Средства "виртуальной реальности"

На протяжении человеческой истории постоянно существовала мечта об альтернативной реальности, в которую можно как-то попасть. С развитием вычислительной техники появились так называемые "виртуальные реальности". В качестве виртуальной реальности выступает максимально приближенная к реальности графика в совокупности со всевозможными средствами ее визуализации: костюмами, шлемами и прочими аксессуарами. Все они так или иначе воздействуют на органы чувств человека с целью максимального приближения его ощущений к реальным. Человек должен ощущать себя как бы внутри компьютерного мира.

По мере развития и совершенствования компьютерных систем становится' все труднее отделять друг от друга "синтетическое" и "натуральное", например, трехмерные компьютерные персонажи "играют" в кино наравне с реальными. Виртуальная реальность получила широкое распространение в компьютерных играх, распределенных конференциях, телемедицине и т.п. Для взаимодействия с системами виртуальной реальности необходимы средства ввода и вывода информации.

В настоящее время средства вывода воздействуют в основном на глаза и уши человека. Человеческому мозгу для создания объемного представления об окружающей его пространственной среде требуются два ракурса для двух глаз (левый и правый). Информация, получаемая обоими глазами, обрабатывается мозгом и сливается в одно трехмерное изображение. Существует несколько способов подать информацию нашему мозгу так, чтобы он воспринимал обычную плоскую картинку (на экране монитора) как трехмерную. Например, пространственное изображение можно создать игрой света и теней или особым расположением элементов сцены. Но в телевидении и в компьютерных устройствах обычно используется иной принцип. Достаточно просто показать каждому глазу специальным образом подготовленное именно для него изображение. Мозг анализирует полученную информацию и "обманывается", создавая у человека впечатление объемности увиденного.

Одним из таких средств визуализации является виртуальный шлем (рис.18).

Этот тип устройств уже довольно распространен. VR-шлемы относят к классу HDM (Head Mounted Display), т.е. устройства, одеваемые на голову.

Рис. 18

В них применяется двухэкранный способ формирования изображения, т.е. для каждого глаза в шлем встроен отдельный дисплей (рис.19). При этом каждый глаз видит только свой кадр стереопары. Различного рода ошибки практически исключены, что усиливает эффект погружения в виртуальный мир. Первые виртуальные шлемы появились в 1996 г. Конечно, они были несовершенны с точки зрения гигиены и качества. Позднее появились улучшенные модификации. Они были снабжены жидкокристаллическими дисплеями.

Рис. 19

В шлемах виртуальной реальности применяется технология Virtual Orientation System - система виртуальной ориентации. Эта система отслеживает движения головы человека при помощи специальных датчиков, которые либо встроены в шлем, либо прикрепляются к голове отдельно и, в соответствии с их данными, корректирует изображение на ЖК-дисплеях. Именно благодаря наличию этой технологии шлем является не просто устройством отображения трехмерных изображений, а создает эффект полного присутствия в виртуальном мире. Кроме того, в любой шлем встраиваются наушники, которые воспроизводят объемный звук.

Одним из пионеров данной области стала компания IIS (Interactive Imaging Systems). Ее первый продукт (шлем виртуальной реальности VFX1) вышел на рынок более 5 лет назад и, хотя не получил большого распространения, но, тем не менее, стал значимой вехой развития бытовых устройств виртуальной реальности. До этого область виртуальных технологий являлась в основном прерогативой военных. Там уже давно существуют и успешно используются варианты шлемов виртуальной реальности для пилотов вертолетов и некоторых военных тренажеров.

Результатом эволюции шлема VFX1 является VFX3D (рис.20).

Основные характеристики VFX3D

Два ЖКД с диагональю, " 0,7 (17,78 мм)

Разрешение каждого, пикселей 360000

Цвет, бит 16

Угол обзора, град. 35

Фиксированный фокус, м 3,63

Система ориентации (VOS) 3 сенсора:

поворот головы вправо/влево (Yaw), град. 360

чувствительность, град. ±0,1 (12 бит)

Прочитайте еще и эти статьи:

Проектирование шумомера
Шумом называются беспорядочные колебания различной физической природы, отличающиеся сложностью временных и спектральных характеристик. Шум - один из факторов физического загрязнения окружающей среды. В зависимости от источника его подразделяют н ...

Разработка системы космической связи военного назначения с коммутируемым спутниковым моноканалом
О серьезности проблемы влияния помех - на приемо-передающие каналы спутниковых систем связи говорят следующие факты. . Заметное увеличение числа публикаций и сообщений по данной проблеме. . Выработка международными и национальными орган ...