Бретт Кинг - Эпоха дополненной реальности

● ночное видение и видение в условиях плохой освещенности;

● цветовая коррекция дальтонизма;

● тепловое видение в инфракрасном диапазоне спектра;

● видеозапись.

Многие из перечисленных функций уже хорошо нам знакомы благодаря широкому использованию в цифровых видео- и фотокамерах, смартфонах и специализированном фотооборудовании. Так что вполне можно ожидать, что через какие-нибудь 20–30 лет эти технологии, только в миниатюризированном виде, найдут себе применение в умных очках, а впоследствии – и в умных контактных линзах.

Кто знает – возможно, в аэропортах будущего при входе в зону таможенного досмотра будет висеть объявление: «Просьба выключить биомеханические имплантаты с функцией записи изображений. В противном случае указанные устройства подлежат изъятию».

Бионические и бинауральные слуховые аппараты

Разработка кохлеарных имплантатов [323] Кохлеарный имплантат – медицинский прибор, призванный компенсировать снижение или потерю слуха у пациентов с нарушениями функции внутреннего уха, слухового нерва или слухового анализатора в головном мозге. – Примеч. пер. началась в 1950-х годах. В 1957 году французские ученые – биофизик Андре Джурно и специалист по ушным заболеваниям (отиатр) Шарль Эйрье – сумели частично вернуть слух пациенту, полностью оглохшему в результате двусторонней холестеатомы [324] Доброкачественная опухоль с локализацией в среднем ухе. – Примеч. пер. , посредством электрической стимуляции расположенного во внутреннем ухе нерва. В 1970-х годах было запатентовано сразу несколько конструкций многоканальных ушных имплантатов, но лишь к 1997 году мировому медицинскому сообществу удалось прийти к консенсусу в отношении того, какую из предложенных технологий следует взять на вооружение. В конечном итоге широкое распространение получил слуховой аппарат, запатентованный в 1977 году французской фирмой Bertin.

Кохлеарные имплантаты позволили вернуть слух тысячам людей во всем мире. А бионические имплантаты следующего поколения обещают наделить человека сверхъестественными способностями слышать.

Рисунок 6.10. Бионическое ухо расширит природные возможности слуха (источник: Princeton)

В 2013 году ученые из Принстонского университета создали на 3D-принтере полный аналог человеческого уха на основе широко применяемого в тканевой инженерии гидрогеля [325] См.: Mannoor, et al. 3D Printed Bionic Ears // Nano Letters. – 2013. – Примеч. науч. ред. . Его наполняли клетками теленка и полимером, содержащим наночастицы серебра, способные воспринимать радиоволны. Клетки созревали, образуя хрящевую ткань вокруг спиралевидной антенны в центре уха. Тестирование показало, что бионическое ухо способно улавливать сигнал в широком диапазоне частот в пределах от 1 МГц до 5 ГГц, в то время как обычному уху доступен диапазон от 20 Гц до 20 КГц.

Бионические линзы, позволяющие видеть в три раза лучше, чем при стопроцентном зрении, персональный индикаторный дисплей, искусственные уши, тысячекратно расширяющие частотный диапазон слышимых акустических колебаний, – эти и другие технологии завтрашнего дня способны наделить нас поистине сверхчеловеческими возможностями. Но каждый ли захочет превратиться в сверхчеловека?

Реально-виртуальный континуум

Технология, разработанная компанией Magic Leap, и ей подобные наполняют поле зрения пользователя синтезированными изображениями, а очки HoloLens от Microsoft представляют первую в мире платформу для наложения динамических голограмм на видимую реальность. Большие перспективы открываются в области лазерного проецирования изображений на сетчатку глаз при помощи специальных очков. Ранее образы проецировались на их внутреннее зеркало. Так были устроены, в частности, очки Google Glass. Новейшие технологии обеспечивают более высокое разрешение и четкость изображения благодаря использованию полупрозрачных или органических светодиодных дисплеев (OLED) с лазерной или какой-либо иной проекцией изображения на поверхность сетчатки. Описанные технологии главным образом предназначены для создания дополненной реальности.

Альтернативный подход принято называть «виртуальной реальностью». Примером могут служить очки Oculus Rift и аналогичные устройства с жидкокристаллическими (LCD) дисплеями высокого разрешения (не ниже 1080 × 200) или светодиодными панелями, встроенными в шлем или визор. Типичный шлем виртуальной реальности имеет частоту обновления изображения не ниже 90 Гц, круговой панорамный обзор, встроенную звуковую карту с авторегулировкой уровня сигнала, удобен в ношении и обладает эстетичным внешним видом.

В отличие от дополненной реальности, в которой изображения проецируются поверх того, что находится в поле зрения пользователя, виртуальная реальность полностью погружает человека в свой мир. При этом и дополненная, и виртуальная реальности относятся к так называемой «смешанной реальности» [326] англ. Mixed Reality (MR). – Примеч. пер. .

Рисунок 6.11. Спектр смешанной реальности

Спектр смешанной реальности

Давайте разберемся, из чего состоит спектр смешанной реальности:

● Реальный мир– тот, что мы видим собственными глазами.

● Дополненная реальностьохватывает решения, аналогичные ПИЛС и современным технологиям Magic Leap и Microsoft HoloLens.

● Виртуальная реальностьсоздается за счет технологий полного погружения в виртуальный мир, которые по мере совершенствования и повышения разрешения находят все более широкое коммерческое применение, примером чего могут служить шлемы и очки виртуальной реальности, такие как Oculus Rift, НТС Vive, Samsung Gear VR и другие.

● Дополненная виртуальностьподразумевает дополнение виртуальной реальности элементами реального мира, представляя собой синтез реальности и виртуальности.

В дополненной виртуальности возможно все. Например, ваше тело может быть спроецировано в виртуальное пространство, и вы увидите, как ваша собственная рука отворяет виртуальную дверь, а ваши ноги передвигаются по коридорам виртуального мира.

За обеспечение моторики отвечают датчики движения, встроенные в шлем виртуальной реальности или установленные в помещении. Система слежения сканирует динамику телодвижений пользователя или делает снимки высокого разрешения, фиксирующие его положение в пространстве, и создает на основе полученных сведений виртуальную модель его тела.