Что такое виртуальная реальность?

На протяжении человеческой истории альтернативные и искусственные реальности имели много форм. На волне внимания к проблемам искусственной реальности и симуляций, Жан Бодрияр (Jean Baudrillard) в романе «Симуляции» (1983) написал:

«В современном мире доминируют смоделированные (симуляции) опыт и чувства и мы уже потеряли способность воспринимать реальность саму по себе. Наш опыт состоит из обработанных реальностей. Определением реальности стала фраза: то, чему можно создать эквивалентную копию. Реальность сегодня - это не то, что можно скопировать и воспроизвести, это то, что всегда уже воспроизведено. И это уже гиперреализм: т.е. симуляция».

Заметьте, что Бодрияр в качестве примера симуляции упоминает вовсе не виртуальную реальность (ВР), а главное масс-медиа своего и нашего времени - ТВ, формирующее существенную часть картины действительности для современного человека.

В 1984 г. Уильям Гибсон (William Gibson) опубликовал роман «Neuromancer», в котором впервые ввел понятие киберпространства (cyberspace):

«Киберпространство - это согласованная галлюцинация, которую каждый день испытывают миллиарды обычных операторов во всем мире. Это графическое представление банков данных, хранящееся в общемировой сети компьютеров, подключенных к мозгу каждого человека. Невообразимая сложность. Линии света, выстроенные в пространстве мозга, кластеры и созвездия данных».

В этом научно-фантастическом романе описано киберпространство всемирной коммуникационной сети, основанное на прямой «нейросвязи», ведущей от мозга к мозгу. В мозг главных героев вмонтированы электронные устройства и датчики, позволяющие им быть частью компьютерной киберсети: иметь доступ к данным, оперировать ими. Надо заметить, что данные в этой сети представлены в образном, а не текстовом виде: в форме решеток, потоков, конструкций и т. п. Гибсон четко уловил большую емкость и наглядность визуального представления информации. Конечно, это пока недоступная технология, но вполне возможно, что она будет реализована в следующем веке.

После выхода романа Гибсона постепенно киберпространством стали называть пространство, созданное всемирной телекоммуникационной сетью и другими компьютерными системами связи и коммуникации. Поэтому в данном тексте под киберпространством мы будем понимать технологическую систему связи и взаимодействия, созданную информационными технологиями, а фантастические ментальные нейроэксперименты отнесем в ведомство виртуальных реальностей, которые человеческое воображение в огромном количестве способно строить на базе реальных кибер-технологий.

Киберпространство является значимой базой современных систем ВР, обеспечивая интерактивность взаимодействия (наличие быстрой обратной связи, от англ. interactivity - дословно «взаимная активность»). Говоря о современной, «технической» ВР, мы имеем в виду в первую очередь интерактивное графическое (но также аудиальное и тактильное) представление киберпространства. Полноценная ВР-система включает четыре компонента: датчики, представляющие собой устройства любого типа, обеспечивающие доступ пользователя к виртуальной среде (головные шлемы с дисплеями, сенсорные перчатки и костюмы, обеспечивающие тактильный контакт, системы отслеживания движения пользователя и др.); симулятор виртуальной реальности, включающий ядро программного и аппаратного обеспечения, которое подает сенсорную информацию на датчики; разнообразные прикладные программы, описывающие динамику, структуру и законы взаимодействия в конкретном виртуальном мире; геометрию, представляющую собой описание физических свойств объектов виртуального мира.

Полноценная ВР-система обладает следующими свойствами: она отвечает на действия пользователя (интерактивность), в реальном времени представляет виртуальный мир в виде трехмерной графики и дает эффект погружения. Сегодня есть несколько типов более-менее массовых ВР-систем:

Это кабинные симуляторы (cab simulators), порожденные автомобильными и авиатренажерами, в которых пользователь садится в кабину и видит перед собой в окне дисплей компьютера, на котором изображены некие ландшафты: если пользователь начнет вертеть управляющими ручками (рычагами или рулем), на дисплее будет соответственно изменяться ландшафт.

Системы искусственной реальности (artificial, projected reality), в которых пользователи видят реальные видеозаписи друг друга, встроенные в виртуальное пространство трехмерных образов. Эти системы не требуют головных дисплеев и могут успешно использоваться для неподготовленных пользователей. Идея совмещения видео и компьютерной графики в реальном времени породила, в частности, технологию виртуальных студий, при которой изображение на экране телевизора в реальном времени складывается из видеозаписей участников передачи (реально находящихся в пустой студии) и трехмерных миров, которые компьютер генерирует и соединяет с этой видеозаписью.

Системы «расширенной» реальности (augmented reality), в которых изображение на экране головного дисплея прозрачно, так что пользователь видит одновременно и свое реальное окружение, и виртуальные объекты, генерируемые компьютером на экране.

Системы телеприсутствия (telepresence) используют видеокамеры и микрофоны для погружения в виртуальное окружение пользователя, который либо сморит в дисплей шлема, соединенный с подвижной камерой на платформе, либо орудует джойстиком без шлема. Такого рода системы были установлены на космическом корабле «Pathfinder», который в июле 1997 г. «приземлился» на Марсе - с их помощью ученые с Земли могли рассматривать и фотографировать поверхность планеты.

Настольные ВР-системы (desktop VR) представляют ВР с помощью больших мониторов или проекторов. Это хороший инструмент бизнес-презентаций, поскольку вместо шлема здесь нужен джойстик, мышь или шаровой манипулятор, при помощи которых пользователь может повернуть трехмерную модель на мониторе на все 360 градусов. С помощью такой системы легко показать модель будущего здания или проект корабля.

Визуально согласованный дисплей (visually coupled display) размещается прямо перед глазами пользователя и изменяет картинку согласно движениям его головы. Он снабжен стереофоническими наушниками и системой отслеживания направления взгляда и фокусирует изображение, на которое направлено внимание пользователя.