Виртуальная реальность (ВР) – искусственно созданный мир путем подмены окружающей действительности информацией, генерируемой компьютером (рис. 9.7). ВР в интерактивном режиме обеспечивается использованием трехмерной графики, стереозвука и других специальных устройств ввода-вывода данных, имитирующих связь человека с воспроизводимым миром и происходящими в нем процессами.
В качестве устройств для создания ВР могут использоваться:
– шлемы-дисплеи, позволяющие «видеть» стереоскопическое изображение виртуального мира и передающие в ПК данные о положении и ориентации головы для изменения изображения в соответствии с изменением точки обзора;
– манипуляторы, в том числе специальные перчатки, передающие данные о движении рук и пальцев и позволяющие брать в руки объекты искусственно созданной среды и управлять их положением;
– стереоаудиосистемы, способные не только создавать объемное звучание, но и передавать звуковое давление, например, при моделировании ударов;
– электромагнитные и пневматические устройства, передающие механические воздействия на человека в процессе имитации моделируемых процессов (например, ускорение, давление и т.п.).
ВР предполагает использование компьютерных систем для создания окружающей среды, которая кажется реальной пользователю-человеку. ВР разделяется на следующие категории:
– проектирование (автомобилей);
– обучение (персонала работе на новом оборудовании безопасным и рентабельным способом, обучение водителей вождению на вариациях опасностей движения и т.д.);
– развлекательная сфера.
Киберпространство – искусственно создаваемая программно-аппаратными средствами объемная область – пространство для размещения объектов и действий виртуальной реальности.
Параллельный мир – это искусственный мир, основанный на представлениях создающих его людей о реальной действительности. Используется в экспертных системах для моделирования разнородных процессов, происходящих в реальной предметной области. Путем задания и изменения начальных условий, при которых проистекают исследуемые процессы, производится поиск оптимальных решений или оценка последствий возможных вариантов развития событий.
В минимум аппаратных средств, требуемых для взаимодействия с ВР-моделью, входят монитор и манипуляторы типа мыши или джойстика. В более изощренных системах применяются виртуальные шлемы с дисплеями (HMD), в частности шлемы со стереоскопическими очками, и устройства 3D-ввода, например мышь с пространственно управляемым курсором или цифровые перчатки, которые обеспечивают тактильную обратную связь с пользователем (рис. 9.8).
Основная особенность ВР-модели – это создаваемая для пользователя иллюзия его присутствия в смоделированной компьютером среде, которое называют дистанционным присутствием.
В некоторых из ВР-моделей пользователи воспринимают изменяющуюся перспективу и видят объекты с разных точек наблюдения, как если бы они перемещались внутри модели. Если пользователь располагает более чувствительными (погруженными) устройствами ввода, например такими, как цифровые перчатки и виртуальные шлемы, то модель обеспечивается дога точным количеством данных, чтобы надлежащим образом реагировать на такие действия пользователя, как поворот головы илидаже движение глаз.
Основные области применения ВР:
– тренажеры, симуляторы;
– развлечение, аттракционы;
– маркетинг, реклама;
– проектирование, промышленный дизайн, создание прототипов;
– дистанционное управление;
– центры подготовки и поддержки принятия решений, ситуационные комнаты;
– управление технологическими процессами;
– медицина;
– образование;
– архитектура, дизайн и т.д.
Анимация – искусственное создание эффекта подвижного изображения путем быстрой смены последовательности кадров, фиксирующих отдельные фазы движения объектов или их СО стояния, смены сцен и т.п.
Морфинг – преобразование формы или объекта в другую форму или объект с использованием компьютерной анимации. Данный метод впервые использован в 1990 г. для создания смен эффектов при производстве фильмов. В отличие от современной компьютерной анимации, ограниченной двумерным изображением, морфинг позволяет создавать эффекты объемных преобразований. В научныхцелях морфинг может быть использован для воссоздания целого образа по его части, например в палеонтологии – черепа ископаемого животного по нескольким его зубам.