Виртуальная Реальность

Скачать работу - Виртуальная Реальность

Наиболее впечатляющим достижением новой информационной технологии, безусловно, является возможность для человека, попавшего в виртуальный мир, не только наблюдать и переживать, но действовать самостоятельно.

Собственно говоря, человек и раньше мог, причем достаточно легко, попасть в мир виртуальной реальности, например, погружаясь в созерцание картины, кинофильма или просто, увлеченно поглощая книгу.

Однако во всех подобных случаях активность человека была ограничена его позицией зрителя, читателя или слушателя - он сам не мог включиться в действие как активный персонаж.

Совершенно иные возможности предоставляют системы виртуальной реальности: самому включиться в действие, причем часто не только в условном пространстве и мире, но и в как бы вполне реальных - во всяком случае, с точки зрения восприятия человека. Все это, судя по всему, и предопределило бум потребностей на новые информационные технологии и соответственно, быстрое развитие их.

Однако широкое распространение и внедрение таких технологий порождает множество совершенно особых проблем и тенденций, с которыми человечество не сталкивалось ранее и которые не могут быть оставлены без внимания.

Исторический обзор Хотя широкую известность и популярность понятие 'виртуальная реальность' и все, что связано с ним, обрело сравнительно недавно - уже в эпоху персональных компьютеров и глобальной сети Интернет - однако идеи, приведшие к возникновению этого феномена, зародились гораздо ранее.

Рассмотрим кратко историю происхождения самого термина, а также обозначаемой им технологии. Слово 'виртуальный' в 'виртуальной реальности' восходит к лингвистическому разграничению, сформулированному в средневековой Европе.

Средневековый логик Дунст Скотт придал термину значения, ставшие традиционными: латинское 'virtus' было главным пунктом его теории реальности. Он настаивал на том, что понятие вещи содержит в себе исследовательские атрибуты не формально (как если бы вещь существовала отдельно от исследовательских наблюдений), но виртуально. Хотя для понимания свойств вещи нам может понадобиться углубиться в наш опыт, сама реальная вещь уже содержит в своем единстве множество эмпирических качеств, но содержит виртуально - в противном случае все они не закрепились бы как качества этой вещи.

Термин 'виртуальный' Скотт использовал для того, чтобы преодолеть пропасть между формально единой реальностью и нашим неупорядоченно-разнообразным опытом Современная технология виртуальной реальности началась с попытки соединить визуальное восприятие с восприятием движения и звука. Ее первоначальное применение предшествует изобретению компьютера. Это был летный тренажер, в исходной модели которого использовались движущаяся картинка и пневматические передачи, подобные органным трубам.

Рычажный тренажер марки 'Линк Трэйнер', запатентованный в 1929 году, заставлял моделирующее устройство двигаться, вращаться, падать, изменять курс и таким образом создавал удовлетворительное ощущение движения. А в 1956 году Мортон Хейлиг создал экспериментальный театр 'Sensorama', в котором при демонстрации фильма о поездке имитировались тряска, шум, порывы ветра, дым, запахи. Были и другие попытки разработки различных средств имитации, при помощи которых человек мог получить ощущение псевдо-реальности некой искусственно созданной среды. В 1964 году в Кракове вышла книга Станислава Лема 'Summa technologiae', в которой целая глава была посвящена 'фантомологии'. По Лему 'фантоматика' - это область знания, решающая проблему: 'как создать действительность, которая для разумных существ, живущих в ней, ничем не отличалась бы от нормальной действительности, но подчинялась бы другим законам?.. Фантоматика предполагает создание двусторонних связей между 'искусственной действительностью' и воспринимающим ее человеком... Фантоматика предполагает создание такой ситуации, когда никаких 'выходов' из созданного фиктивного мира в реальную действительность нет... Фантоматизация - это 'короткое замыкание', то есть подключение человека к машине, фальсифицирующей действительность и изолирующей его от внешней среды'. Эти формулировки фактически представляют собой прообраз современного определения виртуальной реальности: 'Виртуальная реальность - это компьютерная система, применяемая для создания искусственного мира, пользователь которой ощущает себя в этом мире, может быть управляем в нем и манипулировать его объектами'. Здесь же достаточно подробно описывается 'антиглаз', укрепляемый на пользователе при помощи специальных очков - устройство ввода визуальной информации в глаз человека - то, что сейчас называется 'eyephone'. Вопросы, тем или иным образом имеющие отношение к виртуальной реальности, рассмотрены Лемом в различных аспектах и во многих других произведениях. С начала 1960-х годов разработкой технических устройств, которые впоследствии будут оценены как первые реальные результаты в области ВР, занимался Иван Сазерлэнд.

Результаты своих исследований в 1965 году он изложил в работе 'Идеальный дисплей', положившей начало техническим и технологическим разработкам, в том числе и с его участием, в области обработки и вывода изображений. В 1972 году Мирон Крюгер ввел термин 'искусственная реальность' ('artificial reality') для определения тех результатов, которые могут быть получены при помощи системы видеоналожения изображения объекта (человека) на генерируемую компьютером картинку и при помощи других разработанных к тому времени средств.

Основные идеи были впоследствии опубликованы в книге 'Artificial Reality' ( 1983 г .). В 1984 году Уильям Гибсон 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'. После выхода романа постепенно киберпространством стали называть пространство, созданное всемирной телекоммуникационной сетью и другими компьютерными системами связи и коммуникации.

Некоторые идеи из этого и других произведений Гибсона были впоследствии реализованы разработчиками систем ВР. С появлением нового поколения компьютеров в середине восьмидесятых годов произошел прорыв в разработке систем ВР. Тогда же, собственно, и появился термин 'Virtual Reality', который в 1985 г . ввел Джарон Леньер, являющийся в настоящее время одним из известнейших специалистов в области ВР, бизнесменом, писателем, музыкантом, художником (причем все перечисленное - не без непосредственного применения компьютерных технологий), а в то время - бывший компьютерный хакер. С тех пор виртуальная реальность отождествляется с более глубоким подходом, связанным со многими сложностями. Для нее нужны, как минимум, головной дисплей и перчаточное устройство (или другие средства управления виртуальными объектами). Полное погружение требует от пользователя надеть сенсорный костюм, передающий данные о движениях в компьютер.

Головной дисплей - это два очень маленьких видеомонитора, установленных так, что каждый из них находится перед соответствующим глазом; на него смотрят через специальные широкоугольные линзы.

Размещение этих устройств в маске или шлеме таково, что глаза могут принимать изображение, которое мозг идентифицирует как трехмерное.

Некоторые дисплеи снабжены наушниками, создающими звуковую среду.

Другие методы, как, например, специальные электронные очки, скорость изображения в которых сопоставима с видеодисплеями, позволяют пользователям работать в реальной среде, одновременно обращаясь к изображениям в среде виртуальной.

Вышеприведенное относится к виртуальной реальности в ее 'классическом' понимании.

Однако в настоящее время существуют различные интерпретации этого понятия, и соответственно различные разновидности ВР, которые целесообразно рассмотреть подробнее.

Компьютерные игры Чрезмерная увлеченность компьютерными играми часто приводит к зависимости от них.

Психологи выделяют компьютерную зависимость первого и второго порядка.

Зависимые 1-го порядка чувствуют себя в приподнятом настроении во время игры. Они любят играть группами в сети, получают позитивное подкрепление со стороны группы, когда становятся победителями и именно это является для них главным.

Компьютер для них - средство получить социальное вознаграждение. Это люди, которые на самом деле используют компьютерные игры для своего развития и социализации. Их зависимость сродни зависимости от мольберта и кисточек юных любителей рисовать или зависимости от спортзала юных любителей спорта.

Зависимые же 2-го порядка - это настоящие жертвы 'виртуальной зависимости'. Они используют компьютер для бегства от чего-либо в своей жизни, и их привязанность к машине - симптом более глубоких проблем (например, физические недостатки, низкое самоуважение и т. д.). 'Виртуальная зависимость' может привести к социальной и эмоциональной изоляции, психическим расстройствам и информационным перегрузкам, к индивидуализму и отчуждению. ВР-система Если следовать строгой терминологии, то все вышеперечисленное представляет собой только квази-ВР, поскольку не обеспечивает полной вовлеченности человека в виртуальный мир с максимальным задействованием его органов чувств.

Полноценная ВР-система должна обладать 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: 1. 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. 2. 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 непросвещенных 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. 3. 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. 4. 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 года 'приземлился' на Марс - с их помощью ученые с Земли могли рассматривать и фотографировать поверхность планеты. 5. 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. 6. 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. На сегодняшний день такие 'настоящие' виртуальные системы еще не получили массового распространения в силу их дороговизны при недостаточно высоком качестве моделируемого мира. Пока наиболее активно ВР-системы используются военными для имитации боевых событий и действий, а также в качестве тренажеров для быстрого обучения ведения боя в ситуациях, создаваемых такими имитациями.

Другая область, где ВР уже нашла свою нишу - индустрия развлечений. Здесь виртуальные миры становятся логическим продолжением традиционных компьютерных игр - особенно это касается игр 'от первого лица', где играющий получает возможность самому оказаться в центре событий и почти в буквальном смысле прочувствовать эти события на себе. Одна из основных проблем в освоении виртуальной реальности состоит в том, чтобы частично совпадающие (перекрывающиеся) данные, поступающие в мозг человека от различных рецепторов, были удовлетворительны в информационном отношении.

Диссонанс восприятия, когда сигналы разноречивы, может вызвать дезориентацию, растерянность и даже болезнь.

Сегодня эти дефекты еще довольно велики, потому что несмотря на все достижения технологий, в современной ВР пока не очень много реального и Вы легко отличите виртуальный объект от настоящего. Кроме того, большая часть компьютеров обладает пока замедленной реакцией на входной сигнал, а системы ВР, работающие в реальном времени, то есть позволяющие имитировать взаимодействие с окружающей виртуальной средой в режиме и со скоростью, подобными реальным, пока очень дороги.

Широкое применение ВР-систем также сдерживается низкой разрешающей способностью дисплеев на жидких кристаллах. Но это - технологические трудности, которые в ближайшие годы будут постепенно преодолены.

Возможно, более сложная проблема с системами виртуальной реальности имеет психологическую природу и состоит в приучении пользователей к новым технологиям, внедряющимся в их работу.

Предположим, корпорация располагает двумя макетами операционных технологий для какой-то производительной деятельности. Один - трехмерный и усложненный; другой - простой и пока двумерный.

Проблема в том, захотят ли люди носить очки и перчатки, чтобы в них заниматься повседневными делами. Опыт трехмерных фильмов позволяет ожидать сопротивления.

Ближайшими кандидатами на очки и перчатки оказываются те, кому уже приходится переодеваться для работы, - пилоты и астронавты. Дети, конечно, с удовольствием наденут всякие костюмы и шлемы, делающие видеоигры более реалистичными.

Однако проблема преодоления психологического барьера всегда сопровождает рывок технологий, и можно рассчитывать, что со временем она будет преодолена при условии, что пользователи виртуальных систем будут не просто потребителями, а творцами и создателями своих виртуальных миров.

Спасение утопающих в виртуальной реальности - в руках самих утопающих.

Перспективы виртуальной реальности Несомненно, что дальнейшее развитие и распространение виртуальных технологий способно привести к коренным изменениям в научно-технической сфере, а также повлечь за собой существенные социальные преобразования.

Возможно, мы не можем даже представить себе, каково будет в связи с этим истинное положение дел, допустим, через несколько десятилетий.

Однако существуют различные прогнозы, высказываемые как учеными, так и возлюбившими эту столь благодатную ныне тему писателями-фантастами, которые представляют интерес к рассмотрению.

Направление технического развития ВР-систем в ближайшее время предсказать достаточно легко.

Очевидно, оно будет идти в сторону совершенствования возможностей графического отображения, и одновременно - постепенного удешевления систем. Хотя и на этот счет существуют различные мнения.

Например, на одном семинаре по виртуальной реальности, проведенном в 1992 году, основной мотив был таков: 'Поскольку качество изображения достаточно низко, будем считать, что нам для наших целей хорошее изображение и не нужно. Не надо нам ни расчетов в реальном времени, ни реалистичных фактур» Точно такое же положение было в области компьютерной графики на заре ее туманной юности. В те времена можно было рассчитывать лишь на абсолютно статичные и одноцветные изображения.

Первые идеи при виде такого качества также звучали утешительно, но не конструктивно: не нужно нам ни цвета, ни движения. Время показало, что как только цвет и движение стали доступны компьютерной графике, так сразу все стали предпочитать реалистично движущиеся картинки с хорошим цветовым разрешением.

Понятно, что и с виртуальной реальностью произойдет то же самое. Также средства ВР будут развиваться к тому, чтобы воздействовать на как можно больше органов чувств человека.

Например, уже сейчас братьями Латыповыми разработана 'Виртуальная Сфера', которая вращается, имитируя передвижение человека в виртуальном мире - таким образом, его движение требует реальных мускульных усилий, а не простого нажатия на кнопки или поворота джойстика.

Существуют проекты, предполагающие насыщение виртуальной реальности соответствующими обстановке запахами; наконец, рассматривается даже возможность создания установки для виртуального секса. Все большая виртуализация и повсеместное внедрение Интернета не может не привести к заметным переменам в социальной структуре общества.

Интернет представляет собой идеальное средство для реализации извечного стремления человека к свободе. В любом сообществе индивид всегда приобретает тот или иной статус, определяющий сферу его полномочий и накладывающий разнообразные ограничения.

Однако Интернет упраздняет понятие статуса как таковое и заменяет его на понятие интенции: 'Свобода, интернационально понимаемая, есть открытая свобода. Это означает, что как только Вы покидаете среду статусно-ориентированной коммуникации, среду институциональных отношений, Вы не можете придать любому отношению характер определения, отношение теряет свою вторую сторону, превращается в нечто иное, в интенцию, точечный вектор, в запрос не к иной стороне в отношении, а в запрос интернациональный - направленный посыл без адресата'. В такой среде невозможны никакие государственные институты, никакой контроль, никакие ограничения, поскольку участник интернациональных отношений фактически виртуален и его личность в общем случае не может быть установлена никакими методами, если только он сам этого не пожелает. В статье отрицается утверждение о том, что следствием таких тенденций станет смерть культуры. Они ведут не к смерти культуры как таковой, а к смерти статусной культуры и возникновению на ее месте совершенно новой.

Предполагается, что со временем это приведет к исчезновению различий в развитии между государствами, имеющими доступ в Интернет, стиранию границ, упразднению государственных и прочих иерархических структур и объединению всего мира в единое киберпространственное сообщество.

Вторжение виртуальности в нашу жизнь может породить различные психологические проблемы, которые будут представлять собой отягощенный вариант описанной выше компьютерной зависимости. Уже сейчас многие люди бегут от трудностей реальной жизни в Интернет или в мир компьютерных игр, но что будет, когда мир виртуальный по детальности своей проработки не будет уступать миру реальному? А если к тому же в виртуальности человек получит новые возможности, недоступные ему в жизни - захочет ли он, потом возвращаться обратно? В этой связи можно вспомнить фантастический роман Сергея Лукьяненко 'Лабиринт отражений'. Действие романа происходит в недалеком будущем, где виртуальный город под названием Диптаун стал преемником современного Интернета. Люди входят в Диптаун посредством специальной компьютерной программы 'deep', после чего они воспринимают виртуальный мир всеми органами чувств так, как если бы он был абсолютно реальным.

Многие люди проводят в этом мире фактически всю свою жизнь, ненадолго возвращаясь оттуда только для удовлетворения естественных потребностей.

Другие в Диптауне занимаются работой, которую гораздо удобнее осуществлять через виртуальность, нежели в реальном мире.

Наконец, некоторые и вовсе утрачивают ощущение реальности, и вернуть их к нормальной жизни могут только профессиональные спасатели - дайверы.

Несмотря на фантастичность идеи, описанная в романе картина выглядит удивительно правдоподобной. В другом произведении Лукьяненко - 'Императоры иллюзий' - владелец крупной компании предлагает людям еще более изощренный вариант виртуальной реальности - Линию Грез, которая превращает человека в хозяина своей собственной Вселенной, фактически в бога.

Проблема состоит в том, что вернуться из такой Вселенной в реальный мир он не сможет уже никогда. Что произошло бы, будь подобная безумная идея реализована в действительности? Согласно Лукьяненко большинство людей отказались от Линии Грез и воспользовались ей только те, кого принято называть отбросами общества.

Однако автор данного реферата не придерживается столь оптимистической точки зрения. Все-таки, возможность стать хозяином своего собственного мира могла бы стать сильным искушением для любого человека. Еще меньше оптимизма можно увидеть в картине будущего, представленной в нашумевшем фантастическом фильме 'Матрица'.Согласно этому фильму, люди до такой степени ушли в виртуальный мир, что, в конце концов, полностью утратили ощущение реальности. Их жизнь и деятельность оказывается всего лишь иллюзией, тщательно смоделированной сверхмощными компьютерами. На самом деле они - не более чем придатки машин, служащие для последних дешевым энергетическим сырьем. Хотя фильм снят в жанре боевика и многие его построения не выдерживают никакой научной критики, некоторые идеи все же заставляют задуматься. В самом деле, невольно возникает вопрос: если технология способна достичь такого уровня, при котором виртуальную реальность невозможно отличить от реальной жизни, то есть ли гарантия, что мир, где мы живем - не виртуальный, что он не был создан кем-то искусственно с той или иной целью? Создатели 'Матрицы' - далеко не первые, кто поднял этот вопрос. Можно вспомнить творчество все того же Станислава Лема - в частности, его 'Звездные дневники Ийона Тихого'. В рассказе 'Из воспоминаний Ийона Тихого'.( 1975 г .) описаны ящики, служащие своеобразными футлярами для целых миров. Такой ящик - фактически компьютер, а его обитатели - не более чем цепочки электрических сигналов.

Однако эти 'цепочки' способны думать и чувствовать так, как если бы они были реальными людьми, и свой виртуальный мир они воспринимают как единственно реальный, поскольку не имеют никакой возможности выйти за пределы ящика. Но ведь тогда можно предположить, что и мы, обитатели Земли, тоже живем в неком 'ящике', созданном за семь - или сколько там еще - дней неизвестным нам богом-экспериментатором! Можно пойти и дальше: поскольку модель такого мира является динамической и, вероятно, расширяемой - возникает вопрос: насколько мы можем быть уверены в объективности наших знаний о мире? Например, планеты нашей Солнечной системы, сфотографированные космическими аппаратами - не были ли они для древнего человека просто светящимися точками на небосклоне не метафорически, а в самом буквальном смысле? А чем в действительности окажутся звезды, когда человек однажды их достигнет? И если когда-нибудь мы доберемся до границы Вселенной - не отодвинется ли эта граница дальше по прихоти того таинственного ученого, который с неведомой целью смоделировал нашу 'виртуальность'? Эти вопросы поднял также и автор реферата в фантастическом рассказе 'Эксперимент', однако ответ на них сегодня, очевидно, дать невозможно. Если же подобные логические построения окажутся правдой, то хочется по крайней мере надеяться, что наш создатель не прекратит эксперимент и не покончит одним ударом со столь удивительным творением, как человечество. О перспективах развития виртуальной реальности можно говорить достаточно много.

Однако прогнозы, как известно, дело неблагодарное, и только время рассудит, как все обернется на самом деле: выйдет ли наша цивилизация на новую ступень развития - или же, напротив, будет отброшена назад.

Заключение Очевидно, что виртуальные технологии - как, впрочем, и любые другие несут с собой не только много преимуществ, но и целый букет неведомых доселе проблем.

Однако прогресс остановить невозможно, и ясно, что, несмотря на заявления отдельных технофобов, виртуальная реальность, так или иначе, займет свое место в нашей жизни.

Поэтому задача Человека Разумного - использовать свой разум так, чтобы извлекать из новых достижений максимум пользы (по возможности получая от этого удовольствие) - но никогда не допускать, чтобы виртуальная реальность стала ему иллюзорной заменой реального мира.

Приложение Шлем виртуальной реальности.

Модель 3D Visor Z800 имеет два OLED-дисплея для левого и правого глаз с разрешением 800x600 пикселей на каждом.

Встроенный трэкер движения позволяет отслеживать повороты головы и обеспечить панорамный взгляд на 360 градусов в компьютерных играх. 3D Visor Z800 может быть использован для работы в офисных приложениях, а может и в трёхмерных играх, где он обеспечивает стерео эффект.

оценка для наследства в Курске
оценка стоимости акций компании в Твери
кадастровая стоимость в Орле