Виртуальная реальность (VR) подразумевает полное погружение пользователя в компьютерно-смоделированную трехмерную среду. В основе технологий VR лежит принцип создания убедительной имитации какого-либо места или ситуации с помощью компьютерной графики, звука и других средств воздействия на органы чувств.
Основные аппаратные компоненты систем виртуальной реальности:
- Шлем VR или очки. Оборудован дисплеями высокого разрешения для каждого глаза с широким углом обзора (до 110 градусов по горизонтали и вертикали). Имеют регулируемые ремни и линзы для комфортного ношения пользователями с разным зрением.
- Системы отслеживания движений головы и тела. Включают 3-х осевые акселерометры, гироскопы и магнитные датчики, обеспечивающие точное определение поворотов и наклонов головы, а также перемещений всего тела.
- Контроллеры и сенсорные перчатки. Предназначены для отслеживания положения и жестов рук пользователя, что позволяет ему естественно взаимодействовать с виртуальными объектами.
- Стереофоническая аудиосистема с пространственным звуком. Создает эффект присутствия в VR среде за счет имитации направления и удаленности источников звука.
- Мощный компьютер (или игровая приставка). Необходим для обработки объемной графики в реальном времени. Как правило, используются процессоры последнего поколения и видеокарты на базе технологий Nvidia RTX или AMD Radeon.
Принцип работы систем виртуальной реальности заключается в реалистичном моделировании физического присутствия пользователя в виртуальном трехмерном мире. Получая через гарнитуру изображение виртуального пространства и сенсорные ощущения (звук, вибрацию контроллеров), мозг человека на подсознательном уровне “верит” в реальность происходящего. Это позволяет испытывать реалистичные эмоции от симулируемых ситуаций, как в реальной жизни.
Одно из ключевых применений технологий виртуальной реальности - развлечения и игровая индустрия. 3D игры в жанрах шутеров, симуляторов, стратегий и приключений с поддержкой VR погружают геймера в самую гущу событий, обеспечивая непревзойденный уровень иммерсивности. Активно развивается рынок аттракционов с виртуальной реальностью - от интерактивных VR кинотеатров до мультипользовательских центров с зонами свободного перемещения.
В образовании VR используется для создания ultra-реалистичных цифровых тренажеров и симуляторов, позволяющих безопасно и эффективно отрабатывать приемы и методики в таких областях как медицина, авиация, космос. Учащиеся могут проводить виртуальные операции и эксперименты, управлять различными агрегатами и механизмами без риска для жизни. Популярно применение VR музеев и интерактивных лабораторий для школьников, где ученики могут проводить эксперименты, недоступные физически.
Крупнейшие технологические корпорации активно используют виртуальную реальность на этапе проектирования новых изделий - самолетов, автомобилей, зданий и сооружений. Виртуальные прототипы позволяют быстро и недорого исследовать множество вариантов дизайна, эргономики, расположения элементов.
С помощью VR и AR активно развивается электронная коммерция. Потребители могут виртуально примерять одежду, оценить внешний вид мебели или бытовой техники в интерьере собственной квартиры, создав индивидуальный дизайн-проект. В магазинах устанавливают интерактивные виртуальные зеркала с технологией дополненной реальности.
В современной медицине технологии VR и AR активно применяются в обучении хирургов, при планировании сложных операций, в реабилитации пациентов с неврологическими проблемами. Виртуальная реальность используется как метод борьбы с болевыми синдромами во время перевязок ожоговых больных, снимает стресс у пациентов во время стоматологических манипуляций.
Перспективным направлением является виртуальный и дополненный туризм. Музеи и выставочные комплексы создают VR туры по своим экспозициям, позволяя осмотреть экспонаты в интерактивном режиме. Туристические фирмы предлагают виртуальные экскурсии с эффектом присутствия в разных уголках планеты - от Египетских пирамид до Тадж-Махала в Индии. Горнолыжные курорты разрабатывают приложения дополненной реальности, в которых отображаются интерактивные карты трасс и подъемников прямо на визоре шлема.
AR и VR активно применяются в градостроении и архитектуре, от визуализации генпланов микрорайонов до виртуальных шоурумов от строящихся комплексов. Застройщики предлагают клиентам совершить интерактивный онлайн тур по квартирам-аналогам и даже персонализированную 3D модель будущего жилья с индивидуальной планировкой и отделкой.
В СМИ набирает популярность концепция Immersive journalism, когда журналист и зрители становятся свидетелями происходящего “из первых рядов” благодаря съемке событий при помощи 360-градусных камер и шлемов VR. Зрители оказываются на месте событий, что вызывает беспрецедентный эмоциональный отклик. Вскоре новостные сюжеты и репортажи в VR станут привычным явлением.
В военной сфере и силовых структурах VR и AR применяется для обучения личного состава, отработки слаженности групп спецназа, управления боевыми роботами, беспилотниками и системами оружия. Создаются высокотехнологичные тренажеры для танкистов, пилотов истребителей, операторов ПРО и ПВО.
Таким образом, виртуальная и дополненная реальность активно входят во все сферы жизни современного человека. Эти перспективные технологии открывают простор для революционных решений в цифровой экономике, образовании, медицине, урбанистике, СМИ, развлечениях и множестве других отраслей. Благодаря стремительному прогрессу в области компьютерных технологий, VR и AR обещают дать мощный импульс для развития общества в XXI веке.