Инфосфера и цифровые реальности
Ключевые слова: Инфосфера, инфорг, иммерсивный контент, континуум реальной виртуальное, компьютерно-опосредованное взаимодействие, дополненная реальность, виртуальная реальность, смешанная реальность
1. Инфосфера
Мы родились и живем в эпоху глобальной информатизации общества – шестой информационной революции, которая заключается в том, что вокруг формируется новая окружающая среда – инфосфера (информационная сфера). Голландский художник и разработчик программного обеспечения — Ричард Виген (Richard Vijgen), создал приложение, которое представляет беспроводные сигналы вокруг нас в виде трехмерных изображений или звуков, так, можно увидеть и услышать кусочек окружающей нас инфосферы. Это реальность, доступная уже сейчас. Создаваемые нами цифровые профили, настолько плотно вплетаются в нашу повседневную жизнь, что порой бывает трудно разделить реальный и виртуальный миры, отделить индивидуальное сознание от глобального (сетевого). Постепенно человек превращается в «инфорг» - информационный организм, где общение приобретает компьютерно-опосредованный характер, а взаимодействие со средой определяется разной степенью погружения в моделируемый компьютером мир [1].
Ричард Виген (Richard Vijgen) создал приложение дополненной реальности Architecture of Radio. Приложение превращает смартфон в устройство дополненной реальности: на фоне привычных объектов показываются и озвучиваются беспроводные сети. На первом шаге работы Architecture of Radio определяет положение гаджета по GPS и составляет виртуальную карту окружающего мира, после чего, вращая устройство и перемещая его, пользователь может увидеть или услышать источники сигнала. Сигнал от Wi-Fi-роутера отображается в Architecture of Radio, только если устройство зарегистрировано в приложении. Для поиска оно использует открытую базу OpenCellID, где хранятся координаты известных Wi-Fi-точек и вышек сотовой связи. Кроме того, приложение может определить положение спутников над пользователем, задействуя систему Ephemeris от NASA. Сигналы от них также можно добавить в виртуальный мир на экране смартфона.
2. Компьютерно-опосредованная реальность
Стоит заметить, что обычно компьютерно-опосредованная коммуникация (Computer-Mediated Communication) определяется как деятельность людей по обмену текстовыми и другими знаковыми сообщениями, опосредовано связанными в сеть компьютерами [2]. Однако, в последнее время эта коммуникация подвергается динамическим изменениям, и ее определение нуждается в корректировке: общение происходит не только между людьми, оно перестает носить вербальный характер, отсутствует знаковая основа сообщений (Рис.1).
Рис. 1 Компьютерно-опосредованная реальность (схема)
3. Иммерсивность
На протяжении всей истории человечества существовала мечта об альтернативной реальности, в которую возможно попасть. Человек пытался создать такие технологии и инструменты, которые бы позволили ему воспринимать себя включенным и взаимодействующим с некоторой искусственно созданной реальностью или ее отдельными частями, обеспечивающими ему непрерывный поток стимулов и опыта.
Так, уместно будет вспомнить термин "погружение". Погружение — это состояние сознания, часто искусственное, при котором самоосведомлённость субъекта о своём физическом состоянии уменьшается или теряется совсем. Это психическое состояние часто сопровождается ощущением бесконечности пространства, сверхсосредоточенностью, искажённым чувством времени, а также лёгкостью действий. Термин широко применяется для описания погружения в виртуальную реальность, искусства инсталляции и видеоигр. Погружение в виртуальную реальность - это гипотетическая технология будущего, которая существует сейчас по большей части как виртуальная реальность в арт-проектах. Она заключается в погружении в искусственную среду, где пользователь чувствует себя точно также, как в обычной реальности консенсуса.
4. Континуум реальное-виртуальное
Между реальностью, реальным миром — существующим в действительности, и виртуальным – полностью, смоделированным на компьютере, находятся континуум реальное-виртуальное: среды с разной степенью иммерсивности (Рис.2) [3].
Рис. 2 Схематичное изображение континуума реальное-виртуальное
5. Иммерсивный сторителлинг
Нулевой точкой цифровой реальности можно считать контент 360 – панорамное видео или иммерсивный сторителлинг: здесь мы еще не выходим за рамки реального мира, но получаем возможность ощутить эффект частичного погружения за счет построения пространственных сцен, составленных из цилиндрических или сферических диаграмм. Это одно из перспективных и активно развиваемых в настоящее время подходов к созданию иммерсивного контента. Такое видео можно посмотреть как в шлеме виртуальной реальности (например, в Oculus Rift, Samsung Gear VR, HTC Vive и др.), так и с помощью специального приложения на смартфоне, при этом картинка изменяется в соответствии с поворотами головы пользователя. Просмотр видео 360° возможен и на дисплее персонального компьютера. В последнем случае пользователь управляет ракурсом с помощью мыши или клавиатуры. Многие крупные компании (Facebook, Nokia, Samsung, Google и др.) в настоящее время ведут разработки камер для съемки видео в формате 360°, гарнитур виртуальной реальности для различных смартфонов и стационарных компьютеров, а также различных звукозаписывающих устройств, обеспечивающих создание объемного (бинаурального) звука и позволяющих реализовать целый комплекс технологий «мультимедиа 360°».
Одним из интереснейших примеров использования технологии служит проект RT 360 - события, места в формате видео 360.
В эту же часть континуума реальное-виртуальное можно отнести формирования трехмерного изображения в телевизорах 3D [4]:
3D технология анаглиф (с сине-красными очками);
активная (затворная) технология 3D;
пассивная (поляризационная) технология 3D;
автостереоскопическая технология 3D — без очков.
Анаглиф (от греч. ἀνάγλυϕος «рельефный») — метод получения стереоэффекта из обычных изображений при помощи цветового кодирования изображений, предназначенных для левого и правого глаза. Для получения эффекта необходимо использовать специальные "анаглифи́ческие" очки, в которых вместо линз вставлены светофильтры пары дополнительных цветов. Стереоизображение представляет собой комбинацию изображений стереопары, в которой в красном канале изображена картина для левого глаза (правый её не видит из-за светофильтра), а в бирюзовом (сине-зелёном) — для правого. То есть, каждый глаз воспринимает изображение, окрашенное в противоположный цвет (Рис.3).
Рис.3 Анаглифное изображение
Наибольший интерес в этой линейке представляет последняя технология, которая позволяет создавать иллюзии 3D-объектов без использования очков и каких-либо дополнительных аксессуаров. Следует сказать, что существует несколько методов воспроизведения и восприятия объемного изображения человеком без очков: технология 3D с лентикулярной пленкой и параллакс барьер. В первом методе, чтобы человек мог смотреть и воспринимать объемное изображение без дополнительных устройств, производители покрывают экран телевизора лентикулярной пленкой. Она состоит из множества линз, которые имеют форму призмы: лентикулярные растровые линзы под разными ракурсами фокусируют лучи и создают для зрителя иллюзию объема (стереоскопический эффект). У такой технологии наблюдать объемное изображение можно только на определенном расстоянии от телевизора и с ограниченным углом обзора. Иначе, вместо 3D изображения вы получите искаженную трансляцию видео. Так как в данной технологии картинка для каждого глаза транслируется отдельно, снижается разрешение объемного изображения. Чтобы увеличить угол обзора, производители техническим решением разложили трехмерную картинку на девять изображений, транслирующихся в различные области. Используя этот метод, удалось увеличить угол обзора до девяти точек вместо одной для просмотра 3D контента (Рис.4).
а) | б) |
Рис.4 3D а)с лентикулярной пленкой и б) параллаксным барьером
Технология 3D с параллаксным барьером. Здесь эффект 3D и восприятие человеком объемного изображения достигаются за счет установленного перед экраном барьера (перегородка), в котором имеются "щели". Через эти щели зритель, находящийся перед экраном, видит одним глазом определенный набор пикселей, а вторым глазом другой набор пикселей.
6. Дополненная реальность
Дополненная реальность (augmented reality, AR) — это технология, позволяющая переносить виртуальные изображения на объекты реального мира. Дополненная реальность не меняет человеческого видения окружающего мира и его восприятия, а лишь дополняет реальный мир искусственными элементами.
Наиболее распространенное определение AR звучит так: цифровое наложение на реальный мир, выраженное в компьютерной графике, тексте, видео или аудио, которое является интерактивным в реальном времени. Технической оболочкой для дополненной реальности является смартфон, планшет, компьютер или AR очки, оснащенные специальным программным обеспечением и камерой.
Вы можете использовать AR, чтобы найти и идентифицировать звезды и планеты в ночном небе или, с помощью интерактивного AR-гида, узнать больше про музейные экспонаты. AR предоставляет возможность лучше понять наш мир и почувствовать его по-иному.
Технология AR заключается в накладывании виртуальных образов на сфокусированный реальный предмет с помощью камеры и программного обеспечения на включенном устройстве, таком как смартфон. В качестве предметов из реальной жизни могут быть выбраны знаки, изображения, объекты, звуки, местоположение или даже человек. Исходные данные обрабатываются с помощью программного обеспечения и сравниваются с базой данных потенциально соответствующей информации. Если есть совпадения, запускается технология AR, и дополненный контент накладывается поверх реальности.
Дополненная реальность – это расширение ощущений человека, и эта технология не будет развиваться изолированно. Реальный эффект AR будет заключаться в том, что AR станет основой для создания среды, сочетающей в себе также другие новейшие технологии, такие как портативные компьютеры, датчики, интернет вещей (сокр. IoT от англ. «Internet of Things»), машинное обучение и искусственный интеллект (Рис.5).
Рис.5 Дополненная реальность
7. Дополненная виртуальность (голопортация)
За дополненной реальностью располагается дополненная виртуальность — это виртуальная реальность, в которой присутствуют объекты из настоящего мира. Дополненная виртуальность является той частью континуума реальность-виртуальность, которая охватывает все варианты и композиции реальных и виртуальных объектов. К понятию дополненная виртуальность относится виртуальное пространство, в которое интегрированы физические элементы, объекты или люди, с возможностью взаимодействия с виртуальным миром в режиме реального времени.
Одним из ярких примеров дополненной виртуальности является проект голопортация - новая технология 3D-захвата, предложенная компанией Microsoft, которая позволяет создавать 3D-модели людей, сжимать их и передавать в любую точку мира в реальном времени. Используя очки дополненной реальности, к примеру, HoloLens, пользователи могут взаимодействовать друг с другом в трех измерениях, как будто они находятся рядом в реальном пространстве. Общение на расстоянии становится таким же реальным, как беседа лицом к лицу. Таким образом, дополненная виртуальность способна соединить отдаленных друг от друга участников общения в одном виртуальном пространстве, симулируя реальную встречу (Рис.6).
Рис. 6 Голопортация
8. Виртуальная реальность
Технология виртуальной реальности (Virtual Reality, VR) основана на иллюзии погружения в иное пространство и время, которые, как правило, сильно отличаются от реальности. Для использования технологии VR нужно надеть специальную гарнитуру, которая полностью блокирует физическое восприятие, заменяя реальный мир измененной компьютерной средой.
Виртуальная реальность содержит несколько компонентов: модельная среда, перемещение по модельному миру, взаимодействие с модельным миром (управление виртуальными объектами в моделируемом мире и получение обратной связи).
Виртуальная реальность – это созданный с помощью технического и программного обеспечения виртуальный мир, передающийся человеку через осязание, слух, а также зрение и, в некоторых случаях, обоняние. Именно объединение всех этих воздействий на чувства человека, в сумме носит название интерактивного мира. Многим интересно, как именно действует технология. Вот три главных компонента, которые используются практически при любом взаимодействии с виртуальной средой [8]:
Голова. Виртуальная среда внимательно, при помощи специализированной гарнитуры, отслеживает положение головы. Так, гарнитура двигает картинку согласно тому, в какую из сторон и когда пользователь поворачивает свою голову – в бок, вниз или вверх. Такая система официально называется шестью степенями свободы.
Движения. В более дорогих модификациях технического обеспечения отслеживаются и движения пользователя, при этом виртуальная картинка двигается согласно им. Речь идет здесь не об играх, в которых пользователь просто находится на месте и взаимодействует с окружением, но о тех, где он перемещается в виртуальном пространстве.
Глаза. Еще один основополагающий в реальности датчик анализирует то направление, в котором смотрят глаза. Благодаря этому игра позволяет пользователю погрузиться в интерактивную реальность более глубоко.
Уже сейчас виртуальная реальность находит применение в широком спектре областей.
Приложение SnowWorld , разработанное в лаборатории Технологии человеческих интерфейсов Университета Вашингтона в 1996 году Хантером Хоффманом и Дэвидом Паттерсоном, было первой программой, погружающей в мир VR [5], призванной снизить болевые ощущения у взрослых и детей. SnowWorld был разработан специально для того, чтобы помочь в лечении пациентов с ожогами и уходе за ними. Хоффман объясняет , как технология VR помогает облегчить боль, отвлекая пациентов от реального мира: "Боль требует сосредоточения внимания". Суть VR заключается в том, что при ее использовании пользователь переносится в компьютерную среду. Погружение в другой мир задействует много когнитивных ресурсов, отвлекая мозг от обработки сигналов о боли (Рис.7).
Рис.7 Приложение SnowWorld погружает в мир VR, чтобы снизить болевые ощущения у взрослых и детей
Среди приложений для массового потребления отметим идею и реализацию от компании Samsung Electronics: «Я не боюсь» – современные технологии, которые приходят на помощь молодым людям в преодолении страхов».
Мы стремительно приближаемся к новой реальности. Туда, где моделируемый компьютером мир дополняет реальный, подстраиваясь под ваше окружение, предпочтения, потребности и желания. Новая реальность более гибкая, изменчивая, отличается высокой степенью персонализации. Весь мир становится изменяемым, нарушая коммуникационные барьеры и формируя новое сенсорное сознание, которое коренным образом меняет зрение, слух, осязание и обоняние. Правила старого мира больше не применимы. Портативные компьютеры, датчики и интеллектуальные системы расширяют человеческие способности и наделяют нас "сверхспособностями".
Список использованных источников и литературы
Балахчи А. Г. Дополненная реальность в инфосфере [Электронный ресурс] // Университет НТИ сайт. – URL: http://skvot.2035.university/dopolnennaya-realnost-v-infosfere, (11.10.2019).
Шипицина Л.Ю. Компьютерно-опосредованная коммуникация или электронный дискурс? К определению основного понятия в лингвистическом изучении интернета // Вестник ТГУ, выпуск 9 (77), 2009 - С. 233
Балахчи А. Г., Воловикова З.А. Иммерсивный контент: программная и аппаратная составляющие // Наука без границ, № 7 (12), 2017 - С. 105.
Стрельцов Д. Как работает технология воспроизведения 3D в телевизорах [Электронный ресурс] // Информационно-технический дневник гика сайт – URL: https://hobbyits.com/kak-rabotaet-texnologiya-vosproizvedeniya-3d-v-televizorax/(11.10.2019)
Хелен Папагианнис «Дополненная реальность. Все, что вы хотели узнать о технологии будущего» (https://clck.ru/ejv2V )
Список дополнительных источников информации
1. https://clck.ru/hcoab - видео с анимацией для начинающих свой путь в виртуальные миры: "Что такое виртульная и дополненная реальность, в чем их различия?"
2. https://clck.ru/hcocS - видео с инфографикой про дополненную и виртуальную реальность (на английском языке)
Last updated
