Новая реальность – Журнал «Сибирская нефть»

Фантазии авторов эпохи киберпанка реализовались лишь наполовину. Матрица (по крайней мере, насколько нам известно) пока не поработила людей, зато люди все больше используют возможности виртуальной реальности для развлечения и в работе

Понятие «виртуальная реальность» (virtual reality, VR) — похожий на реальный, но созданный техническими средствами мир — появилось в середине 1980-х, хотя попытки создать у человека подобные ощущения предпринимались задолго до этого. Прообразом современного шлема виртуальной реальности можно считать стереоскоп, изобретенный в 1849 году сэром Дэвидом Брюстером. Устройство с двумя увеличительными линзами позволяло разместить перед глазами пару снимков так, чтобы один глаз видел только первый снимок, а другой глаз — второй. На снимках была одна и та же сцена, снятая с разных точек, а их совмещение создавало эффект объемного изображения — и ощущение присутствия. Виртуальные симуляторы, которые создавали у человека ощущение погружения в некую меняющуюся среду, стали создавать в середине прошлого века. Один из наиболее ранних примеров — «Сенсорама», созданный Мортоном Хейлигом аппарат, позволявший зрителю получить ощущение того, что он на самом деле едет по улицам города. Устройство оказывало воздействие на все органы чувств: зритель мог не только просмотреть видеозапись, но и ощутить вибрации сиденья, услышать звуки улицы, почувствовать запах.

Виртуальная подготовка

Хейлиг мечтал о том, чтобы создать новый вид искусства, однако симуляторы разрабатывались и для прикладных задач, таких как подготовка летчиков. Первые авиатренажеры были созданы еще 1920-х. В 1970-х в них впервые начали использовать компьютерное изображение (до этого применялись различные системы проекций, камер и движущихся лент). Изображение, конечно, было далеко от реалистичного, зато такая компьютерная визуализация уже могла работать в режиме реального времени, достаточно точно реагируя на действия пилота (во всяком случае, в соответствии с заложенным в систему алгоритмом).

В 1935 году американский писатель Стэнли Вайнбаум написал рассказ «Очки Пигмалиона». один из его героев изобретает очки, способные погрузить человека в некое подобие виртуальной реальности — кино, воздействующее на все органы чувств и дающее возможность участвовать в действии.

Технологии виртуальной реальности сегодня используются не только в авиации, но и во многих отраслях промышленности, где требуется готовить персонал к работе с опасными производственными объектами или к чрезвычайным ситуациями — без риска, но в условиях, приближенных к естественным. Не стоит забывать и о геймификации — использовании игровых подходов для иных, совсем не развлекательных задач: технологии VR в том числе позволяют сделать обучение более увлекательным и лучше запомнить материал.

Толчком для распространения таких решений в последнее годы стало появление современных очков и шлемов виртуальной реальности, которые создают ощущение полного погружения в ситуацию, позволяют не только смотреть по сторонам, но и выполнять различные действия в этой среде. Главную роль здесь играет не реалистичность изображения, а слаженная работа датчиков, фиксирующих движения головы, рук, глаз человека и преобразующих их в реальном времени в зрительный, а иногда и тактильный опыт (см. врез).

Трогать разрешается

Создатели сервисов в сфере AR/VR осваивают все новые способы создания эффекта присутствия. Так, например, специалисты из Калифорнийского университета в Сан-Диего создали перчатки виртуальной реальности. Устройство было успешно протестировано на виртуальном симуляторе игры на фортепиано. Перчатки изготовлены из мягкого экзоскелета, оборудованного искусственными мышцами, предназначенными для роботов, и позволяют ощутить тактильный отклик при взаимодействии с объектами виртуальной реальности. Ожидается, что перчатки виртуальной реальности найдут применение не только в видеоиграх и цифровых развлечениях, но и в хирургии.

В будущем наиболее полное погружение в виртуальную реальность обеспечат нейрокомпьютерные интерфейсы для обмена информацией между мозгом и электронными устройствами. Сегодня прототипы таких устройств используются в нейропротезировании для восстановления функций, утраченных в результате травмы или болезни.

Увидеть невидимое

Совмещение реальности с цифровыми, виртуальными объектами, схемами или данными — еще один близкий класс технологий, называемый дополненной реальностью (augmented reality, AR).

Самый простой и уже привычный многим вариант дополненной реальности — изображение, 3D-модель или текст, которые появляются на экране смартфона при наведении его камеры на некую метку, которой может служить определенное изображение, QR-код или даже распознанный компьютером предмет. На этом принципе основаны приложения, способные в реальном времени менять черты лица, надевать на вас всевозможные маски и одежду, населять окружающий мир покемонами и другими фантастическими существами.

В промышленности технология AR открывает широкие возможности для визуализации данных и обучения. Например, достаточно навести камеру планшетного компьютера на тот или иной объект на производстве, чтобы получить о нем исчерпывающую информацию. Дополненная реальность позволит увидеть и то, что скрыто от глаз: сверившись с проектной документацией, смартфон покажет, где проложены подземные коммуникации. Маска сварщика со встроенной системой дополненной реальности сообщает всю необходимую информацию о процессе сварки и помогает в реальном времени оценить качество шва.

VR для обучения

В нефтяной отрасли технологии виртуальной реальности особенно востребованы в области подготовки персонала. Они дают возможность отрабатывать специальные навыки при работе на опасных и удаленных производственных объектах — месторождениях, нефтеперерабатывающих заводах и нефтебазах. В «Газпром нефти» в рамках НИОКР-проекта были разработаны прототипы решений для обучения персонала с использованием технологий виртуальной реальности: развернута виртуальная кустовая площадка и реализовано несколько производственных и аварийных сценариев. Эти прототипы будут использованы при создании в будущем решения — конструктора учебных курсов в VR.

Еще один проект реализует компания «Газпромнефть — смазочные материалы». Для эффективного дистанционного обучения и развития компетенций персонала партнерских и дистрибьюторских компаний создаются точные цифровые модели производственных объектов. С помощью технологии виртуальной реальности сотрудники смогут отрабатывать алгоритмы действий в типовых ситуациях, таких как обслуживание клиентов на станциях G-Energy Service, консультирование и техническая поддержка.

Всё под контролем

Технологии дополненной реальности помогут «Газпром нефти» отслеживать ход реализации таких проектов, как обустройство труднодоступных месторождений. Выходя на стройплощадку, контролер надевает специальные очки, на которые выводится цифровая голограмма объекта в том виде, каким этот объект должен быть после завершения строительства. Изображение в очках накладывается на вид реальной стройки, и специалист видит, на какой стадии находятся строительно-монтажные работы, совпадают ли они с проектом, идут по графику или нет. Планшеты дают плоское изображение, а очки позволяют увидеть объемную картинку в реальном масштабе и лучше оценить качество работы. Изображение с очков можно передать в удаленный компьютерный центр, где за осмотром в реальном времени могут следить и другие специалисты.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ