Очень многие с надеждой ждут расцвета технологии виртуальной реальности (ВР). Однако, несмотря на появление доступных очков ВР, бум в развлекательной индустрии не начался. Причина кроется в особенностях строения нашего тела, точнее, ответы надо искать в области нейробиологии.

Для начала позвольте спросить: что вам ближе, виртуальная реальность или дополненная? Сравните эти два видео.

Пре-альфа космического симулятора EVE: Valkyre:

И демо-видео от таинственной компании Magic Leap, не так давно удивившей всех вирусным роликом с карманным слоном:

Для кого-то этот вопрос прозвучит столь же нелепо, как предложение выбрать между колбасой и сыром, уж очень разные технологии. Но вполне вероятно, что эти технологии может объединить одно неочевидное свойство. Речь о том, насколько они будут комфортно восприниматься человеческим сознанием и телом.

Попытки создания очков виртуальной реальности предпринимаются довольно давно. Но ни одна из разработок так и не оказалась успешной. Очередной раунд уже привёл к появлению нескольких новых проектов, а поступления в продажу заранее раскрученного Oculus Rift все уже устали ждать. Засекреченный Magic Leap может преподнести очень неожиданный сюрприз, если разработчикам и впрямь удастся реализовать обещанное.

Как видите, целый ряд производителей обещают нам «вот-вот» россыпь технологий, которые позволят поднять развлечения на новый уровень. Заядлому игроману есть от чего капать в предвкушении слюной. Многие заранее готовы простить будущим гаджетам небольшие лаги и не слишком высокое, прямо скажем, разрешение изображения. Однако может статься, что проблема подкрадётся совсем с другой стороны.

Наверняка большинство из вас уже неоднократно смотрели видео, в которых люди очень эмоционально и позитивно реагируют на то, что видят в очках виртуальной реальности. Но это совершенно не означает, что в них человек перестаёт отличать виртуальный мир от настоящего. Нет, одурачить мозг этим невозможно. Это лишь проявление эмоциональной вовлечённости, для которой нам даже не нужно фотореалистичное изображение.

В сети очень мало информации о том, что ощущает пользователь, длительное время не снимавший очки ВР. Не 15 минут, не 30, а несколько часов. Увы, но есть целый ряд свидетельств того, что мозг не получается ввести в заблуждение картинкой перед глазами и наушниками.

Задержки как причина укачивания

Одним из ярких последствий длительного использования очков ВР является состояние укачивания. Собственно, многим для этого и очки не нужны, достаточно поиграть в некоторые игры от первого лица. Основной причиной являются микрозадержки в изменении изображения в ответ на наши действия. И если на расстоянии нескольких десятков сантиметров от монитора это не так заметно, поскольку нас «держит» периферическое зрение, то в случае с очками ВР, чьи дисплеи перекрывают почти всё поле зрения, восприятие меняется. Более того, при пользовании очками задействуется и вестибулярный аппарат, так что микрозадержки влияют на наш мозг куда сильнее, чем при игре за компьютером. В очках ВР они могут достигать 20 миллисекунд. Это совершенно незаметно в «традиционных» играх, но здесь уже негативно влияет на самочувствие пользователя. Правда, многое ещё зависит от индивидуальной восприимчивости. Кого-то будет мутить при 3 миллисекундах, а кто-то будет радостно играть и при 150.

Аккомодация мышц хрусталика и глазного яблока

Явление, знакомое подавляющему большинству пользователей компьютеров. После многочасового смотрения в монитор возникают различные неприятные ощущения в глазах, становится труднее фокусироваться на дальние расстояния. В этом нет ничего удивительного —мышцы, управляющие хрусталиком и глазным яблоком сделаны из того же материала, что и все остальные мышцы тела. Попробуйте взять гантель и длительное время держать её на весу на вытянутой руке. Когда терпеть не будет сил, вспомните о своих глазах, которым вы не даёте отдыха по несколько часов.

Но это не самое интересное в случае с очками ВР. Куда любопытнее явление «разрыва шаблона». Допустим, вы смотрите на виртуальный горизонт, и мозг ожидает, что мышцы хрусталика и глазного яблока будут работать соответствующим образом. Но физически-то вы смотрите на объект, находящийся в нескольких сантиметрах перед глазами. Хорошо, пусть в паре метров, благодаря оптической системе очков. Но в любом случае, на подсознательном уровне вы понимаете, что смотрите не куда-то вдаль, а прямо перед собой. В ряде случаев это может привести к неприятным ощущениям в глазах и головной боли.

Добавьте к этому ещё один момент: в жизни мы воспринимаем всё окружающее пространство резким только потому, что в наших глазах имеется «автофокус», точка сведения глаз и положение хрусталиков постоянно меняются. Однако дисплеи очков показывают нам резким только то, что задумано разработчиками. И как бы вы ни старались разглядеть более далёкие или ближние предметы, они будут оставаться размытыми. Это тоже доставляет определённый дискомфорт.

Правда, разработчики из Magic Leap обещают решить эту проблему благодаря технологии «светового поля», лёгшей в основу фотокамер Lytro. Но насколько им это удастся, сложно даже предположить. Поживём — увидим.

Поле зрения

Как известно, эффект присутствия во многом достигается благодаря задействованию периферического (бокового) зрения. Именно информация с границ секторов обзора наших глаз позволяет мозгу «ощущать» себя именно здесь, «чувствовать» окружающее пространство. Причём периферическое зрение более чувствительно к движению попадающих в него объектов. Более того, даже информация от него идёт в мозг по отдельному каналу, параллельно с «основным» видеопотоком. По одной из версии, эта особенность позволяла выживать нашим далёким предкам в условиях недружелюбной дикой природы. В то же время повышенная чувствительность налагает более высокие требования к точности симуляции, ведь периферическое зрение тесно связано с нашей способностью ориентироваться в пространстве. Поэтому вовсе недостаточно сделать дисплеи пошире. Помимо прочего, необходимо исключить мерцание изображения на периферии.

Ориентация в виртуальном пространстве

Представим, что удалось полностью решить проблему микрозадержек. Увы, но этого окажется недостаточно для решения проблемы укачивания пользователей. Для формирования ощущения присутствия важна не только скорость обработки изображения очками, но и соответствие физических движений нашего тела происходящим на экране изменениям. Если вы «наклоняетесь» и смотрите на свои виртуальные ноги, сидя при этом в кресле, то возникает «несовпадение форматов». Ведь мозг ожидает напряжения соответствующих групп мышц и отклика вестибулярного аппарата, подтверждающих изменение положения в пространстве. А вы в это время всего лишь отклонили пальцем джойстик.

Иными словами, для полноценного ощущения себя в ином пространстве — виртуальном — необходимо целиком копировать все необходимые для этого движения. Если в игре вам надо пробежать километр, то его придётся пробежать и в реальности, с очками на лице. Не особо так наиграешься, верно? Обойти это можно только с помощью сюжетных ухищрений, скажем, используя телепорты или «сажая» игрока в кресло виртуального транспортного средства. Но это будет весьма очевидная уловка.

Как вариант, можно использовать специальные тренажёры по образу беговых дорожек, но позволяющих менять направление движения. Вот только данное устройство делает всю систему громоздкой и ещё более дорогой, а также накладывает определённые ограничения.

В общем, не стоит пока ожидать виртуальной революции. Не просто так постоянно сдвигается дата выпуска коммерческой версии Oculus Rift, а очки ВР от других производителей хоть и поступили в продажу, но не подтвердили высоких ожиданий пользователей. По сути, они остались товаром для немногочисленных энтузиастов.

С другой стороны, наличие всех вышеописанных нейробиологических сложностей не означает, что на технологии виртуальной реальности пора ставить крест. Чем больше мы сталкиваемся с подобными препятствиями, тем лучше понимаем работу человеческого мозга. И быть может, в будущем накопленный опыт позволит, наконец, создать технологию убедительной ВР.