Зоопарк виртуальных чудищ: на что способны VR-технологии

В каком-то смысле к дополненной реальности можно отнести фильтры и виртуальные фоны в видеомессенджерах. Почти любая программа для видеосвязи, например Zoom, умеет заменять ваш фон на приятный пейзаж, космос или любое другое изображение. Это тоже не совсем настоящая реальность, и многие с удовольствием используют эту функцию.

Смешанная реальность (MR)

Смешанная реальность (mixed reality, MR, «эм-ар») – чуть более размытый термин. Обычно им описывают смесь реального и виртуального миров. При этом они могут взаимодействовать друг с другом. Например, виртуальный мяч покатится, если к нему «прикоснется» настоящий человек. Объекты смешанной реальности часто можно видеть в музеях. Можно ходить по виртуальной воде, создавая волны и распугивая рыб. Или создавать ландшафты из песка, которые компьютер будет, в зависимости от высоты, превращать в горы, луга или реки.

Иногда MR называют шкалу со всем спектром реальностей. Какие-то из них ближе к цифровому миру (VR), а какие-то (AR) ближе к нашему, физическому. Можно не делить технологии на несколько классов, а расположить их на этой шкале, оценивая близость к тому или иному миру. В зависимости от расположения на ней меняются пропорции реального и виртуального.

Расширенная реальность (XR)

Если нужно сказать что-то о технологиях, которые связаны с реальностями, можно использовать термин XR (Extended Reality, «икс-ар»). Здесь X, как в математике, обозначает переменную. Вместо него можно подставить любую удобную букву: V – для виртуальной, A – для дополненной и M – для смешанной реальности. Если вам интересны все эти технологии сразу, можно просто сказать «Я увлекаюсь XR», а не перечислять все.

Термин полезен еще и потому, что у AR, VR и MR много общих проблем. Решение одной из них поможет развитию всех технологий сразу. Одна из трудностей – огромная вычислительная сложность виртуального окружения. Даже интернет-браузер на ноутбуке требует большого количества оперативной памяти для нормальной работы. В XR тоже можно пользоваться Интернетом, только там он трехмерный. Представьте, насколько компьютеру непросто это обрабатывать. Именно из-за этой проблемы устройства для XR не удается сделать по-настоящему компактными. Им нужно уметь быстро передавать на компьютер и обрабатывать большое количество информации, в связи с чем увеличиваются их размеры.

От «перегруза» страдают не только компьютеры. Люди испытывают те же проблемы. Возникает слишком много новых впечатлений: дополнительная информация перед глазами в AR или целый новый мир в VR вызывают быструю усталость. Поэтому устройствами XR сложно пользоваться несколько часов подряд. Кроме этого, людей может тошнить от виртуальной реальности. Буквально! Это происходит из-за несоответствия ощущений от разных органов чувств. Например, в игре вы можете падать, а в реальности – стоять на месте. Противоречивая информация от вестибулярного аппарата и глаз приводит к дискомфорту – совсем как при морской болезни.

Но прогресс не стоит на месте. Проблемы постепенно решаются, а устройства становятся удобнее, компактнее и качественнее. Развитие других, смежных технологий также способствует улучшению XR. Быстрый Интернет и лучшие энергоносители позволят избавиться от очков и расширять реальность, используя контактные линзы. А совершенствование экранов удешевляет и делает все менее отличимым от реальности VR. Все это в будущем станет доступнее и перевернет наше представление о работе, развлечениях и образовании. Но самое главное – не забыть в этом чудесном новом мире про RR: реальную реальность. В ней тоже много прекрасного.

Александр Красюк, специалист Лаборатории «3D-образование» Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого (СПбПУ):

– Главное отличие в том, что VR погружает человека в полностью визуальное пространство (визуальный мир, созданный руками человека), а AR – добавляет к уже существующему миру какой-то контент. Чтобы воспользоваться VR, нужно надеть на человека оборудование и полностью «отключить» его от реального мира. Шлем переключает органы зрения, наушники – слух, а нательные датчики помогают естественнее ощущать себя в виртуальном мире и управлять не только «головой», но и телом. С помощью нательных устройств удается создать имитацию обратной связи: касания, температурные изменения, существуют различные затрудняющие движения устройства: перчатки, которые имитируют ощущения «держания в руке» какого-то предмета, различные беговые дорожки, замедляющие человека на подъеме, и прочие. Тут все только начинается, но уже есть рабочие прототипы. Насколько мне известно, еще нет хорошего универсального решения по запахам.

Дополненная реальность требует одновременно и видеть реальный мир, и проецировать на него какие-то объекты и контент. Поэтому это всегда камера + экран (мобильные устройства), либо стекло очков, чтобы видеть мир напрямую глазами. Из особенностей можно выделить то, что требуются довольно серьезные технические характеристики устройств, чтобы быстро производить расчеты, рендер и «совмещение» картинок. Поэтому сейчас нет действительно компактных носимых девайсов.

Также сложность с очками – проецировать AR через глаза нельзя из-за особенностей каждого человека: например, у всех разное фокусное расстояние и положение глаз относительно стекла очков. Также нельзя делать дополненную реальность на окнах автомобилей. Например, проецировать информацию об объектах, которые мы видим сквозь лобовое стекло во время езды: режим работы магазина, количество свободных мест на парковке или реклама ресторанов. Все сидят в машинах на разном расстоянии от стекла, на разной высоте и так далее. Из-за эффекта параллакса (изменение видимого положения объекта относительно удаленного фона в зависимости от положения наблюдателя) нам не удастся совместить все. В этом плане телефоны и планшеты выигрывают – там совмещаются изображение с камеры и контент, поэтому все четко совпадает.

С XR возникают сложности, потому что тут придумали термин, а что он означает - никто не понимает до конца. Это некое объединение всех существующих реальностей. Сложно ответить на вопрос, куда это дальше выльется. Я бы ждал появления быстрого Интернета, чтобы устройствам не приходилось производить расчеты, а они могли отдавать их на удаленные серверы и моментально получать результат обратно. Тогда можно будет думать о контактных линзах, которые решили бы все проблемы с точным позиционированием, размерами девайсов и удобством использования.