Все, что нужно знать про VR/AR-технологии

Что такое VR и AR?

Виртуальная реальность — созданный техническими средствами мир, передаваемый человеку через его ощущения: зрение, слух, обоняние, осязание и другие. Виртуальная реальность имитирует как воздействие, так и реакции на воздействие.

Дополненная реальность (англ. augmented reality, AR — «расширенная реальность») — технологии, которые дополняют реальный мир, добавляя любые сенсорные данные. Несмотря на название, эти технологии могут как привносить в реальный мир виртуальный данные, так и  устранять из него объекты. Возможности AR ограничиваются лишь возможностями устройств и программ.

Cтоит сразу прояснить разницу между AR и VR:

Пример дополненной реальности: игра Pokemon GO

История AR/VR

Принято считать, что развитие виртуальной реальности началось в 50-е годы прошлого века. В 1961 году компания Philco Corporation разработала первые шлемы виртуальной реальности Headsight для военных целей, и это стало первым применением технологии в реальной жизни. Но опираясь на сегодняшнюю классификацию, систему, скорее, отнесли бы к AR-технологиям.

Отцом виртуальной реальности по праву считается Мортон Хейлиг. В 1962 он запатентовал первый в мире виртуальный симулятор под названием «Сенсорама».  Аппарат представлял собой громоздкое устройство, внешне напоминающее игровые автоматы 80-х, и позволял зрителю испытать опыт погружения в виртуальную реальность, например, прокатиться на мотоцикле по улицам Бруклина.  Но изобретение Хейлига вызывало недоверие у инвесторов и учёному пришлось прекратить разработки.

«Сенсорама» Хейлига

Через несколько лет после Хейлига похожее устройство представил профессор Гарварда Айван Сазерленд, который вместе со студентом Бобом Спрауллом создал «Дамоклов меч» — первую систему виртуальной реальности на основе головного дисплея. Очки крепились к потолку, и через компьютер транслировалась картинка. Несмотря на столь громоздкое изобретение, технологией заинтересовались ЦРУ и НАСА.

В 80-е годы компания VPL Research разработала более современное оборудование для виртуальной реальности — очки EyePhone и перчатку DataGlove. Компанию создал Джарон Ланье — талантливый изобретатель, поступивший в университет в 13 лет. Именно он придумал термин «виртуальная реальность».

Дополненная реальность шла рука об руку с виртуальной вплоть до 1990 года, когда учёный Том Коделл впервые предложил термин «дополненная реальность». В 1992 году Льюис Розенберг разработал одну из самых ранних функционирующих систем дополненной реальности для ВВС США. Экзоскелет Розенберга позволял военным виртуально управлять машинами, находясь в удалённом центре управления. А в 1994 году Жюли Мартин создала первую дополненную реальность в театре под названием «Танцы в киберпространстве» – постановку, в которой акробаты танцевали в виртуальном пространстве.

В 90-х были и другие интересные открытия, например, австралийка Джули Мартин соединила виртуальную реальность с телевидением. Тогда же начались разработки игровых платформ с использованием технологий виртуальной реальности. В 1993 году компания Sega разработала консоль Genesis.

На демонстрациях и предварительных показах, однако, всё и закончилось. Игры с Sega VR сопровождали головные боли и тошнота и устройство никогда не вышло в продажу. Высокая стоимость девайсов, скудное техническое оснащение и побочные эффекты вынудили людей на время забыть о технологиях VR и АR.

В 2000 году благодаря дополнению с технологиями AR в игре Quake появилась возможность преследовать чудовищ по настоящим улицам. Правда, играть можно было лишь вооружившись виртуальным шлемом с датчиками и камерами, что не способствовало популярности игры, но стало предпосылкой для появления известной ныне Pokemon Go.

Настоящий бум начался только в 2012 году. 1 августа 2012 года малоизвестный стартап Oculus запустил на платформе Kickstarter кампанию по сбору средств на выпуск шлема виртуальной реальности. Разработчики обещали пользователям «эффект полного погружения» за счет применения дисплеев с разрешением 640 на 800 пикселей для каждого глаза.

Необходимые 250 тысяч долларов были собраны уже за первые четыре часа. Спустя три с половиной года, 6 января 2015 года, начались предпродажи первого серийного потребительского шлема виртуальной реальности Oculus Rift CV1. Сказать, что релиз был ожидаемым — значит не сказать ничего. Вся первая партия шлемов была раскуплена за 14 минут.

Это стало символическим началом бума VR-технологий и взрывного роста инвестиций в эту отрасль. Именно с 2015 года технологии виртуальной реальности стали поистине новым технологическим Клондайком.

Что происходит на рынке виртуальной и дополненной реальности в мире

Хотя возможности виртуальной реальности ещё недоступны массовому потребителю, известные компании вовсю занимаются развитием этих технологий.  

Владелец Universal Studios компания Comcast вложила $6,8 млн в небольшую VR-студию Felix&Paul в Монреале, которая успела поработать с Funny or Die и Белым домом.

В развитие виртуальной реальности инвестирует также издание New York Times. Уже много издание создает 360-градусные видео, которые выигрывают фестиваль « Каннские львы».

В 2014 году Facebook приобрела компанию Oculus VR за $2 млрд, а в этом году ещё и запустила социальную сеть с 3D-аватарами и возможностями VR-взаимодействия.

В HTC тоже в тренде  — в 2016 году компания выделила $100 млн на развитие своей платформы Vive. HTC разрабатывает линейки продуктов HTC RE и их шлем виртуальной реальности давно стал конкурентом Oculus Rift. HTC не только разрабатывает свои продукты, но и создаёт акселераторы для VR-стартапов. 21 июня в Сан-Франциско прошёл демо-день от их акселератора Vive X, в рамках которого 26 компаний продемонстрировали свои технологии.

Другие крупные участники рынка также внесли свой вклад – компания Sony в 2015 году приобрела разработчика систем распознавания пространственных жестов SoftKinetic Systems, а Samsung объявила об инвестировании $6 млн в американский стартап Baobab Studios, специализирующейся на анимированной виртуальной реальности.

Крупные компании выпускают собственные гарнитуры виртуальной реальности (HTC Vive, Oculus Rift, PlayStation VR), при этом разрабатывая эксклюзивные игры и программное обеспечение только под них. Но всё может измениться, если производители начнут взаимодействовать друг с другом, делиться опытом, популяризировать технологии виртуальной реальности. С этой целью крупными компаниями отрасли в конце 2016 года была образована Global Virtual Reality Association (GVRA), которая будет заниматься развитием и продвижением VR. В ассоциацию вошли Acer (Starbreeze), Google (Cardboard, Daydream), HTC (Vive), Facebook (Oculus Rift), Samsung (Gear VR) и Sony (PlayStation VR) и другие.

Подробнее о мировом рынке AR/VR читайте в материалах Rusbase:

• Как в Китае штампуют технологии виртуальной реальности
• На повсеместное распространение виртуальной реальности может уйти 6-8 лет
• Тренды будущего: виртуальная и дополненная реальность

Что происходит на рынке виртуальной и дополненной реальности в России

Если по части технологий лидерами чаще всего оказываются зарубежные страны, то по части коммуникаций Россия, пожалуй, обошла иностранных коллег. В июне 2015 года в России появилась Ассоциация дополненной и виртуальной реальности. Информации о деятельности ассоциации мало, но если у вас есть вопросы или вы хотите вступить в ассоциацию, проконсультироваться с экспертами можно на сайте.

Российский рынок виртуальной и дополненной реальностей по большей части представлен небольшими компаниями, которые делают проекты на базе зарубежных разработок (Oculus Rift, HTC Vive). Такой, например, является компания AR Production, которая появилась на рынке в 2011 году и делает проекты под разные компании – в том числе Музей дополненной реальности, буклеты с дополненной реальностью для Газпрома и виртуальную экскурсию для агрохолдинга «Кубань».

Но не все компании хотят строить бизнес, отталкиваясь от разработок западных коллег. Так, российская компания Boxglass не только снимает видео в формате 360 и разрабатывает AR/VR-приложения, но и производит собственные очки виртуальной реальности.

Ещё круче работает компания VE Group — основанная около 10 лет назад, она называет себя системным интегратором в области 3D-визуализации и систем виртуальной реальности. Помимо разработки центров виртуальных исследований и комнат VR, компания делает VR-решения для нефтегазовой отрасли, образования и строительства.

Рынок виртуальной реальности в России также хорошо представлен стартапами, крупными и не очень. Из тех, у кого точно получилось, можно выделить стартап Fibrum, который в прошлом году заключил соглашение с немецкими ритейл-сетями Media Markt и Gravis о поставке своих шлемов виртуальной реальности. Еще один интересный проект — мотоциклетный шлем дополненной реальности LiveMap, финальная версия которого будет представлена на CES 2018.

Так выглядит VR-шлем от Fibrum

Подробнее о рынке AR/VR в России читайте в материалах Rusbase:

• Какие перспективы ожидают рынок VR?
• Как стартап с русскими корнями интегрирует VR и 3D-технологии в ведущие международные компании
• Инвестиции в VR и AR-проекты в России выросли в 3,5 раза за год
• «Конституция гарантирует нам равный доступ к объектам культуры, но не билеты из Хабаровска в Москву»

Инвесторы на рынке VR и AR

Как стартаперу легче всего найти средства для развития проекта? Конечно, привлечь инвестора.

Компания CB INSIGHTS  в одной инфографике собрала фонды, которые активнее всего инвестируют в технологии VR и AR. В первой тройке, конечно, зарубежные компании:

• Rothenberg Ventures — самый активный инвестор в отрасли, с ориентацией на так называемые «пограничные технологии». Фирма River Accelerator инвестирует в VR и AR стартапы на начальных уровнях. Одной из их последних сделок было соглашение с компанией VR Medtech, разрабатывающей хирургическую робототехнику  Vicarious Surgical.
• BoostVC — акселератор, ориентированный на технологию блокчейн и виртуальную реальность. Последней проинвестированной Boost компанией является Vizor, основанная на Финляндии платформа для создания контента VR.
• Vive X — акселератор от производителя гарнитуры VR HTC. В их последнем акселераторе участвовали стартапы, работающие во всех отраслях: от корпоративных инструментов (Snobal) до футбольного атлетического тренинга (Soccerdream).

В России объем инвестиций в AR/VR вырос в 3,5 раза за прошлый год — с $200 млн в 2015 году до более $700 млн за 2016 год. Карта рынка с основными игроками, подготовленная ассоциацией AVRA, также доступна по ссылке.

Если вы создали (или только хотите создать) VR-стартап и ищете инвесторов именно в России, то стоит обратить внимание на фонд VRTech, который основан в 2016 году и ориентирован на VR-проекты на начальной стадии из России, Америки, Европы и Азии.

Что инвесторы думают о AR/VR, читайте в материалах Rusbase:

• Как венчурный инвестор видит рынок виртуальной и дополненной реальности
• Кто на венчурного: какие новые инвесторы появились на рынке в 2016 году
• Будущее виртуальной реальности: прогноз Andreessen Horowitz

Использование виртуальной и дополненной реальностей

Виртуальная реальность — та отрасль, в которой инфраструктура и технологии развиваются параллельно с развитием контента. Ведь если есть шлем или очки виртуальной реальности —должно быть то, что через них смотреть и делать.

Поэтому можно обозначить несколько основных направлений развития отрасли, в зависимости от контента и сферы применения:

1. игры;
2. кино;
3. спортивные трансляции и шоу;
4. социальные сети;
5. маркетинг
6. образование;
7. медицина;
8. торговля и недвижимость;
9. промышленность и ВПК.

Вот здесь есть детальный обзор рынка по каждому из этих пунктов. А ниже рассказываем о том, как конкретно технологии VR и AR применяются в разных отраслях.

Если вы внимательно читали часть, посвященную истории виртуальной реальности, то уже знаете, что разработки начались в первую очередь для применения их в военных целях. С тех пор разработки VR стали качественнее, а сейчас начинают применяться не только в военном деле, но и в других областях. Например, для лечения психических расстройств. Специалисты из Гарвардского университета опубликовали обзорную статью, в которой рассматривают эффективность современных методов VR для лечения психических заболеваний, а особенно — тревожных неврозов и фобий. А феврале прошлого года группа ученых из Великобритании и Испании разработала метод лечения депрессии с помощью виртуальной реальности и продемонстрировала его эффективность.

Пожалуй, самые полезные VR-разработки делаются в медицине. Студентам медицинских вузов больше не нужно оттачивать мастерство на трупах, вместо этого появились виртуальные симуляторы с тактильной обратной связью.Так выглядит тренажер для хирургов на основе виртуальной реальности:

Любопытные решения виртуальной и дополненной реальности есть и в маркетинге. И если вы думаете, что маркетинг и реклама – это всего лишь бесполезная трата времени и денег, посмотрите на проект Inside Impact фонда Билла Клинтона против бедности. Чтобы собрать деньги на развитие стран Восточной Африки, фонд создал фильм, снятый на 360-градусную камеру. При просмотре зрители попадают в Кению вместе с Биллом Клинтоном и его дочерью Челси. Поднимая темы ВИЧ/СПИДа, малярии, нехватки роддомов и перспектив солнечной энергии, зрителя практически за руку проводят по улицам, школам и другим учреждениям, вовлекая и подталкивая к эмпатии.

Если технологии VR достаточно специфичные и подойдут не любому бизнесу, то AR-технологии можно внедрить почти в каждой отрасли. Как это сделать, в колонке Rusbase, например, рассказала бизнес-аналитик Konica Minolta Business Solutions Russia Нина Колыхан.

Подробнее о вариантах использования AR/VR читайте и в других материалах Rusbase:

• Самый большой список вариантов использования дополненной реальности
• Как внедрить AR-технологии в ваш бизнес
• Как компании могут использовать VR в рекламе
• Застройщики используют AR/VR в бизнесе: 4 кейса
• Есть ли будущее у виртуальной реальности в играх?
• VR — будущее порноиндустрии?
• Виртуальную реальность приспособили для лечения депрессии
• Какую выгоду для бизнеса можно извлечь из совместного применения AR и VR

Предметы виртуальной реальности

К предметам VR мы относим все устройства, которые используем для погружения в виртуальный мир. Это могут быть:

• Костюм виртуальной реальности
• Очки VR
• Перчатки
• Комната VR

Костюм виртуальной реальности — устройство, позволяющее человеку погрузиться в мир виртуальной реальности. Это костюм, полностью изолирующий от внешнего мира, внутри которого находятся видеоэкран, многоканальная акустическая система и электронные устройства, воздействующие на нервные окончания кожи, вызывая иллюзию прикосновений или, например, дующего ветра.

Сейчас изготовление такого костюма нецелесообразно из-за его высокой стоимости, поэтому для частичного погружения в виртуальное пространство обычно используют шлем и перчатки виртуальной реальности.

Впрочем, вполне достоин звания костюма виртуальной реальности гаптическийТо есть включающий все виды кожной рецепции, за счет работы которых строится осязательный образ костюм от американского стартапа NullSpace VR. Устройство под названием Hardlight весит всего полтора килограмма и предназначено для верхней половины тела. К костюму прикреплены датчики и вибромоторы, которые отвечают за разные группы мышц. С помощью Hardlight пользователь может испытать ощущение осязания объектов в виртуальной реальности. Сейчас на сайте компании можно оформить предзаказ на устройство.

Более простой и дешевый способ ощутить всю прелесть новых технологий — очки и шлемы виртуальной реальности. После того как человек надевает на себя такой девайс, все, что он видит — это виртуальный мир. Это, например, главное отличие очков виртуальной реальности от очков дополненной реальности. Очки виртуальной реальности — это все равно, что наушники, но только для глаз.

VR-очки

В 2016 году, по данным Super Data, было куплено около 6,3 миллиона подобных VR-гарнитур. Среди них лидерами по продажам являются:

• Oculus Rift
• HTC Vive
• Samsung Gear VR
• Sony HMZ-T1
• Silico MicroDisplay ST1080

Цена на такие устройства колеблется от 100$ до 900$.

Перчатки виртуальной реальности больше всего популярны у любителей виртуальных игр. Зачастую выглядят они как обыкновенные перчатки из Ашана, но умеют считывать движения рук и имитировать их на экране с помощью игрового движка. Стоимость пары перчаток — $200-500. К самым интересным девайсам можно отнести разработку китайской компании Dextra Robotics.

Перчатки Dexmo способны передавать физические ощущения от взаимодействия человека с виртуальными объектами. Они отслеживают 11 степеней свободы движения рук пользователя и воздействуют на каждый отдельный палец в момент прикосновения руки к виртуальному объекту. Удивительно, но если вы возьмёте в руку виртуальный камень, приводы пальцев не позволят вам сжать руку сильнее, чем если бы камень действительно был у вас в руках:

Перчатки Dexmo F2

Кроме Dextra Robotics, перчатки создают Oculus,Contact Ci, Manus VR, HTC и другие компании.

VR-комната (или cистема CAVE, пещера) дает самый полный эффект погружения в виртуальный мир. Основные преимущества комнат перед шлемами — это высокое разрешение изображения, низкая задержка трекинга, широкое поле зрения, трекинг головы и пространственной «мыши» во всем объеме комнаты, а если нужно, то и всего тела, включая пальцы (если дополнительно использовать костюм и перчатки виртуальной реальности).

Цена такой комнаты, конечно, не $100, как у шлема, но снижается вслед за выходом более доступных 3D-проекторов.

Устанавливать VR-комнату в своей квартире неразумно, но попробовать, что это такое, уже можно в развлекательных точках. В Москве, например, игровой центр квестов ExitGames запустил первую в России комнату виртуальной реальности на основе технологий, разработанных HTC Vive. Игра длится 60 минут, одновременно участвовать могут 5 человек. Подобные комнаты в Москве есть и при МГУ. Правда, в них студенты не играют, а проводят научные эксперементы.

Будущее виртуальной реальности

Сначала виртуальную и дополненную реальности развивали для военных и медицинских нужд, со временем эти технологии стали прогрессировать в игровой индустрии... О том, что будет дальше, эксперты строят разные прогнозы.

Так, Майкл Абраш, главный научный сотрудник Oculus, на конференции Connect в ноябре 2016 года сделал несколько прогнозов о состоянии отрасли в ближайшие пять лет. Абраш считает, что важно улучшать визуальные качества виртуальной реальности. Человек от природы обладает полем зрения примерно в 220 градусов — около 120 пикселей на градус. Современные шлемы, такие как Rift и Vive, предлагают 100 градусов поля обзора и разрешение 1080×1200, что эквивалентно примерно 15 пикселям на градус. По его словам, через пять лет мы можем надеяться на удвоение количества пикселей на градус — до 30 — с расширением поля зрения до 140 градусов при разрешении около 4000×4000 на каждый глаз.

Майкл Абраш

Абраш коснулся темы добавления элементов реального мира в виртуальный, называемого им «дополненная виртуальная реальность». Шлемы будущего смогут сканировать пространство и переносить вещи из физического окружения пользователя в ВР-приложения. Также актуальной может стать «телепортация» пользователя в снимаемые в реальном времени места. По сути, это похоже на смешанную реальность. Абраш уточняет: шлемы дополненной виртуальной реальности будут очень отличаться от шлемов дополненной реальности, поскольку позволяют не только накладывать графику, но и контролировать каждый пиксель в смешанной сцене.

В июне 2017 на конференции  Augmented World Expo Джесси Шелл, генеральный директор Schell Games и профессор Университета Карнеги-Меллон, также рассуждал о будущем VR и AR. И он был менее оптимистичен.

По словам Шелла, для развития VR нужно совершенствовать технологии, которые способствуют тактильным ощущениям. Шелл предсказывает особую популярность контроллеров для виртуальной реальности вроде Oculus Touch или тех, что используются для шлема HTC Vive. По его словам, такие контроллеры вызывают у пользователей чувство тактильного взаимодействия и потому показывают себя гораздо лучше, чем системы, отслеживающие движения руками.

Для AR же нужны новые технологии, и чем быстрее, тем лучше. По словам Шелла, современные устройства дополненной реальности слишком тяжелые и неудобные, и пройдет еще много лет, прежде чем технологии разовьются настолько, чтобы мы могли создать очки, которые бы не отличались от обычных. Но никто не хочет надевать на себя очки и выглядеть в них глупо.

Подробнее о будущем AR/VR читайте в материалах Rusbase:

• VR — это ваш второй шанс, чтобы, наконец, сделать правильный выбор: футуролог о VR
• Какое будущее ждет VR и AR в 2025 году: прогнозы разработчика
• 40 предсказаний о виртуальной реальности
• Инфографика: будущее виртуальной и дополненной реальности

Фото на обложке: Wavebreakmedia/Depositphotos.