VR и AR
Если вы закроете глаза и представите себе вкусный торт или другую любимую еду, ваше тело среагирует так, будто эта еда стоит перед вами, – выделит желудочный сок. Это происходит потому, что для определённых частей нашего мозга нет разницы между воображаемым и реальным.
За счёт такой способности мы можем видеть яркие натуралистичные сны и с головой погружаться в книжные и кинематографические миры. К сожалению, с процессом насыщения трюк не работает: нельзя наесться, представив себе, как едите торт.
Эволюционно люди развили эту способность, чтобы предвидеть угрозы и возможности, планировать будущее, принимать решения на основе того, что вероятнее всего произойдет. Также умение мысленно оказаться в воображаемом мире помогает людям выжить в тяжёлых обстоятельствах (яркий пример – Виктор Франкл, психолог, который выжил в концлагере, представляя себя «за кафедрой в большом, красивом, тёплом и светлом лекционном зале»).
Люди издревле мечтали о возможности не просто вообразить, а полностью погрузиться в фантастические миры. В наши дни это стало возможным благодаря технологиям виртуальной или дополненной реальности. Однако, помимо индустрии развлечений, эти технологии применяются в медицине, образовании, архитектуре и строительстве, торговле и многих других сферах.
AR накладывает цифровые объекты на реальный мир, например показывает, как будет выглядеть новое здание на отведённом для него участке или как будет смотреться новый шкаф у вас в гостиной. Для дополнительной реальности также используются очки, кроме того, современные решения позволяют в реальном времени выводить виртуальные объекты на экран смартфона (например, как в игре Pokémon GO).
В медицине виртуальная реальность используется для помощи пациентам с самыми разными диагнозами – от хронической боли до депрессии и посттравматического стрессового расстройства (ПТСР). Например, VR помогала жертвам ожогов справиться с болью, отвлекая их в виртуальной среде, а также облегчала состояние пациентов с паранойей и депрессией (не у всех получается так же эффективно абстрагироваться от окружающей реальности, как у Виктора Франкла, иногда воображению нужны виртуальные «костыли»).
Дополненная реальность также используется в здравоохранении, особенно в хирургии. За счёт AR можно наложить изображение внутренностей пациента на его тело, что позволяет хирургам точно определять место разреза. Это помогает делать операции более безопасными и снижает риск осложнений.
В сфере образования обе технологии позволяют делать уроки более интересными, наглядными и запоминающимися: можно «переместить» учеников внутрь сложного механизма, химического соединения или организма, разглядеть все детали и проследить за происходящими там процессами.
История VR и AR началась в 1968 году, когда доцент кафедры электротехники из Гарварда Айвен Сазерленд и его студент Боб Спроул создали первый налобный (наголовной) дисплей. Устройство, располагавшееся над головой пользователя, было настолько огромным и тяжёлым, что получило название «Дамоклов меч».
Первая коммерческая система VR появилась в 1987 году, она была разработана компанией VPL Research, а один из основателей этой фирмы, Джарон Ланье, придумал сам термин «виртуальная реальность». Система VPL Research состояла из шлема, костюма и оптической перчатки.
Интересный факт: создатель оптической перчатки Томас Циммерман придумал её, глядя на то, как люди в шутку играют на «воздушной гитаре» – изображают игру на музыкальном инструменте.
Авторство термина «дополненная реальность» приписывается инженеру Томасу Коделлу, работавшему в исследовательской лаборатории Боинга. В 1990–1993 гг. Коделл и его коллега Дэвид Мизел применяли принципы дополненной реальности для помощи рабочим, которые выполняли монтаж электрических кабелей в самолетах. Рабочие носили специальные шлемы, позволявшие им видеть как реальность (оборудование самолёта), так и виртуальную схему, необходимую для монтажа.
Активное развитие виртуальной и дополненной реальности началось в 2010-х и было связано с востребованностью смартфонов. Во-первых, компоненты, необходимые для работы VR и AR, также устанавливаются в смартфонах: гироскопы, акселерометры, дисплеи небольшого размера с высоким разрешением и т.п., – поэтому создатели VR и AR не испытывали дефицита в материалах. Во-вторых, именно смартфоны стали тем экраном, на котором виртуальные объекты смогли органично соединиться с реальными. Чтобы убедиться в этом, достаточно загрузить любое приложение, создающее забавные маски на вашем лице, когда вы снимаете видео или делаете видеозвонок. Если ваш смартфон считывает QR-код и выводит на экран информацию об объекте, который находится в объективе камеры, – это тоже дополненная реальность.
В наши дни технологии виртуальной и дополненной реальности – одна из самых быстро развивающихся сфер IT, они соединяются с Интернетом вещей и нейрокомпьютерными интерфейсами, превращая самые смелые предсказания фантастов в реальность.
В ТУСУРе технологии виртуальной и дополненной реальности изучают и разрабатывают студенты и сотрудники различных кафедр и лабораторий, например на радиотехническом факультете.