MENU
Главная » Статьи » Виртуальная реальность

О виртуальной реальности сегодня говорят все

  О виртуальной реальности сегодня говорят все, кто хоть как-то соприкасается с миром компьютеров, а остальные о ней по крайней мере слышали. Однако мало кто четко представляет себе смысл этого термина: у больльшинства он вызывает лишь ассоциации с нашумевшей «Матрицей» и романами Сергея Лукьяненко...

  Термин «виртуальная реальность» (далее для краткости - ВР) зачастую используют применительно к самым разным системам, вплоть до того, что под ВР понимают Интернет. Естественно, столь вольное обращение с терминологией вызывает большую путаницу.

  По версии сайта «Глоссарий.ру» (http://glossary.ru], ВР - это «высокоразвитая форма компьютерного моделирования, которая позволяет пользователю погрузиться в искусственный мир и непосредственно действовать в нем с помощью специальных устройств, связывающих его движения с аудиовизуальными эффектами. Проще говоря, работая с системой ВР пользователь видит, слышит и ощущает лишь то, что генерирует ему система».

  Термин «виртуальная реальность» ввел в обиход Джейрон Ланье - известный специалист в области ВР -технологий (подробнее о нем и его деятельности см. на www.jaronlanier.com), и произошло это во второй половине 1980-х. Можно упомянуть еще ряд терминов-синонимов, идентичных «виртуальной реальности» по смыслу, но употребляемых реже: «искусственная реальность», «киберпространство», «виртуальные миры» и «виртуальные среды». Большинство их хорошо известно любителям научной фантастики.
  Мы будем понимать под виртуальной реальностью искусственный, не существующий в природе мир, в который человек может полностью «погрузиться» не только как наблюдатель, но и как участник. Системы ВР - это технические устройства, создающие для человека иллюзию присутствия в этом искусственном мире и в ряде случаев позволяющие манипулировать его объектами.
  Впрочем, виртуальной реальностью называют не только миры, в которые человек погружается полностью, но и отдельные их элементы, например трехмерные интерактивные модели, отображаемые на стереомониторах или обычных компьютерных дисплеях (в последнем случае для достижения иллюзии объема приходится использовать специальные очки). Для манипулирования объектами в подобной трехмерной среде используются стандартные средства - мышь, джойстик или трекбол.
Однако у всех ВР-систем есть (во всяком случае, должны быть), следующие основные характеристики.

  Моделирование в реальном времени. Система ВР должна выдавать пользователю в ответ на совершаемые действия картинку, звук, а также комплекс осязательных и прочих ощущений (если таковые предусмотрены) момен¬тально, без заметных задержек. Здесь можно провести аналогию с современными 3D-играми, вплотную приблизившимися к воплощению идей ВР: один из критериев качества игрового процесса (который многими воспринимается как «жизнь» в виртуальной вселенной) - плавность видеоряда. Согласитесь, ни ока кой «реальности» не может быть и речи, когда от действия до реакции системы проходит несколько секунд, на протяжении который картинка «замерзает»!
  Реалистичная имитация окружающей пользователя обстановки. Это требование достаточно условно, поскольку на современном этапе развития техники добиться идентичности виртуального окружения реальному почти невозможно - условное и изъяны «цифровой вселенной заметны. Однако прогресс не стоит на месте, возможности компьютеров, особенно их графической подсистемы, а также разнообразных интерфейсов стремительно растут. Кто знает, может быть, рез несколько лет отличить реальные объекты от сгенерированных компьютером станет сложно, или вообще возможно. По крайней мере для статичных изображение сгенерированных компьютером, высокая степень реалистично! уже сегодня не является чем-то ряда вон выходящим: искусственные пейзажи и ландшафты порой выглядят совсем «как живые»
Системы виртуальной реальности иногда различают по числу одновременно работающих пользователей и делят на индивидуальные и коллективные. Как правило, индивидуальные системы ВР создаются на базе устройств отображения, с которыми может работать только один человек (шлемы, очки и т. п.). Системы для коллективной работы создаются на базе средств отображения, доступных сразу нескольким пользователям. Пример стереоскопический видеопроектор, формирующий объемное изображение на большом экране (разуме¬ется, интерактивной в этом случае, ВР-система не будет).
  ВР-система должна давать стетоскопическое изображение, обеспечивающее ощущение глубины пространства. Человек обладает бинокулярным зрением, то есть воспринимает мир обоими тазами сразу. При этом изображения, наблюдаемые каждым глазом, немного отличаются друг от руга и по отдельности не обладают объемностью в этом вы можете убедиться сами, оторвавшись от чтения этой статьи и посмотрев на окружающую вас обстановку сначала обоими глазами, поочередно закрывая то один, то другой глаз, но наш мозг складывает две картинки в единое объемное изображение. Современные технологии генерации псевдо объемных картинок основаны именно на этом эффекте и созданные так называемые стерео-скопческие пары изображений, обеспечивающих иллюзию объема. Как это делается, мы расскажем чуть позже. 
Интерактивность. В «виртуальной вселенной» пользователь должен быть исключительно активным наблюдателем. Он же должен иметь возможность действовать на виртуальное сужение, а оно в свою очередь будет опираться на действия пользователя.
  Полноценная интерактивная ВР немыслима без естественного интерфейса для навигации в трехмерном пространстве, позволяют оглядываться вокруг, двигаться в любых направлениях,
«пролетая» сквозь виртуальную среду. Реалистичность взаимодействия с виртуальными объек¬тами происходит с помощью специальных манипуляторов - «перчаток данных» (так называют перчатки, в ткань которых имплантировано множество датчиков давления, ускорения и положения в пространстве) и подобных им устройств.

  Сегодня требование интерактивности является опциональным: в некоторых ВР-системах человек выступает только в роли наблюдателя, но и это бывает весьма полезно и интересно. ВР-системы даже иногда делят на интерактивные и не интерактивные. Работа с последними больше напоминает просмотр стереоскопического видеофильма, так как пользователь не может повлиять на то, что происходит в виртуальном мире. В качестве примера не интерактивных киберпространств можно назвать вступительные и заключительные ролики в 3D-играх часто их создают на основе той же модели и движка, которые используются в основном игровом действе, только события в ролике разыгрываются по предопределенному сценарию, и пользователь не может его изменить.
  Одно из первых приложений, с которым ВР ассоциируется у пользователей, - это, конечно же, игры. По сути каждая игра в той или иной степени является виртуальным миром! Убедиться в этом проще простого - достаточно послушать хотя бы немного разговоры в геймерской тусовке, и вам сразу станет ясно, что для многих фанатов игровая «реальность» куда реальнее настоящей.

  Не интерактивные ВР-системы уже широко используются для демонстрации стереоскопических фильмов, достаточно давно доступных массовому зрителю. Конечно, возможности «погружения» у такой ВР куда скромнее, чем у полностью интерактивной виртуальной среды, но при достаточно больших экранах и качественных спецэффектах впечатление от таких демонстраций остается неизгладимым.
Однако «развлекательные» применения ВР - не только не единственные, но даже не основные. Технологии ВР применяются в тренажерах для летчиков, космонавтов, спасателей, врачей, води¬телей крупных автомобилей и т.д. - в общем, в тех многочисленных случаях, когда обучение и
тренировки в реальной среде слишком дороги и опасны. Можно привести внушительный список профессий, при освоении которых моделирование реальной пространственной картины помогает сэкономить средства, ускорить процесс обучения, сохранить ценное (иногда даже уникальное) оборудование и спасти человеческие жизни.

  Перечислим еще одни наиболее важные способы практического применения технологий ВР:
1) моделирование космических аппаратов и создание виртуальных лабораторий в космосе;
2) визуализация сложных инженерных сооружений (атомные электростанции, космические корабли, подводные лодки и т.д.);
3) конструирование и сборка сложных машин;
4) моделирование чрезвычайных ситуаций и катастроф при планировании устранения их последствий;
5) создание виртуальных музеев, планетариев и даже лекционных залов;
6) виртуальный туризм (путешествия по древним и современным городам).

  Устройство системы виртуальной реальности.
  Практически в любой системе виртуальной реальности можно найти следующие компоненты.
  Математические модели различных объектов и их окружения. В памяти компьютера виртуальный мир во всем его многообразии существует в виде программных объектов, свойствами и поведением которых управляет заложенная в программу ВР математическая модель (ее можно считать аналогом графического движка 3D-игр). Проще говоря, это запрограммированный разработчиками набор формул и уравнений, воспроизводящих элементы реального мира. Чем полнее (а стало быть, и сложнее) математическая модель виртуальной вселенной, тем реалистичнее иллюзия присутствия. За высокую реалистичность ВР (достигаемую за счет сложности ее математической модели) приходится расплачиваться высокими требованиями к ресурсам компьютера, в котором «живет» виртуальная вселенная.
  Программный модуль, преобразующий рассчитанные согласно математической модели параметры в видеоданные и управляющие команды для подсистемы отображения (см. ниже). Подсистема отображения, создающая и демонстрирующая пользователю объемное изображение модели.
  Подсистема обратной связи оператора (пользователя) с моделями объектов и виртуальной средой. Этот компонент «сообщает» математической модели данные о действиях пользователя, необходимые для расчета ответных действий виртуальной среды. Подсистема обратной связи необходима только для интерактив¬ных систем ВР.
Простейший вариант системы виртуальной реальности, постро¬енной с использованием модифицированного видеопроектора, представлен на стр. 61. Степень реалистичности эффекта присутствия в ней, разумеется, ос¬тавляет желать лучшего.
  Но есть и более сложные варианты, например CAVE (Cave Automatic Virtual Environment) -собранные в одну систему три и более (до 6) экранов. CAVE-система с шестью отображающими поверхностями - это куб, куда за¬ключен работающий в ВР пользователь, на внутренних гранях этого куба демонстрируются изображения элементов виртуального мира. Такая система дорого стоит, но обеспечивает максимальный эффект присутствия.

  Как работает ВР
  Основа ВР - создание иллюзии присутствия человека в виртуаль¬ной обстановке. Любая компьютерная игра, даже «плоская», двухмерная, - это своего рода ВР. Человек «уходит» в нее, отождест¬вляет себя с персонажем, «живет» в этой игре. Обеспечит ли данная система полное погружение человека в виртуальную среду, во многом зависит также от системы отображения.
  В то же время многие виды работы с трехмерными объектами мо¬гут и не требовать «погружения» человека в мир этого объекта. К примеру, при конструировании деталей сложной конфигурации или моделировании игровых пер¬сонажей обычно достаточно возможности манипулирования объемным изображением конструируемого объекта на экране монитор компьютера.
  Иллюзия присутствия в виртуальном мире может быть значительно усилена за счет создания объемного стереоскопического изображения этого мира. Системы ВР создают стереоскопическое трехмерное изображение засчет разделения картинок, предназначенных для левого и правого глаза. В результате, благодаря окулярности зрения у человек формируется ощущение объемности окружающего пространства, он может определять взаимное расположение предметов и также оценивать расстояния I них.

  Системы отображения
  Известны следующие ОСНОВНЫЕ типы систем отображения для создания трехмерной виртуальной среды.
  Настольные системы.
 Используют стандартные ЭЛТ-мониторы и стереоскопические дисплеи.
Пользователь не погружается в виртуальную реальность, а видит виртуальный мир через «окно» дисплея. 
  PowerWall. 
  Многодисплейная система, на которой можно получить детализированные изображения крупных виртуальных объектов в натуральную величину.
  Шлемы виртуальной реальности.
  Могут обеспечить полное погружение зрителя в виртуальную среду. Разделение картинок правого и левого глаза в шлеме происходит с помощью встроенных оптических систем. Для получения качественной картинки разрешение экранов должно быть достаточно высоким, и такой шлем стоит дорого (к примеру, шлем с максимальным разрешением 1024 точки - несколько тысяч долларов). Есть и более дешевые варианты, но у бюджетных качество картинки оставляет желать лучшего, и при работе могут вызывать у пользователя дискомфорт.
  Проекционные системы.
  При определенных условиях дают эффект, очень близкий к полному погружению в виртуальную среду. 
  VE-системы.
  В них виртуальное окружение проецируется на 4 или 6 стен-экранов специально оборудованного помещения. Система дает наиболее полный эффект присутствия в виртуальном мире, который может усиливаться звуковыми эффектами, созданием движения уха, а также механизмами, имитирующими движение кабины в которой находится зритель.

  И в заключении
  Сегодня и математические модели, и программные технологии, и графические подсистемы достаточно развиты и доступны для массового применения. Единственные проблемы - с системами обратной связи: их немного, в большинстве своем они узко специализированы и пока крайне дороги и массовому пользователю практически недоступны. Однако в ряде случаев таковые или вообще не нужны (в неинтерактивных системах), или могут быть заменены привычными и доступными устройствами (от мышей до рулей с обратной связью). ВР-технологии в различных формах прочно входят в нашу жизнь. Прогресс в этой области движется достаточно быстро, и обилие многообещающих технологий обещает ВР прекрасное будущее.
  Как обычно, «локомотивами», толкающими развитие новых компьютерных технологий, будут игры и коммуникации. По мере развития ВР-технологии будут проникать и в другие области применения компьютеров.

Категория: Виртуальная реальность | Добавил: Панда (23.07.2010)
Просмотров: 9611 | Комментарии: 7 | Рейтинг: 5.0/2
Всего комментариев: 7
7 Megelera  
bifinett кофеварка мощность 1100 вт экспрессо капучино
кофеварка delonghi запчасти эксплуатации
качественная кофеварка
кофеварка saeco петербург
кофеварка delonghi ec 9
кофеварка за 5000-7000 тысяч ручлей
кофеварка beko купить заказать

6 Leoqnazgwd  
бесплатная проверка сайта на вирусы онлайн
virustotal.com

5 FreewayIrrale  
Консалтинг — деятельность по консультированию производителей, продавцов, покупателей по широкому кругу вопросов в сфере технологической, технической, экспертной деятельности.
[url=http://mirotvorec.spb.ru/kontaktyi]о защите прав потребителей скачать
[/url] За годы, проведенные в институте, мы вряд ли сможем узнать больше, чем за первые пол года работы на новом месте. Консультантам приходится учиться постоянно

4 Apalmlono  
http://qdk.rilopkais.in/3Q4AJ where can you get mafia wars gift cards http://boi.rilopkais.in/M7TT0 super mario 64 online http://nmy.rilopkais.in/831NX antique rush seat arm chair http://xob.rilopkais.in/E0072 present value advantage http://rzf.rilopkais.in/6749X haircuts for tweenty year old http://lbf.rilopkais.in/HK2O6 plans to build a oil drum bbq http://bkm.rilopkais.in/31X85 lucky vitamin promo code http://ily.rilopkais.in/7IAW4 songs using present simple or present continuous http://yam.rilopkais.in/V4V59 labeled diagram of a potato cell http://xks.rilopkais.in/GVR2H i have red blotches on my stomach [url

3 skyrimmass  
Всемп любителям скайрима и рпиколов сочетую [url=http://fus-ro-dah.ru/]тактика урагана tactical roar 2006
[/url]

2 etoesheche  
Всем дзравствуйте, поре уже, вас познакомить с [url=http://vkusno-vse.ru/fruit/]ягоды и цветы фото
[/url] так же ам есть [url=http://vkusno-vse.ru/cooking/]технолог приготовления пищи
[/url]но сасое главное не упустите это [url=http://vkusno-vse.ru/drink/]оборудование для продажи напитков
[/url]
[b]Внатуре[/b] уже там есть вот [url=http://vkusno-vse.ru/pie/]пирожки из слоеного теста
[/url]
Отдуши ссп за вниматеьлность

1 coca-cola  
где скачать?????????????? cry cry

Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]