Обзорный материал подготовлен по материалам Максима Чижова Virtuality Club .

3D виртуальная реальность – реалия сегодняшнего дня, активно проникающая в человеческую жизнь. Вначале рассмотрим некоторые аспекты применения виртуальной реальности в современной жизни. Это, прежде всего, видеоигры, мероприятия в прямом эфире, кино и сериалы, продажи, образование, здравоохранение, военная промышленность, продажи недвижимости и проектирование.

Примерный обзор рынка представлен в таблице (VR-виртуальная реальность, AR-дополненная).

На данный момент главное, что тормозит развитие технологий в области развлечений, — это отсутствие у разработчиков необходимых инструментов и клиентской базы, так как пользователи, в свою очередь, не до конца доверяют разработчикам программного обеспечения для виртуальной реальности из-за того, что нет громких проектов.

Эту проблему пытаются разрешить многие крупные компании: Google, Sony и Microsoft. Представители YouTube и Facebook не остались в стороне: они уже запустили полную поддержку своих онлайн-сервисов для виртуальной реальности.

Видеоигры

Самый многообещающий рынок виртуальной реальности.

Виртуальная реальность полностью погружает пользователя в игровой мир, в отличие от дополненной, которая лишь вносит некоторые изменения в настоящий мир. Сфера видеоигр для технологий виртуальной реальности в приоритете, этому способствует постоянное техническое и программное развитие разработки игровых проектов.

Мероприятия в прямом эфире

Спортивные события, концерты и путешествия.

С помощью виртуальной и совмещенной реальности пользователи смогут ощутить эффект личного присутствия на массовых мероприятиях — так можно будет решить проблему покупки дорогостоящих билетов. Самые интересные матчи и концерты можно будет посещать из любой части планеты, сидя в удобном кресле в гостиной. Упор делается на трансляцию спортивных соревнований, но развитие технологий позволит вести передачу самых разнообразных событий. Компания CNN, например, уже проводила в формате виртуальной и совмещенной реальности прямую трансляцию президентских дебатов демократической партии США.

Кино и сериалы

Использование технологий виртуальной реальности полностью изменит уже привычную для нас киноиндустрию: пользователи смогут полностью погружаться в фильм, вместо того чтобы смотреть его со стороны.

Продажи

• VR-решения используются в области продажи товаров для дома, одежды и автомобилей.
• Технологии AR и VR будут использоваться для продажи эксклюзивных товаров.

Технологии виртуальной и совмещенной реальности обеспечивают более интуитивный и упрощенный уровень взаимодействия пользователя с технологиями. Сфера продаж в интернете ($1,5 трлн в год) составляет 6% от всего мирового товарооборота. Многие эксклюзивные интернет-магазины уже сейчас готовятся к началу продаж в виртуальной или дополненной реальности. Более 70% компаний из списка Fortune100 и Interbrand100 уже использовали маркетинговые решения с дополненной и виртуальной реальностью, но пока рано говорить о полноценном инструменте продажи.

• Крупная сеть магазинов товаров для дома Lowe запустила проект Holoroom в шести своих магазинах. С помощью технологий виртуальной реальности Oculus покупатели смогут оценить будущий дизайн кухни или ванной комнаты.
• Компания Microsoft начала сотрудничество с автопроизводителем Volvo: технология HoloLens помогает клиентам выбирать подходящую конфигурацию автомобиля.
• Магазины одежды будут использовать примерочные, оборудованные технологиями виртуальной или дополненной реальности, чтобы клиенты могли примерять вещи, не дотрагиваясь до них.

Продажа недвижимости

Компания Sotheby's уже применяет технологии виртуальной реальности.

Образование

Apple выделила для нужд системы образования 8 млн iPad за три года.

Google объявила о поддержке образовательных учреждений Google Cardboard.

С применением технологий виртуальной и дополненной реальности ученики средних и высших учебных заведений смогут взаимодействовать с предметами в виртуальном пространстве или участвовать в важных исторических событиях.

Технологии виртуальной и дополненной реальности следует применять в сфере образования в первую очередь потому, что образовательная система должна приспосабливаться к усложняющимся процессам, моделям и теориям, ученикам необходимо оперировать большим количеством информации и новыми способами ее представления. Поэтому уже сегодня можно сказать, что специалисты в AR и VR будут востребованы как в будущем, так и сегодня.

Здравоохранение

Варианты применения виртуальной и дополненной реальности в области здравоохранения: облегчение работы медиков, лечение фобий и психических расстройств, проведение виртуальных приемов.

Военная промышленность

Технологии VR уже несколько лет применяются для подготовки военных специалистов США.

Отработка боевых ситуаций и оказание первой медицинской помощи.

Симуляция виртуальных военных действий должна быть максимально реалистична.

С 2012 года армия США начала подготовку кадров с помощью технологий виртуальной реальности. Новейшие технологии применяются в обучении летчиков, пехоты и военных медиков и позволяют солдатам побывать в условиях, максимально приближенных к боевым, без всякой опасности для жизни и здоровья.

Проектирование

Работа с бумажными и цифровыми версиями чертежей.

Возможность тестировать работу конструкции в виртуальном пространстве.

Применение технологий виртуальной и дополненной реальности нацелено на улучшение уже имеющихся компьютерных технологий проектирования (автоматизация производственных процессов, система автоматизированного проектирования). Инженеры смогут проводить предварительное тестирование выпускаемой продукции в виртуальной реальности, благодаря чему снизится конечная стоимость детали. Журнал Forbes сообщает, что компания Ford начала введение похожих технологий в производство автомобилей еще в 2000 году.

Проблемы и предлагаемые решения.

Среди многочисленных проблем развития революционной области такой, как виртуальная реальность, остановимся только на некоторых аспектах описания объектов виртуальной реальности. И здесь список проблем достаточно широк – это и захват движения и распознавание образов, анализ сцены и многое другое.

Как и во всех кейсах выхода на массовый рынок, главная сложность — отставание развития технологий. Для корректной работы разработчикам необходимо предоставлять клиентам самые точные виртуальные копии товаров или окружающего пространства, что не всегда возможно из-за несовершенного уровня технологий, прежде всего математических моделей. Нужно не только хорошо отрисовать объекты, участвующие в отображении сцены, но и реалистично их отобразить, прежде всего, провести корректное освещение от многих источников света, в том числе и отображенным светом. Существующие методы основаны на представлении объекта в виде множества треугольников (полигональная функция) совмещенной с линейной аппроксимацией функции освещенности. Данная модель при приближении объекта приводит к фрагментации изображения (распадения на примитивы) и нарушении восприятия объекта клиентом.

Предлагается на основе существующей модели описания геометрических объектов построить функцию освещения с использованием непрерывных кусочно-гладких фрагментов сфер. Данный подход позволит при отображении элементов виртуальной реальности, с одной стороны, значительно улучшить качество отображаемых объектов и приблизить их к реальности, а с другой, уменьшить нагрузку на вычислительную аппаратную часть оборудования клиента (шлем виртуальной реальности и подобное). Математические аспекты предлагаемого подхода освещены в презентации.

Использование предложенной технологии позволит уже на существующей аппаратной части улучшить качество изображения для восприятия клиентом.