2.8. Цветовая градация.

Градация - количество «шагов» между самым ярким и самым тёмным уровнем проецируемого изображения. Уровень градации оказывает очень сильное влияние на реалистичность передаваемой картинки, другими словами, чем больше «ступеней» градации цветности, тем больше диапазон передаваемых цветов. Градация изображения качественно влияет на изображение только при высоких уровнях контрастности.

2.9. Типы искажений.

Оптическая ось видеопроектора в реальных условиях всегда оказывается не перпендикулярной плоскости экрана, что приводит к появлению так называемых трапецеидальных (Keystone) искажений проекции. В частности, часто верхняя часть кадра изображается на экране шире, чем нижняя, может быть и обратная ситуация.

Для борьбы с этими проблемами в видеопроекторах используют либо конструктивную, либо оперативную коррекцию искажений проекции.

В первом случае оптическая часть аппаратов конструируется таким образом, что ось проекции изначально отклонена от горизонтальной плоскости (проведенной через основание проектора). В паспортах или инструкциях для пользователя обычно указывается отношение восходящей относительно объектива части изображения к нисходящей (Keystone U/D ratio) или приводятся соответствующие графические иллюстрации. Поскольку при потолочном креплении такие проекторы нужно переворачивать основанием вверх, они оснащаются функцией инверсии изображения по вертикали.

Во втором случае в документации указывается диапазон углов проекции, в пределах которого трапецеидальные искажения могут быть откорректированы пользователем. Наиболее удобной является функция смещения изображения по вертикали, позволяющая оператору сдвигать изображение на экране вверх или вниз, не изменяя положения корпуса проектора.

2.10. Вентиляционный шум.

Независимо от типа применяемых проекционных ламп КПД видеопроектора чрезвычайно низок. Можно считать, что почти вся потребляемая проектором от сети энергия превращается в тепло, которое необходимо отвести, чтобы не перегревались компоненты оптических систем и, не нарушалась их юстировка.

Видеопроекторы оснащаются активными приточно-вытяжными (с двумя фенами) системами вентиляции. К сожалению, прогоняемый ими воздух всегда создает акустический шум в корпусных вентиляционных просечках, который особенно заметен при работе в малых помещениях, да и в больших может испортить впечатление от презентации в целом. Сейчас этот показатель стал нормироваться, и у хороших проекторов вентиляционный шум не превышает 45 дБ, что примерно соответствует акустическому фону от компьютера в общественной библиотеке или тихому разговору. Если же данных по вентиляционному фону нет, то, выбирая проектор, следует обратить внимание и на общую потребляемую мощность: чем она больше, тем большим при прочих равных условиях будет вентиляционный шум. С этой точки зрения видеопроекторы с лампами UHP имеют явное преимущество.

Виртуальная реальность

План лекции

1. Виртуальная реальность. Базовые компоненты

2. Типы ВР

3. Уровни погружения в ВР

4. Возможности и перспективы ВР

5. Некоторые проблемы

Виртуальная реальность (ВР) - совокупность средств, позволяющих создать у человека иллюзию нахождения в искусственно созданном мире путем подмены обычного восприятия окружающей действительности информацией, генерируемой компьютером.

Виртуальная реальность - это новая технология неконтактного информационного взаимодействия, реализующая с помощью комплексных мультимедиа-операционных сред иллюзию непосредственного вхождения и присутствия в реальном времени в стереоскопически представленном «экранном мире».

Виртуальная реальность делится на два основных вида:

- СЦЕНИЧЕСКАЯ – при котором Вы являетесь не просто участником событий, но и одним из объектов, этого искусственного созданного мира.

- ЭКРАННАЯ - в этом случае Вы находитесь вне среды, наблюдая за происходящем извне, но имеете при этом возможность влиять на события внутри неё.

Виртуальная реальность - по существу как бы имитация физической реальности. Впечатление виртуальной реальности создается взаимодействием и усиливается интерфейсом.

Находясь в виртуальной реальности, вместо окружающего пространства Вы видите виртуальное, картина которого будет меняется при Вашем перемещении. Если, глядя вверх Вы видите виртуальное небо, а глядя вниз - виртуальную землю, значит Вы погрузились в виртуальную реальность.

Это достигается использованием трехмерной графики и специальных устройств вывода информации, имитирующих привычную связь человека с окружающим миром.

Базовыми компонентами типичной системы «Виртуальная реальность» являются:

• перечни или списки с перечислением и описанием объектов, формирующих виртуальный мир, в субсистеме создания и управления объектами виртуального мира;

• субсистема, распознающая и оценивающая состояние объектов перечней и непрерывно создающая картину "местонахождения" пользователя относительно объектов виртуального мира;

• головной установочный дисплей (очки - телемониторы), в котором непрерывно представляются изменяющиеся картины "событий" виртуального мира;

• устройство с ручным управлением, реализованное в виде "информационной перчатки" или "спейс-болл", определяющее направление "перемещения" пользователя относительно объектов виртуального мира;

• устройство создания и передачи звука.

Контакт пользователя с системой "Виртуальная реальность" может осуществляться голосом или с помощью специального устройства - джойстринга, обеспечивающего эффект обратной силовой связи, а также с помощью очков-телемониторов. Устройство джойстринг создает эффект обратной силовой связи, "интерфейс-перчатка" обеспечивает общение жестами, преобразуя каждое движение пальцев руки в электрические сигналы, которые воспринимаются и расшифровываются с помощью компьютера.

Чаще всего применяются такие устройства, как

Перчатки, передающие компьютеру информацию о движениях руки (ее ориентации, положении, углах сгиба пальцев). VR-перчатки со световыми сенсорами производит известная калифорнийская фирма Virtual Technologies, Inc. Самые простые варежки их производства называются CyberGlove. Существует 18-сенсорная модель, отслеживающая движения пальцев и 22-сенсорная, способная ещё и уловить сгибание/разгибание всех пальцев (кроме большого). Эти перчатки способны ошибиться лишь на 0.5-1 градуса. 22-сенсорная модель снимает показания 149 раз в секунду, а 18-сенсорная - 112.

Жилеты и костюмы, вызывающие ощущения в теле пользователя непосредственно при его взаимодействии с объектами киберпространства.

Шлемы-дисплеи, позволяющие видеть стереоскопическое изображение виртуального мира, подаваемое на управляемые компьютером экраны, и снабженные датчиками положения и ориентации головы. Принцип, на котором построены наиболее известные устройства виртуальная реальность - шлемы, состоит в построении изображения непосредственно на цветной LCD - матрице шлема или очков.

ТИПЫ ВР

Имитационные. Речь идет о разработке программ и технологий полноценной имитации различных действий или форм поведения, психологически для человека ничем не отличающихся от соответствующих реальных действий или ситуаций. Естественно, что имитировать и моделировать с помощью ВР - систем можно не только военные действия, но любые, поддающиеся описанию, операционализации и затем воплощению с помощью новой технологии.

Однако нельзя и преувеличивать современные возможности симуляции и имитации, эти технологии по признанию специалистов находятся пока еще в зачаточном состоянии, представляют собой главным образом демонстрационные модели. Движения симулированных объектов выглядят слегка плоскими и неравномерными. Тяжелые очки-видеофоны ограничивают движения головы. Качество изображения оставляет желать лучшего. Между командами и их исполнением наблюдаются неприятные задержки.

Условные. Вовсе необязательно пытаться строго моделировать реальный мир и ощущения человека в нем, чтобы эффективно решать многие задачи. Это обстоятельство, а также указанные выше трудности, возникающие при имитации обычной реальности, подсказали исследователям другое решение - создать виртуальные миры, которые бы по отношению к миру обычному выступали как схемы или модели. Подобные виртуальные реальности можно назвать "условными". Так, система "Максус", фиксирует все данные о состоянии рынка и выдает их пользователю в виде картинок, где в трехмерном пространстве цветные квадраты, обозначающие различные пакеты акций, передвигаются по диаграмме, в которой представлены различные сектора рынка и промышленности. В результате экран ПК непрерывно выдает самые последние данные о финансовой активности, и этот "документальный фильм" в каждую единицу времени в точности соответствует реальным событиям. В этом примере виртуальная реальность хотя и моделирует процессы, происходящие на рынке, не может рассматриваться как иллюзия рыночной реальности. Таким образом, хотя условные виртуальные реальности и моделируют определенные ситуации или действия, вовсе не требуется, чтобы события в них были похожи или неотличимы, от тех которые человек переживает и проживает в моделируемых реальностях.

Прожективные. К этому классу виртуальных реальностей относятся все реальности, созданные, спроектированные, исходя из некоторых идей. Это могут быть простые фантазии или напротив, идеи, основанные на определенных знаниях или теориях. Важно не то, чтобы виртуальная реальность напоминала собой чувственный мир и реальные переживания человека в нем, а чтобы соответствующие идеи были воплощены полноценно, чтобы человек оказался в мире, отвечающем этим идеям, каким бы странным он ни был.

Пограничные. Как правило, эти реальности представляют собой сочетание обычной реальности с виртуальной. Их создание позволяет "расширять сознание" специалиста, вооружая его "видением" и знаниями, которыми он актуально здесь и сейчас не может обладать. Например, компьютерные томографы и ультразвуковые сканеры показывают врачам объемные изображения внутренних органов в любом нужном ракурсе, условный цвет несет дополнительную информацию.

УРОВНИ ПОГРУЖЕНИЯ В ВР

Через окно. Стандартный монитор компьютера или проекционное устройство открывает 'окно' в Ваш виртуальный мир, который представляется лежащим по другую сторону экрана. Такое впечатление дают игры с имитацией полета или DOOM-подобные игры.

В помещении. Стереоскопический монитор или проектор создает объемное изображение, а Вы одеваете стерео очки. Виртуальный мир становится полноразмерным, кажется отступившим за экран и сошедшим с экрана на Вас, в Вашу комнату.

Полное погружение. В системах полного погружения используются специальные дисплеи, вмонтированные в надеваемый на голову шлем и дающие стереоскопический вид виртуального мира, который меняется при перемещении человека и поворотах головы. Отслеживая положение головы, система виртуальной реальности знает, куда смотрите, и подставляет соответствующее изображение.

ВОЗМОЖНОСТИ И ПЕРСПЕКТИВЫ ВР

Прежде всего - это разнообразные тренажеры, то есть возможность более эффективной подготовки специалиста, причем в более короткие сроки и в более реальной обстановке. Затем, расширение профессиональных возможностей за счет аккумуляции профессионального опыта и обретения новых способностей видения, слышания, ощущения. Значительная область приложения виртуальных реальностей - создание новых коммуникационных возможностей, новых способов управления на расстоянии (виртуальное присутствие в другом месте, виртуальное общение на расстоянии, управление "виртуальным производством" и т.д.). Использование виртуальной реальности может привести к более эффективным способам вычислений. Операционные системы будут переориентированы вскоре на трехмерные объекты. Многими обсуждаются перспективы использования виртуальных сред в образовательных целях и в сфере коллективной работы с компьютером (например, в телеконференциях).

Использование системы "виртуальная реальность" открывает новые методические возможности в процессе формирования:

умений и навыков осуществления деятельности по проектированию предметного мира;

умений и навыков осуществления художественной деятельности - "деятельность, в процессе которой создается и воспринимается произведение искусства";

абстрактных образов и понятий, предоставляя обучаемому инструмент моделирования изучаемых объектов, явлений как окружающей действительности, так и тех, которые в реальности невоспроизводимы.

Межуниверситетское сотрудничество в области дистанционного обучения может дать каждому университету эффективные средства для дальнейшего усиления тех предметных областей, в которых он сильнее других, за счет распространения своего научно-педагогического потенциала в других ВУЗах.

Здесь речь идет о "виртуальных университетах", т.е. трансформации сегодняшних университетов в ВУЗы с большими возможностями, которые способны оказать более целеустремленное и более сильное влияние на образовательный процесс, могут предложить своим студентам образование более высокого качества по всем дисциплинам и осуществлять междисциплинарные и межуниверситетские проекты.

Объединение учебных заведений, в том числе и негосударственных, в рамках "виртуального" университета предполагает, прежде всего, совместное использование их отдельных сильных сторон деятельности, так как отдельно взятое учебное заведение не может быть сильным по всем направлениям образовательной деятельности. За счет этого достигается цель повышения эффективности деятельности всех образовательных заведений, составляющих "виртуальный" университет.

При этом "виртуальный" университет объединяет телекоммуникационные, информационные ресурсы, обеспечивает коллективный доступ к интегрированным ресурсам, устраняет дублирование, ликвидирует слабые подразделения такого университета, повышает использование недвижимости, социальных объектов, библиотек, информационных систем, стимулирует оплату труда профессорско-преподавательского состава и т.д.

Таким образом, "виртуальный" университет - это не механическое объединение различных учебных заведений и не простая ассоциация ВУЗов на территории, а это функционально-целевое, экономически эффективное объединение различных ВУЗов, в силу чего он является хорошо и системно интегрированным.

При этом реализуется принцип: одно учебное заведение (его сильная сторона, например, какая-то учебная дисциплина) работает и усиливает, улучшает деятельность всех других учебных заведений, входящих в "виртуальный" университет. В то же время все учебные заведения своими сильными сторонами работают на одно учебное заведение, т.е. в "виртуальном" университете реализуется два принципа: специализация и кооперация.

НЕКОТОРЫЕ ПРОБЛЕМЫ

Во-первых, до сих пор еще не удалось создать дешевую и эффективную систему для использования виртуальной реальности. Все системы, позволяющие создать хоть какое то подобие виртуальной реальности, которые включают в себя сенсорные перчатки или даже целые костюмы для путешествия по виртуальному миру, стоят слишком дорого. Кроме технических недостатков, есть и другие факторы, влияющие на распространение систем виртуальной реальности. Так, до сих пор не ясно, какое влияние оказывают эти системы на здоровье - в частности, на зрение.