Всё, что нужно знать про VR/AR-технологии

Альтернативная реальность уже на наших улицах. Пока что для визуализации покемонов и динозавров нужны гаджеты, но технологии развиваются со скоростью движения Земли в космосе. Очень быстро. И вот в чем фишка: оказывается, визуализировать виртуальный мир можно с помощью разных технологий. Самый ТОП — технологии VR и AR. Где их применяют, стоит ли погружаться в альтернативную реальность и чем технология AR отличается от VR? Разбираем в деталях.

Виртуальная реальность (Virtual reality, VR) — это полностью компьютерный мир. Смоделированный опыт, который создан алгоритмами. Попасть в него можно только с помощью иммерсивных гаджетов — шлемов виртуальной реальности, перчаток, наушников и других имитаторов.

Виртуальная среда — полностью альтернативный мир, не связанный с реальностью и не реагирующий на его изменения. Но с помощью иммерсивных устройств пользователи могут воздействовать на него. Например, как в видеоиграх, вроде Квейка или ГТА. Джунгли, космос, заброшенные города: локации ограничиваются только фантазией разработчиков.

Парк виртуальной реальности The Void предлагает опробовать технологию на практике. Один из сценариев — игра по мотивам фильма Джуманджи. Участники надевают шлемы и оказываются в джунглях. Все действия, которые они совершают в парке, проецируются в игру. Человеку кажется, будто виртуальная реальность наяву.

Дополненная реальность (Augmented reality, AR) — реальный мир с дополнительными слоями. Вы как и раньше можете взаимодействовать с физической средой, а алгоритмы добавят в него трехмерных фигур. Например, покемонов, которые сидят на вашем рабочем столе. Или медведя с балалайкой от Яндекс.Карт, если гуляете по Арбату.

Дополненная реальность тоже не появляется сама по себе. Чтобы наложить слоев на реальный мир, нужно специальное устройство: смартфон с камерой и приложением или очки дополненной реальности, вроде Google Glass. Камера считывает окружающую среду, алгоритмы добавляют (или маскируют) объекты, а экран выдает полноценную картинку.

Игра Pokemon Go открыла миру дополненную реальность. Покемонов ловили примерно все: школьники и учителя, студенты и профессура, врачи и их пациенты, руководители и подчиненные. Просто берешь смартфон, открываешь приложение и ждешь, пока там появится персонаж.

Итак:

Кстати, кроме VR/AR, еще есть Mixed reality — MR или смешанная реальность. Она сочетает в себе дополненную реальность, реальный мир и виртуальную реальность.Разница в том, что в MR виртуальный и реальный мир взаимодействуют, появляется точка соприкосновения реальных и виртуальных объектов. Как это работает мы расскажем в одной из предстоящих публикаций.

WOWCube — кубическая игровая консоль, которая обеспечивает игровой опыт смешанной реальности. консоль сочетает в себе кручение и тряску в материальном мире с цифровым действиями, визуализируемыми на 24-квадратных суб-дисплеях куба.

1. В 1961 году компания Philco Corporation разработала первые шлемы виртуальной реальности Headsigh. Их использовали для военных целей. Это была первая реализация технологии, которая скорее относилась к AR
2. В 1962 году Мортон Хейлиг запатентовал первое устройство виртуальной реальности «Сенсорама». Устройство имитировало поездку на мотоцикле по улицам Бруклина
3. В 1968 году профессор Гарварда Иван Сазерленд развил идею Хейлига и вместе со своими студентами разработал первый прототип портативной налобной системы отображения виртуальной реальности «Дамоклов меч». Разработка была примитивной, громоздкой и крепилась к потолку лаборатории
4. В 1972 году General Electric на деньги военных построила один из первых авиасимуляторов. Тренажер выглядел как кабина с тремя экранами. Они имитировали окна самолета и обеспечивали 180-градусный обзор
5. В 1977 году по поручению Минобороны США художник Дэвид Эм разработал приложение для виртуального ознакомления с новыми местами. Первую карту создали для курортного городка Аспен. Любой мог виртуально зайти в каждое здание в городе, рассмотреть детали, послушать интервью жителей
6. В 1981-м появились первые очки виртуальной реальности EyeTap, их придумал канадский ученый Стив Мэнн. Правда, по современным меркам это все же был AR. Владелец очков мог увидеть графику или текст на фоне существующих объектов — людей, животных, домов. Что-то похожее видел Терминатор в своих очках
7. В 1985 году компания VPL Research выпустила нечто похожее на современное оборудование — очки EyePhone и перчатку DataGlove. С их помощью люди уже могли видеть движение своего тела в виртуале
8. В 1990-м компания Сега выпустила первый VR-шлем для игр. В 1995-м компания НИнтендо выпустила консоль, в комплект которой входили VR-очки. Но технологии по прежнему оставались немассовыми и дорогими
9. В 2015-м HTC выпустила гарнитуру Vive для своих смартфонов. В 2016-м свой фирменный шлем выпустили в Сони. В 2019 появился шлем от Valve
10. В 2020-м рынок технологий виртуальной и дополненной реальности достиг почти $ 16 млрд. Ожидается, что к 2028 году рынок AR/VR технологий вырастет до $ 84 млрд. Самое время обратить на них внимание

Если для полноценного AR сегодня достаточно простенького смартфона, то с VR все не так просто. Чтобы погрузиться в виртуальную реальность, могут потребоваться:

• VR-очки или шлем
• VR-перчатки
• VR-костюм
• VR-локация

VR-очки и шлемы. Самый распространенный способ попасть в VR. Это как наушники, только для глаз. Одеваешь и пропадаешь из реального мира. Самые лучшие очки в 2021 году:

• Oculus Quest
• Samsung Gear VR
• HTC Vive Pro Focus 3
• Sony Playstation VR
• Valve Index
• HP Reverb G2

Очки виртуальной реальности серии HTC Vive. Средняя стоимость — 125 000 ₽. Дороговато, чтобы стать массовыми.

VR-перчатки. Выглядят как обычные перчатки из Ашана, но умеют считывать движения рук в пространстве и проецировать их на экран. Продвинутые варианты умеют имитировать и передавать человеку физические ощущения от взаимодействия с виртуалом. Например, вертишь в руке цифровой камень и ощущаешь неровности его сторон. Прикольно.

Лучшие VR-перчатки:

• CaptoGlove
• Dexmo
• Exoglove
• Gloveone
• Noitom Hi5 VR Glove
• Manus VR Glove
• Senso Glove

Перчатки Dexmo не выглядят так, как будто их можно использовать в быту. Зато если вы возьмете в руку виртуальный камень, приводы пальцев не позволят вам сжать руку сильнее, чем если бы камень действительно был у вас в руках. Очень реалистично.

VR-костюм. Устройство, которое поможет полностью погрузиться в виртуальную реальность, полностью считать движения человека в реальности и преобразовать их в цифру. Он действует по тому же принципу, что и перчатки, только считывает движения всего тела, а не только рук. Обычно это куртка, перчатки и штаны (иногда жилет), оборудованные чувствительными сенсорами. Они расположены таким образом, чтобы считывать показания по основным точкам, создавая реалистичную виртуальную модель.

Предложений на рынке не так много. Вот самые доступные:

• Perception Neuron 32
• жилет Hardlight Suit
• Senso Suit
• VR Rokoko Smartsuit PRO
• HoloSuit

Костюм VR Rokoko Smartsuit PRO стоит 310 000 ₽. Зато он считывает все движения человека и преобразует их в 3D-анимацию.

VR-локация. Или комната виртуальной реальности, система CAVE. Дает самое полное погружение в виртуальный мир. Высокое разрешение, низкая задержка трекинга, широкий обзор во весь объем комнаты создают превосходный эффект реалистичности. А если дополнить комнату очками и костюмом, вы не отличите VR от реального мира.

Покупать оборудование для VR-комнаты очень дорого и просто бессмысленно. А вот опробовать технологию стоит. VR-локации встречаются в игровых точках, квест-комнатах и развлекательных центрах.

VR-комната полностью погружает в виртуал и создает наиболее полные ощущения. Сегодня такие комнаты легко встретить в торгово-развлекательных центрах и квест-румах.

Считается, что VR и AR-технологии, это в первую очередь игрушка и придумано для развлечения. И действительно, видеоигры и фильмы — самая распространенная сфера использования технологий альтернативной реальности. Воспользовавшись иммерсивной гарнитурой, пользователь может оказаться, например, на южном полюсе или среди злобных орков из Властелина колец. А сейчас еще появились командные игры с полным VR-погружением. Никаких проводов, которые сковывают движение.

Но на этом применение VR и AR не ограничивается. Их все больше начинают использовать в профессиональных сферах. Вот самые распространенные:

• образование
• медицина
• маркетинг
• дизайн
• недвижимость
• промышленность и пр.

Образование

Китайские ученые пришли к выводу, что использование VR в образовании помогает повысить вовлеченность учащихся, сделать образовательные программы интерактивными и улучшить успеваемость на 15–25%. Например, в Москве МЦКО внедрил виртуальную реальность для обучения школьников астрономии — учащиеся могут почувствовать себя астронавтами. А в Чехии с помощью виртуальной реальности обучают школьников анатомии.

Образовательная среда World of Comenius помогает школьникам изучать строение человека в виртуальной реальности. Можно собственноручно разобрать и собрать скелет человека, изучить строение отдельных органов или клеток.

Медицина

VR-тренажеры используют для обучения врачей во многих медицинских университетах. Тренировки на виртуальных тренажерах помогают сэкономить ресурсы и исключить врачебные ошибки.

В Китае виртуальную реальность используют для помощи наркозависимым. Им показывают VR-ролики, которые закрепляют негативные ассоциации с препаратами и стимулируют позитивное отношение к своей семье и миру.

Медицинские стартапы с использованием VR помогают пациентам с болезнью Альцгеймера, раком, плохим зрением. Стартап MindCotine использует VR, чтобы помочь курильщикам отказаться от вредной привычки.

Проект MindMaze помогает пациентам после инсультов восстанавливать организм с помощью простых заданий в виртуале. MindMaze ставит пациентам простые задания и отслеживает их выполнение. Разработчики утверждают, что в результате правильного выполнения активностей мозг пациентов восстанавливает нарушенные в результате болезни нейронные связи.

В медицине применяют не только виртуальную, но и дополненную реальность. Например, существует устройство, которое считывает сетку сосудов пациента по тепловому излучению и проецируют ее на тело.

С такой штукой медсестра точно не промахнется мимо вены, пока будет ставить капельницу.

Маркетинг

Множество брендов с мировым именем активно используют AR в своих маркетинговых программах. Считается, что дополненная реальность помогает привлечь внимание к бренду, повысить первичные и повторные продажи.

Первичные продажи повышаются за счет повышения информированности потребителей. Например, если вы собираетесь купить новый холодильник и хотите посмотреть, как он станет на вашей кухне. Просто берете и используете AR-приложение.

Повторные продажи растут за счет повышения узнаваемости бренда. Маркетологи нацеливают AR на установление позитивных эмоциональных связей с потребителями и так повышают показатели. Вот, например, Пепси.

На лондонский остановках установили экраны с камерами и технологиями дополненной реальности. Экран воссоздает картинку как будто прозрачное стекло, а программа дорисовывает фантастические объекты, вроде НЛО или падающего астероида. Запомнилось всем.

Дизайн интерьеров

С помощью AR вы можете моделировать дизайны интерьеров и смотреть, как выбранное вами решение будет смотреться в реальности. Уже давно это на вооружение взяла шведская компания IKEA. Производитель мебели и товаров для дома создал приложение, в котором вы можете обставить собственный дом товарами из магазина в виртуале, чтобы определиться с покупками. Или просто создавать оригинальный дизайн интерьера ради развлечения.

Приложением можно воспользоваться ради забавы или для дела: подобрать мебель и цвет, составить список или отправиться в магазин. Или прямо из приложения заказать выбранные товары через интернет.

Для тех, кому AR мало, производитель создал VR-шоурум, где можно поэкспериментировать с интерьером комнаты. Надеваешь очки виртуальной реальности, изучаешь объекты в комнатах, узнаешь наименование товаров, можешь поменять их цвет, комплектацию и другие опции. Прикольно. Как листаешь каталог, только в виртуале.

Виртуальный шоурум от Икеа. Благодаря новым способам исследования и визуализации клиенты могут оживить комнаты, открыв свой разум и дом для новых возможностей.

Недвижимость

Если оцифровать продаваемые и сдаваемые объекты недвижимости, можно проводить виртуальные осмотры без личного посещения объектов. На выходе получится 3D-модель, которую будут просматривать потенциальные клиенты и им будет проще выбирать себе квартиры. Так, например, сделала компания Unreal Estate — создали в виртуале целый микрорайон.

Ребята из Unreal Estate сделали прототип виртуального шоу-рума, чтобы людям было удобнее и понятнее выбирать себе квартиру при покупке. Надеваешь очки, ходишь и выбираешь свою будущую квартиру.

Производство

Когда у предприятия есть возможность внедрять виртуальную и дополненную реальность в производственные процессы, предприятие это делает — чтобы упростить задачи персонала. Например, стартап Virtalis помогает промышленным предприятиям внедрять VR как инструмент для прототипирования производственных технологий.

А, например, транспортная компания DHL разработала для сотрудников логистических центров специальную гарнитуру для оптимизации труда. Она состоит из сканера, проектора и специальных очков. Гарнитура сканирует штрих-код на товарах и визуализирует всю необходимую работнику информацию, включая место товара на транспортной тележке.

Сотрудник с гарнитурой подходит к полке с товарами. Сканер считывает штрих-код и выдает сотруднику на очки набор данных, необходимых для дальнейшей транспортировки. Сотрудник быстрее выполняет задачу и успевает сделать больше.

Корпоративный контроль

С помощью дополненной реальности можно решать неограниченный круг задач, включая корпоративное обучение и даже отслеживание соблюдения корпоративных правил.

Например, для кассиров сети магазинов «Перекресток» разработали специальную программу, которая моделирует появление покупателей с отклонениями в поведении и воспитывает у сотрудников правильную реакцию. Например, если появляется покупатель со страдающим лицом, программа помогает воспитать у кассиров эмпатию.

А в Амазоне, например, с помощью AR в период пандемии отслеживают соблюдение сотрудниками социальной дистанции. В оживленных местах офиса руководство поставило камеры, которые отслеживают перемещение сотрудников. Тут же стоят мониторы, на которых воспроизводятся перемещения. Вокруг каждого перемещения дорисовывается зеленый круг безопасносного диаметра. Так сотрудники могут увидеть, насколько безопасное расстояние между ними.

Если социальная дистанция соблюдена, круги светятся зеленым. Если нарушена — круг становится красным. Кроме складских помещений, такая технология реализована в лифтах, кафетериях, вестилюлях и иных местах скопления людей.

Основная проблема массового распространения VR для пользователей — дороговизна оборудования, а для производителей — дороговизна производства контента. Мало-мальски приличный VR-шлем обойдется в $ 600–800, что далеко не всем по карману. AR в этом плане проще — достаточно иметь смартфон, установить программу и все будет работать. Но такого эффекта, как виртуальная реальность AR не даст.

Несмотря на эту проблему технологии стремительно развиваются, а рынок растет. Но это не устраняет возможные риски, такие как:

Кража персональных данных. По мере развития технологий под угрозой кражи окажется не только банковские карты и номер паспорта. В теории злоумышленники смогут завладеть самой личностью пользователя, сгенерировать его реалистичный аватар и выдать себя за другого человека.

Манипуляции с реальностью. Получив доступ к программному коду, злоумышленники смогут видоизменять виртуальную реальность и манипулировать пользователями. Сценариев масса.

Безопасность гарнитур. Пользователи часто жалуются на недомогание: после пребывания в виртуальной реальности у одних кружится голова, другие чувствуют тошноту, у третьих чешутся и болят глаза. Производители оборудования уверяют, что такие негативные последствия устраняются в процессе модификации гарнитур. Но если проблема останется, мечтать о светлом виртуальном будущем не приходится.

25 кадр. Немного конспирологии. В теории в видеоряд можно зашить вредоносный 25 кадр, сочетание цветов с требуемой частотой мерцаний или просто гипноз и так оказывать психическое воздействие на пользователей. Человека могут заставить выполнить какое-то действие или просто сломать ему психику.

Вообще сценариев преступного воздействия на пользователей может быть сколько угодно, они ограничиваются только фантазией злоумышленников. Надеемся, что когда AR/VR станут массовыми, разработчики внедрят надежные инструменты контроля и безопасности. Иначе реальная виртуальность (да, мы не ошиблись) станет в разы опаснее виртуальной реальности, которую мы имеем сегодня.

1. Виртуальная реальность — это полностью цифровой мир, с которым взаимодействует пользователь. Дополненная реальность — это реальная физическая среда с наложенными на нее слоями и дополненная виртуальными трехмерными объектами
   
2. Технологии виртуальной и дополненной реальности развивались с 60-х. Они продолжают развиваться и сегодня, но темпы развития сильно тормозит стоимость и немассовость оборудования. В 2020 году рынок оценивали в $16 млрд. К 2028 году этот рынок вырастет до $86 млрд.
3. C AR все просто: чтобы запустить технологию, достаточно простенькой программы и смартфона с камерой. С VR все сложно. Минимальный набор оборудования — смартфон и очки виртуальной реальности. Нормальная гарнитура стоит $600–800. Дополнительные иммерсивные устройства — перчатки или полноценный костюм
4. Технологии применяют не только для развлечения. Виртуальная и дополненная реальность находит применение в образовании, медицине, маркетинге, производстве, корпоративной культуре, дизайне и пр.
5. С развитием виртуальной реальности есть риск появления виртуальных злоумышленников. Правонарушители, вероятно, смогут украсть персональные данные, манипулировать реальностью и даже воздействовать на психику пользователей