Третье измерение виртуального мира

     На Всемирной выставке изобретений "Эврика-96" в Брюсселе сразу две медали -- золотую и серебряную получили разработки братьев Нурахмеда и Нуруллы Латыповых. На первый взгляд ничего особенного они собой не представляли. Человек забирается внутрь двухметровой сферы и словно оказывается в ином мире. Ну что ж, очередной аттракцион, скажете вы. Но давайте не торопиться с выводами. Вот что рассказывает сам автор разработки Нурахмед ЛАТЫПОВ.

     Многие, наверное, имеют представление о том, что такое виртуальная реальность. Кто-то о ней читал, кто-то видел в кино или по телевизору. Вспомним, как действуют герои в такой передаче. Вот он облачается в спецкостюм, надевает шлем и очки-мониторы, в которых отображается трехмерное пространство. Включается компьютер, оживают датчики... Стоит человеку повернуть голову чуть в сторону, и вокруг послушно изменяется панорама, будто вы и в самом деле очутились в неведомом мире. И перед глазами человека разворачивается картина, сконструированная художниками и программистами. Ну а если еще у вас на руках перчатки, позволяющие взаимодействовать с компьютерными объектами, то иллюзия пребывания в смоделированном пространстве становится почти полной.
     "Почти", но не совсем. И дело тут не только в том, что картинка, отображаемая на телеэкране, не такая уж качественная или перчатки не дают полного ощущения окружающего мира. Это в конце концов огрехи технического плана, вполне устранимые в скором будущем.
     Попробуйте-ка сделать шаг-другой в этом виртуальном мире, и вы убедитесь в его иллюзорности. Ведь сквозь виртуальные очки человек видит только то, что рисует перед ним компьютер, а не то, что его окружает -- стулья, столы, стены, на которые неминуемо наткнетесь, если и в самом деле решите действовать. Потому пользователи таких устройств обычно либо сидят в кресле, либо в лучшем случае топчутся на пятачке, огражденном от неожиданностей поручнями. Передвигаться на дальние расстояния в виртуальном мире приходится с помощью рук. И обычно перчатку надевают лишь на одну из них, а другая манипулирует компьютерной "мышью". Однако согласитесь, "ходить на руках" -- это противоестественно. Рушатся все иллюзии, какими бы убедительными их ни старались создать художник с программистом.
     Так нельзя ли создать устройство, благодаря которому человек мог бы свободно передвигаться по компьютерному миру на собственных ногах, в любую сторону, на сколь угодно большое расстояние? Да притом без всякого риска свернуть себе шею, наткнувшись на реальную преграду?

Один из братьев Латыповых демонстрирует спецснаряжение "виртуалера", так они окрестили свою сферу

     Прообраз подобного устройства уже есть. Вспомните беличье колесо. Как ни шустро бежит зверек, а все остается на одном месте. И нет для него никаких препятствий, даже клетка не помеха.
     Правда, для нашего случая беличье колесо не подходит. И мы заменили его сферой. Представьте себе полый шар диаметром около 2,6 м, собранный из прочного материала. Человек может в нем без опаски ходить, бегать, прыгать. Покоится же шар не просто на полу -- тогда он наверняка куда-нибудь укатится, а на специальных шаровых опорах, позволяющих ему одинаково свободно вращаться по любой из трех пространственных координат. Словом, влезай и отправляйся в какую угодно сторону. А моделируемое виртуальное пространство будет меняться не только в зависимости от сценария, но и в соответствии с перемещениями человека, его действиями, даже направлением взгляда. Дело в том, что компьютер управляется с помощью новой, не имеющей аналогов в мире системы датчиков, которая не зависит от какой-либо искусственной системы отсчета. Она "привязана" к самому надежному ориентиру -- геомагнитному полю земли.
     Пока нам не хотелось бы раскрывать подробности конструкции датчиков изобретателя В.Бровина, которые мы использовали. Они -- одно из важнейших "ноу-хау" нашей разработки. Скажем лишь, что в их основе лежат обыкновенные компасы. Стрелка этого прибора, как вы знаете, несмотря ни на что, упрямо показывает на север, а датчик -- положение той или иной части тела относительно, скажем, горизонтали. Если он укреплен на пояснице и показывает, что угол с горизонталью равен 0°, значит, человек лежит, 90° -- стоит, 45° -- нагнулся... Такая магнитная стрелка сигнализирует, в какую сторону повернуто тело, определяет направление перемещения. А расстояние легко рассчитать по количеству сделанных шагов...
     При одном и том же наборе виртуальной амуниции -- мини-компьютер, тренажер-сфера, шлем с перчатками и костюм с датчиками -- можно создавать любую обстановку. Она зависит лишь от той программы, которую вы заложите в компьютер, да, пожалуй, еще от изобретательности специалистов, которые готовят сценарий. Никаких других ограничений здесь нет.

Перед вами виртуальная сфера в разрезе

     Где может быть использована такая установка? Ну прежде всего напрашиваются игровые аттракционы. Теперь каждый может стать одним из героев полюбившегося мультика и, войдя в роль, испытать все приключения, которые выпадают рисованным героям. Пригодится она и спортсменам. Разминки и тренировки перестанут быть монотонными. Ведь вместо "боя с тенью" тренер может предложить своему подопечному боксеру в спарринг-партнеры хоть Касиуса Клея. На репетициях в театре такая установка поможет актерам взглянуть на себя со стороны. Ведь виртуальный мир вполне позволяет даже раздвоиться. Не откажутся от ее услуг и космонавты. Она не только облегчит тренировки в выполнении стыковок или других операций в космосе, но позволит "проиграть" даже высадку космического десанта на другую планету...
     Наша виртуальная сфера сравнительно невысока по цене. Например, шлемы типа VFX1, I-Glasses стоят примерно столько же, сколько цветной телевизор. Сама же сфера при массе около 100 кг собирается из 32 секций, выполненных из композитных материалов, но можно и из дюралюминия. В разобранном состоянии ей нетрудно найти место даже в легковом автомобиле. Наладить же производство подобных шаров, равно как и спецкостюмов, не представляет особой технической задачи.

Рассказ записал
Дмитрий ГАВРИЛОВ