Эффект полного погружения: что это и для чего он нужен

Термин «полное погружение» знаком зрителям из рекламы устройств, а так же пользователям из описания мультимедийных продуктов.

Что это такое

Эффект полного погружения — это внушаемое состояние самоощущения человека, при котором реальное положение в пространстве и ощущение времени искажаются, а самосознание размывается или вовсе теряется. При этом чувства, направленные на взаимодействие с реальностью и обработку информации (волевая сосредоточенность, сознательные действия на физическом уровне, позиционирование тела), оказываются сбитыми в отношении привычной системы координат.

На практике выделяют несколько основных разновидностей и направлений использования эффекта полного погружения:

  • общее – выполняется на интеллектуальном уровне, при решении умственных задач, посредством нахождения выхода из заданных условий (ученые, шахматисты);
  • местный – возникает при краткосрочных действиях, ощущениях подъема, пребывания «в ударе» ( операции при работе, игровые задачи);
  • познавательный – появляется при углублении в чтение, сюжет кинофильма;
  • эмоциональный – наступает при необходимости воссоздания у пользователя тех эмоций, которые переживает обозреваемый персонаж кино, книги или игры.

Касательно уровней восприятия выделяют следующие виды эффекта полного погружения:

  • пространственное – появление у человека ощущения реальности моделируемого вокруг него мира (главный критерий – невозможность на первый взгляд или прикосновение понять, настоящие ли предметы вокруг);
  • чувственное – при стимулировании некоторых отделов головного мозга, возникает ощущение реальности воображаемой среды, на фоне работающих органов чувств;
  • психологическое – появляется при переходе самосознания игрока к персонажу игры.

Для чего нужен

Главная цель эффекта полного погружения – это перенести сознание и ощущения пользователя в вымышленные условия, не являющиеся для него действительностью, испытывая при этом реальные чувства, возникающие при нахождении в ранее неизвестных местностях, при поставленных труднодостижимых, моделируемых обстоятельствах.

Как следствие, человек получает удовольствие от пребывания в виртуальной среде или иной требуемый эффект.

virtual-reality-helmet-space-immersion

Технологии создания

Эффект полного погружения заключается в комплексном воздействии на все возможные органы чувств: тактильное восприятие, зрение, ощущение запахов и вкусов, слух, вестибулярный аппарат, а также мышление человека. Одновременное влияние раздражителей на все чувства создает ощущение реальной атмосферы и даже личного присутствия в вымышленном месте и любом времени.

Налаженная комбинация технологий для воссоздания реалистичных звуков и подходящей музыки, создание качественной графики и световых эффектов, продуманной сюжетной линии (геймплея) и аутентичного исторического сюжета, а также способность человека к фантазии и принятию решений переносят пользователя в новую реальность.

Для существующих технологических систем характерен скачкообразный переход между настоящей и виртуальной реальностью. Пользователь четко осознает свое местоположение, а через некоторое время будто оказывается в другом месте и в совершенно иных условиях.

Влияние на органы чувств приводит к воздействию на психику. Качественный сюжет, глубина проработки и общая слаженность процессов приводят к возникновению у пользователя ощущения нового мира. В результате чувство реальности может раствориться или совсем исчезнуть.

Направления использования

Основными областями использования эффекта полного погружения являются:

  • образование и обучение – для работ, проведение которых требует тщательной подготовки и ошибки в которых стоят здоровья и жизни человека (управление транспортными средствами и летательными аппаратами, прыжки с парашютом);
  • сложные медицинские операции – для крайне стесненных условий и высокой сложности, управление хирургом механизмами, способными обеспечивать прецезионность движений (оперирование сердца, головного и спинного мозга, работа с нервными тканями);
  • научная деятельность — изучение микро- и макромира, в частности – молекулярных исследований с использованием молекул, как элементов конструктора);
  • архитектура и дизайн — моделирования внешнего вида конструкций, исследование их конструкционных характеристик без задействования дорогостоящих материалов и ресурсов;
  • сфера отдыха и развлечений — виртуальный туризм, просмотр кинофильмов, выступлений и показов, погружения в игровую среду на любую тематику, а также онлайн посещения мероприятий).

Применение эффекта полного погружения в виртуальную и дополненную реальность развивается вместе с технологиями и имеет очень перспективные возможности. Разработками в этой области занимаются как отдельные ученые и специалисты, так и международные корпорации с огромным финансированием.

augmented-reality-doctor-glasses

Используемые системы

Для создания эффекта полного погружения применяются следующие виды устройств:

  1. очки VR (пара экранов небольшого размера, расположенных перед глазами, одновременно закрывают обозрение внешнего мира и передают изображение);
  2. шлемы VR (служат одновременно оградой от света и каркасом для размещения оборудования для создания эффекта полного погружения);
  3. стереонаушники (бывают широкочастотными или с несколькими динамиками для разделения звуковых дорожек);
  4. сенсорные перчатки (используются для считывания положения кистей рук и пальцев, создания команд)
  5. джойстики (устройства для передачи сигналов посредством кнопок и колес);
  6. кресла или иные устройства для размещения тела пользователя (выполняют физическое воздействие на ощущение изменения пространственного положения, воздействия на органы осязания и восприятия вкусов и запахов);
  7. кинотеатры (изображения проецируются на стены, для просмотра используются специальные 3D очки);
  8. квест-комнаты (в замкнутом пространстве, посредством высоких технологий, воссоздаётся виртуальная реальность).

Особенностью изображения, передаваемого через очки, является трехмерность. С помощью органов зрения головной мозг получает до 90-95% всего объема информации, поэтому качество и реалистичность стереоскопического изображения имеют высокую важность.

Тактильные ощущения и датчики

Шлемы виртуальной реальности оборудуются датчиками положения и акселерометрами, передающими данные на приводы пространственных механизмов. Первые модели VR шлемов были тяжелыми. Сегодня для различных типов систем — ПК, смартфонов или консолей, разработаны усовершенствованные, легкие устройства.

Данные технологии возможны благодаря применению оптической, звуковой, электротехнической связей: оптоволоконные кабели, датчики пьезоэлектрические и тензометрические, сервоприводы, потенциометры и т.д.

Отдельную сложность и важность для качественной детализации, и как следствие для достижения полного эффекта погружения, занимает процесс передачи тактильных ощущений. Осуществляется он следующими методами:

  • силой – силовыми приводами выполняется несильная вибрация и отдача, соответствующая реальным движениям (например руль в автомобильных симуляторах);
  • ультразвуком – применяется для ощущения шероховатости и формы объекта;
  • мощной вибрацией – используется для отображения работы приборов (как у мобильного телефона);
  • изменением уровня тепла — необходимо для придания реальных условий степени теплоты, а также отражения температуры у разных объектов).

Одним из самых точных способов передачи тактильных ощущений является стимуляция электрическими токами. При точечном воздействии определенной силы тока, напряжения, частоты и амплитуды возможно обмануть мозг и воссоздать ощущения холода, падения дождя, удара мячом, легкого поглаживания. Этот способ обладает высокой индивидуализацией. Он легко настраивается под личные ощущения пользователя.

virtual-reality-stimulation-electric-touch

Примеры применения

На сегодняшний день перечень устройств виртуальной и дополненной реальности, использующих эффект частичного или полного погружения довольно широк.

  • Проект «Grand Cave» (с 1992 г.). Представляет собой больших размеров комнату, оборудованную дисплеями с высокой четкостью изображения, звуковыми колонками и системой считывания движений, которые передаются в виртуальную реальность;
  • Проект «AlloSphere» — это сфера диаметром 10 метров, в которую вмонтированы телевизионные и звуковые устройства (обеспечивается обозрение на 360 градусов);
  • На методологической основе предыдущего проекта и применения десятков камер и быстродействующих видеопроцессоров создано устройство типа «прозрачный шлем» (используется для изучения обстановки вокруг летательного аппарата в любом направлении);
  • Парк развлечений «Void» — первый в мире парк с аттракционами в дополненной реальности;
  • Костюм виртуальной реальности. Состоит из модулей. Каждый модуль размером примерно 2,5 см. крепится на руках, ногах и туловище, что позволяет полностью отслеживать движения тела и конечностей пользователя.

Такие многокомпонентные устройства нуждаются в мощной системе передачи данных. Для выполнения всех требований они снабжаются передовыми методами управления, облачной технологии хранения и обработки данных. Для их качественной и бесперебойной работы необходимо использовать новейшие телекоммуникационные стандарты связи нового поколения (например 5G) и актуальное «железо».

Кирилл

романтик

Один комментарий к “Эффект полного погружения: что это и для чего он нужен”

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.