В тази публикация в блога ще обобщим определението, принципите, историята, основните приложения, ограниченията и бъдещите перспективи на виртуалната реалност.

Какво е виртуална реалност?

Виртуалната реалност е технология, която създава въображаеми сценарии, за да стимулира петте сетива на потребителя, предоставяйки преживяване, което е почти неразличимо от реалността, като същевременно надхвърля времевите и пространствените ограничения. Същността ѝ се състои в генерирането на симулиран 3D свят с помощта на компютър и предоставянето на реалистични сцени точно пред очите на потребителя, като отразява движенията му в реално време, като по този начин създава усещане за потапяне.
Тази технология е авангардна симулационна система, която комбинира различни компютърни технологии, като компютърна графика, симулация, изкуствен интелект, технология за проследяване (насочване), дисплеи, мрежи и паралелна обработка. Когато потребителят се движи, сензорите откриват това движение и чрез сложни изчисления на потребителя се показват прецизни 3D изображения, осигурявайки живо изживяване.
Принципът, който стои зад възприятието на виртуалната реалност, е тясно свързан със стереоскопичното зрение, създадено от човешките очи. Очите на човек не са успоредни, а са разположени на разстояние около 6–6.5 см едно от друго, така че той вижда един и същ обект от леко различни ъгли. Мозъкът комбинира тези разлики в ъгъла и разстоянието в едно стереоскопично изображение, което ни позволява да преценим перспективата, посоката и разстоянието. Виртуалната реалност създава усещане за дълбочина, като използва тази оптична илюзия, причинена от двете очи и механизмите за обработка на информацията на мозъка.

По какво се различават виртуалната реалност и 3D филмите?

Хората често погрешно вярват, че виртуалната реалност е същото като 3D филмите, прожектирани в кината, но макар двете да споделят някои прилики, те са коренно различни. Въпреки че и двете са базирани на 3D съдържание, има значителни разлики в начина, по който са реализирани, и по отношение на интерактивността.
Първо, 3D филмите представят на зрителите поредица от предварително рендирани, статични (или предварително определени) кадри. С други думи, действията на зрителя не влияят на кадрите. За разлика от тях, виртуалната реалност изчислява и променя сцените в реално време въз основа на входните данни и действията на потребителя, позволявайки му да взаимодейства активно.
Второ, тъй като 3D видеото възпроизвежда предварително рендерирани кадри, създаването му отнема време и предлага малко интерактивност. Виртуалната реалност, от друга страна, генерира сцени в реално време въз основа на предпоставката за взаимодействие. За да се позволи на потребителите да се потопят естествено, голям брой кадри трябва да се изчисляват бързо всяка секунда; екранът трябва да се рендира поне 158 пъти в секунда, за да се осигури нормално зрително изживяване.

Историческото развитие на виртуалната реалност

Концепцията за виртуална реалност не се е появила през 21-ви век; по-скоро тя е еволюирала през няколко етапа на развитие от 1950-те години на миналия век, за да достигне сегашната си форма. Sensorama, изобретена от оператора Мортън Хили, който е бил активен през 1960-те години на миналия век, е представително ранно устройство за виртуална реалност, предназначено да стимулира едновременно множество човешки сетива. Хили, който се е опитал да създаде сензорно преживяване чрез едновременно показване на пет видеоклипа чрез Sensorama, е считан за един от пионерите на виртуалната реалност.
Впоследствие множество учени и изследователски институции се посвещават на тази област и през 1978 г. Масачузетският технологичен институт (MIT) стартира проект, наречен „Карта на филмите в Аспен“. Тази система позволява на потребителите виртуално да изследват регион от Съединените щати. През 1991 г. японската Sega експериментира с технология за виртуална реалност в гейминг индустрията; аркадно оборудване като Sega VR използва LCD екрани, стерео слушалки и инерционни сензори, за да проследява движенията на главата на потребителя и да позволява на системата да реагира съответно.
По този начин, ранните изследвания и прототипи положиха техническата основа за виртуалната реалност, а с последващия напредък в хардуера и софтуера, VR устройствата и съдържанието постепенно станаха по-разнообразни.

Основни приложения на виртуалната реалност

Въпреки че много хора свързват виртуалната реалност с забавлението, тя всъщност се прилага в много по-широк спектър от области. Първо, VR очилата са привлекли значителен интерес, особено сред по-младите хора, а увеселителните и тематичните паркове са въвели свързани атракциони и преживявания, за да предложат нови форми на забавление.
Едно от най-важните приложения на виртуалната реалност обаче е в областта на медицината. Чрез създаването на виртуални модели на човешкото тяло с помощта на VR и устройства като тракболове, дисплеи, монтирани на главата, и хаптични ръкавици, студентите по медицина и специализантите могат по-лесно да разберат структурата на вътрешните органи. Освен това, хирургическите тренажори и симулациите за операции на краката и корема позволяват същите образователни резултати, без да се дисектират действителни трупове, което го прави по-хуманен метод на обучение, който привлича внимание.
Друго приложение на виртуалната реалност е излагането и опазването на културното наследство. Чрез комбиниране на VR с мрежови технологии, изследователите могат да дигитализират артефакти и културни ценности и да ги показват така, че всеки да има достъп до тях, независимо от местоположението им. Това позволява на широката общественост лесно да има достъп до съответната информация, без да е необходимо артефактите да бъдат премествани, и позволява по-бързо и по-прецизно вземане на решения относно тяхното опазване и реставрация. Освен това допринася значително за модернизирането и дигитализирането на изложбите на културното наследство.
Като такава, виртуалната реалност предоставя осезаеми ползи на хора в различни области, включително развлечения, медицинско образование и опазване и показване на културно наследство. Важно е да се подчертае, че приложенията ѝ не се ограничават само до развлечения.

Ограничения и бъдещи перспективи

Въпреки че виртуалната реалност очевидно предлага много предимства, все още има предизвикателства, които трябва да бъдат разгледани. Необходими са повече изследвания и валидиране за нейното приложение в реални клинични условия, а съществуват и практически бариери – като например факта, че някои съвременни технологии са трудни за достъп от потребители с увреждания.
Освен това, има технически и социални проблеми, които се нуждаят от подобрение, включително разходите за хардуер, качеството на съдържанието и проблеми като умора и морска болест, произтичащи от продължителна употреба. Въпреки това, в дългосрочен план е много вероятно VR технологията да бъде от значителна полза в различни области.
В бъдеще се очаква не само VR очилата, но и различни форми на интерфейси и приложения да станат по-широко разпространени, което ще доведе до използването им от по-широка аудитория и в повече области. Ако се подобри достъпността, се постигне клинично валидиране и се разшири разнообразието от съдържание, виртуалната реалност ще се утвърди като ключова технология, която трансформира много аспекти от човешкия живот.