Percepcja człowieka jest tak doskonała, że nawet najbardziej zaawansowana wirtualna rzeczywistość go nie zwiedzie. Niemniej jednak twórcy odpowiednich systemów spodziewają się szybkiego przełomu w rozwiązywaniu problemów głębi ostrości, poszerzaniu kąta widzenia i ulepszaniu optyki. Kiedy oczekiwać, że użytkownicy zmienią się w pełnoprawne awatary.
Świat stereo
Pojawienie się systemów rzeczywistości wirtualnej (VR) było nieuniknione od czasu odkrycia efektu stereo w XIX wieku i wynalezienia fotografii stereofonicznej. Powieść amerykańskiego pisarza science fiction Stanleya Weinbauma, Okulary Pygmaliona, opublikowana w 1930 roku, opisuje urządzenie, takie jak maska nurka, które jest wypełnione płynem. Zakładając go, człowiek pogrąża się w wirtualnym świecie, w którym czuje dotyk, wącha, słyszy dźwięki.
„Systemy rzeczywistości wirtualnej mają wiele zalet: dają znacznie bardziej żywe, imponujące obrazy świata, wiele efektów wow. Wraz z poprawą treści, zrozumieniem, jak działają takie urządzenia, jest coraz więcej zalet z ich użytkowania, a mniej wad”- wyjaśnia Galina Rozhkova, doktor nauk biologicznych, profesor, główny badacz Laboratorium Systemów Wizualnych Instytutu Problemów Transmisji Informacji Rosyjskiej Akademii Nauk.
Rozhkova i jej koledzy od wielu lat badają widzenie obuoczne, wpływ kina stereo, wirtualnej rzeczywistości na ludzki system wzrokowy. Nasza percepcja jest tak doskonała, mówi, że rozpoznaje nawet najlepszą imitację rzeczywistości.
„Nasza wizja i inne systemy percepcji są trenowane i trenowane przez całe życie, od urodzenia. Codziennie postrzegamy otaczający nas świat, w tym nieświadomie. Organizm reaguje na każdą sytuację jako całość. Nasza wizja musi być dokładna i szybka, a nasza ocena sytuacji musi być odpowiednia, abyśmy mogli przetrwać jako gatunek”- mówi.
Film promocyjny:
Naukowcy wyjaśniają dyskomfort
Weźmy najprostszą rzecz: obrócenie głowy o dwadzieścia stopni. Obraz na siatkówce zostaje przesunięty, a mózg, wiedząc o tym, wysyła sygnał do układów okoruchowych, aby podążały za obiektem. Wszystko to dzieje się w ciągu kilku milisekund.
Powiedzmy, że kątem oka zauważyliśmy szybko zbliżający się do nas duży obiekt. Jest to stresująca sytuacja, która wyzwala złożony zestaw reakcji przygotowujących organizm do skoku na bok.
Imponujące sceny w kinie odbieramy początkowo wzrokiem i słuchem, ale potem reagujemy na nie całym organizmem. Efekty stereo tworzą efekt obecności i wywołują jeszcze większą reakcję: widz może schylić się, aby uniknąć lecącego ptaka, krzyczeć z przerażenia, będąc na skraju przepaści. Puls człowieka przyspiesza, oddech zostaje wstrzymany, pojawiają się łzy, pocenie się. Są to, choć sztucznie wywołane, ale do pewnego stopnia adekwatne reakcje na to, co widzą.
Gorzej, gdy reakcje na postrzeganie wirtualnej rzeczywistości są nieodpowiednie: wtedy osoba odczuwa dyskomfort. Powstaje np. W przypadku niewystarczająco kompetentnego naśladowania sytuacji, w których deweloperzy ignorują specyfikę percepcji, albo gdy to, co widzimy na ekranie, nie pasuje do tego, co w danym momencie czujemy z innymi zmysłami.
Naśladowanie ruchu może powodować chorobę lokomocyjną, podobną do tego, co czasami występuje podczas jazdy samochodem lub statkiem. Ciało również boleśnie odczuwa wirtualne przyspieszenie, ponieważ nie może odpowiednio zareagować.
„Jeśli istnieją sprzeczności, organizm próbuje je wyjaśnić na poziomie fizjologii jakimś zaburzeniem” - mówi Galina Rozhkova.
Człowiek postrzega rzeczywistość wirtualną nie tylko swoim wzrokiem i mózgiem, ale wszystkimi systemami ciała / Ilustracja RIA Novosti. Alina Polyanina, Depositphotos / sciencepics / sirylok.
Zachowaj kontrolę
Systemy VR są wciąż niedoskonałe technologicznie. Na przykład system soczewek umożliwiający ogniskowanie płaszczyzny wyświetlania charakteryzuje się aberracjami chromatycznymi - kontury obiektów stają się niewyraźne, opalizujące. Nawet na najnowocześniejszych wyświetlaczach obraz wygląda na ziarnisty.
Wśród głównych problemów, które nie zostały jeszcze rozwiązane w VR, jest niedoskonałość treści.
„Dyskomfort użytkownika pojawia się, gdy programiści nie biorą pod uwagę ograniczeń różnych systemów sensorycznych i nie rozumieją reguł ich interakcji. Trywialny przykład: chcą, aby osoba czuła się, jakby chodziła po dużym pokoju. W rzeczywistości robi krok, program go śledzi, ale praktycznie przenosi go na dwa kroki. A to niedopasowanie powoduje dyskomfort dla użytkownika. Podstawowe zalecenia dotyczące unikania takich błędów opisano w przewodniku dla programistów Oculus”- mówi Maria Gracheva, doktor nauk biologicznych, pracownik naukowy w Visual Systems Laboratory.
Programiści aktywnie pracują, aby uniknąć dyskomfortu. Uważa się, że kontrolowanie sytuacji zmniejsza efekt choroby lokomocyjnej, ponieważ kierowca samochodu sam nigdy nie choruje. Dlatego w wysokiej jakości aplikacjach VR, nawet podczas symulacji kolejki górskiej, widz okresowo naciska przycisk, aby kontynuować ruch lub wybrać trajektorię.
Czas awatarów
W 2016 roku założyciel Oculus, Michael Abrash, przedstawił prognozę rozwoju VR na następne pięć lat. Jego zdaniem należy się spodziewać przełomu w rozwiązywaniu problemów głębi ostrości, poszerzaniu kąta widzenia i poprawie optyki.
Uważa, że kluczową technologią jest „renderowanie dołków” - renderowanie tylko tej części obrazu cyfrowego, która jest postrzegana przez centralną bardzo wrażliwą część siatkówki - dołek. W tym celu konieczne jest udoskonalenie metod śledzenia źrenicy oka - śledzenia wzroku.
W VR dźwięk zostanie poprawiony, a manipulatory przekazujące wrażenia dotykowe zostaną dodane.
Wszystko to pozwoli na tworzenie bardziej zaawansowanych systemów rzeczywistości rozszerzonej, w których otaczający świat miesza się ze sztucznym. Szczytem technologii jest awatar. To wirtualny bohater, którego oczami użytkownik patrzy na narysowaną rzeczywistość. Już niedługo awatary sterowane przez prawdziwych ludzi będą mogły porozumiewać się w przestrzeni wirtualnej.
Systemy VR są szeroko stosowane w eksperymentach naukowych. Zdjęcie przedstawia - awatar, nad którym eksperymentalne małpy nauczyły się kontrolować.
Tatiana Pichugina