Виртуальная, дополненная и смешанная реальность: суть понятий и история развития
В новостях всё чаще появляются упоминания о новых устройствах виртуальной и дополненной реальности. Трудно за всем этим уследить, а ещё более трудно упорядочить эту обрывочную информацию из новостей. Поэтому я решил в одной статье свести все ключевые моменты, касающиеся данной отрасли. Ведь в ближайшие лет пять, новости из этой сферы будут появляться всё чаще. По крайней мере, так думают инвесторы, вкладывающие огромные суммы в стартапы, специализирующиеся на виртуальной реальности. Кроме юных энтузиастов за виртуальную и дополненную реальность всерьёз взялись и крупнейшие ИТ-предприятия. Но обо всём по порядку…
Определения, сходства и различия
Для начала определимся с терминологией. Смотрим Википедию:
Виртуальная реальность (Virtual Rality, VR; далее — ВР) это созданный техническими средствами мир (объекты и субъекты), передаваемый человеку через его ощущения: зрение, слух, обоняние, осязание и другие. Сам термин «виртуальный» происходит от лат. virtualis — возможный.
Дополненная реальность (Augmented Reality, AR, расширенная реальность, улучшенная реальность и т.д.; далее — ДР) — результат введения в поле восприятия любых сенсорных данных с целью дополнения сведений об окружении и улучшения восприятия информации. Предположительно сам термин был введён инженером корпорации Boeing Томом Коделом в 1990 году. Уже тогда специалисты этой компании закрепляли на голове небольшие цифровые дисплеи, помогавшие им монтировать провода в самолёте.
Основной целью виртуальной реальности является создание своего цифрового мира максимально похожего на наш (хотя бы по физическим признакам), но этот мир всё же является смоделированным компьютером (или другим устройством), т.е. по сути созданным человеком в цифровой среде с нуля. Дополненная же реальность лишь накладывает элементы искусственной реальности на наше окружение. Виртуальная реальность взаимодействует лишь с человеком, дополненная — ещё и с внешним миром.
Кроме этого, ещё выделяют смешанную (гибридную, Mixed reality, MR; далее — СР) реальность — объединение виртуальной и дополненной реальности, т.е. накладывание несуществующих виртуальных объектов на наше окружение.
Типичный пример смешанной реальности — функция Гугл переводчика, которая в реальном времени переводит слова с одного языка на другой, тут же подбирая похожий шрифт и заменяя их.
Резюмирую:
Дополненная реальность накладывает вспомогательные объекты на наше окружение. Смешанная реальность встраивает виртуальны объекты в окружение и подстраивает их. Виртуальная реальность создаёт своё окружение, не взаимодействуя с внешним миром.
История возникновения
Начнём с далёкого 1901 года, когда писатель Фрэнк Баум (автор волшебной страны Оз, предвестник телевидения, ноутбуков и беспроводной связи) рассказал об идеи электронного дисплея, накладывающегося поверх реальной жизни.
Время шло и лет через 50 идея Фрэнка нашла воплощение в машине «Сенсорама», которую сейчас бы назвали арт-проектом. Устройство представляло из себя ни то стол, ни то шкаф со стереокартинками, звуком, запахами, вибрирующим креслом и прочими эффектами, но широкого интереса не вызвало и о нём вскоре забыли.
В начале 60х начинает появляться и развиваться компьютерная графика.
В 1960 специалисты компании Боинг Верн Хадсон и Уильям Феттер создают первые системы машинной графики, которую теперь принято называть компьютерной.
В 1962 Стив Рассел, Мартин Грец и Уэйн Уитанем выпускают первую компьютерную видеоигру «Spacewar».
В 1963 году американский учёный Айвен Сазерленд создал первый графический редактор «Sketchpad».
Примерно в это время Станислав Лем, в одной из своих книг, формулирует и отвечает на вопрос «как создать действительность, которая для разумных существ, живущих в ней, ничем не отличалась бы от нормальной действительности, но подчинялась бы другим законам?».
В 1964 году General Motors представила систему автоматизированного проектирования DAC-1, разработанную совместно с IBM.
В том же году группой математиков под руководством Н.Н. Константинова была создана компьютерная математическая модель движения кошки. А через 4 года из неё сделали первую компьютерную анимацию — машина БЭСМ-4, выполняя написанную программу решения
дифференциальных уравнений, рисовала на алфавитно-цифровом принтере мультфильм «Кошечка» (да, коты уже тогда захватили ИТ-мир).
И в том же 68-м, появилась возможность выводить компьютерные изображения на экран электронно-лучевой трубки.
Вернёмся на пару лет назад и отдельно отметим ещё одно изобретение уже упоминавшегося Айвена Сазерленда. В 1966 году вертолётостроительная компания Bell Helicopter начала разработку систем для управления полётами в ночное время. Системы состояли из инфракрасных камер и приёмников, расположенных на шлеме пилота. Направление получило название «удаленная реальность» (Remote Reality). Профессор Сазерленд и один из его студентов Боб Споулл решили заменить инфракрасные приёмники на электронные трубки, подключенные к компьютеру, создав тем самым прототип первого видеошлема.
Примерно в это же время, в конце 60х компьютерный художник Майрон Крюгер вводит понятие искусственной реальности.
Ещё через 10 лет — в 1977 — в Массачусетском Технологическом Институте была создана «Кинокарта Аспена» — компьютерная программа, позволяющая совершить прогулку по американскому городу Аспен. Эта программа считается первой визуализацией виртуальной реальности.
В том же году Даниэль Сандин, Ричард Сейр и ряд других инженеров из EVL изобрели перчатку, с помощью которой можно было передавать в компьютер данные о движении руки. Устройство получило название «Перчатка Сейра».
В 1982 Томас Зиммерман (один из основателей VPL Research) запатентовал установку в перчатку оптических датчиков. Перчатка Зиммермана была предназначена для совмещения акустической гитары и компьютера и передавала на последний данные о положении пальцев, а компьютерная программа уже преобразовывала полученные данные в звук.
В 1989 перчатки виртуальной реальности, наконец, дошли до массового потребителя. Устройство под названием Nintendo Power Glove выпустила NES. Однако, широкого распространения оно не получило.
Следующий большой скачок, оказавший влияние на развитие ВР, произошёл в конце 80х-начале 90х.
В 1989 году другой основатель VPL Research, программист, футуролог, философ, музыкант и много ещё кто Джарон Ланье вводит, собственно, сам термин «виртуальная реальность».
В 1991 анонсируется набор Sega VR, но до выпуска он так и не дошёл — тестировщиков тошнило, кружилась голова и т.д.
В 1994 году Пол Милгром и Фумио Кисино описали континуум «виртуальность — реальность» — пространство между реальностью и виртуальностью, между которыми расположены дополненная реальность (ближе к реальности) и дополненная виртуальность (ближе к виртуальности).
В том же году выходит в продажу шлем Forte VFX1. Устройство добротное, но высокая цена и небольшое количество доступных игр не позволили ему стать популярным.
1995 Nintendo выпускает игровую консоль Virtual Boy. Но и она проваливается. Красно-чёрное изображение на экране долго смотреть просто невозможно, поэтому приставка стала первой консолью, вынуждавшей игрока делать перерывы, чтобы глаза могли отдохнуть.
После этого ещё выходило много шлемов ВР, но ни один из них так и не стал массовым. В начале 90х вышло множество фильмов и книг, популяризирующих данную отрасль. Тема виртуальной реальности была интересна и обсуждаема. Но, несмотря на это (видимо из-за громких провалов шлемов ВР) почти 10 лет не появлялось никаких интересных разработок в этой сфере. В 2000х виртуальная реальность перешла в сферу компьютерных игр.
Сегодня на рынке представлен огромный выбор очков и шлемов ВР, можно найти как проникнутые идеями футуризма (TLpower G100*):
Так и просто «народные» очки, куда надо вставлять телефон — Google Cardboard VR BOX III 3*
Есть даже самосборные из картона* под 5 дюймовые телефоны.
Про новый виток развития искусственной реальности и о современных разработках мы расскажем в следующей статье.
На этом всё, об ошибках и неточностях, найденных в тексте лучше писать в ЛС. C вами был простой сервис для выбора сложной техники Dronk.Ru. Не забывайте подписываться на наш блог и канал на YouTube, будет ещё много интересного.
p.s.* — вы можете вернуть до 5% стоимости покупки, приобретая товар по этим ссылкам.
Подробнее: dronk.ru/cashback
Другие наши публикации:
Компания Onda и ее планшеты — можно ли доверять «китайцу»?
Обзор бюджетного 8» планшета Chuwi Vi8 Plus на Windows 10 за $88
Обзор мощного планшета Chuwi Hi10 на полноценной Win10 за $180
Семь актуальных коптеров до $20, которые можно положить в карман
Компания Xiaomi. Дешевле без ущерба к качеству уже не бывает
Chuwi Ilife V5 — робот-пылесос за 99$ или как превратить ежедневную уборку в развлечение
Обзор граверного лазера NEJE или перспективная бизнес модель
P.S. А ещё у нас прямо сейчас проходит розыгрыш умного браслета от Xiaomi.
