VR-технологии: основные понятия, история

1. VR-технологии: основные понятия, история

Составитель:
канд. физ.-мат. наук,
доцент кафедры ЦТиР
Малышева Е.Н.

2. План лекции

1. Виртуальная реальность: понятие, типы
2. История появления и развития виртуальной
реальности
3. Оборудование для виртуальной реальности
4. Область применения

3. Виртуальная реальность (Virtual reality, VR)

Виртуальная реальность (virtual reality, VR) –
созданный
техническими
средствами
мир,
передаваемый человеку через его органы чувств:
зрение, слух, обоняние, осязание.

4. Виртуальная реальность (Virtual reality, VR)

Виртуальная реальность – высокоразвитая форма
виртуальной среды, обладающая высокой степенью
достоверности визуализации, имитирующая как
воздействие на изучаемый объект, так и реакции на это
воздействие.
ГОСТ Р 57721-2017

5. Объекты виртуальной реальности

Пользователь
может
взаимодействовать
с
объектами
виртуальной
реальности по законам физики (гравитация,
свойства жидкостей и газов, столкновение, отражение и другие).
В отличие от реального мира пользователь может получать
больше возможностей: мгновенно перемещаться на огромные
расстояния, летать, обладать огромной силой и т.д.

6. Свойства виртуальной реальности

ПРАВДОПОДОБНАЯ
ИНТЕРАКТИВНАЯ
МАШИННО-ГЕНЕРИРУЕМАЯ
ДОСТУПНАЯ ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ
СОЗДАЮЩАЯ ЭФФЕКТ
ПРИСУТСТВИЯ

7. Типы виртуальной реальности

VR с эффектом полного погружения
VR без погружения
VR с совместной инфраструктурой

8. Типы виртуальной реальности

VR с эффектом полного
погружения,
обеспечивающие
правдоподобную
симуляцию
виртуального мира с высокой степенью детализации.

9. Условия реализации VR с эффектом полного погружения

Правдоподобная симуляция мира с
высокой степенью детализации
Высокопроизводительный компьютер,
способный распознавать действия
пользователя и реагировать на них в
режиме реального времени
Специальное оборудование,
соединенное с компьютером, которое
обеспечивает эффект погружения в
процессе исследования среды

10. Типы виртуальной реальности

VR без погружения – симуляции с качественным
изображением, звуком и контроллерами, в идеале
транслируемые на широкоформатный экран.

11. Типы виртуальной реальности

VR с совместной инфраструктурой – возможность
одновременного взаимодействия пользователей друг
с другом при отсутствии эффекта полного
погружения.

12. Дополненная реальность

Дополненная реальность (augmented reality, AR) –
это среда, в реальном времени дополняющая
физический мир, когда виртуальные объекты
проецируется на объекты реального мира

13. Смешанная реальность

Смешанная реальность (Mixed reality, MR) – это
среда, в которой реальные и виртуальные объекты
взаимодействуют между собой.

14. Отличие виртуальной, дополненной и смешанной реальностей

Виртуальная реальность (VR) – ненастоящий мир,
изображение
полностью
спроектированное,
не
существующее в реальности.
Дополненная реальность (AR) – дополняет, частично
изменяет «реальный мир», накладывая на него
виртуальное
изображение,
которое
является
голограммой поверх реального пространства.
Смешанная реальность (MR) – позволяет видеть
взаимодействие виртуального и реального объекта,
человек может видеть соприкосновение реальных и
виртуальных объектов.

15. Отличие виртуальной, дополненной и смешанной реальностей

VR
AR
MR
Взаимодействие с
реальностью
Где находится
пользователь
В виртуальном
мире
В реальном мире
В реальном мире
Как воспринимает
окружение
Как полностью
созданное на
компьютере
Как реальность с
виртуальными
объектами, на
которые можно
смотреть
Как реальность с
виртуальными
объектами, с
которыми можно
взаимодействовать

16. Технологии виртуальной реальности

позволяют сохранить культурное наследие в цифровой форме;
позволяют достичь эффекта присутствия пользователя в демонстрируемом
пространстве;
представляют место экспонирования в привлекательном виде;
обеспечивают просмотр места и объектов экспонирования пользователям, не
имеющим возможности реального присутствия;
возможно дополнение игровыми заданиями и диалогами.

17. Технологии виртуальной реальности в обучении

позволяют обучающимся оказаться в научных лабораториях, наблюдать и
проводить реалистичные виртуальные эксперименты;
дают возможность посетить музеи и места исторических событий, общаться
с виртуальными моделями исторических личностей, реконструировать
события прошлого;
предоставляют естественные инструменты для проектирования трехмерных
объектов.

18. История появления и развития виртуальной реальности

В 1957 год – первая система имитации Sensorama (со
специальным вибрирующим стулом, имитатором запахов
и 3D очками). Создана кинематографистом Мортоном
Хейлитом.

19. История появления и развития виртуальной реальности

В 1968 год – первый компьютерный шлем виртуальной
реальности – «Дамоклов меч» (профессор Гарварда
Сазерленд и студент Боб Спраулл).

20. История появления и развития виртуальной реальности

В 1974 году - лаборатория искусственной реальности
«Videoplace» (американский компьютерный художник М.
Крюгер).

21. История появления и развития виртуальной реальности

В 1980 году – Eye Tap – шлем с видоискателем, который
подключался к компьютеру, который помещался в рюкзак
пользователя (канадский учёный и инженер в области
компьютерных технологий Стив Мэнн).

22. История появления и развития виртуальной реальности

В 1984 году – система RB2, которая объединила
гарнитуру с перчатками.

23. История появления и развития виртуальной реальности

В 1989 году Джарон Ланьер ввел термин «виртуальная
реальность».
Появление виртуальной
реальности означает, что вы
можете создавать внешний мир
таким, каким захотите.

24. История появления и развития виртуальной реальности

В 1990 году Том Кодел (исследователем авиакосмической корпорации «Boeing» ) ввел термин
«дополненная реальность».

25. Оборудование для виртуальной реальности

26. Шлемы виртуальной реальности

Принцип работы: на расположенный перед глазами
дисплей выводится видео в формате 3D.
Прикрепленные к корпусу гироскоп и акселерометр
отслеживают повороты головы и передают данные в
вычислительную
систему,
которая
изменяет
изображение на дисплее в зависимости от показаний
датчиков.

27.

Перчатки виртуальной реальности
имитируют тактильные ощущения с помощью датчиков и
активных латексных роботизированных мышц, – помогают
увеличить глубину погружения.

28.

Костюм виртуальной реальности
создает тактильные, вибрационные и температурные
ощущения во всем теле, воздействуя на нервные
окончания кожи, расширяя границы привычного
визуального восприятия.

29.

Устройства управления
Контроллеры (джойстики и геймпады), содержащие
встроенные датчики положения и движения, а также
кнопки и колеса прокрутки, как у мыши.

30. Применение виртуальной реальности

Обучение

31. Применение виртуальной реальности

Производство

32. Применение виртуальной реальности

Медицина

33. Применение виртуальной реальности

VR-экскурсии в музеи, по историческим местам

34. Применение виртуальной реальности

Игры

35. Примеры проектов

Музей электричества в VR
https://www.youtube.com/watch?v=vKHmu3x0r
zo