ПРОЛОГ-ПАРАФІЯ Кібер-ЛЮДИНИ

Знімальна група канадського телебачення створила недавно цікавийдокументальний фільм під назвою Cyberman, тобто «Кібер-челвек». Всякартина цілком присвячена предивні професору торонтського університетуна ім'я Стів Менн, який вже понад двадцять років намагається поєднати всобі людину і комп'ютер. Зайнявся розробкою комп'ютеризованих очокще в шкільному віці в 1970-х, здобувши славу піонера концепції носятьсякомп'ютерів на рубежі 1980-1990-х, Менн по цю пору, практично не знімаючи,носить на собі купу всілякої електроніки. Документальний фільм, поділившиекран на три частини, дає глядачеві можливість одночасно бачити життя
Менна з боку (з позиції кіношників), через один його очей (оскількиоб'єктив відеокамери в окулярах постійно транслює те, що відбувається в натільнийкомп'ютер та Інтернет) і через інший його очей (постійно дивиться вмініатюрний дисплей, який замінює праву лінзу очок і безперервно що постачає
Менна всілякої додатковою інформацією )...

Все це видовище, ясна річ, спочатку виглядає як позамежнедивацтво сильно «гікнувшегося» вченого, однак при трохи більшеуважному погляді в кілька окарікатуренном вигляді тут можнарозглядати характерні риси найпотужнішою технології майбутнього - так званої
«Розширеної реальності», або, коротко, AR (Augmented Reality).

Нахабний VR І ДЕЛІКАТНА AR

По суті справи мова йде про фундаментально іншому типі інтерфейсу дляспілкування людини і комп'ютера. Під терміном "розширена реальність» упершу чергу комп'ютерні дисплеї, що додають віртуальну інформацію впотік традиційних сенсорних сприймань людини. Більшість нинішніх AR -розробок і досліджень зосереджено на створенні пристроїв «наскрізногобачення », які як правило, кріпиться до голови і накладаютьдодаткову графіку і текст на картини навколишнього людини обстановки. Упринципі, можна додавати і такі сенсорні впливу, як звуки читактильні відчуття, але переважна частина інформації про світ надходить до насчерез зір, тому має сенс сфокусуватися на візуальних технологіяхрозширення реальності.

Головна особливість AR-систем в тому, як вони представляютькористувачеві інформацію: не на окремому дисплеї, а безпосередньоінтегруючи в природні механізми сприйняття. Тут зводяться до мінімумувсі уявні зусилля, необхідні людині для перемикання від реальногосвіту до комп'ютерного зображенню. По суті, новий комп'ютерний інтерфейсі спосіб бачення світу стає одним і тим же.

Реальний найяскравіший приклад, який демонструє можливості AR, --медичні програми. Зір лікарів починає отримувати еквівалентрентгену, дозволяючи в реальному масштабі спостерігати результати скануваннявнутрішніх органів, накладені на відповідну частину тіла хворого.
«Прозора» тіло, наприклад, дає можливість ефективно проводитилапороскопіческіе операції з мінімальним хірургічним втручанням.

AR - системи постійно відстежують позицію і орієнтацію головикористувача, щоб накладається, віртуальний матеріал максимальноакуратно поєднувався з видимою картинкою світу. Зрозуміло, що в такого родусистемах нерідко використовуються приблизно ті ж технології, що і в областімоделювання віртуальної реальності (VR). Однак є і суттєварізниця. Віртуальна реальність як би ставить перед собою мету нахабнуповної підміни картини світу цього, а розширена реальність лишеделікатно й шанобливо цей світ доповнює.

Поки що повноцінна розширена реальність може здаватися чимосьфантастичним, однак у дослідних лабораторіях прототипи подібнихсистем створюються вже більше трьох десятиліть. Сам термін augmented realityнародився не так давно, на початку 1990-х років, у вчених корпорації Boeing,коли тут створювали експериментальну AR-систему для допомоги робочим -збирачам при монтажі хитромудрих мереж з проводів і кабелів влітаках. Самим же головним для відчутного прогресу в AR-дослідженнях заостаннє десятиліття стало істотне зниження цін на комп'ютернеобладнання при стрімкому одночасному зростанні його продуктивності.

ГОЛОВА - ТЕЛЕВІЗОР

За своїм визначенням дисплей наскрізного бачення в AR-системі повиненкомбінувати в єдиному зображенні віртуальну і реальну інформацію. Упринципі, такий дисплей може бути закріплений і стаціонарно, але звичайно йогокріплять до голови - у вигляді мініатюрного екрану, розташованого близько до окаі тому здатного створювати враження картини будь-якого розміру. Зааналогією з навушниками цей пристрій можна назвати головним дисплеєм, ванглійській же мові для його позначення закріпилася абревіатура HMD, head -mounted display.

Пристрої HMD підрозділяються на два основних типи: оптичні тавідео. Оптичний дисплей наскрізного бачення в найпростішому варіантіє дзеркальний светоделітель - напівпрозоре дзеркало,одночасно відображає і пропускає світло. Якщо правильно розташуватитаку пластину, то светоделітель може відображати в очей користувачапроекційну картинку комп'ютерного дисплея і одночасно пропускати світловід картини реального навколишнього світу. Для більш якісного накладеннякартинок можуть використовуватися лінзи і призми, однак принцип суміщеннязображень в такому пристрої, стає очевидним.

Що ж до другого типу, тобто відеодісплеев наскрізного бачення,тут застосовується технологія мікшування відео зображень, спочаткустворилася для спецефектів в кіно і ТБ. Іншими словами відбуваєтьсякомбінування картинки від закріпленої на голові відеокамери ізображень, згенерованих комп'ютером. У цьому випадку очки зовсімнепрозорі, оскільки роль лінзи грає дисплей, на який проектуєтьсяпоєднане зображення. Відеокамеру, як правило, прагнуть розташуватимаксимально близько до точки огляду очі, щоб виходило відео-картинкабула якомога ближче природному зору. І в першому, і в другомуваріантах дисплеї можуть монтуватися для обох очей, так що можливоформування об'ємного стереоскопічного зображення.

Як це зазвичай буває, кожен з альтернативних підходів до конструкції
HMD має свої плюси і мінуси. Оптичні системи дають користувачевіможливість бачити реальний світ з тим прекрасним дозволом і оглядом, щоявляють очі. Зате накладається графіка виходить напівпрозорої іне приховує об'єкти, які підмінює. У результаті може погано читатисятекст, або тривимірна графіка не завжди здатна створити переконливуілюзію об'єму. Крім того, через різницю в дистанціях користувач можевідчувати труднощі при спробах одночасної фокусування на реальномуоб'єкті та його накладеної структурі.

У відеосистемах наскрізного бачення, навпаки, віртуальні об'єктиповністю приховують реальні, а також комбінуються з ними з великимрізноманітністю з точки зору графічних ефектів. Немає тут і проблем зфокусуванням, оскільки віртуальні та фізичні об'єкти поєднуються водній площині. Однак зворотним боком всіх цих плюсів комп'ютерногозображення стає помітне зниження якості картинки, оскількироздільна здатність відеокамери і екрану поки що далеко долюдського ока.

постійно удосконалюються технології дозволили довести сучаснімікро дисплеї до розмірів цілком звичайних окулярів. Виразно намітилося ікілька нових напрямків. Наприклад, копання MICROVISION не так давнопочала випускати пристрій, в якому лазер малої енергії проектуєзображення без всяких екранів на сітківку ока. При іншому альтернативномупідході генерується комп'ютером графіка, навпаки, об'ємно проектуєтьсябезпосередньо, на навколишнє оточення. Ясно, що та чи інша конкретнаконструкція дисплея розширеної реальності буде визначатися характеромвирішуються за його допомогою задач, а тому саме час детальніше розглянути тіобласті, де застосування AR - систем несе цілком очевидні вигоди.

в цеху, в побуті, НА ПОЛІ БОЮ

Що стосується виробництва, то, нагадаємо, термін «розширенареальність »було створено в 1990 році вченим корпорації« Боїнг »Томом
Коделлом, задумом «чарівними окулярами» замінити купу важких тек зсхемами, що описують мудрованим розведення проводів в кожній з моделейлітаків компанії. Новаторські ідеї Коделла і його колег не отримали тодіповноцінного розвитку, головним чином через недостатньо розвиненою в тупору комп'ютерної техніки. Але був чітко сформульований досить пліднийзагальний принцип: за допомогою AR всякий технік з ремонту устаткування,розглядаючи що вийшов з ладу складний агрегат, бачить на його тліінструкції, що виділяють ті деталі, що підлягають перевірці в першу чергу, атакож рекомендації щодо їх демонтажу та заміни. В даний час цеконцепція починає втілюватися в самих різних системах - від техобслуговуванняхімкомбінатів до ремонту автомобілів і побутової техніки.

Надзвичайно корисні AR-системи в небезпечних для життя професіях.
Наприклад, пожежники можуть чітко бачити внутрішню структуру палаючогобудівлі, що дозволяє їм обходити більш ризиковані ділянки, не виявляєтьсябудь-якими іншими засобами. Пілоти сучасних бойових літаків, танкісти абовійськові моряки вже багато років мають комп'ютерні системи, що виводять на екраноглядового дисплея корисну додаткову інформацію на основі вступниківаналітичних даних про хід бою. Донести такі ж ідеї до кожного солдата --задача досить проблематична з точки зору технологій. Але в США, наприклад,ще в 1994 році була запущена дослідницька програма LAND WARROR,що ставить своєю метою створення носимого AR-комп'ютера в якостістандартної екіпіровки піхотинця. Програма ця вже встигла пережитикризовий етап, і навряд небила згорнута з-за перевитрати коштів. Однакзараз робота знову йде повним ходом. На 2003 р. намічені масові польовівипробування «солдатського комп'ютера», а на 2008 - оснащення подібною технікоювсіх бійців. Забезпечені AR-системою солдати отримують можливістьдіяти на будь-якій незнайомій території, де заздалегідь проведеніретельне картографування і розвідка. Наприклад, бачити позиції ворожихснайперів, виявлені напередодні безпілотними літаками - шпигунами. Бачитине просто будівля, а об'єкт з написом «склад боєприпасів». Не простодорогу, а ділянки з написом «заміновано».

Практично ті ж самі принципи надання допомоги при орієнтації вневідомій місцевості розвиваються і зовсім в інших, куди більш мирнихобластях - перш за все, в туристичному бізнесі. Мандрівники,оснащені мобільного AR - системою, отримають можливість не тільки вільноорієнтуватися в чужому місті, але, і окинув поглядом вулицю, побачити, доНаприклад, на дисплеї очок список і місце розташування всіх ресторанів вкварталі, а також коментарі про ціни, особливості кухні і самих ударнихстравах в сьогоднішньому меню. Головне тут, щоб самі власники цихзакладів подбали про своєчасне оновлення відповідноїінформації в інтернеті.

Цікаві програми AR - систем розробляються для музеїв.
Наприклад, німецькими вченими з Фраунгоферський інституту PC - графікирозроблено пристрій, який дозволяє відвідувачам побачити стародавній експонат нетільки в сильно попорченном століттями нинішньому стані, а й (надівшиспеціальні очки) помилуватися річчю у всій її первозданній красі.
Природно це буде реконструкція, відтворена археологами іісториками мистецтва, проте на силі естетичних вражень подібнатрансформація може позначатися самим дивним чином.

У бізнесі AR - системи можуть надати неоціненну допомогу і за такихзаходи, як, скажімо, багатолюдні презентації. Співробітники,займаються зв'язком з громадськістю, отримають цінний інструмент - чудоокуляри, висвічуються на мікро дисплей всю потрібну інфу про кожного учасника:ім'я, компанія, посада і т.д. і т.п. Тут же, звичайно, починають спливатиі неприємні всілякі сторони технології, пов'язані із замахом наприватність громадян. Адже далеко не кожному сподобається, що фактично
«Перший зустрічний», окинувши тебе поглядом, може відразу поритися в усіхвідомостях, що знайдуться на твою персону в базах даних. Більш того, багатідо фантазій голови вже бачать AR - системи, які дозволяють, наприклад,власнику очок віртуально роздягнути всякого зацікавив людини. ...
Втім, будь-яка нова технологія несе в собі потенціал двоякогозастосування, і справа тут, швидше, у рівні розвитку людини, а не в погрозахпросунутої техніки.

ЕПІЛОГ - Виключення КІБОРГ

На закінчення можна відзначити, що на сьогоднішній день не люди - кіборгироздягають перехожих, а їх самих роздягає пильна охорона аеропортів.
Причому не віртуально, а цілком натурально. З згадуваним в пролозі
«Термінатором з Торонто» Стівом Менном зовсім недавно ставсяпренепріятнейщій інцидент, коли авіакомпанії AIR CANADA ні в яку незахотіла пропускати на борт літака суб'єкта, не знімають не знімаєчорні окуляри, обчіпляного електронікою і обплутані проводами. Оскількисправа була на острові Ньюфаундленд, а повернутися додому дуже хотілося, післятрьох днів сперечань Менну все ж довелося погодиться на отсондіненіевсієї PC техніки, частина якої, зауважимо, була підключена до його організмуімплантованими в тіло електродами. Віддавши апаратуру на перевірку, Менн позбувсязвичних органів чуття, на час втратив орієнтацію в просторі,несклько раз впав і сильно вдарився при цьому головою. У підсумку, до рідного
Торонто професор повернувся зовсім розбитим в інвалідному візку, аадвокат Менна подав на AIR CANADA до суду, оцінивши матеріальні збитки відзіпсованої оглядом техніки в 58 тис. доларів, і моральний збиток,понесений ущемленим в правах кіборгом - в 1 мільйон доларів. Колегапрофесора з торонтського університету тут же відпустив за адресою бідолаги
Менна жарт: «На цьому прикладі всі повинні побачити, що відбувається зкіборгами, коли їх вимикають ».