Виртуальная реальность
Весьма модное направление развития мультимедийных технологий – виртуальная реальность.
Слово виртуальный берет свои истоки от слова vir (лат. мужчина). Римляне образовали от него другое слово — virtus, которое использовали для обозначения совокупности всех превосходных качеств, присущих мужчинам. Такое же имя было у богини Виртус из древнеримской мифологии. Из латинского слово проникает в старофранцузский, а в XIII веке — из французского в английский. В английском слово virtual приобрело дополнительный оттенок «но не существующий в действительности».
Понятие «виртуал» появилось в ранневизантийской философии IV века. Василий Великий в книге «Беседы на шестоднев» написал: «Некая реальность может породить другую реальность, законы существования которой не будут сводиться к законам порождающей реальности».
Понятие искусственной реальности было впервые введено Майроном Крюгером в конце 1960-х. В 1964 году Станислав Лем в своей книге «Сумма Технологий» под термином «Фантомология» описывает задачи и суть ответа на вопрос «как создать действительность, которая для разумных существ, живущих в ней, ничем не отличалась бы от нормальной действительности, но подчинялась бы другим законам?» Первая система виртуальной реальности появилась в 1962 году, когда Мортон Хейлиг представил первый прототип мультисенсорного симулятора, который он называл «Сенсорама». Сенсорама погружала зрителя в виртуальную реальность при помощи коротких фильмов, которые сопровождались запахами, ветром (при помощи фена) и шумом мегаполиса с аудиозаписи. В 1967 году Айвен Сазерленд сконструировал первый шлем, изображение на который генерировалось при помощи компьютера. Шлем Сазерленда позволял изменять изображения соответственно движениям головы (зрительная обратная связь).
Первой реализацией виртуальной реальности считается «Кинокарта Аспена», созданная в 1977 году. Эта компьютерная программа симулировала прогулку по городу Аспен, штат Колорадо, давая возможность выбрать между разными способами отображения местности. Летний и зимний варианты были основаны на реальных фотографиях.
В середине 1980-х появились системы, в которых пользователь мог манипулировать с трехмерными объектами на экране благодаря их отклику на движения руки. В 1989 году Джарон Ланьер ввёл более популярный ныне термин «виртуальная реальность».
Виртуальная реальность – это получение почти реальных ощущений человеком от нереального мира. Моделирование такого нереального мира неплохо выполняется с помощью современного компьютера.
Компьютерные средства создают настолько полные зрительные, звуковые и иные ощущения, что пользователь забывает о реальном окружающем мире и с увлечением погружается в вымышленный мир. Особый эффект присутствия достигается возможностями свободного перемещения в виртуальной реальности, а также возможностями воздействия на эту реальность.
Простейший и наименее утомительный вход в виртуальную реальность осуществляется через экран компьютера, на котором эту реальность и можно наблюдать. При этом перемещения и воздействие на виртуальный мир осуществляется обычно с помощью мышки, джойстика и клавиатуры.
Более полное (и более навязчивое) погружение в придуманный мир осуществляется с помощью специального и довольно дорогого шлема-дисплея, надеваемого на голову человека. Для достижения объёмности изображения два небольших экрана, расположенные внутри шлема, создают раздельные изображения для каждого глаза. При этом при показе изображения пользователю положение картинки меняется в соответствии с поворотом головы. К тому же шлем довольно хорошо изолирует человека от воздействия реального мира.
В качестве недорогого варианта погружения в мультимедиа можно использовать очки с разными стёклами, обеспечивающими объёмное восприятие изображения. Например, объёмное изображение можно наблюдать с помощью очков, одно из стёкол которых красное, а другое - синее. Если при этом на экран выводятся две проекции изображения, одна красная, другая синяя, - то создаётся иллюзия объёмности. Однако такой способ не позволяет передать гамму цветов.
Дополнительные ощущения погружения в виртуальную реальность достигаются при использовании специальной информационной перчатки, которая позволяет «трогать» предметы виртуального мира. При этом для управления компьютером вместо обычной клавиатуры удобно пользоваться специальным пультом, рассчитанным на одну руку. Такая аппаратура позволяет, например, испытать забавные ощущения от того, что трогаешь рукой человека, который в реальном мире находится на большом удалении.
Сегодня ведущие компьютерные фирмы тратят значительные усилия на создание компьютера с человеческим интерфейсом. Это подразумевает, что компьютер должен обладать всеми органами чувств человека, а также способностью воздействовать на все эти человеческие органы.
Современные компьютерные системы во многих случаях неплохо анализируют и синтезируют изображения и звуки, так что со слухом и зрением у них всё в относительном порядке. Компьютерная мышь и другие устройства вполне можно считать имитацией осязания. Предполагается, что в ближайшие годы персональный компьютер научится работать с запахами и близкими к запахам по механизму восприятия вкусами.
По техническим причинам буквально воссоздать человеческие органы обоняния с помощью искусственных средств сегодня невозможно. Поэтому работа органов обоняния моделируется чаще на основе оптической, а не электрохимической модели. При этом важную роль играет протекание оптических процессов в исследуемых газовых средах и соотношение спектральных интенсивностей различных оптических линий. Извлекаемая сложная оптическая информация классифицируется по оптическим моделям наборов запахов с помощью трудоёмкой компьютерной обработки.