Die Virtual-Reality-Technologie entwickelt sich sehr schnell. Heutzutage werden Sie niemanden mit einer Videobrille oder einem VR-Spiel überraschen. In den letzten Jahren wurden viele technologische Innovationen umgesetzt.
Dennoch erschienen die meisten Grundideen der virtuellen Realität nicht jetzt, sondern in den 60er Jahren des letzten Jahrhunderts. Und bis jetzt wurden nicht alle implementiert. Mal sehen, wer was erfunden hat, was wir bereits haben und was warten muss.
Interoperabilität und Emulation
Die wichtigsten Elemente der VR sind Interaktivität, die Fähigkeit zur Interaktion mit der Umgebung und der Umgebung selbst bzw. deren Emulation. In den 1960er Jahren gab es zwei Prototypen dieser Technologien.
Zum Beispiel war der Link Trainer ein früher Prototyp eines Flugsimulators. Ziel des Projekts ist es, dem Benutzer eine realistische Flugausrüstung zur Verfügung zu stellen und den Flugsteuerungsinstrumenten Feedback zu geben. All dies ermöglichte es dem Studentenflieger, sich ein Bild vom Flug und seinen unterschiedlichen Bedingungen zu machen, ohne sich selbst und das Flugzeug zu riskieren. Der Simulator war auch für Profis geeignet, die ihre Fähigkeiten verbessern konnten.
Dieser Simulator war sehr gefragt, da er es ermöglichte, die Nuancen verschiedener Flugmodi zu untersuchen.
Sensorama- ein ganz anderes System. Dies ist ein Unterhaltungsprojekt für Filmliebhaber. Sensorama ermöglichte es, Kurzfilme im stereoskopischen Modus anzusehen. Die Arbeit von Ventilatoren, Geruchsgeneratoren (ja, das ist alles andere als eine neue Idee), einem beweglichen Stuhl und Stereoton wurde mit dem Bild synchronisiert. Sensorama ist in der Tat einer der ersten Versuche, eine Person in die virtuelle Realität einzubeziehen, sie in die Emulation einzutauchen und sie ungefähr so fühlen zu lassen wie in der realen Welt.
Dies waren jedoch alles analoge Technologien. Die Entwicklung der Computertechnologie hat diesen und anderen ähnlichen Systemen ein zweites Leben gegeben.
Das ultimative Display
1965 schrieb der Informatiker Ivan Sutherland The Ultimate Display (PDF). Darin skizzierte er Ideen, die seiner Zeit voraus waren. Leider gab es keine technologischen Möglichkeiten für ihre Umsetzung, obwohl der Autor etwas getan hat. Der Aufsatz ist kurz, nur zwei Seiten. Im ersten Teil reflektiert der Autor die Interaktivität von Computern und Eingabetechnologien der 60er Jahre.
Interessanter ist der zweite Teil, in dem der Autor über die Zukunft, den technologischen Fortschritt und die "kinästhetische Darstellung" spricht, mit der Sie alle menschlichen Sinne nutzen können, wenn Sie ihn in die virtuelle Realität eintauchen. Laut Sutherland müssen Computer der Zukunft nicht nur mit visuellen Informationen arbeiten, sondern auch Ton ausgeben und mit einer Person interagieren, die Vibrationsmotoren, Gerüche usw. verwendet. Als der Autor seinen Aufsatz schrieb, waren Computer nicht in der Lage, Geräusche wie jetzt wiederzugeben, geschweige denn ein Bild.
Volle Interaktivität
Das Damoklesschwert ist Sutherlands Versuch, eine Schnittstelle zu entwickeln, die zumindest ein wenig seinen Vorstellungen und Vorstellungen über das Ideal entsprach.
Sutherlands Idee war, dass die Menschen mit verschiedenen Arten der Interaktion mit der Welt um sie herum sehr vertraut sind. Wir verstehen, wie ein Objekt aus einem anderen Blickwinkel aussieht, wir wissen, wie man ein Objekt bewegt oder wie man die Bewegung stoppt.
Sutherland hatte die völlig logische Idee, dass unsere Vorstellungen von der realen Welt, Empfindungen, auf eine Art virtuelle Welt übertragen werden können. Dies würde es uns ermöglichen, neue Möglichkeiten kennenzulernen, die uns in der gewöhnlichen Welt nicht zur Verfügung stehen.
Um ihre Ideen zumindest teilweise zu verwirklichen, entwickelten Sutherland und seine Schüler ein an der Decke hängendes System, das sie "Damoklesschwert" nannten (Foto des obigen Systems). Teil des "Schwertes" war der erste Bildschirm seiner Art, dessen Bild nicht von der Kamera, sondern vom Computer übertragen und von ihm erstellt wurde. Natürlich waren es Vektorgrafiken, aber das ist schon etwas. Darüber hinaus könnte man seine Position in dieser „Vektorrealität“ ändern, indem man einfach die Position des Kopfes ändert oder Daten eingibt.
Im Allgemeinen war es das "Damoklesschwert", das den ersten erfolgreichen Versuch unternahm, eine virtuelle Realität mit einer darin eingetauchten Person zu schaffen. Ein vollständiges Eintauchen konnte nicht auf technologische Einschränkungen zurückzuführen sein, aber das Ergebnis ist beeindruckend.
Ideen aus den 60er Jahren, die umgesetzt wurden
Die meisten Konzepte und Ideen, die von Autoren in den 60er Jahren beschrieben wurden, werden heute in Form von Technologie verwendet. Hier sind die Hauptideen.
Von einem Computer erzeugte Objekte entsprechen möglicherweise nicht den Regeln der normalen Realität.
In der virtuellen Realität können Sie die Schwerkraft entfernen oder sehr groß machen, die Lichtquelle ändern und alles erzeugen, was Sie sich vorstellen können. Ein anschauliches Beispiel dafür sind Spiele und nicht nur VR.
Sutherland selbst stellte sich eine computergesteuerte Anzeige mit Bildern wie einem Spiegel in einem mathematischen Wunderland vor. Dies ist auch möglich, da bereits eine dreidimensionale Engine für nichteuklidische Geometrie erstellt wurde, die uns mit Hilfe von Interactive eine neue Welt zeigt.
Taktiles Feedback
Die ideale taktile Interaktion mit der virtuellen Welt wurde noch nicht erreicht. Im Allgemeinen funktioniert diese Technologie jedoch schon lange. Moderne Virtual-Reality-Controller, einschließlich Joysticks, Gamecontroller und Smartphones, bieten eine taktile Reaktion auf Benutzeraktionen in der virtuellen Welt. Das gleiche Smartphone mit virtuellen Tasten ist ein gutes Beispiel dafür.
Kopf- und Handverfolgung
Eine der ersten Technologien, die von den Entwicklern der virtuellen Realität implementiert wurden, ist die Kopfverfolgung. Diese Funktion ist seit langem in virtuellen Brillen enthalten. Selbst die billigste Brille, bei der Sie ein Smartphone einsetzen müssen, bietet diese Möglichkeit dank des Gyroskops des Telefons.
Außerdem wird jetzt die Handposition verfolgt - viele moderne VR-Spiele unterstützen diese Funktion. Richtig, nur wenn es spezielle Controller gibt.
Berührung, Geruch, andere taktile Empfindungen
Alle "5D-Kinos" bieten die Möglichkeit, vollständig in die virtuelle Realität einzutauchen, Überlastung, Windgefühl und Spritzwasser zu erleben und manchmal zu riechen. Diese Technologie wird schrittweise verbessert.
Und was wurde noch nicht implementiert?
Hochgenaue
Blickverfolgung Die Augenverfolgung ist nicht so schwierig zu implementieren. Die Hauptsache ist, den Standort des Schülers zu bestimmen, dann ist es mit einer bestimmten Annahme möglich zu bestimmen, wohin der Besitzer schaut.
Eine hochpräzise Verfolgung ist jedoch eine ganz andere Sache. Hier gibt es viele Probleme, einschließlich unwillkürlicher Augenbewegungen, Merkmale der Struktur und Farbe der Augen einiger Menschen usw. Und es ist nicht so einfach, den Schülern selbst zu folgen, da sie auch nicht statisch sind. Dieses Video erklärt das Problem im Detail . Im Allgemeinen verbessert sich die Eye-Tracking-Technologie allmählich, bleibt jedoch zu komplex, um zum Mainstream zu werden.
Genaue Kraftrückmeldung
Der Punkt ist, dass es in den VR-Technologien immer noch keine hochpräzise Kraftrückmeldung gibt, die jedem zur Verfügung steht. Ja, simulierte Umarmungen, Händedrucke usw. - all das ist da, die entsprechenden Projekte existieren.
High-Fidelity-Simulationen der einfachen Physik der realen Welt sind jedoch immer noch die Domäne spezialisierter Projekte, die es nicht in die Öffentlichkeit geschafft haben. Ja, und hier ist zusätzliche Ausrüstung erforderlich. Handschuhe / Helm allein reichen nicht aus.
Ideale Simulation
Dies ist der am schwierigsten zu implementierende Teil, der in den 60er Jahren des letzten Jahrhunderts fantastisch war und bis heute so bleibt.
Hier geht es um die letzten Sätze von Sutherlands Aufsatz, in denen er sagt, dass eine ideale Simulation ein Raum ist, in dem ein Computer die Eigenschaften der Materie und ihre Existenz kontrolliert. Der Stuhl, der sich in einer solchen virtuellen Realität befindet, sollte also ein realer Stuhl sein, auf dem der Benutzer sitzen kann. Nun, eine Kugel, die in einem solchen Raum abgefeuert wird, wäre tödlich.
Klingt nach einem Teil der Matrix-Handlung, oder?
Trennen Sie wichtige Funktionen von nur coolen
Man kann mit Sicherheit sagen, dass die besten Ideen für die virtuelle Realität aus der Mitte des letzten Jahrhunderts stammen. Ein Teil wurde jedoch nicht implementiert, da er entweder teuer oder nicht wirklich notwendig ist. Die Hauptsache, die die Schöpfer der virtuellen Realität erreichen wollten, war das Eintauchen in sie, wenn eine Person ihre einzelnen Elemente nicht mehr bemerkt und ein integrales "Bild" sieht, das mit den umgebenden Objekten und der Simulation selbst wie mit der Realität interagiert.
Einige Dinge erwiesen sich als unnötig zum Tauchen. Zum Beispiel ein großer Betrachtungswinkel - er wird nicht immer benötigt. Unabhängig von der Qualität des Klangs verringert seine Übertragung durch die "Ohrhörer" den Grad des Eintauchens. Das menschliche Gehirn beginnt, den Klang als "nicht real" zu klassifizieren. Die Ohrhörer eignen sich gut zum Musikhören, aber nicht für die virtuelle Realität.
Aber es ist sehr wichtig - ein Bildschirm mit guter Verfolgung und geringer Latenz. Eine Person weiß, dass sie einen Helm auf dem Kopf hat, aber das Gehirn scheint dies nicht zu beachten, wenn man bedenkt, dass das "Bild" auf dem Bildschirm echt ist. Wenn Sie alte Videohelme verwenden, gibt es so etwas nicht. Zum Beispiel war der Forte VFX1 VR Mitte der 90er Jahre erhältlich. Aber natürlich stand er nicht neben den aktuellen Videohelmen. Die Technologien dieser Zeit erlaubten es einfach nicht, eine hochwertige virtuelle Realität zu schaffen, in die eine Person kopfüber eintauchen konnte.
Was weiter?
Wahrscheinlich werden bestehende Technologien verbessert, neue werden auftauchen. Darüber hinaus wird die Verfolgung menschlicher Gesichtsausdrücke und Emotionen in der virtuellen Realität angezeigt. Diese Technologien werden bereits entwickelt, zum Beispiel arbeitet Facebook.
Dies erhöht den Grad der Interaktivität und die Qualität virtueller Besprechungen. Es geht nicht nur um Spiele, sondern auch um andere Technologien wie virtuelle Klassenzimmer, Geschäftstreffen, freundliche Treffen usw.
Dank der Quarantäne hat sich der Fortschritt der VR-Technologien jetzt beschleunigt, sodass Sie in Zukunft von Entwicklern neue Erfolge erwarten können. Vielleicht werden wir sehr bald die neuesten Entwicklungen sehen können, die das Eintauchen in die virtuelle Realität verbessern werden. Aber auf jeden Fall sind ihre Basis alle die gleichen Ideen aus den 60ern.
