятие виртуальной реальности. В этом случае пользователи, находящиеся в разных точках земного шара, могли бы встречаться в виртуальной среде, видеть друг друга, общаться между собой и совместно работать над различными задачами в интерактивном режиме в этом многопользовательском виртуальном сообществе. Но созданию таких сообществ, к сожалению, препятствуют очень высокие требования к пропускной способности сетей. Сегодня термин "виртуальная реальность" используется и для приложений, в которых не создается полноценная виртуальная среда. Сейчас границы несколько размыты, но все различия будут иметь очень важное значение в будущем. Например, наблюдатель с помощью стереоочков может лицезреть трехмерные миры на самом обыкновенном компьютерном мониторе и взаимодействовать с ними с помощью мыши. Сразу несколько пользователей смогут перемещаться по одному и тому же виртуальному пространству с помощью больших проекционных экранов, на которых можно было бы осуществлять полномасштабный рендеринг изображения. Парки развлечений могли бы предложить своим посетителям виртуальные поездки, подключив эти системы к покачивающимся в разные стороны креслам. Для пользователей Интернета, пожалуй, одной из наиболее интересных сторон этой технологии является недавно разработанный стандарт VRML (Virtual Reality Modeling Language, Язык моделирования Виртуальной реальности), который добавляет новое измерение к Всемирной Паутине. В то время как HTML (HyperText Markup Language, Язык разметки ГиперТекста) является в настоящее время стандартом для разработки домашних страниц, VRML позволяет создавать в Web полностью трехмерные миры - миры, которые могут быть вполне полнофункциональными и интерактивными, с линками на другие Web-страницы. В будущем личные страницы могут быть замещены "личным пространством". Пользователь Интернет сможет просматривать и манипулировать трехмерными моделями VRML на обычном компьютере,используя для этих целей стандартные дополнительные модули для наиболее распространенных броузеров (таких, как Netscape Navigator или Microsoft Internet Explorer). Но серьезные приложения VRML потребуют от пользователя достаточно мощного компьютера и высокоскоростного соединения. Другая новая технология, получившая название "гиперреальности", объединяет реальные и виртуальные миры. С помощью "прозрачного" HMD-устройства пользователь может видеть виртуальные объекты, наложенные на реальный мир. Возможные применения этой технологии - использование "виртуальных подсказок" при оказании технической поддержки; визуализация обычно невидимых субстанций, таких, как радиация, в исследовательской лаборатории и, наконец, виртуальное воссоздание ультразвукового изображения точного местоположения зародыша в материнской утробе. Некоторые системы, называемые системами телеприсутствия, позволяют пользователю наблюдать за местом, находящимся в тысячах километров от него, постоянно записывая изображение на видеокамеру. Если человек хочет осмотреться вокруг, камеры синхронно передвигаются, и пользователь получает соответствующее изображение. Операция "Mars Pathfinder" в 1997 году использовала схожую концепцию, чтобы рассмотреть поближе марсианскую поверхность из кабины марсохода. Исследования космоса также во многом бы выиграли от использования робототехники, которая позволяет производить манипуляции с реальными объектами с помощью дистанционного управления. В телемедицине и телехирургии технология виртуальной реальности может быть использована для дистанционного контроля за исполнением медицинских операций, требующих особой точности.
ОграниченияНесмотря на все вышесказанное, следует отметить, что большинство из областей возможного применения ВР все еще находятся в стадии разработки, и лишь в единичных случаях новая технология применяется в повседневной работе. Дело в том, что ВР - это достаточно дорогое удовольствие, к тому же большинство потенциальных пользователей с ней не знакомы. Есть у нее и другие недостатки.В основном это касается низкого качества изображения и недостаточно высокого разрешения, а также неестественных ограничений поля обзора, недостаточной эффективности работы в реальном времени, нестабильности формируемого изображения и чувства дискомфорта, вызываемого у пользователя громоздким оборудованием. Эти ограничения заметно снижают эффективность применения данной технологии в определенных областях. В настоящее время для решения этих проблем требуется весьма дорогое профессиональное оборудование. Решив проблему оборудования, вы можете столкнуться и с другой неприятностью: создание трехмерной компьютерной модели для задуманного вами применения с последующими возможностями взаимодействия с ней в полнофункциональном виртуальном мире. Подобная задача требует привлечения высококвалифицированного технического персонала, а также тщательного изучения области применения, общего понимания влияющих на человеческое восприятие психологических факторов, ну и, естественно, достаточно большого воображения и недюжинных творческих способностей. Кроме чисто технических ограничений, нам еще очень мало известно о том, какие психические и физиологические отклонения могут наблюдаться у людей, проводящих большое количество времени в виртуальной среде, особенно в мирах с эмоциональным содержанием. Здесь могут быть подняты и различные этические вопросы. Например, могут ли новые технологии вызвать наркотическую привязанность? Можно ли их использовать для промывания мозгов? Если границы между реальным и виртуальным миром размыты, то как это может повлиять на самосознание человека и на отношения между людьми? Чтобы ответить на все эти вопросы, на всех стадиях разработки устройств ВР и виртуальных миров должны применяться такие прикладные дисциплины, как когнитивная психология и физиология, а также психология восприятия. Михаил ШАРУБИН (Окончание следует) |