Алексрома

В эпоху холодной звездной войны вершину успеха одержала виртуальная реальность: компьютеры и игровые приставки постепенно вытесняют пожелтевшие тома серии «шедевры научной фантастики». Телеиммерсия позволяет людям, находящимся на значительном расстоянии, общаться так, будто они находятся в одном помещении.

Существует космос — и ещё космос. Первый из них — онтологический космос. Это визуальное представление древнего мира, открывающее взгляд на его облик миллионы и миллиарды лет назад. Его огромные масштабы сложно представить. С применением сверхмощных линз и радаров этот космос можно наблюдать, но попасть туда в физической форме невозможно без изобретения машины времени.

Второй космос — настоящий, реальный космос. Его размеры значительно скромнее и ограничены пределами Солнечной системы. Люди проникают в него, перемещаясь в герметичных металлических капсулах, именуемых «космическими кораблями», с различным уровнем успеха.

Третий — альтернативный космос будущего, населённый гуманоидными существами, биомеханоидами, «ракопауками» и различными мыслящими бактериями. Пока этот космос существует лишь в воображении фантастов и их поклонников, но это не мешает серьёзным учёным посылать туда радиосигналы с данными о земной цивилизации или создавать межзвёздные корабли, движущиеся за счёт солнечного ветра.

Свидетелями распада фантастического космоса остаются и современники. Сколько всего писатели обещали к 2001 году: колонизацию Марса (Рей Брэдбери), «Космическую одиссею» (Артур Кларк), «Большое космическое путешествие» (Сергей Михалков)! Однако многочисленные флотилии межзвёздных судов не появились, сгорев в суровом огне реальности. Тем не менее, альтернативный космос не исчезнет — он будет существовать, пока у Вселенной есть будущее.

В итоге в холодной звездной войне победила виртуальная реальность: письменным произведениям серии «классика научной фантастики» на смену пришли компьютеры и игровые консоли. Сегодня альтернативный космос рождается не в мечтах фантастов, а внутри электронных устройств — в этом смысле он становится более материальным.

Тем не менее, то, что демонстрируется на экранах, нельзя называть виртуальностью в прямом смысле — это упрощённая и уменьшенная копия материального мира, созданная из электронной паутины. По сути, это интерактивный мультфильм с псевдо-3D эффектами.

Понятие электронной виртуальности появилось в 1965 году, когда основатель компьютерной графики Айван Сазерлэнд предсказал создание «непревзойдённого дисплея». По его замыслу, такой дисплей должен был создавать у пользователя ощущение полного пространства, неотличимого от реального (в английском языке слово «space» обозначает и пространство, и космос). Это пространство он назвал «виртуальным миром», взяв термин из философских работ Сюзанн Лангер, посвящённых эстетике.

Классическая виртуальная реальность — это не переписка в сетевых чатах или мультимедийные игры от Sony Playstation, а искусственный мир, полностью замещающий материальную реальность в сознании человека.

Чтобы быть истинно виртуальной, эрзац-реальность должна соответствовать минимум трём условиям:

— полностью трёхмерной, с объектами, представленными в трёх измерениях;

— все одушевлённые участники (подключённые пользователи) должны видеть друг друга и взаимодействовать в реальном времени через свои графические образы — аватары;

— быть мультимедийной, комплексно воздействовать на органы чувств.

Из этого следует, что обычный компьютерный монитор не пригоден для создания виртуальной реальности, поскольку закрывает лишь небольшой участок поля зрения человека. Эффект погружения достигается только при заполнении всего поля зрения искусственными изображениями.

Первым устройством для визуального погружения человека в виртуальный мир стал шлем, разработанный Сазерлэндом в 1968 году. Он содержал два миниатюрных дисплея, формирующих стереоскопическое изображение. При повороте головы компьютер пересчитывал графику для каждого дисплея, создавая иллюзию неподвижности виртуального объекта (как и в настоящем мире: предмет не меняет положение при повороте головы зрителя).

Более двух десятилетий потребовалось электронике, чтобы объединить разрозненные виртуальные миры в единую виртуальную реальность. В 1989 году компания VPL (Virtual Programming Language) выпустила продукт RB2 («Реальность для двоих»). Два связанных шлема позволяли двум пользователям одновременно находиться в одной виртуальной среде. Мощность компьютеров того времени обеспечивала лишь создание примитивных аватаров в мультяшном стиле, однако они эффективно передавали движения своих владельцев.

Важным шагом стало открытие в 1995 году 3D-портала Worlds.com, позволившего сотням пользователей собираться в одной виртуальной среде. Попадая в «Миры», пользователь выбирает одну из более чем ста виртуальных планет и настраивает аватара, подбирая формы, цвета и параметры внешности — от пингвина и монстра до клоуна и других образов. При выборе человека можно задать пол, фигуру, цвет волос, форму лица, нос и рот. Затем аватар отправляется на прогулку по трёхмерному миру для общения с другими через чат.

В одном пространстве одновременно находится от нескольких десятков до сотен аватаров, хозяева которых расположены в разных уголках Земли, на расстоянии тысяч километров. Несмотря на привлекательность идеи, техническое исполнение далеко от совершенства — аватары приятны, но далеки от фотореализма и часто «тормозят». Причина в не создателях Worlds.com, а в ограничениях Интернета, которые сможет решить лишь следующая версия сети.

В настоящее время создаётся Интернет-2 — инициативная группа из 180 американских университетов, сотрудничающая с правительством и бизнесом, нацеленная на значительное расширение пропускной способности каналов и увеличение скорости передачи данных. Это откроет путь для революционных интернет-технологий.

Одной из таких технологий является телеиммерсия — медиум, объединяющий элементы виртуальной реальности и видеотелефонной связи. Она позволит удалённым людям общаться максимально естественно, будто находясь в одной комнате.

Первый опыт телеиммерсионной связи с тремя участниками прошёл 9 мая 2000 года: один находился в Чейпел-Хилле, Северная Каролина, второй — в Филадельфии, Пенсильвания, третий — в Армонке, Нью-Йорк. Сеанс был односторонним: камеры в Армонке и Филадельфии снимали участников с разных ракурсов, а в Чейпел-Хилле большой экран отображал стереоскопическое изображение. Человек в очках мог видеть двух собеседников в трёх измерениях, в настоящем масштабе и времени.

В ближайшем будущем связь станет двусторонней — камеры будут встроены в количестве 60 и более штук (т.н. «море камер») в мелкие отверстия экрана. Экран станет «автостереоскопическим дисплеем», не требующим специальных очков, так как изображение будет дифференцированно передаваться на каждый глаз. Экран будет иметь закруглённую форму, чтобы камеры охватывали человека со всех сторон, формируя не плоский «имидж», а цифровую скульптуру в натуральную величину.

Все участники иммерсивной теле-конференции будут представлены аватарами, объединёнными в единой виртуальной среде — например, в одной комнате за виртуальным столом, конфигурацию и мебель которого можно менять. Аватары смогут свободно взаимодействовать, повторяя речь, позы и мимику реальных людей. Задержка передачи сигнала не должна превышать 50 миллисекунд — большие задержки вызывают быструю усталость, головокружение и тошноту. Кроме того, участники смогут рассматривать цифровые скульптуры реальных объектов — например, инженеры из разных точек планеты смогут вместе осматривать 3D-модель двигателя в виртуальной лаборатории.

Пока телеиммерсия остаётся в сотни раз дороже других современных видов связи. Для обработки данных с трёх видеокамер требуется восемь процессоров Pentium с тактовой частотой два гигагерца, стоимостью около 50 тысяч долларов. Не менее важна качественная линия связи, поэтому телеиммерсия связана с проектами типа Интернет-2.

Тем не менее, с развитием технологий ожидается значительное снижение стоимости телеиммерсии. По прогнозам одного из ведущих специалистов в области, Джейрона Ланьера, которого называют «отцом виртуальной реальности», через пять лет телеиммерсия станет достаточно доступной для ограниченного применения, а через десять лет — распространится широко.

Уже сейчас крупные компании рассматривают телеиммерсию как выгодную альтернативу традиционным способам связи. Так, British Telecom разрабатывает идею использования компьютерных двойников в телеконференциях — управление аватарами требует меньше трафика, чем передача полноценных видео. В компании действует подразделение, создающее аватаров для разных задач.

В Массачусетском технологическом институте изучается другой аспект удалённого общения через аватаров. Проект Life-Like Avatars посвящён системам жестикуляции и «ситуационным чатам», где аватар самостоятельно выбирает жесты для сопровождения высказываний. Известно, что мимика и жесты — это многомерный язык, способный быстро передавать сложные сообщения, на оформление которых словами потребовались бы длинные предложения.

Множество элементов телеиммерсии нашли применение в техно-авангардизме. Яркий пример — «Одушевлённые руины», виртуальный скульптурный парк, созданный в Бостонском университете. Создатели описывают проект как дистрибутивную иммерсивную среду, основанную на высокоскоростной широкополосной сети, объединяющую иммерсивные консоли, CAVE, интерактивные кинетические скульптуры, рабочие станции и веб-клиенты в единый виртуальный мир.

Технология CAVE (автоматическая пещера виртуальной реальности) заслуживает особого внимания. В «Республике» Платон использовал аллегорию пещеры для объяснения человеческого восприятия и реальности, рассказывая о человеке, который судит о мире по теням огня на стенах пещеры.

Следуя этой аналогии, в 1991 году Томас Де-Фанти и Дэн Сандин предложили концепцию CAVE — небольшой комнаты размером три на три метра с тремя стенами, на которые проецируются стереоскопические изображения. Входя в такую пещеру, человек временно отключается от реального мира и погружается в виртуальную реальность.

В проект «Одушевлённые руины» входят несколько таких «пещер». Пользователи («пилоты») управляют своими аватарами, летящими по виртуальному парку, при помощи специальных пультов. На стенах пещер отображаются аватары других пилотов, если те находятся в поле зрения. Табличек с надписью «руками не трогать» нет: аватары могут взаимодействовать с цифровыми скульптурами, вызывая их движение, смену окраски и прочие трансформации. Кроме того, авторы проекта способны брать под контроль скульптуры и аватаров, выступая в роли сверхъестественных сил.

Следующим этапом развития виртуальной реальности может стать интеграция технологий CAVE с коммуникационными возможностями Интернет-2. Пользователи не просто «войдут в сеть», а полностью окунутся в единую трёхмерную виртуальную среду через эти «пещеры». Трудно сейчас представить, какие изменения в сознании и восприятии мира это вызовет. Широкое распространение единой виртуальной реальности приведёт к стиранию границ между «субъективным» и «объективным», материей и сознанием. С времён Аристотеля материей считалась объективная реальность, существующая независимо от сознания. Тогда цифровой парк скульптур становится материальным объектом, существующим объективно для всех подключённых пользователей вне зависимости от их восприятия.

Виртуальная реальность, пусть и в нынешнем несовершенном виде, притягивает людей очень сильно. Причины этого — отдельная тема для психологов. Уже сейчас очевидно, что человечество движется от физической к виртуальной реальности, и если эта тенденция сохранится, в скором будущем может произойти полное переселение в искусственные миры и превращение «homo sapiens» в «homo virtualis». Если в нашей реальности роль творца уже занята, почему бы не стать демиургами в иных мирах?

Вопрос, вытеснит ли альтернативный космос реальный, покажет время. Но будущее, вероятно, принадлежит виртуальной реальности.