Реалізація віртуальної реальності Традиційні комп'ютерні ігри

Інтерактивні компьютерні ігри засновані на взаємодії гравця зі створюваним ним віртуальним світом. Багато з них засновані на ототожненні гравця із персонажем гри, видимим або тим, який мається на увазі.

Існує стійка думка, що якісна тривимірна графіка обов'язкова для якісного наближення віртуального світу гри до реальності. Якщо віртуальний світ гри не відрізняється графічною красою, схематичний і навіть двовимірний, занурення користувача в цей світ може відбуватися за рахунок захоплюючого ігрового процесу (див. поток), характеристики якого індивідуальні для кожного користувача.

Існує цілий клас ігор-симуляторів за родом діяльності. Поширені авіасимуляторі, автосимуляторі, різного роду економічні й спортивні симуляторі, ігровий світ яких моделює важливі для даного роду фізичні і економічні закони, створюючи наближену до реальності модель.

Спеціально обладнані тренажери й певний вид ігрових автоматів до виводу зображення й звуку комп'ютерної гри/симулятора додають інші відчуття, такі як нахил мотоцикла або тряска крісла автомобіля. Подібні професійні тренажери з відповідними реальним засобами керування застосовуються для навчання пілотів.

Звичайно системами «віртуальної реальності» називаються пристрої, які більш повно в порівнянні зі звичайними комп'ютерними системами імітують взаємодію із віртуальним середовищем.

Імітація тактильних відчуттів уже знайшла своє застосування в системах віртуальної реальності. В основному дані системи називаються Heptics force feedback пристрої. Застосовуються для рішення завдань віртуального прототипування й ергономічного проектування, створення різних тренажерів, медичних тренажерів, дистанційного керування роботами, у тому числі мікро й нано, системах створення віртуальних скульптур.

Зображення. Плоске зображення монитора має забезпечувати невеликий стереоефект за рахунок різної швидкості руху частин зображення. Повний стереоефект забезпечується наданням кожному оку своєї картинки. Зображення може формуватися монітором, з колірним зсувом, або з поперемінним показуваням кожному оку своєї картинки. Існують ЖК-монітори, що формують об'ємне зображення за рахунок різного кута огляду.

Також для занурення у віртуальний світ важливий широкий кут огляду й зміна напрямку погляду разом із поворотом голови, так, щоб воно залишалося перед очами, що забезпечує шолом віртуальної реальності у який вбудовані гіроскопи.

На даний момент найдосконалішими системами віртуальної реальності є проекційні системи, виконані у вигляді кімнати віртуальної реальності (CAVE). Системи представляють із себе кімнату, на всі стіни якої відображується 3D стерео зображення. Положення користувача, повороти його голови відслідковуються трекінговими системами, що дозволяє домогтися максимального ефекту занурення. Дані системи активно використовуються в маркетингових, військових, наукових та інших цілях.

Звук. Багатоканальна акустична система, дозволяє провадити локализацию источника звука, що дозволяє користувачеві орієнтуватися у віртуальному світі за допомогою слуха.

Керування. Невідповідність команд інтерфейсу користувача здійснюваним у грі діям, його складність можуть заважати зануренню в світ гри. C метою зняття цієї проблеми комп'ютерна клавиатура і миша можуть бути замінені комп'ютерним рулем із педалями, цілевказувачем у вигляді пістолета і іншими засобами керування, що використовуються у світі гри.

Для керування об'єктами віртуального світу використовуються як рукавички віртуальної реальності, так і відстеження переміщень рук, яке здійснюється за допомогою відеокамер. Рукавички віртуальної реальності можуть бути складовою частиною костюма віртуальної реальності, який відслідковує зміну усього тіла й фіксує тактильні й вібраційні відчуття.

Устрій для відстеження переміщень користувача може являти собою кулюю, що обертається вільно, у яку поміщають користувача, або здійснюватися лише за допомогою підвішеного в повітрі або зануреного в рідину костюма віртуальної реальності. Також розробляються технічні засоби для моделювання запахів.

Пряме підключення до нервової системи, мозкові інтерфейси

Описані вище пристрої впливають на органы почуттів людини, але дані можуть передаватися й безпосередньо нервовим закінченням, і навіть прямо до головного мозку за допомогою мозковых інтерфейсів. Подібна технологія застосовується в медицині для заміни втрачених чутливих здатностей.

Доповнена реальність (змішана реальність)

Споріднене до штучної реальності явище є доповнена реальність — додавання до надійшовших з реального світи відчуттів уявних об'єктів, зазвичай допоміжно-інформативної властивості. Відомим прикладом додаткової реальності може служити нашоломна цілевказівка в літаках-винищувачах. У західному науковому співтоваристві даний напрямок одержав чітку термінологію — Augmented Reality (AR).

Реалізація віртуальних світив у WEB.

Сьогодні існує ще одна мова сценаріїв, застосовувана в Web, що може стати настільки ж важливою і настільки ж розповсюдженою, як і HTML. Ця мова називається Virtual Reality Modeling Language (Мова моделювання віртуальної реальності), або VRML. Це мова для створення в Web тривимірних світів. Уявіть собі сторінку Web, що виглядає й діє, як екран відомої гри DOOM, і ви одержите добре уявлення про VRML і його призначення. Документ VRML являє собою "відбиток" віртуального світу, по якому ви можете переміщатися за допомогою браузера VRML або VRML-розширення браузера HTML.

VRML (Virtual Reality Modeling Language, англ. «Мова моделювання віртуальної реальності») — стандартний формат файлів для демонстрації тривимірної інтерактивної векторной графики, найчастіше використовується в WWW.

VRML — це текстовий формат файлів, де, наприклад, вершини й грані багатогранників можуть вказуватися разом із кольором поверхні, текстурами, блиском, прозорістю і так далі. URL можуть бути пов'язані із графічними компонентами, таким чином, що веб-браузер може одержувати веб-сторінку або новий VRML-Файл із мережі Інтернет, тоді коли користувач клацає по якому-небудь графічному компоненті. Рух, звуки, висвітлення й інші аспекти віртуального світу можуть з’являтися як реакція на дії користувача або ж на інші зовнішні події, наприклад таймери. Особливий компонент Script Node дозволяє додавати програмний код (наприклад, Java або JavaScript (ECMAScript)) до VRML-Файлу.

VRML-Файли звичайно називаються світами й мають розширення .wrl (наприклад: island.wrl).

X3D – стандарт на основі формату файлів XML для представлення 3D комп’ютерной графіки, спадкоємець VRML. X3D реалізує функції расширения VRML (наприклад, анімація людей, поверхні NURBS, GeoVRML та ін.), також передбачає можливість кодувати сцени з використанням XML синтаксису, а також відкритого перетворювача аналогічного синтаксису VRML97, і інтерфейси розширеного прикладного програмування (API).

Інші альтернативи: 3DMLW — 3D Markup Language for Web; COLLADA; U3D.

VRML-Документи, або, як їх звичайно називають, графи сцен, складаються з "вузлів" (nodes), що визначають об'єкти сцени, а також задають властивості цих об'єктів - розміри, колір, текстура поверхні й т.п. Наступний VRML-Файл, комбінуючи три куби, створює тривимірний знак "плюс":

#VRML V1.0 ascii

Separator {

Cube {

width 8.0

}

Cube {

heigth 8.0

}

Cube {

depth 8.0

}

}

Щоб створити ще більш реалістичні сцени, можна скористатися вузлами текстури, які змушують поверхні виглядати, наприклад, як цегельні стіни, дерево або мармур.