Сфера виртуальной реальности давно стала обсуждаемой, хотя до сих пор таит в себе много загадок. О наиболее актуальных направлениях современной науки в этой области рассказал Александр Никитин – кандидат технических наук, доцент, директор лаборатории компьютерной графики, виртуальной и дополненной реальности Института вычислительных систем и программирования при Санкт-Петербургском государственном университете аэрокосмического приборостроения (ГУАП).

– Александр Васильевич, у ГУАП и Института вычислительных систем и программирования богатая история. Именно здесь создавались многопроцессорные рекурсивные машины, что сделало возможным появление мощных компьютеров, а позже конструировались и адаптивные роботы. Какие направления наиболее актуальны сейчас? Можно ли сказать, что наступает эра виртуальной (ВР) и дополненной реальности (ДР)?

– Если рассматривать не с обывательской, а с научно-технической точки зрения, ВР и ДР – разновидность человеко-компьютерного интерфейса, обеспечивающего погружение человека в смоделированные или смешанные (комбинации физических и цифровых объектов) среды и взаимодействие с объектами этих сред в реальном времени с использованием различных характеристик человека, в первую очередь – физических и сенсомоторных, а в дальнейшем и физиологических, психических и даже излучения мозга, то до «эры ВР и ДР» еще очень далеко.

Скорее мы сейчас наблюдаем очередной виток ажиотажа на волне новых технологических решений, которым пока еще соответствует ВР и ДР с существенными ограничениями – ориентацией в основном на визуальный канал восприятия человека, недостаточной эргономикой и вычислительной мощностью настольных, мобильных и носимых устройств, их дороговизной, ограниченностью контента и пригодностью использования. Необходимо также учитывать воздействие ВР и ДР на человека как биологическую систему, необходимость измерения его присутствия в подобных средах, а также вызывающие киберболезнь факторы, которые на сегодняшний день еще не полностью исследованы.

Однако инвестиции в ВР и ДР гигантов IТ-сферы, а также развитие смежных технологий позволяют оптимистично смотреть на прогнозы футурологов в области ВР и ДР, например Тоффлера, согласно которому на смену индустриальному обществу придет общество индустрии ощущений, продукцией которого будут не товары и даже не обычное обслуживание, а заранее запрограммированные ощущения, которые можно будет коллекционировать, обменивать, продавать, что вызовет появление новых профессий и продуктов.

– Насколько системы виртуальной и дополненной реальности важны и применимы в повседневной жизни обычных людей, не причастных к науке?

– Конечно, ВР и ДР надо оценивать в первую очередь с точки зрения полезности в повседневной жизни, оказания помощи в удовлетворении разнообразных потребностей различных возрастных категорий пользователей, включая людей с ограниченными возможностями – как в быту, так и на рабочем месте, при общении и др.

ВР и ДР позволяют разрабатывать «живые» продукты, учитывающие эффективность различных способов восприятия и запоминания материала человеком (10% – на слух, 30% – после чтения, 50% – визуально, 90% – когда делают сами), а также вовлечение в опыт всех его органов чувств, что повышает эффективность приобретения и использования индивидуальных и социальных знаний и умений.

Можно привести следующие успешные примеры ВР и ДР, с которыми сотрудники лаборатории знакомы или участвовали в их разработке:

 автономные и сетевые игры для детей и взрослых;
 общение, конференции – социальная ВР и ДР;
 образование, чтение «живых» книг – встроенные 3D-анимации для улучшения понимания;
 торговля и недвижимость – информация о продукте, примерка одежды и подбор домов;
 дизайн интерьеров – визуализация ремонта и меблировки до их реализации;
 туризм – путеводители с привязкой к местоположению туриста;
 музеи – интерактивные 3D-реконструкции исторических объектов и событий;
 кино, театр – превизы и фильмы в форматах 3D и видео 360, 5D-кинотеатры;
 обслуживание бытового оборудования, личного транспорта – интерактивные 3D-инструкции по эксплуатации и ремонту;
 транспорт – навигация по городу, симуляторы движения;
 здравоохранение, медицина, психология – лечение разных фобий, майндфулнесс, медитации, планирование операций;
 фитнес, спорт – симуляторы вело, авто, авиа.

Однако это носит «островковый» характер из-за текущего уровня развития и ограничений технологий, которые упоминались ранее.

– Уже можно давать прогнозы по массовому использованию ВР и ДР?

– Говорить о массовом применении ВР и ДР пока рано из-за текущих ограничений реализации технологий, оценки рисков их использования для человека, а также возможностей пользователя по оснащению необходимым дорогостоящим оборудованием.

Необходимо также учитывать системный эффект от реализации приложения на основе ВР и ДР. Например, в области культурного туризма уже сейчас есть приложения, позволяющие путешественнику предварительно посетить объект интереса не физически, а виртуально. Он может при помощи мобильного устройства посмотреть экстерьеры и интерьеры объекта, получить по нему различную информацию. Если объект его заинтересовал и он решает посетить его физически, то добраться до него поможет путеводитель-навигатор, а на месте он сможет получить более детальную информацию и поделиться впечатлениями в соцсетях.

– В апреле на базе ГУАП проводился МегаХакатон HackUniversity 2018, где вы предоставили возможность всем желающим познакомиться с авиатренажером. Какие еще достижения можно отметить? Студенты принимают участие в разработках? 

– Авиа-, автосимуляторы и 5D-кино появились в ГУАП осенью 2016 года. За прошедшее время удалось освоить аппаратные и базовые программные средства, выявить их недостатки, разработать программу развития и средства модельного расширения. В настоящее время студентами разрабатываются модели различных транспортных средств и сред для включения в симуляторы, мультиплеерная игра, алгоритмы ускорения рендеринга, отрабатывается режим сетевого взаимодействия симуляторов. Планируется подключение шлемов типа Oculus и Vive, а в перспективе – освоение технологии подготовки интерактивных повествований для создания фильмов и игр, а также подключение нейроинтерфейса для оценки состояния игрока.

Также студенты в рамках НИР, различных практик и выпускных работ выполняют проекты, по результатам которых выступают на конференциях и публикуют статьи. Наиболее успешные привлекаются к выполнению заказных работ.

– ГУАП активно взаимодействует с различными партнерами. Работа над ВР/ДР-устройствами тоже требует сотрудничества со сторонними компаниями? 

– Проекты в области ВР и ДР носят междисциплинарный характер, это обусловливает необходимость поиска специалистов и сотрудничества с ними в рамках различных зарубежных и российских ассоциаций ВР и ДР, кооперации университетов, компаний – производителей оборудования и программного обеспечения и потребителей решений. Так, в области психофизиологии мы сотрудничаем с факультетом психологии МГУ, а по связям с различными компаниями нам помогает инженерная школа ГУАП.

– Легко ли найти полезную литературу, посвященную ВР и ДР? Вы издаете только учебные пособия?

– К сожалению, литература на русском языке практически отсутствует. Опираясь на опыт реализации проектов, мы решили приоритет дать разработке и публикациям учебных пособий и дополняющих их лабораторных практикумов. А обобщение материалов по тематике проводить в рамках монографий. Первая монография была издана в 2005 году, в 2009 году – второе издание совместно с МГУ, которое в этом году в обновленном и расширенном виде планируется к переизданию.

– ВР считается специальностью будущего. Для поступления в Институт вычислительных систем и программирования достаточно результатов ЕГЭ?

– Конечно, хотелось бы учитывать успехи поступающих по школьному курсу «Информатика». Но существующая система приема на обучение это не учитывает. Поэтому мы пытаемся выявить интересующихся данной тематикой студентов в процессе обучения по программе бакалавриата, которые пишут выпускные работы по тематике ВР и ДР. В дальнейшем наиболее способные, пройдя вступительные испытания, могут продолжить обучение по магистерской программе «Системы мультимедиа и компьютерная графика».