Устройства для физического погружения в виртуальную реальность

Устройства для физического погружения в виртуальную реальность (англ. Devices for a Physical Immersion into Virtual Reality) – это технические решения взаимодействия с виртуальным миром, способные задействовать от 2-х чувств из 5 (зрение, слух, осязание и т.д.), а также имитировать ходьбу.

Помимо визуального изображения и звука такие устройства предусматривают тактильную связь (англ. haptic feedback - “обратная тактильная связь”), к которой может относиться положение человека в пространстве, симуляция вкуса, симуляция запаха и т.д.

Типы обратной тактильной связи

Технология обратной тактильной связи довольно сложна реализации, на данный момент существует несколько решений, которые позволяют по-разному передавать различные чувства прикосновения, ощущения пространства и тому подобное.

Вибротактильный фидбек

Наиболее изученный и самый распространённый на сегодняшний момент вид обратной тактильной связи, примером которого может служить геймпад с поддержкой вибрации, или вибрация мобильного телефона при принятии сообщения или поступившего звонка.

Силовая обратная связь

Силовая обратная связь позволяет ощущать давление на руки или на тело. В качестве примера можно привести автосимуляторы с использованием руля, от которого при столкновениях чувствуется тактильная отдача.

Ультразвук

Сложный и мало распространенный на рынке тип обратной связи. При помощи генерации звуков высокой частоты появляется возможность почувствовать форму, а также текстуру объекта.

Термальная обратная связь

Создает возможность чувствовать тепло, холод, а также переход от холода к теплу и наоборот в виртуальной реальности.

Электростимуляция

Электростимуляция представляет собой маленькие электрические импульсы, работающие, как правило на разной частоте, силе тока и амплитуде. В виртуальной реальности гораздо проще воспроизвести электростимуляцию, в отличие от имитации химической реакции. Под каждое ощущение можно настроить индивидуальный электрический сигнал – тем самым чувствовать попадание объекта в ту или иную часть тела, чувствовать прикосновения или даже погодные условия, вроде дождя.

Проблемы существующих систем

В настоящий момент систем, позволяющих полностью погрузиться в виртуальную реальность, не существует. Современные решение можно назвать лишь системами частичного погружения в связи с существующими проблемами.

Недостаточное стимулирование чувств человека

В большинстве решений стимулируется только 2 чувства из 5 – зрение и слух. Этого явно недостаточно для полного погружения в виртуальную реальность.

Наличие проводов

Шлем виртуальной реальности обрабатывает огромное количество данных для принятия и отправки которых используются коммуникационные кабели. Зачастую коммуникационный кабель не позволяет почувствовать полную свободу в виртуальной реальности.

Качество взаимодействия с виртуальным миром

Для взаимодействия с виртуальным миром используются контроллеры. Но для полноценного взаимодействия с объектами, для того, чтобы можно было почувствовать вес объекта, его текстуру, взять его в руку, повернуть требуются уже перчатки виртуальной реальности. Перчатки виртуальной реальности представляют собой систему захвата движений с целью отслеживания положения руки в трехмерном пространстве, отслеживания движений пальцев, отслеживания поворота руки относительно тела, а также мелкой моторики. В случае прикосновения к объекту включается механизм обратной связи. Осязание текстуры возможно реализовать при помощи электростимуляции. В случае с большим объектом, вроде осязания стены руками, задействуется имитация «вибротактильным фидбеком».

Имитация ходьбы

При полном погружении в виртуальную реальность необходимо имитировать ходьбу. Одним из решений данной проблемы могут являться специальные устройства, позволяющие двигаться внутри них. Такие решения поддерживают тело человека и даже снимают усталость.

Существующие проекты

Среди существующих довольно продолжительное время устройств физического погружения в виртуальную реальность можно выделить следующие:

Cave – проект запущен 1992-м году и состоит в основном из огромных стереоскопических дисплеев по всей протяженности комнаты. В стены встроена акустика, а также система захвата движений.
AlloSphere – представляет собой огромную стереоскопическую сферу, состоящую из большого количества стереоскопических дисплеев, встроенной системы захвата движений, акустикой и тому подобного.
Teslasuit – представляет собой высокотехнологичный костюм для полного погружения в виртуальную реальность с поддержкой обратной тактильной связи. Он содержит в себе множество встроенных систем, таких как система захвата движений, система климат-контроля и даже система биометрического контроля. Кроме того, костюм является полностью беспроводным.
VRealizer – концепт погружения в виртуальную реальность, предполагающий отсутствие экзоскелета. Уникальная система сервоприводов позволяет имитировать нагрузку на организм человека, работая как виртуальный тренажерный зал. Особое внимание к силовой обратной связи – один из главных принципов проекта.
Microsoft Haptic Links – экспериментальный контроллер для виртуальной и дополненной реальностей. Контроллер следует держать в двух руках. С его помощь можно осуществлять как сложное действия – вроде игры на музыкальных инструментах, так и более простые, например, перенос грузов. По словам разработчиков, устройство «динамически изменяет силы, воспринимаемые руками пользователя, для воспроизведения различных двуручных объектов и действий».

См. также

Ссылки