Создание виртуальных миров

Cпециалисты компании «Квант Программ» создают миры виртуальной реальности любой сложности. Фантазия, креатив, талант и инновационные технологии позволяют создавать для Заказчика виртуальные иллюзии в четком соответствии с бизнес-целями Заказчиками. Контент для создания виртуального мира мы разрабатываем под широкий спектр девайсов виртуальной реальности (ВР).

Виртуальная реальность (искусственная реальность, электронная реальность, компьютерная модель реальности, virtual reality, VR, 3d virtual reality) — искусственно создаваемый мир, в который погружается человек. Однако, попадая в виртуальный мир, вы понимаете, что находитесь в искусственно созданном пространстве, то есть вы в состоянии отделить реальность от виртуальности

Виртуальная Реальность/виртуальные миры — это способ визуализации и манипулирования информацией, а также путь взаимодействия человека с чрезвычайно сложными системами данных

Виртуальный мир может представлять собой CAD-модель, научную симуляцию или организованную тем или иным образом базу данных.

Наши разработчики дают возможность пользователю ВР возможность взаимодействовать с этим миром и напрямую манипулировать объектами внутри этого мира с помощью тех или иных устройств. Некоторые из миров могут быть анимированы (физическую симуляцию или простые анимационные скрипты) и отражать не только последствия действий пользователя, но и другие независимые процессы. Под взаимодействием с виртуальным миром понимается как минимум контроль в режиме реального времени над точкой обзора мира, и, по мнению многих, является критическим тестом, определяющим ВР.

На сегодняшний день существует достато широкий спектр приложений и задач, которые наши клиенты решают с помощью  ВР, от игр до архитектурного и бизнес-планирования.

Множество из этих приложений представляют собой виртуальные миры, которые очень схожи с реальным (например, CAD или архитектурное моделирование). Некоторые из приложений предлагают пути визуализации, структурирования миров и представления данных с более выгодной для решаемой задачи позиции, которая, однако, никак не согласуется с тем, что мы можем наблюдать в реальном мире, как, например, научные симуляторы (scientific simulators), системы телеприсутствия (telepresense system) или системы контроля за авиотраффиком.

Мы разрабатываем  и другие приложения, воплощение которых методами ВР сильно отличается от  реальной жизни. Эти воплощения наиболее затратные и трудоемкие   и в то же время наиболее интересные.  К ним относятся визуализирование потоков информации, изменение тенденций мировых финансовых рынков, управление и использование корпоративных информационных.
«Квант Программ» создает ПВР-системы всех типов, а именно:

1.Системы типа «Окно в мир» (WoW) или настольная ВР (Desktop VR)

Эти  системы  используют современные компьютерные мониторы для отображения визуальной части кибермира. Человек должен смотреть на экран дисплея как в окно, через которое он созерцает виртуальный мир. Основная задача компьютерной графики максимально приблизить картинку в окне к реальной и заставить объекты виртуального мира вести себя естественно.

2. Видеоналожение (Video Mapping)

Вариация на тему WoW. Основное ее отличие в том, что с помощью видеокамеры силуэт пользователя накладывается на двухмерную картинку, создаваемую компьютером. В результате пользователь смотрит на экран и видит свой силуэт, свое виртуальное тело внедренное в киберпространство. Именно это виртуальное тело и взаимодействует с виртуальным миром.

3.Погружающие системы (Immersive Systems)

Совершенные ВР-системы полностью погружают пользователя в виртуальный мир, создавая при этом ощущение присутствия. Для достижения этой цели необходимо как минимум три условия: создание и вывод реалистичного видеоизображение с углом обзора не менее 180 градусов, трехмерный звук, как можно более полная и реалистичная эмуляция кинестетических эффектов (эффект прикосновения к поверхности и т.д.).

Для вывода реалистичного изображения с большим углом обзора и трехмерного звука в системах ВР используются так называемые виртуальные шлемы или, если их более правильно назвать, головные дисплеи (Head Mounted Display, HMD), которые по форме напоминают шлем или маску, содержащую видео и аудиомониторы. Еще одной вариацией является использования нескольких больших проекционных систем на стенах маленького закрытого помещения и surround-звука, что позволяет создавать иллюзию большого пространства в маленьком физическом пространстве.

Эмуляции кинестетических эффектов — это самая больная тема практически для всех существующих на сегодняшний день систем ВР, претендующих называться системами полного погружения. По определению, полное погружение — это имитация воздействия виртуального мира на все органы чувств человека, как это происходит в реальности. И если развитие технологий компьютерной графики и звука уже позволяет создавать стерео-картинку высочайшего качества и трехмерный позиционируемый звук, то передача кинестетической (осязательной) информации реализована очень слабо.

 «Квант Программ» находится  в числе  немногих  компаний , разрабатывающих  ПО для самых современных , реализованных на основе скафандра с экзоскелетом систем, позволяющих  имитировать нечто подобное на реалистичную кинестетическую информацию. Сделано это с помощью множества маленьких полых камер, расположенных на поверхности скафандра, которые мгновенно наполняются сжатым воздухом, когда требуется сымитировать прикосновение некоего виртуального объекта к той или иной части тела.

4.Системы дистанционного присутствия

Системы дистанционного присутствия, или, как их еще называют, системы телеприсутствия, существуют и эффективно используются уже достаточно давно. Основной идеей этих систем является соединение удаленных сенсоров, расположенных на каком-либо объекте в реальном мире с оператором-человеком. Эти удаленные сенсоры могут размещаться на роботе или радиоуправляемом устройстве, а человек, получая видо-информацию, например, о передвижении этого робота, может с помощью компьютера корректировать его путь.

В числе заказчиков таких систем у нашей компании  пожарные  службы, использующие их для тушения сложных пожаров с применением роботов, медицинские центры  хирургии, нейрохирургии и хирургии глаза.

Перспективным рынком наша компания считает аэрокосмическую отрасль  (исследования, которые проводятся  автоматическими космическими станциями, с применением  систем дистанционного управления и дистанционного присутствия).

5.Смешанная реальность (Mixed Reality)

Слияние систем дистанционного присутствия и системы, основывающейся на ВР, дает совершенно новую технологию, которая получила название «Смешанная реальность». В системах смешанной реальности компьютерное изображение генерируется исходя из информации, выводимой датчиками систем дистанционного присутствия.

Такие системы мы готовы разрабатывать и для  современной военной авиации (пилот видит сгенерированные компьютером карты, необходимые технические данные, подающиеся на головной дисплей, и одновременно с этим имеет возможность визуально контролировать реальную ситуацию в воздухе).

Аппаратное обеспечение ВР

Для реализации ВР «Квант Программ» разрабатывает  широкий спектр достаточно сложных компьютерных устройств числе которых:

1.Генераторы изображения

Генерация изображения для систем ВР — задача, требующая наибольшего количества времени.  Для систем ВР, обеспечивающих полное погружение, требуется генерировать изображение в режиме реального времени, максимально быстро и без заметных задержек. Быстрая компьютерная графика открывает перед системами ВР большое количество возможностей и ряд областей применения, не доступных до сих пор.
Мы разрабатываем целую линейку  достаточно мощных 2D/3D графических ускорителей, имеющих привлекательное ценовое предложение. .

2.Управляющие устройства

Одним из ключевых моментов взаимодействия с виртуальным миром является координация изменения позиции некоего объекта в реальном мире (например, руки и или головы) с изменением позиции его воплощения в киберпространстве. Существует ряд методов отслеживания перемещений этого реального объекта (объектов) и контроля над этими перемещениями. В идеале такие технологии должны обеспечивать работу с тремя измерениями для позиции объекта (X,Y,Z) и тремя измерениями для определения его ориентации.

Наиболее простые из существующих управляющих устройств — это мышки, трекболы и джойстики. И хотя эти устройства являются двухмерными, грамотное программирование позволяет использовать их для контроля шести различных измерений (что, в принципе, и требуется).

К настоящему времени, «Квант-Программ» ведет  разработки  3D и  6D джойстики, мыши и трекболы. Они реализованы на основе традиционных моделей с добавлением дополнительных кнопок, колес ротации и так далее. С помощью этих новых моделей можно осуществлять перемещение курсора не только по оси XY, но и Z, а также осуществлять ротацию во всех трех измерениях.
Еще одним общепринятым устройством, которое сразу же ассоциируется с системами ВР, являются сенсорные перчатки (instrumented gloves). Использование данного типа устройств для манипуляции объектам внутри компьютера запатентовано в США. Сенсорные перчатки оснащены специальными датчиками на каждом из пальцев, а также устройством отслеживания общей позиции и ориентации руки в такой перчатке. Например, компания VPL (которой и принадлежит патент) сделала свой продукт DataGloves на основе оптоволоконных сенсоров для пальцев и системы магнитного слежения для определения позиции в пространстве. В настоящее время «Квант Программ» ведет переговоры  с  VPL  о совместных проектах.

Концепция, примененная для создания сенсорных перчаток, была использована для создания нами  специальных костюмов и скафандров с экзоскелетами, которые позволяют вводить в компьютер информацию о перемещениях и движениях не только руки, но и всего тела. Такие костюмы широко применяются для снятия реалистичных движений человека, которые впоследствии используются в компьютерной анимации.

3.Стереовидение (Stereo Vision)

Стереовидение тоже очень часто включается в системы ВР. Оно основывается на создании различных изображений для каждого глаза. Генерируются эти изображения с учетом смещение угла зрения на дистанцию, равную среднему расстоянию между глазами. В результате человек видит реалистичное и объемное изображение.

Shutter glasses, пожалуй, наиболее распространенные непрофессиональные устройства для стереовидения. Наша компания готовит выпуск таких очков на российском рынке. Это будет несколько моделей  для использования как с телевизором, так и с компьютером. Основным преимуществом shutter glasses от нашей компании  является их сравнительная дешевизна.

4.Головные дисплеи (Head Mounted Display)

Еще одним устройством, которое чаще всего ассоциируется с системами ВР, является головной дисплей. HMD — это, как правило, либо специальный шлем, либо очки с маленьким видеодисплеем, закрепленным перед глазами и оснащенный оптикой для фокусировки и растягивания воспринимаемой области обзора. Некоторые из HMD оснащены двумя дисплеями для создания стерескопического изображения. Другие же имеют один большой дисплей, который обладает лучшим разрешением, но не дает стереокартинки.

Недорогие HMD (в пределах от $1000 до $10000) используют LCD-дисплеи либо маленькие электронно-лучевые трубки (наподобие используемых в камкодерах). Более дорогие модели используют оптоволоконные технологии для передачи изображения с внешних устройств. HMD могут комбинироваться и со специальными датчиками, которые отслеживают повороты головы.

Основным недостатком всех существующих HMD является сравнительно низкое разрешение выдаваемого изображения и его некоторая размытость. «Квант Программ»  ведет  разработки специальных устройств, которые будут способны проецировать изображение прямо на сетчатку глаза, причем разрешение и качество картинки при этом будет на высшем уровне.

       При формировании стоимости  заказанного у нас проекта учитываются такие факторы, как: 

• Стоимомть разработки программного обеспечения
• Стоимость разработки дизайна ( отрисовка 3D моделей, интерфейсов, анимация и пр.) зависит от сложности сценария, качества прорисовки прсонажей, особенности графики
• Стоимость оборудования (разработка/производство/аренда) для виртуальной реальности

        Этапы работы над проектом включают в себя:

• Техническое задание
• Концепция и проработка сценария
• Создание прототипов низкой и высокой детализации
• Дизайн приложения и подготовка 3D-моделей
• Программирование
• Создание опорной точки (метки)
• Тестирование
• Доработка

Так же мы хотим сказать, что хотя создание виртуальной реальности и позиционируется нашей компанией, как один из видов ее деятельности, мы рассматриваем виртуализацию жизни скорее как то, что ждет нас «за углом» в самом ближайшем будущем.

Наша компания активно инвестирует в тематику виртуальной реальности рассматривая ее не только как бизнес уже сегодня приносящий огромные  прибыли но как глобальный стартап в котором необходимо участвовать.

  Для нас, создание виртуальных миров, виртуализация  жизни  означает  инновационный процесс, который изменит  социо – культурный пейзаж  , еще в большей степени, чем его изменили автомобилестроение и полеты в космос. Это глобальное изменение, которое будет происходить независимо от того, как к нему будут относиться.

Ведь  утверждением информационной доминанты в структуре общественного производства и широкого распространения информационно-коммуникативных инноваций происходит :

— дематериализация» и «развеществление» социокультурной среды;

— обширное включение различных сфер культуры, таких как экономика, политика, образование, наука, искусство в электронное пространство коммуникативной сети Интернета

Следствием этого, в свою очередь, выступает

— виртуализация как самих процессов деятельности, в данных областях культуры, так и ее продуктов

— формирование на основе информационно-коммуникативных взаимодействий компьютерной сети своеобразной альтернативы феноменальной социокультурной реальности — ноуменальной сетевой виртуальной реальности, именуемой киберпространством

— Обнаружение в современной общественно-культурной реалии данных процессов, делает очевидным проистекающую в настоящий момент виртуализацию культуры. И, на наш взгляд, социокультурная виртуализация:

во-первых, явление, вызванное информационной революцией и последующей серией информационно-коммуникативных инноваций, наиболее существенной из которых выступает интернет.

во-вторых, инновационный процесс, т. е. процесс, в основании которого лежат инновации и который в ходе своего становления трансформирует социокультурную среду.

Во второй половине XX в., как отмечают исследователи, идея виртуальности появляется одновременно в нескольких сферах науки и техники:

— В квантовой физике стали говорить о так называемых виртуальных частицах, характеризующихся особым статусом существования (в отличие от других элементарных частиц).

— В авиационной технике была разработана виртуальная кабина самолета, особым образом

предоставляющая летчику информацию о полете и окружающей обстановке.

— В эргономике была создана модель виртуального полета самолета, фиксирующая особый тип взаимодействия летчика и самолета в отдельных режимах полета при определенных условиях.

— В психологии были открыты виртуальные состояния человека.

И, наконец, был предложен термин «виртуальная реальность» для обозначения особых компьютеров, дающих пользователю интерактивное стереоскопическое изображение.

Однако само понятие виртуальной реальности выходит за рамки его представления как «компьютерной виртуальной реальности», последняя являет собой лишь один из ее видов, актуализированных на наш взгляд, спецификой культурной эпохи.

Виртуальные реальности могут быть самой разной природы — психологическими, физическими, социальными, химическими, политическими и т. п». И сегодня в научной среде виртуальной реальностью вообще, обозначается искусственно организованная среда, определяющими свойствами которой выдвигаются:

— Порожденность — виртуальная реальность продуцируется активностью какой-либо другой реальности, внешней по отношению к ней.

— Актуальность — виртуальная реальность существует актуально, только «здесь и теперь», только пока активна порождающая реальность.

— Автономность — в виртуальной реальности свое время, пространство и законы существования (в каждой виртуальной реальности своя «природа»).

— Интерактивность — виртуальная реальность может взаимодействовать со всеми другими реальностями, в том числе и с порождающей, как онтологически независимая от них.

Таким образом, виртуализация есть, прежде всего, социокультурный феномен, основанием которого служат инновации, в частности информационно-коммуникативные, порожденные информационно-технологической революцией. Более того, как инновационное явление, социокультурная виртуализация, функционирующая посредством информационных технологий, постоянно трансформирует общественно-культурную среду..

В экономике на сегодняшний день функционируют такие явления, как электронный рынок, электронная коммерция, виртуальный продукт, виртуальное производство, виртуальная фабрика, виртуальный банк и, конечно, виртуальные организации (предприятие, корпорация) в целом.

Виртуальная сфера экономики складывается поначалу как «вторая экономика», воспроизводящая в отраженных денежных формах процессы и отношения, складывающиеся в реальном секторе, однако затем она превращается из «второй» в «первую», определяя глобальное доминирование финансового спекулятивного капитала над производственным.

Политика сегодня использует глобальную информационную сеть как средство и среду своей деятельности. Практически все политические акции теперь сопровождаются созданием специализированных серверов и web -страниц, посредством которых формируется имидж политика, ведется агитация, осуществляется коммуникация со сторонниками и т.д. Через сеть возможно получение консультаций, обращение за информацией в различные государственные политические структуры.

Наука и образование представлены в сети виртуальными университетами, предлагающими услуги дистанционного обучения; web-сайтами реальных образовательных структур, информирующих абитуриентов, учащихся и преподавателей; виртуальными конференциями, организованных научными сообществами; образовательными порталами, банками виртуальных электронных библиотек.

Искусство, наличествует в киберпространстве во всей широте своих проявлений: виртуальные музеи, виртуальные галереи, виртуальные мастерские. Более того, с формированием мультимедийной среды Интернета, возникает своеобразное интерактивное Интернет-искусство, появляется сетевая литература.

Таким образом, виртуализация культуры в информационно-техническом аспекте происходит как своего рода погружение в единую электронную виртуальную среду, образующую новую социокультурную реальность, начало, которому положило появление персонального компьютера и образование компьютерных сетей..

Современная единая информационно-коммуникативная среда представляет собой такую систему, в «которой сама реальность (т.е. материальное/ символическое существование людей) полностью схвачена, полностью погружена в виртуальные образы, в выдуманный мир, в котором внешние отображения находятся не просто на экране, через который передается опыт, но сами становятся опытом

Еще одним важным следствием «реальной виртуальности» современной культуры предстает то, что новая коммуникационная система радикально трансформирует пространство и время.

Местности лишаются своего культурного, исторического, географического значения и реинтегрируются в функциональные сети в образные коллажи, вызывая к жизни пространство потоков, заменяющих пространство мест. Время стирается в новой коммуникационной системе: прошлое, настоящее и будущее можно программировать так, чтобы они взаимодействовали друг с другом в одном и том же сообщении».

Материальным фундаментом новой культуры становится «пространство потоков» и «вневременное время». И, следовательно, современная культура – это культура реальной виртуальности, где выдуманный мир есть выдумка в процессе своего создания». Под вторым аспектом виртуализации культуры, информационно-сущностном, скрываются сопутствующие первому, процессы «дематериализации» и «развеществления» культуры, как совокупности продуктов и структур жизнедеятельности человека и возникновение на их месте симуляций. Поскольку основным ресурсом социокультурного производства становится информация, то и продуктом этого производственного процесса выступает, прежде всего, не сама вещь в ее материальной оболочке, а ее информационный образ.

Современная культура, таким образом, предстает в качестве своеобразной виртуальной системы, где подлинная социокультурная реальность подменяется симуляционной-гиперреальностью.

В сфере экономики если раньше основными характеристиками являлись производительность и платежеспособность, главным считалось создание товара, т.е. вещи, чье объективное свойство — это благо, то сегодня все изменилось.

Производство товара не вызывает больше сложности, главное теперь придать ему привлекательность в глазах покупателя и продать. И, соответственно, производится не вещь (например, телефон), а образ (стильности, уверенности, силы, привлекательности, модности, респектабельности). Собственно экономический процесс, т. е. производство стоимости, покидает конструкторские бюро и конвейеры и перемещается в отделы маркетинга, рекламные и PR-агентства, в студии СМИ и т. д. Симуляция вещи в рекламном послании экономически превалирует над самой вещью.

Виртуализация есть социокультурный инновационный процесс, спровоцируемый информационно-технологической революцией, основанием которого выступают информационно-коммуникативные инновации. Этот факт обусловливает специфику его проистечения в социокультурной среде, т. е. в информационно-технологическом и информационно-сущностном аспекте.

Как инновационный процесс, виртуализация в ходе своего становления предполагает трансформацию общественно-культурной среды. Рассмотрение отдельных сфер культуры в обозначенных выше аспектах виртуализации, выявило следующий характер социокультурных изменений:

А а нализ наиболее авторитетных и весомых теорий, посвященных социокультурному процессу виртуализации, свидетельствует об историко-культурной инновационности данного процесса, закономерность появления которого обусловливает его концептуализацию и выдвижение в качестве парадигмы общественных изменений и альтернативы господствующим социологическим моделям — глобализации и модернизации.

Однако не менее весомым, если не сказать большего, на сегодняшний момент является проект социокультурного развития, в основе которого лежит процесс глобализации, и, который на наш взгляд, равно как и процесс виртуализации может быть определен как инновационный.