XVII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2025

1. Определения и основные понятия

Технологии виртуальной и дополненной реальности (VR и AR) представляют собой быстро развивающуюся область, характеризующуюся созданием компьютерных симуляций или расширением реального мира с помощью цифровой информации. Оба направления имеют свои уникальные свойства и применения.

Виртуальная реальность (VR) – это технология, создающая полноценную компьютерную симуляцию окружающего мира, в которую пользователь погружается при помощи специальных устройств, таких как шлемы VR (Oculus Rift, HTC Vive, PlayStation VR). Данные устройства обеспечивают высокое качество изображения и звука, что позволяет пользователям ощущать себя частью виртуального пространства.

Дополненная реальность (AR) – это технология, накладывающая цифровую информацию (графику, текст, аудио) на реальный мир. В отличие от VR, AR не создает полностью виртуальной среды, а интегрирует найденные данные в контекст реального мира.

Основные понятия в использовании технологий VR и AR:

1. Интерактивность – возможность взаимодействия пользователя с виртуальными или дополненными объектами, что подразумевает манипуляцию и изменение их состояния на основе действий пользователя.

2. Погружение – это степень, до которой пользователь ощущает себя частью виртуальной среды. Высокий уровень погружения достигается за счет использования высококачественных экранов, звукового оформления и тактильной обратной связи.

3. Трекинг – технология отслеживания местоположения и ориентации пользователя в пространстве, позволяющая точно воспроизводить движения и обеспечивать реалистичное взаимодействие с VR или AR-объектами.

1.1. История развития

Первые концепции, связанные с созданием искусственных сред, появляются в 1960-х годах. В 1968 году компьютерный ученый Иван Сазерленд разработал систему "Технология симулятора" (Sensorama), которая представляла собой заранее записанные 3D-сцены с 3D-эффектом, звуком и ароматами. Однако реальная прорывная работа произошла с созданием первого головного устройства для виртуальной реальности, названного "Система Сазерленда". Это было очень громоздкое устройство, которое требовало использования специального компьютера и не имело широкого применения.

В 1990-х годах, с появлением более мощных компьютеров и технологий, таких как графические процессоры, VR начинает получать большее внимание. В 1991 году компания Sega представила свой VR-гарнитуру для игровых автоматов, а в 1995 году Sony выпустила свою первую VR-гарнитуру для игровых консолей. Однако эти устройства не были успешными, что связано с ограничениями в графике и производительности.

С начала 2000-х годов интерес к виртуальной реальности обрёл второе дыхание благодаря усилиям таких компаний, как Oculus, которая в 2012 году представила свою Kickstarter-кампанию для Oculus Rift. Это стало точкой прорыва для VR, ведь технологии значительно улучшились, позволив создавать полностью погружающие и интерактивные миры.

В 1990-х годах технология AR использовалась в военных и промышленных целях, однако серьезное внимание к ней привлекла игра Pokémon GO, выпущенная в 2016 году. С помощью AR игроки могли взаимодействовать с виртуальными персонажами, находясь в реальном мире, что привело к массовому увлечению и популярности этой технологии.

1.2. Современное применение

Технологии виртуальной (VR) и дополненной реальности (AR) широко востребованы в различных областях, таких как:

1. Образование: С помощью VR-симуляций студенты могут погружаться в исторические события, изучать анатомию человека или исследовать другие планеты. AR-приложения, такие как Google Expeditions, позволяют добавлять 3D-модели в реальный мир, улучшая восприятие учебного материала и делая его более интерактивным.

2. Медицина: В медицине VR используется для тренировки хирургов с помощью моделей человеческого тела и операций, позволяя им отрабатывать навыки в безопасной среде.

3. Индустрия игр: Игры наподобие "Beat Saber" или "Pokémon GO", завоевали популярность благодаря уникальному взаимодействию с игровым миром. Это не только развлечение, но и способ социальной интеграции.

4. Архитектура и дизайн: Благодаря VR-картам можно полностью погружаться в проектируемые пространства, а AR позволяет визуализировать, как новостройки будут выглядеть в реальной среде, помогая клиентам и заказчикам принимать наиболее эффективные решения.

5. Туризм и путешествия: VR позволяет потенциальным туристам "посетить" достопримечательности и отели до поездки, помогая им лучше планировать свои путешествия. AR может дополнять реальный опыт, предоставляя информацию о местах и достопримечательностях в реальном времени.

1.3. Будущее технологий

Будущее технологий виртуальной (VR) и дополненной реальности (AR) выглядит многообещающим и динамично развивающимся. Ожидается, что эти технологии преобразуют множество сфер жизни, включая образование, развлечения, медицину и профессиональные услуги.

В сфере образования VR и AR смогут предложить интерактивные и погружающие учебные материалы. Студенты смогут "посетить" исторические места, "взаимодействовать" с трёхмерными моделями биологических систем или даже "принять участие" в сложных научных экспериментах, что повысит уровень вовлеченности и понимания учебного материала.

В развлекательной индустрии VR и AR предоыставляют новые возможности для создания уникальных игр и опытов. Способность перенести игрока в совершенно новые миры, а также взаимодействовать с окружающей средой в реальном времени, способствует слиянию физических и цифровых миров. Это может привести к созданию новых жанров игр и форматов развлечений, которые будут более социальными и сближающими.

В медицине VR уже используется для тренировки врачей и хирургов в безопасной, контролируемой среде. Ожидается, что в будущем эта технология станет неотъемлемой частью диагностики и терапии. AR же может помочь врачам видеть анатомию пациента в реальном времени, накладывая информацию на операционное поле, что значительно повысит точность и снизит риски.

Наряду с развитием 5G и улучшением графических технологий ожидается, что VR и AR станут более доступными и менее ресурсоемкими. Это откроет новые возможности для их использования не только в крупных городах, но и в менее населённых пунктах.