Подопытных животных запустили в виртуальную реальность
Биологи из Вены и Фрайбурга разработали метод исследования поведения, основанный на виртуальной реальности (ВР). Он не ограничивает животных в перемещении и дает точные данные об их естественном поведении.
Евгения Щербина
22.08.2017, 13:15
Новость
В лабораторных условиях ученые не могут адекватно фиксировать нервные реакции животных на различные стимулы, так как движения животных (ответ на стимул) не вполне естественны — их ограничивают прикрепленные датчики. Новый метод поможет решить эту проблему.
Разработанная учеными виртуальная система FreemoVR позволяет создавать произвольное экспериментальное пространство из ширм и мониторов. На них компьютерная программа генерирует трехмерные изображения, создавая виртуальную реальность. В систему входят также камеры для отслеживания передвижения животных, причем траектория животного влияет на параметры изображений, выводящихся на мониторы.
Животные воспринимали виртуальную среду как настоящую. Так, траектории движения рыбок вида Danio rerio в аквариуме с виртуальным столбиком в центре совпадали с картиной их перемещения в аквариуме с настоящим столбом. Мушки из рода Drosophila, летая в манеже, также принимали виртуальное препятствие за настоящее.
Функциональные возможности FreemoVR опробовали на мышах. Известно, что эти грызуны умеют оценивать дистанцию до объекта, соотнося изменение его размеров и положения на фоне других объектов с собственным движением (параллакс). Исследователи с помощью нового метода проверили, работает ли этот механизм восприятия в отношении высоты.
Мышей высаживали на горизонтально расположенную над полом дорожку в форме кольца и с помощью камер следили за их перемещением в течение 15 минут. Грызуны могли, свободно перемещаясь, останавливаться там, где им было комфортнее.
В реальной части эксперимента пол под кольцом был раскрашен в шахматную клетку и состоял из двух уровней — один выше, другой ниже.
Клетки пола, находящиеся ниже, казались при взгляде с кольца меньшими, чем клетки под другой половиной дорожки.
Сравнивая размеры клеток разных уровней, грызуны должны были определять высоту. В виртуальной части эксперимента картинку двухуровневого пола выводили на монитор, расположенный под кольцом. Результаты обоих экспериментов совпали и показали, что и в реальном мире, и в виртуальной среде мыши предпочитают проводить время на дуге кольца, пол под которой был ближе, то есть избегают высоты.
Применение системы FreemoVR может дать бесценные результаты в исследовании пространственного сознания, социальных взаимодействий, а также коллективного поведения и навигации у животных.
Исследование опубликовано в журнале Nature Methods.
Ранее более просто сконструированную виртуальную реальность испытали на мухах-дрозофилах.
Информационные технологии Животные
Вам понравилась публикация?
Расскажите, что вы думаете, и мы подберем подходящие материалы
Исследователи из Университета Карнеги-Меллон выяснили, что высокий уровень образования может еще больше поляризовать мнения людей по некоторым научным вопросам, хотя кажется, что образованные люди должны, наоборот, менять свое мнение благодаря фактам.
Евгения Щербина
22.08.2017, 16:19
Новость
Считается, что для ослабления поляризации общественного мнения по поводу спорных тем нужно повышать уровень образования людей.
Однако специалисты из Университета Карнеги-Меллон выяснили, что верным может быть и обратное — убежденность людей насчет определенных тем, ассоциированная с их политической или религиозной идентичностью, на самом деле только возрастает по мере повышения уровня образования.
Исследователи использовали информацию из базы General Social Survey, в которой собраны данные соцопросов, фиксирующих общественное мнение американцев с 1972 года по настоящее время.
Ученые посчитали виды мнений людей в шести спорных общественно-научных темах: исследования стволовых клеток (должно ли их финансировать правительство), Большой взрыв (стал ли он началом Вселенной), человеческая эволюция (произошел ли человек от более ранних видов животных), ГМО («ели бы вы такое регулярно?»), нанотехнологии (больше от них вреда или пользы) и изменение климата (опасно ли оно). Также они вычислили наивысший уровень образования в каждой категории, учитывая, было ли у людей в школе и колледже углубленное изучение естественно-научных предметов, и оценив общую «начитанность» и согласие с официальным научным консенсусом.
Исследователей интересовало два вопроса: связаны ли мнения людей по этим вопросам с их религиозной и политической идентичностью, а также усиливается ли поляризация мнений в группах с более высоким образованием. [ … ]
Реклама не является одобренной Минобрнауки России
Моделирование марсианской атмосферы показало, что ночью на Марсе могут возникать снежные штормы. При некоторых условиях снег может долетать даже до поверхности планеты.
Анна Шустикова
21.08.2017, 18:01
Новость
Атмосфера Марса разреженная, и в ней гораздо меньше воды, чем в атмосфере Земли. Несмотря на это, на Марсе тоже бывают облака.
Они образуются, когда на взвешенных в атмосфере частицах пыли конденсируется вода и возникают кристаллы льда.
Кроме того, так как атмосфера Марса более чем на 90% состоит из углекислого газа, на планете можно встретить облака из замерзшего углекислого газа (известного еще как сухой лед).
Марсианские облака бывают разных форм и видов. Например, в этом видео, снятом марсоходом Curiosity, марсианские облака напоминают серебристые облака с Земли. На Земле серебристые облака образуются на высоте около 80 км, и их можно заметить в сумерках.
На Марсе бывают не только облака, но и осадки. Из облаков, состоящих из углекислого газа, могут падать снежинки сухого льда. А в 2008 году космический аппарат Phoenix зарегистрировал на Марсе привычный нам снег из замерзшей воды. Снег шел из облаков на высоте около 4 км и испарялся, не долетая до поверхности планеты. [ … ]
Реклама не является одобренной Минобрнауки России
Ученые из Института Пратта смогли восстановить древнеримский женский портрет из Геркуланума. Для этого они использовали рентгенофлуоресцентный анализ.
Максим Абдулаев
21.08.2017, 12:16
Новость
Геркуланум — древнеримский город, который погиб во время того же извержения Везувия в 79 году н.э., что погубило Помпеи со Стабиями. Раскопки в Геркулануме начались в XVIII веке, но после того, как картины и фрески были извлечены из-под слоя пепла, их состояние стало ухудшаться из-за действия воздуха, солнца и воды.
Портрет молодой женщины нашли в Геркулануме около 70 лет назад, и вредное действие солей и воздуха привело к тому, что его пришлось восстанавливать после раскопок.
Ученые использовали портативный рентгеновский флуоресцентный прибор, чтобы узнать, как выглядит портрет, покрытый слоем кристаллизованной соли и грязи.
Рентгенофлуоресцентный анализ — это метод, при котором объект, который хотят исследовать, облучают рентгеновскими лучами. Из-за облучения атомы вещества возбуждаются и испускают фотоны.
Атомы разных элементов испускают фотоны с разной энергией, и если ее измерить, то можно сказать, из чего сделан предмет, который изучают.
Если знать химический состав красок, то можно и сказать, какого они цвета. Исследовав портрет, ученые увидели, что набросок был сделан пигментом, содержащим железо, вокруг глаз художник использовал краску с содержанием свинца, а краску зеленого цвета с калием использовал для подмалевка. [ … ]
Реклама не является одобренной Минобрнауки России
Для мышей и мух создали комнату виртуальной реальности
В этом эксперименте ученые выясняли, боятся ли мыши высоты в виртуальной реальности IMP/IMBA Graphics Department
Исследователи из Германии и Австрии разработали систему виртуальной реальности FreemoVR, которая предназначена для исследования животных. Она представляет собой комнату с несколькими высокочувствительными камерами.
Эти камеры в реальном времени отслеживают движения животного и меняют изображение, проецируемое на стены или пол комнаты. За счет такой схемы исследователи могут изучать животных в максимально естественных условиях, без необходимости закреплять их на специальном стенде.
Исследование, посвященное разработке, опубликовано в журнале Nature Methods, также информация о ней опубликована на сайте Университета Фрайбурга.
Виртуальная реальность используется не только для реалистичных игр или просмотра видео, но и для научных исследований. К примеру, ее использовали для моделирования поведения людей в толпе во время чрезвычайной ситуации. Также ее используют и для исследований на животных.
Поскольку закрепить VR-шлем на мухе или рыбе довольно проблематично, ученым приходится использовать большие экраны, а зачастую и закреплять испытуемых на специальных стендах.
Из-за того, что животные в такой схеме не могут двигаться свободно, поведение животных в таких исследованиях нельзя считать полностью эквивалентным их поведению в естественной среде.
Изображение комнаты виртуальной реальности IMP/IMBA Graphics DepartmentНемецко-австрийская группа ученых решила создать систему виртуальной реальности, в которой животные смогут двигаться свободно. Они сравнивают ее с голодеком — голографической комнатой из сериала «Звездный путь», на стены которой проецировалось любое окружение.
Исследователи создали несколько вариантов системы для разных целей. Для исследования дрозофил они создали комнату, на стены которой выводились различные объекты. Несколько высокоскоростных камер отслеживали движения мухи и постоянно подстраивали изображение под ее движения. Таким образом ученые даже смогли управлять мухой, заставив ее двигаться «по восьмерке».
Также они сделали аналогичную систему для рыб данио-рерио (Danio rerio), в которой изображение проецировалось на дно плоского аквариума, и создали вариант системы для мышей — в этом случае мышь находилась на приподнятой дорожке, а на полу комнаты проецировалась текстура, имитирующая разные высоты.
Выяснилось, что как и в случае с настоящей высотой, мыши боятся и виртуальной высоты, и проводят больше времени на части дорожки, «расположенной низко».
Исследователи считают, что их система пригодится нейробиологам в изучении движений и восприятии внешней среды с помощью разных органов чувств.
Ученые не первый раз пытаются поместить животных в виртуальную реальность.
Американские ученые для этого закрепили мышь над шаром, перед которым установили экран, и даже добавили в систему двигающиеся пластины, которые касались мышиных вибриссов и помогали им погрузиться в виртуальную реальность. А немецкие исследователи использовали похожую конструкцию с шаром для исследования передвижения муравьев.
Григорий Копиев
FreemoVR – система виртуальной реальности, предназначенная для лабораторных животных
Ученые из Венского биоцентра, Австрия, закончили разработку системы виртуальной реальности, предназначенной для … лабораторных подопытных животных.
Помещенные в виртуальную реальность рыбки-зебры “сражались” с инопланетянами из игры “Space Invaders”, виртуальная высота вызывала настоящий испуг у подопытных грызунов, а мушки-дрозофилы огибали виртуальные препятствия, как настоящие.
Все это делалось с целью исследований работы участков головного мозга, отвечающих за реакцию на изменения окружающей среды во время движения.
А собранные в ходе экспериментов данные помогут ученым лучше понять работу головного мозга человека и структуру специализированной генной информации, закодированной в ДНК нервных клеток, пишут novostiit
В системе виртуальной реальности FreemoVR используется проекция изображения с нескольких экранов компьютеров, что позволяет воссоздать фотореалистичную виртуальную окружающую среду.
Движение погруженных в виртуальную реальность животных контролируется при помощи 10 высокоскоростных камер, а на изменения виртуальной среды, зависящие от движений животного, требуется всего несколько миллисекунд.
Первыми подопытными живыми существами, которые были погружены в виртуальную реальность, стали мушки-дрозофилы и рыбки-зебры.
В виртуальной среде ученые расположили вертикальные столбы, кольца, клетки шахматной доски, виртуальные растения и даже “рой” инопланетян из старой компьютерной игры “Space Invaders”. Также в виртуальной среде были созданы “телепорты”, прохождение через которые приводило к резкой смене окружающей обстановки, создавая иллюзию “телепортации” животного в другое место.
Самым интересным является то, что все подопытные животные сочли виртуальную окружающую среду за реальность.
Дрозофилы облетали вертикальные столбы так же, как они облетают препятствия в реальности, а грызуны испытывали неподдельный испуг, когда система создавала иллюзию их подъема на некоторую высоту. Так же животные реагировали на появление подобных им виртуальных животных.
Рыбка-зебра стремилась присоединиться к стайке виртуальных рыбок, а когда на экране системы появились “инопланетяне”, то рыбка переместилась в центр сферического аквариума.
В своих будущих исследованиях ученые планируют изучить реакцию животных на появление виртуальных животных такого же вида.
При этом, качество “аватара” виртуального животного будет изменяться от карикатурно нарисованного до фотореалистичного, что позволит ученым определить важность точного визуального соответствия образа с реакцией на него животного.
Помимо этого ученые будут запускать в виртуальную среду животных, у которых искусственным путем будет заблокирована работа определенных участков мозга, это позволит ученым более точно определить, какие именно нервные цепи отвечают за определенные реакции и особенности поведения.
источник
Виртуальная реальность для решения бизнес-задач
Виртуальная реальность (искусственная реальность, электронная реальность, virtual reality, VR, 3d virtual reality) — искусственно создаваемый смоделированный компьютерный мир, в который погружается человек. Однако, попадая в виртуальный мир, мы осознаем, что находимся в искусственно созданном пространстве, то есть мы в состоянии отделить реальность от виртуальности.
VR — это виртуальное воссоздание жизненной или любой иной среды при помощи компьютерного моделирования. Виртуальная реальность воздействует на зрение, на слух пользователя, заставляя его ощущать иллюзию, что он находится внутри компьютерного мира.
Виртуальная реальность для Правительства Москвы на выставке «Золотая осень»
Для создания виртуального мира, при использовании технологии виртуальной реакции используются определенные системы виртуальной реальности, 3D дисплеи/мониторы, специальные очки виртуальной реальности, VR шлемы плюс программное обеспечение и, конечно же, смоделированный контент — то, что зритель увидит и услышит в виртуальном пространстве.
Наблюдая за развитием технологий и широким спектром использования виртуальной реальности, сегодня можно смело говорить о VR как о новом эффективном и востребованном канале коммуникации.
Где можно использовать технологию виртуальной реальности?
Технология виртуальной реальности сегодня востребована далеко не только в компьютерных играх и в кинематографе.
VR используется для интерактивного привлечения покупателей товаров и услуг и вовлечение во взаимодействие с контентом.
Возможности виртуального мира позволяют переносить человека в различные измерения, пространства и географические точки нашего мира, увидеть то, что скрыто от глаз в реальности.
Виртуальная реальность активно интегрируется сегодня в различные бизнес-сегменты: потребительский, коммерческий рынки, рынок развлечений, путешествий, система образования активно внедряет технологии VR в процесс обучения.
Как и где виртуальная реальность помогает бизнесу?
- Товары и услуги. Виртуальное представление продуктов и услуг — эффективный инструмент связи с потенциальным потребителем. Системы виртуальной реальности используют в качестве виртуальной витрины, с возможностью интерактивного создания самим покупателем товара, который ему нужен. Это — виртуальные витрины мебели, зданий, автомобилей и тд. Потребители, которые имели опыт предварительного ознакомления с товаром/услугой через мобильного VR-приложения, считают, что это
— существенно экономит время, которое тратится на выбор и принятие решения о покупке,
— позволяет получить эмоциональное впечатление от использования продукта/услуги до его приобретения благодаря близкому ознакомлению с ним, либо за счет опробования их в виртуальной среде.
- VR в туризме и сфере путешествий. Сидя на диване в очках виртуальной реальности, можно, например, совершить виртуальный тур по интересующему отелю, курорту, оказаться на Бора-Бора, в любом другом уголке земного шара и пр. При желании можно пережить опыт прыжка с парашютом, например, или полетать на воздушном шаре над выбранной местностью.• Архитектура, проектирование, дизайн. При помощи виртуальной реальности можно презентовать объекты недвижимости ещё до начала строительства. Это может быть виртуальная презентация внешнего вида, планировок, интерьеров. VR-технологии помогают увидеть будущие объекты недвижимости в условиях, максимально приближенным к реальности. Это помогает избежать возможных финансовых потерь при исправлении ошибок, допущенных в проекте, в ходе строительства. Виртуальная реальность помогает увидеть недоработки в проектах, проработать эргономические вопросы, оценить промежуточные строительные этапы. Физические макеты можно заменить на виртуальные, у проектировщиков и заказчиков появляется возможность изучить проектируемые объекты в VR-очках, чтобы убедиться, что проект отвечает всем требованиям.
VR — тур по Цифровому Деловому Пространству
- Виртуальная реальность в образовании. Использование технологий виртуальной реальности в образовательных процессах является одним из наиболее популярных направлений развития VR, открывая новые эффективные возможности в обучении. Преимущество VR перед классическим процессом обучения очевидно — этот фактор вовлеченности и виртуальной «близости» объекта изучения. Согласитесь, одно дело читать о строительстве Колизея в учебник истории, и совсем другое — наблюдать за процессом в режиме реального времени. В медицине виртуальная реальность уже используется для повышения квалификации хирургов.
Какие есть очевидные преимущества VR-обучения:
Наглядность. При помощи 3D-моделирования, можно детализировать и сделать наглядными различные процессы, скрытые от глаз, например, показать химические процессы вплоть до атомного уровня.
Погружение и вовлечение. Виртуальный мир окутывает учащегося со всех сторон, на 360 градусов, позволяя полностью сосредоточиться и углубиться в материал.
Безопасность. Обучение профессиям, чья работа связана с взаимодействием со сложными системами, работой в критических позволяет проводить интерактивные тренинги в виртуальном пространстве, без угрозы для жизни. Например, отработка профессиональных навыков пожарных или врачей (в особенности хирургов).
- Виртуальная реальность в медицине
Уже сегодня VR помогает реабилитации, социализации и инклюзии людей пожилого возраста. VR может быть полезна для умственных и физических упражнений.
Согласно результатам исследования датского университета Aalborg, виртуальная реальность может вдохновлять пожилых людей чаще гулять, выходить из дома, заниматься физическими нагрузками.
Физическая активность помогает им держать себя в форме и отвлекать от хронических болей спины и в суставах.
Виртуальная реальность открывает возможность пожилым людям, ограниченным в передвижении, путешествий: увидеть места своего детства, переместиться в любые географические пространства. Сейчас также рассматривается возможность использования VR для помощи пациентам с фобиями и психическими расстройствами, для реабилитации после психических нарушений и стрессовых ситуаций.
- Виртуальная реальность для музеев и выставок
Использование VR-технологий в экспозиционных пространствах, наверное, одна из самых активно развивающихся направлений. VR предлагает уникальный инструментарий для визуализации.
Виртуальная реальность позволяет посетителям познакомиться с музейными коллекциями, находящимися на большом расстоянии от человека, увидеть давно утраченные исторические и культурологические артефакты, детально рассмотреть микроскопические предметы, переместиться в любые исторические эпохи.
Помимо виртуальных туров по экспозициям музеев, сегодня набирает популярность виртуальное путешествие внутрь картин.
Какие VR-технологии можно применять в музейных экспозициях?
Виртуальное путешествие «TimeCode Malevich» для фестиваля открытий «Малевич фест»
Влияние VR на потребителей
Виртуальная реальность делает коммуникацию с потребителями максимально эффективной.
- Во-первых, увеличивается время взаимодействия с контентом и информацией, представленной в виртуальном пространстве.
- Во-вторых, виртуальная реальность всегда интерактивна, что обеспечивает включенность потребителя во взаимодействие, а это, в свою очередь, помогает запомнить большее количество информации и создает необходимую для WOW-эффекта эмпатию.
- В- третьих, VR — это всегда эмоциональная вовлеченность.
Исследование YuMe/Nielsen показало, что контент с VR вызывает на 27% больше эмоций и на треть дольше используется.
Какие преимущества использования технологии виртуальной реальности?
Использование виртуальной реальности для продвижения товаров/услуг и стимулирования продаж имеет целый ряд неоспоримых преимуществ.
Виртуальное путешествие с обзором 360 градусов над промышленной Москвой
Виртуальное панорамное видео с обзоров на 360 градусов становится все более востребованным на рынке. К выставке Hannover Messe 2016 для Правительства Москвы мы создали 7-ми минутный видеоролик с возможностью обзора столицы на 360 градусов.
Панорамная виртуальная реальность -это своеобразная экскурсия по технологической столице: каждый желающий может увидеть московские достопримечательности в сочетании с перспективными для инвестиций промышленными зонами и индустриальными парками.
Из чего складывается стоимость и какие этапы работы?
Стоимость реализации каждого проекта рассчитывается индивидуально на основе предоставляемого Заказчиком или разрабатываемого совместно технического задания или брифа.
При формировании стоимости проекта учитываются такие факторы, как:
- Стоимость разработки программного обеспечения.
- Стоимость разработки дизайна (отрисовка 3д-моделей, интерфейсов, анимация и пр.) зависит от сложности сценария, качества прорисовки персонажей, особенностей графики.
- Стоимость аренды оборудования для дополненной или виртуальной реальности (исходя из количества смен).
- Стоимость работы технического персонала на площадке.
Этапы работы над проектом
Если вы не уверены, какая технология лучше подходит для реализации Ваших маркетинговых задач и бизнес-целей — 3d Virtual reality (VR) или дополненная реальность (AR) — мы совместно с вами, на основе технического задания, проанализируем ситуацию и предложим вам стратегически оптимальный вариант решения и возьмем всю реализацию на себя. Звоните!
Видеорепортаж «Виртуальный тур по ЦДП» на форуме «Открытые инновации»
Есть вопросы? Звоните!
+7 (499) 922-00-01
Отправьте заявку на почту!
[email protected]
Области применения виртуальной реальности, использование систем виртуальной и дополненной реальности в разных сферах
Искусственный мир, для создания которого применяются особые технические устройства, получил название виртуальная реальность.
Что это – модное развлечение или необходимость в современных реалиях? Нарастающая мощность компьютерных систем и цифровых методик подняли технологию на принципиально новый уровень, позволяя выйти не только на рынок индустрии развлечений, но и охватить широкую область новых сфер деятельности человека.
Для создания объемной картинки используются шлем виртуальной реальности, очки (либо целые VR-комнаты) и адаптированный контент. Их взаимодействие и позволяет погрузиться в удивительный мир, созданный под конкретную задачу.
Архитектура и градопланирование
Инженеры-архитекторы, пожалуй, пионеры в использовании виртуального мира в профессиональной деятельности. Компьютерная визуализация будущих строений позволяет заказчикам и исполнителям путешествовать по этажам и помещениям еще до возведения фундамента.
Конструкторы получили возможность продемонстрировать свою задумку не в плоском виде на чертеже, а использовать объемное изображение, в которое можно вносить корректировки уже на стадии ознакомления. А дизайнеры могут примерять свои творческие решения для интерьера, обставлять комнаты мебелью и находить оптимальную планировку.
Схемы пространственного развития города, соблюдение принципов застройки, разбивка участков и обустройство парковых зон, грамотное распоряжение пространством для комфортного и безопасного проживания горожан – теперь это можно сделать с технологией виртуальная реальность.
Промышленность и добыча полезных ископаемых
Виртуальная реальность используется в области автомобилестроения для проведения краш-тестов, компоновки узлов и агрегатов, создания эргономики салона.
С ее помощью моделируются энергоблоки атомных станций, этапы производства, меняются графики и планы работ в соответствии с поставками сырья и комплектующих.
Обработка процессов сборки, изучение взаимозаменяемости деталей и даже проведение производственных совещаний можно проводить с использованием технологий виртуальной реальности.
Судостроительные компании – одни из главных пользователей VR-систем. С их помощью инженеры определяют оптимальную разводку бытовых коммуникаций, анализируют трудности монтажных работ в помещениях с высокой затесненностью, виртуально размещают оборудование, анализируют технологичность изделий.
В принципе, использовать методику можно везде, где есть необходимость работать с трехмерными данными.
Полезны и визуальные модели с геоинформационными данными, они незаменимы при разработке месторождений с полезными ископаемыми, моделировании месторождений и скважин, для геофизического анализа.
Эксплуатация и обучение персонала
Эксплуатационная роль технологии заключается в симуляции работы изделий в разнообразных условиях для улучшения их характеристик; использует тренажеры, обучающие сложным процедурам применения изделия.
Обучение персонала – обширная сфера, где применение виртуальной реальности незаменимо:
- тренировка полицейских – помещение охранников правопорядка в уникальные ситуации для исследования реакции и проработки различных сценариев развития картины;
- медработники – проведение хирургических операций и манипуляций врачами-новичками без угрозы для здоровья пациента;
- пилотажные тренажеры – подготовка летчиков и пилотов к трудностям, которые могут возникнуть во время полета.
Образование
Использование систем виртуальной реальности в области образования – это новый подход к подаче и усвоению научного и методического материала в школах и вузах.
Школьники и студенты могут поработать в уникальных экспериментальных лабораториях, понаблюдать за историческими событиями и даже поучаствовать в них, побывать в космосе, отправиться в путешествие в любую точку земного шара, строить объемные диаграммы и проводить химические опыты.
Участники виртуальной системы могут находиться в разных городах и странах и взаимодействовать друг с другом в научной сфере, вместе наблюдать за экспериментами и участвовать в научных разработках.
Искусство и массовые мероприятия
Система виртуальной реальности не обошла стороной и искусство.
Схемы визуализации состоят на службе у музеев – с их помощью можно побывать в закрытых музейных залах, посмотреть на утерянные экспонаты или памятники, прошедшие реконструкцию, посмотреть панорамные фильмы об интересующих исторических эпохах.
Создание инсталляционных шедевров, визуализация искусства танца, возможность посетить знаменитые и редкие выставки, организованные в другой части света, – зрительное и звуковое восприятие буквально безгранично.
Массовые VR-мероприятия – новое слово в организации интересных событий и реализации культурных программ. Инновационные технологии снимают ограничения на количество посетителей комнаты или зала. Теперь в общем визуальном пространстве может слушать одну и ту же музыку, просматривать видеоролики, посещать интернет-сайты и играть в игры сразу большое количество человек.
Продвижение городов и стран, туризм
Области применения виртуальной реальности включает и туристическую отрасль. С ее помощью можно представить в наиболее выгодном свете не только знаменитые и полюбившиеся всем города и достопримечательности. Но и познакомить путешественников с еще не познанными уголками, о которых они не имели представления.
Воображаемый гид расскажет об интересных географических местах и исторических памятниках, проведет по локациям труднопроходимых объектов. Это отличный способ провести рекламную кампанию и простимулировать туристов к посещению конкретного города или целой страны.
Маркетинг и реклама
При покупке недвижимости или инновационного изделия клиенту порой очень трудно составить представление об объекте продажи. С этой целью маркетологи используют виртуальную реальность. Это прекрасная возможность продемонстрировать продукт со всех сторон, включая сложные технические детали и конструктивы.
Девелопмент недвижимости – многоступенчатая разработка застроек – теперь стал более простым и визуализированным. Поиск подходящего участка земли, проектирование, учет особенностей инфраструктуры и ландшафта с представлением готового продукта потенциальному покупателю – использование виртуальной реальности – сплошное удовольствие.
С ее помощью можно представить проект органам государственной власти и привлечь инвесторов.
Спортивные мероприятия и тренировки
Качественно созданная виртуальная реальность позволяет прекрасно чувствовать свое тело и управлять движениями. Это свойство используется в процессе спортивных тренировок для оттачивания навыков и соревновательных методик.
Другая сторона использования VR – запись тренировок на видео с дальнейшим пошаговым инструктажем и проработкой ошибок.
С помощью виртуализации можно дополнительно привлечь спортивных болельщиков, поместив их в атмосферу ревущего футбольного стадиона, вовлечь в самый центр олимпийских событий или примерить на себя роль гонщика “Формулы-1”.
Лечение фобий, придание новых граней старым аттракционам, создание трехмерных сцен для реконструкции преступных действий, помощь парализованным людям – виртуальные технологии практически безграничны и способны удивлять нас снова и снова.
Как развивались технологии виртуальной реальности?
На свет появились аппараты HTC Vive, гарнитура Microsoft’s HoloLens и ознаменование «второй эпохи» виртуальной реальности – Oculus Rift. Так что самое время, чтобы оглянуться и посмотреть, с чего начинались изобретения, которые сперва мир встретил ярым скептицизмом и считал не более, чем фикцией, концептом из области научной фантастики.
Год 1956: 3D-дисплеи Sensorama
Morton Heilig выпустил не только шесть короткометражек по образцу «Я Бутылка Кока-Колы» или «Свидание с Сабиной». Компания сделала первую попытку войти в другую реальность и для этого создала машину Sensorama. В громоздком аппарате помещался генератор, посадочное место, вибрирующее в такт картинке на экране, непосредственно 3D-дисплей и оборудование для стерео звука. Это только внешне Сенсорама кажется похожей на медтехнику, но там внутри – первая попытка выйти за пределы привычного мира.
Год 1961: Система слежения Headsight
Скоро появится возможность повсеместно применять аппарат Headsight – оборудование для слежения за объектами издалека.
Устройство было задумано, как помощник военным на случай, если не получится исследовать територию или предмет вблизи ли досмотреть лично. «Дальновидная» сверхсекретная техника спроектирована инженерами из Philco.
Они в одном шлеме соединили видеоэкран с базовой системой слежки, связали эти элементы для CCTV и все заработало!
Год 1966: 3D GAF-стереоскоп Viewmaster Master
Одна из первый попыток сделать 3D-очки – устройство Viewmaster Master, в котором в одну сцену объединялись похожие, но разные изображения – полная картинка складывалась подобно мозаике. Красный стереоскоп создавал реальное ощущение пребывания в другом мире. Так людям открылся Дисней и Star Trek в трехмерном воплощении.
Год 1968: AR графика в передвижном дисплее Sword of Damocles
В Массачусетском технологическом выше лаборатория Линкольна поставила свой первый необычный опыт. Специалисты создали систему HMD – настолько тяжелую, что пришлось подвесить ее на потолке, поддерживая механической рукой. Но, невзирая на тяжеловесность, система стала первой заменой камеры с компьютером. Суть технологии: человек заходит в комнату, над его зрением накладывается геометрическая сетка и он погружается в мир предметов и явлений, которых на деле не существует.
Год 1980: когда все просто – Eye Tap
Рюкзак-компьютер, сконструированный Стивом Манном, подключался к шлему с камерой, соединенной с видоискателем. Расщепитель луча помогал конструкции передавать картинку пользователю и на компьютер одновременно.
Благодаря этому данные накладывались в реальном времени и получалась дополнительная реальность. Манн начал совершенствование Eye Tap, и теперб понятно, что это один из случаев, когда технологии не требуют неестественных видов или сверхгромоздких габаритов.
Год 1984: потрогать то, чего нет – контроллеры RB2, First VR
Контроллеры RB2 впервые использовались в коммерческих целях. Продукт давал возможность трогать и поворачивать виртуальные объекты с помощью сигналов, постилаемых с надетых на руку пользователя перчаток. Сами предметы отображались на экране EyePhone. За игрушку нужно было заплатить $ 100000 или вполовину меньше за бюджетную версию.
1985: головка слежения и ЖК-оптика от NASA
Агентство не только исследует космос, но заодно практикует технологии VR. Это они решили совместить широкоугольную оптику, ЖК-дисплеи и светодиоды – настоящий прорыв в области устройств для слежения.
Год 1993: SEGA VR – так хорошо, что уже плохо
SEGA-платформа – детище японских конструкторов. Игровая консоль так сильно погружала пользователя в цифровой мир, что игрок переставал ощущать себя в реальности. проект пришлось законсервировать из-за растущего количества травм по причине дезориентации в физическом пространстве.
Год 1995: виртуальная среда CAVE
CAVE первая разрешила нескольким пользователям одновременно находиться в специальной подготовленной комнате. Чтобы ощутить эффект полностью, одевались VR очки (намного легче всех прототипов) и применялись настенные проекции, чтобы сцена превращалась в полноценную трехмерную картинку, по которой мог бы пройти пользователь. ЖК-затворные очки со стереоскопом от студентов университета Иллинойса оказались самым близким предшественником современных VR-технологий.
Год 2009: Платформа для финансирования Kickstarter
Не запусти Палмер Лаки, основатель Oculus VR, платформу Crowdfunding – как знать, когда бы мир узнал о его видении виртуальной реальности? Гарнитура Oculus Rift создалась благодаря финансированию в $ 2,5 миллиона от 10 тыс. заинтересованных энтузиастов. К слову, пока это наиболее успешный проект на Crowdfunding.
Виртуальная реальность — Блог DTI Algorithmic
Виртуальная реальность (virtual reality, VR) – компьютерная симуляция некоего пространства, в которое через воздействие на рецепторы (зрение, слух, обоняние, тактильные ощущения) погружается пользователь. Проводником пользователя в виртуальную реальность выступают VR-устройства, ключевыми из которых являются шлем, различные датчики движения и контроллеры.
#справка Важно не путать виртуальную реальность с дополненной реальностью (augmented reality, AR). VR подразумевает полную замену того, что пользователь видит перед собой, на сгенерированное изображение или изображение с камер. AR же интегрирует виртуальные модели в реальный мир – этому концепту соответствует, например, голограмма.
Виртуальная реальность – один из главных технологических трендов последнего времени. Goldman Sachs в своем тематическом исследовании описывает перспективы этой технологии следующим образом:
Виртуальной реальности пророчили подобный прорыв еще в 1980-х. Однако тогда не существовало технологий, которые позволили бы массово внедрить VR. В результате о VR забыли более чем на пятнадцать лет.
Сейчас мы наблюдаем вторую волну популярности виртуальной реальности, которая уже затронула больше людей, чем в конце прошлого века.
Но успех технологии все еще не гарантирован, и многое зависит как от производителей устройств VR, так и от разработчиков виртуального контента.
Команда DTI решила “погрузиться” в виртуальную реальность. Мы попытались разобраться в эволюции VR и определить, какие выгоды из виртуальной реальности могут извлечь бизнес и потребители уже сегодня.
История VR
Первые прототипы
В 1962 году кинорежиссер Мортон Хейлиг запатентовал Sensorama – “кинематограф будущего”, громоздкую машину, напоминающую игровые автоматы 1980-х. На экране Sensorama проецировались короткометражные фильмы, снятые от первого лица, а эффект присутствия достигался за счет одновременного воздействия на несколько органов чувств.
Помимо звуковых эффектов, в камеру поступали запахи, дополняющие изображение, а сиденье вибрировало (например, во время виртуальной езды на велосипеде). Однако Хейлигу не удалось получить необходимое финансирование, и работа над аппаратом была прекращена.
Sensorama
В 1965 году Айвен Сазерленд, уже известный как создатель инновационного компьютерного интерфейса Sketchpad, описал концепт “ультимативного дисплея” – “комнаты, внутри которой компьютер определяет материю”.
Спустя три года он продемонстрировал ранний прототип своего концепта – “Дамоклов меч”. Устройство проецировало на стереодисплей примитивную комнату, сгенерированную компьютерной программой. Шлем отслеживал положение головы пользователя и соответствующим образом менял открывающуюся ему перспективу.
Дамоклов меч (The Sword of Damocles)
#интересное Из-за значительного веса шлема и необходимости отслеживать положение головы, “Дамоклов меч” был закреплен на механической руке, установленной в потолке лаборатории. Именно грозный вид устройства вдохновил автора на его название.
Примерно в то же время, в 1966 году, на военно-воздушной базе Райта-Паттерсона в США инженер Томас Фурнес работал над новым поколением летных тренажеров. Проект, на разработку которого ушло несколько десятилетий, увидел свет в 1986 году и получил название Super Cockpit.
Летный симулятор Super Cockpit Томаса Фурнесса
Начальство не верило в идею Фурнеса, в результате чего ему пришлось покинуть ВВС США. Но они ошибались: Super Cockpit оказался прорывом и был успешно применен во время войны в Персидском заливе.
к оглавлению ?
Стремительный взлет и падение
В 1985 году Томас Циммерман и Джейрон Ланьер, два бывших сотрудника технологической компании Atari, основали VPL – компанию, специализирующаяся на виртуальной реальности. Главным изобретением VPL стала DataGlove – перчатка, оснащенная сенсорами и отслеживающая движения руки.
Наряду со шлемом, перчатка стала одним из главных атрибутов виртуальной реальности. В основном перчатки виртуальной реальности применяли в качестве контроллера для управления компьютерами и видеоигр, а некоторые команды пытались раскрыть потенциал DataGlove для телехирургии.
Прототипы DataGlove
Впоследствии VPL разработали костюм, отслеживающий движения всего тела, и собственный шлем Eyephone. Однако широкого успеха эти устройства не обрели, и у компании начались проблемы.
Она не смогла расплатиться со своим кредитором, французской оборонной компанией Thomson-CSF, и в 1993 году объявила банкротство. Thomson-CSF достались все патенты VPL.
Несмотря на банкротство VPL, отрасль находилась на подъеме. В 1980-х и начале 1990-х крайне популярны были игровые автоматы, оборудованные шлемами виртуальной реальности.
Параллельно в 1994-1995 над VR-устройствами для бизнеса и домашнего пользования работали Atari, Philips и IBM.
Массачусетский технологический университет (MIT) начал издавать Presence – журнал, отслеживающий последние открытия в области виртуальной реальности.
Аркадный автомат, использующий шлем виртуальной реальности
Но в середине 1990-х пузырь виртуальной реальности лопнул. К тому времени активно уже активно развивался Интернет, и, по сравнению с этой “технологией будущего”, виртуальная реальность, дорогая и ограниченная технология, уже не так восхищала людей.
Шлемы виртуальной реальности предлагали крайне узкое поле зрения – большего существующие технологии не могли обеспечить. В результате пользователи не погружались в виртуальную реальность, но скорее смотрели на экран посреди темной комнаты. При этом существующие машины стоили $60-$70 тыс., что исключало возможность массового использования.
Многие компании, занимавшиеся виртуальной реальностью, закрылись, а оставшиеся, такие как Fakespace и Silicon Graphics, заметно уменьшились.
Atari прекратила исследования в этом направлении и объединилась с компанией, производящей жесткие диски, в 1996 году.
В 1997 банкротство объявила Virtuality Group – компания, разрабатывавшая игровые автоматы, основанные на виртуальной реальности. Военные разработки остались практически единственной областью применения VR.
к оглавлению ?
Возрождение индустрии
В 2012 году молодой предприниматель Палмер Лаки представил шлем виртуальной реальности Oculus Rift. С детства увлекшись виртуальной реальностью, Лаки коллекционировал различные VR-устройства. Первый прототип Oculus Rift он собрал в гараже своих родителей на деньги, вырученные от ремонта смартфонов Apple.
Устройство, рассчитанное на видеоигры, и стало одним из самых популярных проектов на краудфандинг-платформе Kickstarter и стоило всего $300 для поддержавших проект пользователей. Для массового производства Oculus Rift Лаки планировал привлечь $250 тыс., но в итоге собрал в десять раз больше.
Промо-ролик Oculus Rift на Kickstarter:
Развитие технологий позволило решить часть проблем, которые привели к краху VR в 1990-х – например, расширить угол зрения до 110°. Однако отсутствие существенного интереса к виртуальной реальности означало фактическое отсутствие инноваций в этой области. По словам самого Лаки, все необходимые технологии существовали за несколько лет до создания Rift:
В 2017 году Oculus Rift была приобретена
Виртуальная реальность – «Энциклопедия»
ВИРТУАЛЬНАЯ РЕАЛЬНОСТЬ (английский – virtual reality, VR, от virtual – кажущийся) (виртуальное окружение, киберпространство), иллюзия взаимодействия с динамическим объёмным окружением, создаваемая у человека с помощью аппаратно-программных средств, например, компьютерной графики, акустических и тактильных средств предъявления информации и сигналов обратной связи о собственных движениях. Прообразом систем виртуальной реальности были различные тренажёры для авиации и флота, компьютерные игры, «предельный дисплей» (устройство для показа трёхмерной графики) А. Садерленда (1965) и разработки систем искусственного интеллекта. В конце 1960-х годов М. Крюгер (США) ввёл понятие «искусственная реальность», впоследствии заменённое Дж. Ланьером на термин «виртуальная реальность» (1989, США), ставший очень популярным.
В конце 1980-х – начале 1990-х годов наблюдается высокая активность в области создания систем виртуальной реальности и периферийных устройств в виде головных дисплеев (head mounted displays), управляющих перчаток (cyber glove), трекеров (treker) и др.
Разрабатываются проекционные системы трёхмерной визуализации на основе технологии CAVE (cave automatic virtual environment, 1992, США). Например, система «виртуальная башня» имитирует движение самолётов в зоне аэропорта.
Компьютер обрабатывает радиолокационную информацию и создаёт (с помощью специальных устройств) иллюзию у человека-диспетчера, как будто он находится на вершине 1000-метровой башни и может, дотрагиваясь руками до самолётов, корректировать их движение.
Такая модель органична для человека и позволяет диспетчеру отрабатывать принятие решений по регулированию воздушного движения и предотвращению столкновения самолётов.
Реклама
Самый важный элемент виртуальной реальности – человек с его колоссальными возможностями воображения, сенсорики и моторики.
Поэтому одним из основных требований, которому должна удовлетворять электронная рабочая среда, реализующая виртуальную реальность, является обеспечение естественности взаимодействия с пользователем без «неестественных» средств восприятия и воздействия (например, клавиатуры, мыши).
Создаются виртуальные костюмы для человека и животных, в которых встроенные датчики передают информацию о движениях пользователя на компьютер, а затем, реализуя принципы обратной связи, – на зрительные, слуховые и тактильные анализаторы человека, тем самым обеспечивается новое качество восприятия и переживания виртуальной реальности. Системы виртуальной реальности находят широкое применение в научных исследованиях (моделирование и проектирование экспериментов), управлении транспортными средствами и производственными процессами, образовании, медицине, индустрии развлечений и др. Создание виртуальной реальности требует высокопроизводительных, быстродействующих ЭВМ с большим объёмом памяти. Процесс разработки и проверки программного обеспечения систем виртуальной реальности очень сложен, и практически невозможно избежать ошибок.
Известно несколько основных разновидностей систем виртуальной реальности.
Кроме полностью искусственных моделей среды и объектов, применяется промежуточная форма представления среды, «расширенная реальность» (augmented reality, AR), когда восприятие реального окружения совмещается с элементами искусственного окружения, что даёт возможность воспринимать скрытые характеристики объектов, такие, как внутреннее устройство автомобильного двигателя, точное положение анатомических структур во время эндоскопической операции, детальный рельеф местности в тумане и т. д. Другой разновидностью является «расширенная виртуальность» (augmented virtuality, AV) – искусственное окружение для реальных объектов, используемое, например, для проведения видеоконференций с обсуждением и проверкой характеристик реальных технических изделий (рисунок).
Системы виртуальной реальности разрабатываются при участии специалистов в области информатики, психологии и нейрофизиологии.
Эти системы влияют и на психологические исследования, прежде всего, на психологию восприятия и медицинскую психологию (например, в исследованиях восприятия опасных ситуаций и реагирования на них при поездках по виртуальному городу).
Наряду с вкладом в методологию эксперимента технология виртуальной реальности служит источником аналогий для теоретических представлений о восприятии человека.
Например, при создании виртуальной реальности сначала строится схематическая модель среды, которая затем «облачается» участками различных текстур; предполагают, что восприятие решает обратную задачу перехода от информационно богатого внешнего окружения к обеднённой схематической модели среды.
Широко распространено также расширенное понимание виртуальной реальности, связанное с представлением о множественности реальностей и идеей «путешествия» в иных реальностях, с возникновением «эффекта присутствия» у участников компьютерных игр. В массовой культуре виртуальная реальность понимается как иллюзорная, игрушечная, управляемая извне реальность.
Лит.: Игнатьев М. Б., Кулаков Ф. М., Покровский А. М. Алгоритмы управления роботами-манипуляторами. 2-е изд. Л., 1977; Компьютерные игры / Под редакцией М. Б. Игнатьева. Л., 1988; Бабенко В. С. Очерки истории Общества виртуальной реальности. СПб., 2001; Величковский Б. М.
Успехи когнитивных наук: технологии, внимательные к вниманию человека // В мире науки. 2003. №12; Grau О. Virtual art: from illusion to immersion. Camb.; L., 2003; Burdea G. С., Coiffet Ph. Virtual reality technology. Hoboken, 2003; Игнатьев М. Б. и др. Архитектура виртуальных миров. СПб.
, 2005.
Б. М. Величковский, М. Б. Игнатьев.
