Указанные здесь дисплеи виртуальной реальности подразделяются на девять классов, и всего можно насчитать семнадцать способов воплотить визуальный аспект виртуальной реальности, и это еще не полный список! Понимаю, что этот перечень может напугать людей, далеких от технологий, но на самом деле вам нужно понять лишь несколько важных моментов.
Мне больше всего нравится работать с дисплеями, расположенными около глаз (знакомыми уже шлемами виртуальной реальности, как старые EyePhone или современные HoloLens), так что мнение о них я поместил в рамочки, но я работал почти со всеми категориями устройств, которые тут упоминаю. Я называю этот список неполным потому, что мы с коллегами надеемся добавить в него новые устройства, но я еще не готов о них рассказывать.
Почему эта схема такая сложная? Зачем в ней столько пунктов? Дело в том, что единого совершенного инструментария виртуальной реальности не существует. Каждый день средства визуального отображения виртуальной реальности хорошо справляются с одними задачами и не слишком хорошо – с другими. Я надеюсь, что все эти многочисленные устройства виртуальной реальности найдут свое место в мире.
Виртуальная реальность разрабатывается для людей и тесно связана с человеческим мозгом, так что я собрал воедино различные способы организации виртуальной реальности вокруг мозга. С точки зрения исследователя, восприятие сосредоточено в областях, опирающихся на расстояние и расположение, причем каждая область сосредоточена на своей разновидности внимания и восприятия.
Например, то, как вы видите объекты реальности, которыми можете управлять при помощи рук, отличается от того, как вы видите объекты, которые находятся от вас слишком далеко, чтобы до них дотронуться. Для этого разделения важно объемное зрение.
Дальше следует разделение по принципу сосредоточенности – объекты, которые прямо перед вами, и те, что в стороне, в поле периферического зрения, которое требует другого вида сосредоточенности. Вы куда более восприимчивы к определенным разновидностям движения на периферии, к горизонту и даже к едва уловимым различиям в оттенках цветов, особенно в темноте. При конструировании хорошего шлема виртуальной реальности учитываются все эти пять моментов.
На рисунке есть длинная вертикальная линия. Слева от нее расположены версии виртуальной реальности, в которых видны только виртуальные объекты. Справа располагается смешанная реальность, также известная как «дополненная реальность». В этих случаях виртуальные объекты видны наряду с реальными.
Внутренний предел диапазона
Давайте для начала рассмотрим крайний справа вариант, поскольку он объясняет один из аспектов практической философии виртуальной реальности: с помощью электрической стимуляции можно довольно долго создавать восприятие видимого света.
Уже проводились предварительные эксперименты со стимуляцией зрительной зоны коры головного мозга и зрительного нерва, а также предпринимались попытки создать искусственную сетчатку. Результаты до сих пор ничтожны. Работа проводится в рамках медицинского исследования, и обычно пациент видит только несколько точек. Большинство экспериментов инвазивные. Но все же наблюдается устойчивый прогресс, так что вполне вероятно, что со временем незрячие люди получат искусственные глаза лучше настоящих.
Значит ли это, что все закончится тем, что виртуальная реальность будет напрямую подключаться к мозгу человека? Это один из вопросов, которые мне задают с самого начала существования виртуальной реальности.
Возможно, что в некоторых случаях потребуется прямая стимуляция мозга, но сам вопрос неверный. Он предполагает, что органы чувств человека не играют серьезной роли, хотя на самом деле их придется моделировать для имитации чувственного восприятия. Мозг и органы чувств являют собой единое органичное целое. У эмбриона они дают друг другу указания о том, какую форму принять, а в период детства тренируют друг друга.
Помните о том, что глаза – это не USB-камеры, которые просто подключаются через разъемы к мозгу Мистера Картофельная Голова; это порталы на шпионской подводной лодке, исследующей незнакомую вселенную. Исследование – это восприятие.
Так что вопрос о том, не лучше ли обойти глаза и подключиться напрямую к мозгу, неправилен. Правильный вопрос звучит так: «Когда будет полезно имитировать присутствие глаз, их способ смотреть, испытывать, исследовать?» Это различие может показаться формальным, но оно крайне важно, потому что глаза – часть локуса власти пользователя, который ими управляет; прямое подключение к мозгу передаст власть источнику подключения.
Внешний предел
Большая часть оптических стратегий, приведенных на рисунке, располагаются вне тела человека и организованы в зависимости от того, на каком удалении от глаз они должны работать. Их характерная форма обусловлена этим расстоянием. Крайние слева, самые удаленные от глаз, дисплеи виртуальной реальности превращаются в сферические пространства с удивительным инструментарием. Канонический пример пространства виртуальной реальности – CAVE (камера автоматической виртуальной среды), стены которой – сплошные 3D-дисплеи. Однако для того, чтобы ими пользоваться, нужно надеть стереоочки.
(В фантастике есть подобная вымышленная конструкция – это Holodeck из «Звездного пути».)
Камеры CAVE дают потрясающие ощущения, но тело при этом не изменяется, и виртуальные объекты располагаются слишком далеко, чтобы до них дотронуться. В эту категорию входят научные визуализации, позволяющие побывать внутри огромных скульптур из данных. Например, можно оказаться внутри большой модели мозга и понаблюдать трехмерные комбинации возбужденных нейронов. А можно парить над огромными конструкциями в центре города.
CAVE – изобретение Каролины Круз-Нейры. Она придумала эту камеру, когда училась у Дэна Сэндина и Тома ДеФанти в Иллинойском университете. Сейчас она заведует страной чудес – несколькими складами на территории Арканзасского университета в Литл-Роке, где хранятся разновидности экспериментальных камер CAVE. Еще один пример – Allosphere, разработанная на базе Калифорнийского университета в Санта-Барбаре. Это сферическая камера с подвешенным в центре помостом
[86].
Могу предположить, что многочисленными элементами виртуальной реальности будут снабжены самоуправляемые автомобили. Сидеть в таких машинах невыносимо скучно, а ведь нам придется проводить в них долгие часы. Салон автомобиля достаточно велик, чтобы без проблем оборудовать его необходимыми инструментами и решить двойную проблему, о которой я расскажу чуть позже. Можно даже отключить вид дороги, чтобы пассажира не укачивало. Виртуальная реальность и самоуправляемые автомобили созданы друг для друга, это даже лучше, чем автомобили с радио. Интересно, не начнут ли бедняки кочевой образ жизни, потому что это дешевле, чем стоять на месте?
