4.14 Очки и шлемы

Все мы видели голливудские фильмы о том, как герои, вооружившись notebook'ом, надевали на глаза какую-нибудь штуковину, обманывающую мозг виртуальным миром, погружали руки в чудо-перчатки и отправлялись в киберпространство на борьбу со всемирным злом. Некоторые люди с богатым воображением могут вообразить, что все это действительно уже существует и виртуальная реальность есть нечто вполне ощутимое. Однако не все, конечно же, так просто, ибо все намного проще - на сегодняшний день практически не существует каких бы то ни было технологий, которые бы позволили на более или менее приличном уровне моделировать виртуальную среду. Я не буду вдаваться в подробности объяснений, так как простейшие математические расчеты с помощью калькулятора как нельзя лучше проиллюстрируют слишком низкий для решения подобных задач уровень развития современных аппаратных средств компьютеров. Достаточно только вспомнить, что человеческий глаз имеет разрешение в несколько десятков тысяч точек, а ведь есть еще и слух, да и тактильные ощущения тоже очень важны. И даже если предположить, что мощности компьютерных систем и хватит (когда-нибудь это, наверное, и случится) для такого количества вычислений, вряд ли ситуация сильно изменится до того, как появится возможность подключаться напрямую к нервной системе и соответствующим образом воздействовать на нее.

Справедливости ради надо все же отметить, что весьма мощные системы виртуальной реальности все же существуют, но они стоят десятки и сотни тысяч долларов и применяются в основном только в военной области для обучения персонала. Например, активно используются тренажеры для обучения летчиков. Но ведь несколько десятков тысяч USD не сравнятся с миллионами, которые стоит военный вертолет или истребитель, так что тут такие затраты оправданы. Впрочем, это совсем другая тема, наша же статья посвящена конкретным и реально существующим вещам, претендующих на звание виртуальной реальности (Virtual Reality, VR) и рассчитанных на персональные компьютеры.

Шлемы

Т ак уж получилось, что основным источником восприятия для человека как в виртуальном, так и в реальном мире служит зрение. Поэтому множество компаний ломало голову над созданием удобных приспособлений, позволяющих погрузиться в виртуальный мир. Наиболее известным типом таких приспособлений являются VR-шлемы. Они появились на рынке лет 5-7 тому назад и стали, наверное, одним из самых главных символов прогресса в области электроники. Шлем представляет собой комбинацию из трех основных систем виртуальной реальности:

1. Аудио - как правило, в виде наушников. В дорогих моделях иногда используются квадро-наушники для обеспечения более комфортного прослушивания 3D-звука.

2. Видео - два монитора (или панели) по одному на каждый глаз. Они могут быть жидкокристаллическими (LCD) или CRT (в последнее время редкость). Теперь немного о таком животрепещущем моменте, как разрешающая способность панелей. Производители часто указывают максимальную разрешающую способность, в которой может работать устройство, но оно часто не соответствует физическому разрешению панели. Вычислить реальное разрешение панелей можно по формуле высота*ширина*3пиксела=реальный размер панели (3 пикселя это RGB, для того чтобы получить один цветной пиксель). Таким образом, для получения разрешения 640*480 в шлеме должны стоять панели 640*480*3= 921600 пикселей.

3. И последний "кит", на котором стоит технология, это ориентация в пространстве (треккинг). В отличие от очков виртуальной реальности, которым требуются дополнительные сенсоры движений головы, шлемы всегда имеют встроенные сенсоры, причем, как правило, на несколько направлений движения. Обычно это: поворот головы вправо/влево, наклон головы вправо/влево, наклон головы вверх/вниз.

Немного о том, как строится трехмерное изображение. Мозг человека (и не только человека, конечно же) анализирует информацию, поступающую с двух глазных нервов, и ищет различия в двух картинках. Отличия связаны с удаленностью глаз друг от друга и, как следствие, они обусловлены разницей в изображениях предмета при осмотре его под разными углами. Соединяя отдельные изображения, на основе полученной информации мозг создает объемную картинку, и мы видим предметы объемными, а не плоскими, как это было бы в случае с одним глазом. Кстати, хорошим примером виртуальной реальности как раз и являются ощущения, которые создает для себя же наш мозг, однако оставим это философам. На рисунке 4.112. приведены два скриншота, которые после обработки зрительной системой вместе должны дать объемную картинку. Эти изображения соответственно дают левый и правый экраны шлема. Они создаются программно-аппаратным обеспечением устройства из обычной картинки.

Два скриншота

Важным параметром видеопанелей является их разрешение. Производители часто указывают максимальную разрешающую способность, в которой может работать устройство, но оно часто не соответствует физическому разрешению панели.

К видеокарте комплекс присоединяется по принципу pass-through. Разъем для монитора может находиться на выносном блоке, иначе используется специальный кабель, который разветвляется на две части, из которых одна предназначена для шлема, а другая - для монитора (как на рисунке). Стоит отметить, что нередко из-за такого подключения изображение на мониторе становится нечетким и размазанным, особенно в высоких разрешениях.

Очки

Очки - это несколько другой класс устройств, но в целом они все же аналогичны шлемам. Очки появились значительно позже шлемов и представляют собой дальнейший этап развития технологий в данной сфере. Они также имеют два LCD-экрана, но наушники и система трекинга отсутствует, так что приходиться при желании применять дополнительные наушники и отслеживающие движения головы устройства. Обычно устройства в связи со своей конструкцией имеют не слишком приятный дизайн, но, с другой стороны, не по улице ж в них ходить!

Очки виртуальной реальности Беспроводные очки

Подключаются очки тоже либо при помощи дополнительного блока (часто он предназначен для установки в корпус компьютера так, что все разъемы выходят на заднюю стенку системного блока), либо переходник находится на самом кабеле. Некоторые видеокарты (например, производства ASUSTeK) уже имеют необходимый разъем, и необходимость в каких-либо дополнительных устройствах отпадает, но обычно коннектор рассчитан на подключение определенной модели очков, причем, как правило, той же фирмы. Поэтому с видеокартами с гнездом под очки обычно поставляются и сами очки. Иногда используется беспроводное подключение, но оно, по-моему имеет больше минусов (невысокая надежность соединения, большая стоимость), чем плюсов.

В остальном же замечания, касающиеся особенностей использования шлемов, относятся и к очкам. Следует также отметить, что существуют очки, которые с помощью обычного видеокабеля могут подключаться к бытовой видеоаппаратуре (скажем, DVD-плееру) или графическому адаптеру с TV-выходом. Такие очки можно использовать как своего рода портативный телевизор, да это в общем-то и есть их основное предназначение.

Контрольные вопросы по теме

1. Мониторы.

2. CRT Мониторы

3. LCD Мониторы

4. Плазменные мониторы

5. Мониторы на основе LEP-технологии

6. Сертификаты TCO и MPRII

7. Современные способы компьютерной печати

8. Ксерография

9. Термопринтеры и термосублимационные принтеры

10. Твердочернильные принтеры (Solid Ink Printers)

11. Дубликаторы

12. Ромашковые принтеры

13. Матрично-ударные принтеры

14. Струйные принтеры

15. Устройство и принцип работы сканера

16. Матрица сканера

17. Блок управления сканера

18. Об источниках света в сканерах

19. Работа АЦП в сканере

20. Процессор в сканере

21. Контроллер интерфейса сканера

22. Протяжный механизм сканера

23. Двигатель сканера

24. Блок питания сканера

25. Дополнительные устройства сканера

26. Клавиатуры

27. Эргономика клавиатуры

28. Тип клавиатуры

29. Интерфейс клавиатуры

30. Дополнительные возможности клавиатуры

31. Манипулятор типа «мышь»

32. Типы манипуляторов типа «мышь»

33. Интерфейс «мыши»

34. Разрешение и отсчеты манипуляторов типа «мышь»

35. Дигитайзеры

36. Потенциометрический (градиентный) планшет

37. Акустический планшет

38. Емкостные планшеты

39. Магнитоэлектрические планшеты

40. Магнитострикционные планшеты

41. Световое перо (Lightpen)

42. Сенсорная панель (Touch Screen)

43. Резистивные экраны

44. Емкостные экраны

45. Экраны на поверхностных акустических волнах

46. Инфракрасные экраны

47. Трекбол

48. Тачпад и трекпойнт

49. Джойстики

50. Колонки и системы

51. Микрофоны и наушники

52. Шлемы

53. Очки

54. Средства диалога для систем виртуальной реальности