ВИРТУА́ЛЬНАЯ РЕА́ЛЬНОСТЬ

Промышленная система виртуального общения и взаимодействия. Архив Б. М. Величковского

ВИРТУА́ЛЬНАЯ РЕА́ЛЬНОСТЬ (англ. vir­tual reality, VR, от virtual – ка­жу­щий­ся) (вир­ту­аль­ное ок­ру­же­ние, ки­бер­про­стран­ст­во), ил­лю­зия взаи­мо­дей­ст­вия с ди­на­мич. объ­ём­ным ок­ру­же­ни­ем, соз­да­вае­мая у че­ло­ве­ка с по­мо­щью ап­па­рат­но-про­грам­мных средств, напр. ком­пь­ю­тер­ной гра­фи­ки, аку­сти­че­ских и так­тиль­ных средств предъ­яв­ле­ния ин­фор­ма­ции и сиг­на­лов об­рат­ной свя­зи о собств. дви­же­ни­ях. Про­об­ра­зом си­стем В. р. бы­ли разл. тре­на­жё­ры для авиа­ции и фло­та, ком­пь­ю­тер­ные иг­ры, «пре­дель­ный дис­плей» (уст­рой­ст­во для по­ка­за трёх­мер­ной гра­фи­ки) А. Са­дер­лен­да (1965) и раз­ра­бот­ки сис­тем ис­кус­ст­вен­но­го ин­тел­лек­та. В кон­це 1960-х гг. М. Крю­гер (США) ввёл по­ня­тие «ис­кус­ст­вен­ная ре­аль­ность», впо­след­ст­вии за­ме­нён­ное Дж. Лань­е­ром на тер­мин «В. р.» (1989, США), став­ший очень по­пу­ляр­ным. В кон. 1980-х – нач. 1990-х гг. на­блю­да­ет­ся вы­со­кая ак­тив­ность в об­лас­ти соз­да­ния си­стем В. р. и пе­ри­фе­рий­ных уст­ройств в ви­де го­лов­ных дис­пле­ев (head mounted displays), управ­ляю­щих пер­ча­ток (cyber glove), тре­ке­ров (treker) и др. Раз­ра­ба­ты­ва­ют­ся про­ек­ци­он­ные си­сте­мы трёх­мер­ной ви­зу­а­ли­за­ции на ос­но­ве тех­но­ло­гии CAVE (cave auto­ma­tic vir­tu­al en­vi­ron­ment, 1992, США). Напр., си­сте­ма «вир­ту­аль­ная баш­ня» ими­ти­ру­ет дви­же­ние са­мо­лё­тов в зо­не аэ­ро­пор­та. Ком­пь­ю­тер об­ра­ба­ты­ва­ет ра­дио­ло­кац. ин­фор­ма­цию и соз­да­ёт (с по­мо­щью спец. уст­ройств) ил­лю­зию у че­ло­ве­ка-дис­пет­че­ра, как буд­то он на­хо­дит­ся на вер­ши­не 1000-мет­ро­вой башни и мо­жет, дот­ра­ги­ва­ясь ру­ка­ми до са­мо­лё­тов, кор­рек­ти­ро­вать их дви­же­ние. Та­кая мо­дель ор­га­нич­на для че­ло­ве­ка и по­зво­ля­ет дис­пет­че­ру от­ра­ба­ты­вать при­ня­тие ре­ше­ний по ре­гу­ли­ро­ва­нию воз­душ­но­го дви­же­ния и пре­дот­вра­ще­нию столк­но­ве­ния са­мо­лё­тов.

Са­мый важ­ный эле­мент В. р. – че­ло­век с его ко­лос­саль­ны­ми воз­мож­но­стя­ми во­об­ра­же­ния, сен­со­ри­ки и мо­то­ри­ки. По­это­му од­ним из осн. тре­бо­ва­ний, ко­то­ро­му долж­на удов­ле­тво­рять элек­трон­ная ра­бо­чая сре­да, реа­ли­зую­щая В. р., яв­ля­ет­ся обес­пе­че­ние ес­те­ст­вен­но­сти взаи­мо­дей­ст­вия с поль­зо­ва­те­лем без «не­ес­те­ст­вен­ных» средств вос­при­ятия и воз­дей­ст­вия (напр., кла­виа­ту­ры, мы­ши). Соз­да­ют­ся вир­ту­аль­ные кос­тю­мы для че­ло­ве­ка и жи­вот­ных, в ко­то­рых встро­ен­ные дат­чи­ки пе­ре­да­ют ин­фор­ма­цию о дви­же­ни­ях поль­зо­ва­те­ля на ком­пь­ю­тер, а за­тем, реа­ли­зуя прин­ци­пы об­рат­ной свя­зи, – на зри­тель­ные, слу­хо­вые и так­тиль­ные ана­ли­за­то­ры че­ло­ве­ка, тем са­мым обес­пе­чи­ва­ет­ся но­вое ка­че­ст­во вос­при­ятия и пе­ре­жи­ва­ния вир­ту­аль­ной ре­аль­но­сти. Си­с­те­мы В. р. на­хо­дят ши­ро­кое при­ме­не­ние в на­уч. ис­сле­до­ва­ни­ях (мо­де­ли­ро­ва­ние и про­ек­ти­ро­ва­ние экс­пе­ри­мен­тов), управ­ле­нии транс­порт­ны­ми сред­ст­ва­ми и про­из­водств. про­цес­са­ми, об­ра­зо­ва­нии, ме­ди­ци­не, ин­ду­ст­рии раз­вле­че­ний и др. Соз­да­ние В. р. тре­бу­ет вы­со­ко­про­из­во­ди­тель­ных, бы­ст­ро­дей­ст­вую­щих ЭВМ с боль­шим объ­ё­мом па­мя­ти. Про­цесс раз­ра­бот­ки и про­вер­ки про­грамм­но­го обес­пе­че­ния си­стем В. р. очень сло­жен, и прак­тиче­ски не­воз­мож­но из­бе­жать оши­бок.

Из­вест­но не­сколь­ко осн. раз­но­вид­но­стей сис­тем В. р. Кро­ме пол­но­стью ис­кусств. мо­де­лей сре­ды и объ­ек­тов при­ме­ня­ет­ся про­ме­жу­точ­ная фор­ма пред­став­ле­ния сре­ды, «рас­ши­рен­ная ре­аль­ность» (aug­mented reality, AR), ко­гда вос­при­ятие ре­аль­но­го ок­ру­же­ния со­вме­ща­ет­ся с эле­мен­та­ми ис­кусств. ок­ру­же­ния, что да­ёт воз­мож­ность вос­при­ни­мать скры­тые ха­рак­те­ри­сти­ки объ­ек­тов, та­кие, как внутр. уст­рой­ст­во ав­то­мо­биль­но­го дви­га­те­ля, точ­ное по­ло­же­ние ана­то­мич. струк­тур во вре­мя эн­до­ско­пич. опе­ра­ции, де­таль­ный рель­еф ме­ст­но­сти в ту­ма­не и т. д. Др. раз­но­вид­но­стью яв­ля­ет­ся «рас­ши­рен­ная вир­ту­аль­ность» (augmented vir­tuality, AV) – ис­кусственное ок­ру­же­ние для ре­аль­ных объ­ек­тов, ис­поль­зуе­мое, напр., для про­ве­де­ния ви­део­кон­фе­рен­ций с об­су­ж­де­ни­ем и про­вер­кой ха­рак­те­ри­стик ре­аль­ных тех­ни­че­ских из­де­лий (рис.).

Сис­те­мы В. р. раз­ра­ба­ты­ва­ют­ся при уча­стии спе­циа­лис­тов в об­лас­ти ин­фор­ма­ти­ки, пси­хо­ло­гии и ней­ро­фи­зио­ло­гии. Эти сис­те­мы влия­ют и на пси­хо­ло­гич. ис­сле­до­ва­ния, пре­ж­де все­го на пси­хо­ло­гию вос­при­ятия и ме­ди­цин­скую пси­хо­ло­гию (напр., в ис­сле­до­ва­ни­ях вос­при­ятия опас­ных си­туа­ций и реа­ги­ро­ва­ния на них при по­езд­ках по вир­ту­аль­но­му го­ро­ду). На­ря­ду с вкла­дом в ме­то­до­ло­гию экс­пе­ри­мен­та тех­но­ло­гия В. р. слу­жит ис­точ­ни­ком ана­ло­гий для тео­ре­ти­че­ских пред­став­ле­ний о вос­при­ятии че­ло­ве­ка. Напр., при соз­да­нии В. р. сна­ча­ла стро­ит­ся схе­ма­тическая мо­дель сре­ды, ко­то­рая за­тем «об­ла­ча­ет­ся» уча­ст­ка­ми разл. тек­стур; пред­по­ла­га­ют, что вос­при­ятие ре­ша­ет об­рат­ную за­да­чу пе­ре­хо­да от ин­фор­ма­ци­он­но бо­га­то­го внеш­не­го ок­ру­же­ния к обед­нён­ной схе­ма­ти­че­ской мо­де­ли сре­ды.

Ши­ро­ко рас­про­стра­не­но так­же рас­ши­рен­ное по­ни­ма­ние В. р., свя­зан­ное с пред­став­ле­ни­ем о мно­же­ст­вен­но­сти ре­аль­но­стей и иде­ей «пу­те­ше­ст­вия» в иных ре­аль­но­стях, с воз­ник­но­ве­ни­ем «эф­фек­та при­сут­ст­вия» у уча­ст­ни­ков ком­пь­ю­тер­ных игр. В мас­со­вой куль­ту­ре В. р. по­ни­ма­ет­ся как ил­лю­зор­ная, иг­ру­шеч­ная, управ­ляе­мая из­вне ре­аль­ность.