Технологии виртуальной реальности: перспективы и риски

Что такое виртуальная реальность

Виртуальной реальностью (VR) называют интерактивный мир, созданный с использованием современных компьютерных программ, который воспринимается человеком через основные органы чувств: зрение, слух, осязание и, порой, обоняние.

Технология виртуальной реальности заключается в создании среды, куда пользователь погружается, используя специальные сенсорные устройства. Существует много различных характеристик, описывающих виртуальный мир, но в совокупности они представлены крайне редко. Важными условиями для моделирования VR становятся:

• Натуральность и убедительность. При погружении в виртуальную среду у пользователя не должно оставаться сомнений в реальности происходящего в ней.
• Интерактивность. Иначе говоря, взаимодействие с различными вещами и предметами.
• Детализация виртуального пространства. Это дает возможность пользователю не просто увидеть огромное виртуальное пространство, но и изучить его.
• Качественное оборудование, способное обеспечить бесперебойный процесс работы.
• Эффект присутствия. Означает, что пользователь выступает не как наблюдатель, но как непосредственный участник событий, взаимодействуя с виртуальной средой при помощи органов чувств.

Узнай, какие ИТ - профессии
входят в ТОП-30 с доходом
от 210 000 ₽/мес

Павел Симонов

Исполнительный директор Geekbrains

Команда GeekBrains совместно с международными специалистами по развитию карьеры подготовили материалы, которые помогут вам начать путь к профессии мечты.

Подборка содержит только самые востребованные и высокооплачиваемые специальности и направления в IT-сфере. 86% наших учеников с помощью данных материалов определились с карьерной целью на ближайшее будущее!

Скачивайте и используйте уже сегодня:

Павел Симонов

Исполнительный директор Geekbrains

Топ-30 самых востребованных и высокооплачиваемых профессий 2023

Поможет разобраться в актуальной ситуации на рынке труда

Подборка 50+ бесплатных нейросетей для упрощения работы и увеличения заработка

Только проверенные нейросети с доступом из России и свободным использованием

ТОП-100 площадок для поиска работы от GeekBrains

Список проверенных ресурсов реальных вакансий с доходом от 210 000 ₽

Получить подборку бесплатно

pdf 3,7mb

doc 1,7mb

Уже скачали 31981

Правдоподобная имитация реального мира заставляет человека думать, что он по-прежнему находится в нем. Чтобы виртуальное пространство, его свойства и реакции выглядели натурально, требуется проведение тщательного анализа процессов компьютерного синтеза и сопоставление их с поведением в реальном времени.

Отличия виртуальной реальности от дополненной

Технология дополненной реальности (AR) добавляет в реальный мир цифровые объекты, меняя восприятие человека. Другими словами, это некий фильтр, который позволяет человеку увидеть то, чего на самом деле нет. Основным отличием AR от виртуальной реальности является то, что человек продолжает находиться в физическом мире, однако замечает в нем какие-либо дополнения. Отсюда и название термина.

Редко, но все же можно увидеть элементы дополненной реальности на больших экранах, установленных в многолюдных местах, например, в торговых центрах или на остановках. Как правило, к этому способу прибегают в целях рекламы. Экран может выступать в качестве окна, где, помимо уличного пейзажа, вы лицезрите другие несуществующие объекты.

А может стать привычным для всех телевизором, и вы с удивлением обнаружите, что мир, в которым вы находитесь в настоящий момент, физически несколько отличается от представленного на экране.

Еще одна возможность увидеть дополненную реальность – надеть специальные очки. Однако в обычной жизни они не распространены и используются в основном на производствах.

Принцип работы технологии виртуальной реальности

Технология создания виртуальной реальности базируется на моделировании трехмерного пространства, в которое пользователь погружается полностью либо частично и с которым может взаимодействовать.

Существует три основных принципа действия данной разработки, обеспечивающие эффект присутствия человека в интерактивной среде:

• Положение головы. При помощи специализированного приспособления, называемого гарнитурой, система отслеживает движение пользователя головой и, в зависимости от того, в какую сторону он ее поворачивает, перемещает изображение. Благодаря такому свойству этот механизм получил название «шесть степеней свободы».
• Передвижение пользователя. Усовершенствованное, более дорогое аппаратное обеспечение позволяет настраивать виртуальную картинку в соответствии с действиями человека. То есть имеется в виду возможность перемещения пользователя внутри виртуального пространства, а не просто взаимодействие с его элементами, например, в процессе игры.
• Направление взгляда. Наблюдение за движениями глаз пользователя осуществляет специальный датчик, и это способствует более глубокому погружению человека в виртуальное пространство: он видит все происходящее так же, как в реальной жизни.

Типы технологий виртуальной реальности

В зависимости от технического обеспечения и восприятия, виртуальная реальность классифицируется по различным типам:

Эффектом полного погружения

Присутствие пользователя в виртуальной среде кажется наиболее реальным при наличии трех действующих условий:

• высокой детализации интерактивного мира, что делает его максимально натуральным и убедительным;
• высокотехнологичного программного обеспечения, с помощью которого происходит распознавание действий пользователя и реакция на них в режиме реального времени;
• специального оборудования, которое подключается к компьютеру и создает эффект полного погружения, позволяя человеку изучить виртуальную среду.

Виртуальная реальность без погружения

Этот тип означает симуляцию реальности с использованием качественного звука и изображения, трансляция которых осуществляется на широкоформатном экране. При этом полного погружения в виртуальный мир не происходит, пользователь является лишь наблюдателем.

Несмотря на то, что подобное средство не отвечает всем требованиям виртуальной реальности, его к ней относят благодаря тому, что в сравнении с другими мультимедийными приемами он позволяет глубже окунуться в альтернативную среду.

Виртуальная среда с обобщенной инфраструктурой

К такому типу относятся Second Life и Minecraft. Единственное, что не позволяет причислить эти миры к виртуальной среде в полной мере, это отсутствие эффекта глубокого погружения. Правда, в отношении Minecraft это относится лишь к версии со стандартным управлением, потому что более поздняя, созданная для виртуальной реальности игра поддерживает шлемы Oculus Rift и Gear VR.

И все же технологий этих игр предусматривает взаимодействие с другими пользователями, что не характерно для типичной виртуальной реальности.

Интерактивные миры популярны не только в индустрии игр. Например, такие платформы, как 3D Immersive Collaboration и Open Cobalt, используются при организации учебных процессов, которые обеспечивают работу с эффектом присутствия.

Сегодня разработка технологии виртуальной реальности направлена на то, чтобы достичь одновременно абсолютного погружения и взаимодействия с другими участниками.

Виртуальная реальность на основе современных интернет-технологий

На базе платформы Virtual Reality Markup Language, похожей на html, эксперты в области компьютерных технологий изобрели новый способ создания виртуальной среды. Интересно, что на некоторый период времени данный метод потерял свою актуальность. Однако сегодня интерес к технологии вновь растет, и, возможно, в будущем виртуальная реальность будет моделироваться именно с применением интернет-технологий.

Дополненная реальность (AR)

Технология дополненной реальности позволяет изменить восприятие пользователя, добавляя в настоящий мир виртуальные элементы. То есть мы получаем информацию из двух источников сразу. В качестве примера AR можно привести PokemonGo, правда, он довольно прост.

Собственно, именно поэтому технологии виртуальной и дополненной реальности тесно взаимосвязаны.

Оборудование для погружения в виртуальную реальность

Шлемы и очки / Head Mounted Display, HMD

В основе устройства два экрана, которые располагаются напротив глаз пользователя. Также имеются шоры, которые исключают попадание света извне, и стереонаушники. Человеку показывается два стереоскопических изображения, слегка смещенных по отношению друг к другу, что и создает 3D-эффект.

Кроме того, в оборудование встроены датчики положения и скорости. Как правило, шлемы виртуальной реальности достаточно массивные и тяжелые, но сейчас разрабатываются модели меньшего веса и объема, в частности, для их создания используется картон. В основном они применяются для мобильных устройств, поддерживающих приложения VR.

Все шлемы виртуальной реальности классифицируются по трем категориям:

• Для ПК. Подключаются непосредственно к компьютеру либо работают с консолями. Это такие устройства, как Oculus Rift, HTC Vive, Playstation VR.
• Для смартфонов. В этом случае шлем имеет вид коробочки с линзами и называется гарнитурой: Google Cardboard, Samsung Gear VR, YesVR.
• Очки виртуальной реальности. Это устройства, работающие самостоятельно, управляются специальной операционной системой. Среди них: Sulon Q, DeePoon, AuraVisor.

Комнаты / Cave Automatic Virtual Environment, CAVE

Этот вариант, очевидно, более дорогой, но многие отмечают, что в комнатах виртуальной реальности гораздо лучше качество изображения. Кроме того, среди достоинств выделяют отсутствие необходимости надевать громоздкий шлем (кстати, это особенно хорошо для тех, кого укачивает), возможность идентифицировать свое местоположение, потому как пользователь себя видит.

Применение технологии виртуальной реальности в комнате заключается в передаче изображения на стены, в качестве которых выступают дисплеи MotionParallax3D. Нужно отметить, что в некоторых случаях для полноты погружения все же требуется использовать 3D-очки или шлем виртуальной реальности.

Читайте также!

Что такое IT: виды технологий и сферы их применения

Подробнее

Информационные перчатки / Datagloves

С целью реализации возможностей пользователя взаимодействовать с предметами интерактивной среды разработчики выпустили перчатки со встроенными сенсорами, которые позволяют отслеживать движения кистей и пальцев рук. Устройство оснащено различными датчиками, в зависимости от технического обеспечения они могут быть тензометрическими или пьезоэлектрическими. А также часто используется оптоволоконные кабели и другие электромеханические элементы, в частности, потенциометры.

Джойстики (геймпады) / Wands

Представляют собой средства взаимодействия с виртуальным миром с датчиками движения, положением, различными кнопками и колесиком прокрутки. Наиболее удобный вариант устройства – беспроводной джойстик, не требующий подключения к компьютеру.

Только до 25.11

Скачай подборку материалов, чтобы гарантированно найти работу в IT за 14 дней

Список документов:

ТОП-100 площадок для поиска работы от GeekBrains

20 профессий 2023 года, с доходом от 150 000 рублей

Чек-лист «Как успешно пройти собеседование»

Чтобы получить файл, укажите e-mail:

Введите e-mail, чтобы получить доступ к документам

Подтвердите, что вы не робот,
указав номер телефона:

Введите телефон, чтобы получить доступ к документам

Скачать подборку бесплатно pdf 2,5mb

Уже скачали 52300

Я подтверждаю согласие на обработку персональных данных.

Сферы применения технологий виртуальной и дополненной реальности

Внедрение технологии виртуальной и дополненной реальности в различные сферы жизни происходит достаточно быстрыми темпами.

• Маркетинг

Это отличная возможность познакомить клиентов со своей компанией, установить высокую степень доверия к бренду и выпускаемым продуктам. Формат может быть различный: вы можете показать процесс производства изнутри, рабочие будни сотрудников офиса, предоставить доступ пользователям к ассортименту товаров и т. д.

Контент можно менять, адаптируя приложения под любой тип клиента. Дополненная реальность – хорошее средство, позволяющее установить контакт с пользователями в социальных сетях или мобильных приложениях.

• Продажи

Большинство потребителей перед покупкой какого-либо товара желает его изучить поближе: посмотреть, потрогать, примерить и т.д. Применение технологии виртуальной и дополненной реальности в сфере продаж поможет вам дать им эту возможность.

Покупатель сможет изучить ассортимент продукции, получить консультацию продавца и даже визуальное представление о том, как будет смотреться выбранный товар на нем самом или в его квартире, если речь идет о покупке, например, предметов мебели. Создание такой интерактивной среды станет эффективным способом привлечения клиентов в сегментах В2В и В2С.

• Обучение

Технологии виртуальной реальности в обучении предоставляют массу возможностей при разработке курсов различного уровня сложности, а также позволяют отслеживать сам процесс. К примеру, этот инструмент позволяет обучать сотрудников работе с клиентами, моделируя разные ситуации, наглядно демонстрировать работу какого-либо оборудования, налаживать бизнес-процессы компании.

В большинстве случаев использовать можно недорогие модели очков виртуальной реальности. Самое главное – разработать качественный эффективный курс.

Дополненная реальность не требует создания отдельной программы, вы можете добавлять 3D иллюстрации на страницы методических материалов и пособий.

• Промышленность

Развитию различных отраслей промышленности также во многом способствуют устройства виртуальной реальности. С их помощью осуществляется моделирование, обучение сотрудников, детализация конструкции сложного оборудования, с которым им приходится работать.

Технология виртуальной реальности в производстве способствует наиболее тщательному изучению и пониманию сложных процессов, значительно упрощает их разработку и тестирование. Здесь очевидно преимущество очков, использование которых позволяет оставаться рукам свободными, в то время как вся необходимая информация находится перед глазами.

• Недвижимость

На сегодня это, пожалуй, самый эффективный способ демонстрации объектов клиентам. Надевая усовершенствованную модель очков виртуальной реальности, они не только видят высококачественное изображение, но и получают возможность взаимодействовать с интерактивными элементами.

Например, продумать дизайн будущей квартиры, ее стиль, подходящие ему предметы интерьера и т. д. Если речь идет о строящемся жилье, клиент заранее знает, каким оно будет. Для уже готовых объектов применяется инструменты виртуальной реальности с обзором видео 360 градусов, благодаря чему пользователь детально изучает их особенности.

• Выставки и мероприятия

В сфере развлечений и публичных мероприятий технологии виртуальной и дополненной реальности сегодня очень востребованы. Вовлечение пользователей в процесс осуществляется путем использования ими мобильных приложений, позволяющих посетить выставку или презентацию, поучаствовать в игре и прочее.

• Игры

В отличие от обычной игры на компьютере или смартфоне, где пользователь в основном является лишь наблюдателем, виртуальная реальность позволяет игроку окунуться в процесс полностью. Он оказывается активным участником происходящих событий, его контакт с элементами интерактивного мира становится более тесным, меняется общее восприятие.

• Наука

Для ученых, проводящих исследования на молекулярном и атомном уровнях, эта разработка – шикарная возможность изучения даже самых мелких частиц. В виртуальном мире обращаться с ними не сложнее, чем собирать конструктор.

• Медицина

Хирургия – достаточно ответственная и серьезная специальность, требующая тщательной и долгой подготовки. Поэтому технологии виртуальной реальности нередко применяются в медицине для обучения будущих врачей. Также этот инструмент доказывает свою эффективность при операциях, когда хирург с помощью специального оборудования получает абсолютный контроль над процессом, управляя движениями робота.

Перспективы виртуальной реальности

Специалисты в области компьютерных технологий считают, что в течение ближайших пяти лет технологии виртуальной и дополненной реальности будут набирать обороты популярности, становясь не менее актуальными и востребованными, чем сейчас смартфоны. На текущий момент зафиксирован показатель продаж шлемов 14 000 000, в 2023 году прогнозирует рост продаж до 70 000 000.

Совершенствование программного обеспечения в устройствах достигнет такого уровня развития, которое позволит улучшить качество изображения в 4000 × 4000 точек на оба глаза пользователя при 90 fps, что поможет расширить сферу применения технологии виртуальной реальности. Небезосновательно делается предположение, что наиболее востребованной она станет в игровой индустрии, потому как обеспечит максимальный уровень реалистичности происходящего.

Уже сегодня есть масса возможностей, чтобы, не выходя из дома, посещать выставки в художественных музеях, галереях, например, Курто или Музей Сальвадора Дали. Не кажется фантастическим присутствие в прямом эфире на концерте любимой группы или спортивном матче в качестве болельщика. Что уж говорить о фильмах и мюзиклах, знакомство с которыми в виртуальной реальности поможет зрителю ощутить себя частью захватывающего действа.

Расширение возможностей в медицине, промышленности, образовании будет происходить благодаря тому, что в скором времени все инструменты управления, такие как мыши, клавиатуры, джойстики, будут заменены на виртуальные. Это станет способствовать более продуктивному взаимодействию с элементами среды и пользователей между собой.

Внедрение технологии виртуальной реальности на сегодняшний день происходит малоинтенсивно из-за нехватки клиентской базы и отсутствия необходимых инструментов у производителей. Пользователям сложно доверять разработчикам, выпускающим программное обеспечение для виртуальной среды, потому как пока еще нет масштабных эффективных проектов, на которые можно было бы ориентироваться.

Решением данной проблемы занимаются крупные корпорации, в частности, Google, Sony, Microsoft, Facebook. Например, компания Google выпустила в продажу устройства виртуальной реальности Cardboard, перед этим выделив на тестирование миллион штук бесплатно. В своем большинстве технические эксперты полагают, что самым популярным станет оборудование для виртуальной реальности Oculus Rift.

Со стороны компаний Facebook и YouTube был произведен запуск поддержки онлайн-сервисов для виртуальной реальности.

Риски виртуальной реальности

Современные технологии виртуальной и дополненной реальности находятся на активной стадии своей разработки, но уже сейчас есть смысл поговорить о некоторых моментах безопасности. Ведь этот инструмент, подобно сотням других инноваций, несет в себе определенные риски, которые необходимо учитывать и понимать, как с ними бороться.

• Хищение персональных данных

Следствием хакерской атаки злоумышленников может стать утечка персональных данных пользователя как частного лица, так и большой компании. Это само по себе уже плохо, потому что злоумышленники могут использовать полученную информацию в преступных целях. Но гораздо худшими могут быть последствия взлома в виртуальной реальности.

• Искажение реальности

Существует потенциальная опасность, что хакер, видоизменив код приложения, станет менять виртуальную реальность по своему усмотрению. Вариантов множество. Например, он может использовать информацию о компании ей во вред путем добавления недостоверных данных или провоцирующих поправок. Тем самым он способствует утрате доверия пользователей и потере компанией своей репутации.

• Атака на гарнитуры

Противоправные действия киберпреступников могут быть направлены не только на компьютерные и мобильные устройства, но также и на гарнитуры, которые используются для виртуальной реальности. Как и в предыдущем случае, их цели могут быть самыми разнообразными.

В частности, можно столкнуться с ситуацией, в которой злоумышленник блокирует доступ пользователя к виртуальной среде и соглашает его восстановить за определенную плату.

• Виртуальная кража

Среди прочих опасностей виртуальной реальности можно назвать действия мошенников по завладению чужим имуществом. Допустим, вы принимаете участие в конкурсной разработке проекта жилого дома, результатом которого станет предоставление жилой площади победителю. Итак, вы выиграли, и организаторы исполнили свои обязательства. Вы с восторгом и предвкушением принимаете дом во владение. А тем временем хакеры, взломав сервер, меняют право собственности, оставляя вас ни с чем.

Ситуация плачевная, даже несмотря на то, что вы не понесли материальных убытков. Однако вы потеряли время, а компания – доверие пользователя.

Читайте также!

Льготы для IT в 2023 году

Подробнее

• Воздействие на психику

К сожалению, успеха добиваются не только компании, занимающиеся разработкой технологии виртуальной реальности, призванной упростить и приукрасить жизнь пользователей, но и преступники, чьи достижения также не стоят на месте. Одним из направлений деятельности мошенников является негативное воздействие на психику человека, что в виртуальном мире может быть действительно страшным оружием.

В каких случаях может развиваться такой сюжет, похожий на блокбастер? Предположим, при противостоянии двух государств, осуществляющих психологическое воздействие на граждан, или с целью получения доступа к конфиденциальной информации крупной компании.

Дарим скидку от 60%
на курсы от GeekBrains до 01 декабря

Уже через 9 месяцев сможете устроиться на работу с доходом от 150 000 рублей

Забронировать скидку

Цифровые технологии виртуальной и дополненной реальности открывают перед человечеством массу новых уникальных возможностей. Это большой шаг в будущее, стремительное развитие которого уже не за горами. Благодаря такому инструменту мы сможем значительно улучшить качество нашей жизни, сделать множество полезных научных открытий, добиться высоких показателей в промышленности, главное – знать о возможных рисках.

Автор статьи:

Редакция сайта GeekBrains Шеф-редактор раздела Программирование