Термин “виртуальная реальность” вошел в наш лексикон в общем-то недавно, однако большинство поклонников этой технологии вряд ли догадывается, что лет 25 — 30 назад, когда нынешиих игроманов еще и в проекте не было, а их будущие папы и мамы только-только завершали среднее образование, устройства виртуальной реальности уже существовали. Правда, назывались они не столь интригующе и к тому же были известны лишь узкому кругу специалистов: как вы уже догадались, я говорю о тренажерах. Область их применения уже в те времена была достаточно обширна: подготовка танкистов, артиллеристов, моряков, подводников, космонавтов, авиадиспетчеров, операторов АЭС. Но наиболее массовыми и передовыми с технической точки зрения были и остаются авиационные тренажеры. Что же позволяет нам отнести эти устройства к инструментам виртуальной реальности? Формальных признаков несколько: моделирование в реальном масштабе времени, имитация окружающей обстановки с высокой степенью реализма и возможность воздействовать на нее или отдельные ее объекты, имея при этом обратную связь. Тренажер имитирует полет самолета полностью (от взлета до посадки), либо частично — говоря современным языком ,распологает определенным набором миссий. В состав тренажера входит компьютер, моделирующий полет самолета и выдающий на приборы параметры полета: скорость, высоту, перегрузку и т.д. Для реалистичности имитации на тренажере необходимо качественно воспроизводить визуальную окружающую обстановку — все то, что летчик видит из кабины. Тогда, 30 лет назад, это было самой сложной задачей, ведь до изобретения Oculus оставались десятилетия. Цифрового синтеза изображений еще не существовало, единственно доступными системаыи в то время были только телевизионные, и изворотливым инженерам приходилось идти на самые невообразимые ухищрения. В частности, сооружался макет местности, превышающий по площади типовую двухкомнатную квартиру, на котором было почти все: леса, реки, горы, аэродромы, города… Над макетом по специальным направляющим, как перо в графопостроителе, ползала телекамера, а изображение передавалось на телевизор, установленный перед кабиной летчика. Описанные системы нашли применение в тренажерах как гражданских самолетов, где угол обзора из кабины довольно узок, так и в системах тренировки военных летчиков, предназначенных для отработки частных задач(взлет-посадка, полет по приборам).В тренажерах воздушного боя,где необходим круговой обзор,использовались специальные сферы:кабина тренажера устанавливалась в центре сферы, а изображение на ее внутренней поверхности создавалось с помощью проекторов. Однако вскоре телевизионные системы были вытеснены цифровым синтезом изображений, и в начале 80-х годов появились первые нашлемные устройства отображения визуальной обстановки. Другой архисложной проблемой было воспроизведение пространственного положения и перегрузок. Для этого кабина тренажера устанавливалась на специальной подвижной платформе с 3 — 6 степенями свободы. Но так как подвижные платформы очень дороги и сложны в эксплуатации, в качестве более дешевой альтернативы было изобретено “динамическое кресло”, в котором воздействие перегрузок на летчика имитировалось натягом привязных ремней и созданием давления в специальных камерах, устанавливаемых в сиденье и спинку кресла. Полагаю, что этого краткого экскурса в историю достаточно, чтобы ознакомиться с “родословной” и “предками” виртуальной реальности. Замечу лишь, что на самом деле ее история началась гораздо раньше, когда цифровая техника находилась в зачаточном состоянии и практически все моделирующие устройства были аналоговыми. А теперь вернемся в наши дни и рассмотрим современные устройства виртуальной реальности.
шлемы
Шлем I-Glasses фирмы Virtual I/O(рис.) — самый дешевый из устройств подобного типа. По правде говоря, он больше напоминает очки; весит он менее 500 граммов. Его розничная цена здесь, в России, с учетом всех таможенных сборов, составляет 1 193 доллара. Шлем оснащен двумя жидкокристаллическими дисплеями (ЖКД), размещенными перед каждым глазом. Размер ЖКД составляет 0,7 дюйма, разрешение — 180 тысяч пикселей на каждый глаз, угол зрения — 60′. Диапазон частот стереонаушников находится в пределах от 20 Гц до 20 кГц. Система слежения фирмы Polheus (США), принцип действия которой основан на регистрации изменения направления магнитного поля Земли, отслеживает повороты головы относителъно всех трех осей с точностью 0,5 (зона нечувствительности составляет 0,25 ). Этаже фирма выпускает и 6-степенную систему слежения,позволяющую кроме угловых перемещений отслеживать линейные, но стоит она значительно дороже более 2500 долларов.
Наиболее популярной системой в нашей стране стал шлем VFX-1, выпускаемый американской компанией Forte. Одной из главных особенностей этого устройства является “умный козырек” (Smart visor), который избавляет пользователя от необходимости снимать шлем с головы каждый раз, когда погружение в виртуальную реальность заканчивается или приостанавливается, — для этого достаточно просто поднять козырек шлема. Другим отличием является возможность регулирования межзрачкового расстояния. Для носящих очки предусмотрена настройка фокуса для каждого глаза. Шлем довольно легок, его открытая конструкция не затрудняет циркуляцию воздуха, и он очень быстро, с помощью простейших приспособлений, подгоняется под размер головы играющего. Стереонаушники VFX-1 совместимы практически со всеми звуковыми платами, а встроенный микрофон позволяет “виртуалам” общаться между собой во время сеанса. Дпя формирования трехмерного стереоскопического изображения используютсядва ЖКД с активной матрицей, работающих со всеми стандартныии приложениями VGA. Размер изображения составляет 10,6 мм по вертикали и 14,3 мм по горизонтали, поле зрения — 35,2′ по вертикали, 53′ по горизонтали, 56,1′ по диагонали, разрешение — 183 х470пикселей. Каждый глаз видит свою картинку, но при этом оба изображения синхронизированы таким образов, чтобы обеспечить стереоскопический эффект. Система Тhе 3D VOS Head Тrасkеr отслеживает повороты головы относительно трех осей в диапазоне 340′ по вертикали и 360′ по горизонтали. Угловое разрешение — 0,0077 по вертикали и 0,251 по горизонтали. В розницу шлем продается за 1495 долларов; сравнительно невысокая цена в сочетании с приличными возможностями сделали это устройство “хитом сезона” и у нас,и на Западе объем продаж VFX-1 в России стабилизировался на уровне 100-120 шлемов в месяц. Точными данными об объемах западного рынка мы, к сожалению, не располагаем, но, по косвенным оценкам, в мире продается не более 8000 таких шлемов в месяц.
Шлемы CyberEye Stегео и CyberEye Mono, выпускаемые фирмой General Reality стоят несколько дороже: 3185 и 2535 долларов соответственно. По всей видимости, это объясняется более высоким разрешением ЖКД(420х230). Характеристики аудиоканала, системы отслеживания положения головы у этих устройств практически такие же, как у I-Glasses или VFX-1. Следующие представители этого классаустройств — шлемы VIM 500 и VIM 1000 фирмы Kaiser Electro-Optics Их принципиальное отличие заключается в том, что изображение в них формируется на относительно большом экране, состоящем из несколькихЖКД. Размер дисплеев — 0,7дюйма, разрешение — 180 тысяч писклей, цвет –24-битный. Здесь не требуется настраивать межзрачковое расстояние и фокусировку: экран находится на некотором расстоянии от глаз, и обладеталям очков не прийдется расставаться со своим “дополнительным органом”.Играющий получает в полном смысле широкоформатное изображение:угол зрения по вертикали-30′, по горизонтали-100′(VIM 1000) или 50′(VIM 500).Правда, и цена таких шлемов подобающая: VIM 1000 стоит 9085 долларов, а VIM 500 — “всего” 4039 долларов. Вес каждого из них составляет 750 граммов. В описанных выше шлемах изображение формируется на жидкокристаллических дисплеях. Но существуют и другие способы: например, в устройстве HML-133 (Head Mounted Display) вместо ЖКИ используются электронно-лучевые трубки, мониторы в миниатюре. Характеристики у такого шлема поприличнее: разрешение 1024х768, 24-битный цвет, — но и цена тоже соответствующая: 43700 долларов. Применяются эти шлемы в мирной, но достаточно прибыльной за рубежом отрасли — в медицине: в частности, в томографии, диагностике и для обучения студентов(появился даже новый термин — виртуальная хирургия).
графические акселераторы
Графические акселераторы или, если говорить точнее, трехмерные акселераторы реального времени (3D Accelerators Real Time capable). Они предназначены для пересчета изображения в реальном времени с частотой не менее 20 кадров в секунду-в противном случае “картинка” будет дергаться, как в старом кино.(Конечно,теоретически можно обойтись и без акселератора-если изображение очень простое,а компьютер достаточно мощный,-но это,скорее,исключительный случай.)Акселератор представляет собой плату, устанавливаемую в в компьютер, Все многообразие предлагаемых моделей этих устройств, отличающихся ценой, производительностью и качеством, можно условно разделить на два класса: акселераторы, предназначенные для серьезных задач реанимация, научные, медицинские, военные применения, СА0-системы), и акселераторы для игр. Принципиальное различие между двумя классами заключается в том, что в серьезных приложениях необходимо “честно” обсчитывать взаимное расположение объектов и очень точно его отображать, вносить перспективную, пространственную и текстурную коррекцию, а для игр, понятное дело, достаточно создать правдоподобное изображение, особенно не углубляясь в расчеты угловых размеров объектов на заднем плане или, скажем, “густоты” падающей тени.
К классу профессиональных акселераторов можно отнести карту Sapphire фирмы Fujitsu реализующую современную технологию PixelBus. Эта карта позволяет работать со сложными движущимися трехмерными объектами в полноэкранном режиме (1024х768, True color) со скоростью до 30 кадров в секунду. Sapphire работает под Windows NT и требует 8 Мбайт RAM. Цена Sapphire– 1795 долларов.
Примерно к этому же классу относятся акселераторы 3Demon фирмы OmniComp (1550 долларов) и Freedomп фирмы Evans&sutherland (3590 долларов). Простые и дешевые акселераторы выпускаются американской компанией STB. Их стоимость колеблется от 200 до 500 долларов.
Одна из новинок этой фирмы — акселератор 3D Game PRO, созданный под Windows 95 и пересчитывающий изображение, содержащее 4000 полигонов, со скоростью 30 кадров в секунду. Однако с большим сожалением нужно отметить, что 3D Game Pro проводит такой пересчет довольно некорректно.
перчатки,жилетка,трекер
Следующей после шлема крупной покупкой у каждого уважающего себя игромана наверняка будет интерактор, чаще называемый “жилетом”. Это устройство подключается к звуковой карте и преобразует звук в мягкие вибрации или мощные удары, создающие ощущение полной реальности в “боевых” играх. Другим популярным аксессуаром о праву считается перчатка Power Glove. Она оснащена ультразвуковыми датчиками положения и ориентации пальцев,а также сенсорами изгиба.Стоит такая “рукавичка” 60 долларов.Кроме того,уже стали привычными 3-6 степенные манипуляторы и “гравитационные” мышки разных “пород” — как с проводами, так и без оных. Малоизвестными в нашей стране устройствами (в силу своей специфичности и стоимости) пока являются трэкеры. Они предназначены для решения задач анимации: отслеживать в реальном масштабе времени положение частей тела (рук, ног, головы и т д ) и передавать эту информацию в компьютер для обработки. Принцип действия этих устройств прост: “подопытного” человека обклеивают датчиками, направляют на них сигнал (в оптическом диапазоне, ИК или СВЧ), регистрируют приемниками отраженные импульсы и затем, как в обычном локаторе, вычисляют координаты датчиков. Не стану утомлять вас перечислением названий трэкеров и фирм, их выпускающих, а лишь отмечу, что цены на эти устройства колеблются в диапазоне от 3500 до 60000 долларов.
основные программные продукты
Построить свой виртуальный мир и определить его свойства можно с помощью трехмерного редактора VREAM 3D системы разработки виртуальной реальности VREAM.Редактор создает объекты в виртуальной трехмерной вселенной с помощью полного набора 3D Drawing tools, задает активные интерфейсные устройства (клавиатура(рис.), мышь, джойстик, шлем, 6D-трэкер, 3D-мышь, перчатки и т.п.). Подсистема VREAM Puntime System позволяет погрузиться в созданный виртуальный мир и взаимодействовать с ним, перемещать его объекты, воздействовать на них. Подсистема Advanced features обладает многими свойствами, характерными для подобных дорогостоящих продуктов. Она обеспечивает высокое качество наложения на трехмерные объекты произвольных текстур, воспроизводит виртуальный мир как в обычном, так и в стереоскопическом вариантах, позволяет динамически создавать, изменять или уничтожать объекты виртуального пространства. VREAM может быть использована в качестве оболочки для других, внешних по отношению к виртуальному миру, приложений,обеспечивает сетевую поддержку-совместную “жизнь” в созданном пространстве нескольких пользователей системы. VREAM работает на стандартных РС совместимых 386-х или 486-х ПК под DOS, Windows3.х, Windows NT и Windows95.
WorldToolKit for Windows фирмы Sense8 Corporation является многоплатформной системой разработки ПО для визуального моделирования и создания приложений виртуальной реальности. Сегодня система WorldToolKit функционирует на платформах Silicon Graphics, Sun, HP, DEC, Intel и PowerРС и является единственным продуктом для создания приложений виртуальной реальности, разработанным согласно философии OpenVr. Это означает, что WorldToolKit переносим между различными платформами, поддерживает широкий спектр устройств ввода-вывода (шлемы, трэкеры, 3D- мыши и т.п.), позволяет объединять процедуры, написанные с использованием библиотеки WorldToolKit с уже существующим Си- кодом (драйверами устройств, различными конверторами и т.д.). На платформе РС-совместимых компьютеров WorldToolKit работает под WindowsЗ.x, WindowsNT, Windows 95 и не требует специальных графических ускорителей. Объектно- ориентированная библиотека WorldToolKit, написанная на Си, содержит более 650 высокоуровневых функций, позволяющих создавать виртуальный мир и взаимодействовать с ним. Библиотека WorldToolKit состоит из 1 8 классов, включающих “вселенную” (Universe), которая содержит обычные и графические объекты (graphical objects), точки обзора (viewpoints), сенсоры (sensors), пути (path) и источники света (light) и моделирует их взаимодействие. Минимальные требования к технике: процессор не ниже 486DX, 8 Мбайт RAM, Дополнительное программное обеспечение: MSVS++2.0, или Borland С++ 4.0, или Symantec С++ Professional, или Watcom 9.5.
Продукт Open Invetior, созданный фирмой SiliconGraphic, — это полностью объектно-ориентированная система разработки программных приложений виртуальной реальности, На сегодня существуют ее версии практически под все популярные операционные системы. Open Inventor наиболее эффективно использует мощную библиотеку OpenGL, предоставляет интуитивно ясный и легкий в освоении графический интерфейс, трехмерный вьюер и редактор, программный интерфейс Си и Си++, классы анимации. Open Inventor значительно расширяет возможности таких хорошо известных систем, как MS Virtual С++ 2.0 в области трехмерной графики, добавляя в стандартное меню новый пункт — свой Wisard, с помощью которого пользователь может создавать и модифицировать трехмерные объекты в виртуальном мире. Open Inventor сохраняет информацию о созданном виртуальном пространстве в объектно-ориентированной базе данных, называемой scene graph, где находится вся икформация, необходимая для моделирования полностью интерактивного трехмерного виртуального мира (трехмерные объекты и их атрибуты, источники света, камеры, события, реакции объектов на события и т.п.). Новый формат данных БД scene graph получил название Open inventor Intercharge Format 4. 4-файлы моут быть созданы а одном рабочем месте, а затем перенесены на другое по локальной сети или по Internet и там воспроизведены. Итак, чтобы почувствовать себя Создателем, вам осталось сделать самую малость — купить что-ниудь из указанного “софта”. Если вспомнить все возможности этого ПО,то цены на него покажутся вам более чем божескими: VREAM стоит 1235 долларов, WorldToolKit-от 1000 до 3000 долларов,а Open Inventor-1800 долларов.
paradigm simulation
Когда-то тренажеры и системы виртуальной реальности были по карману только крупным военным или исследовательским ведомствам. Ныне же эти средства становятся ключевым инструментом для делового успеха многих “обычных” фирм и организаций. Системы виртуальной реальности используются для научных исследований и оценки проектов в стадии разработки, в моделировании катастроф и образовании, для быстрого изготовления прототипов и фотопечати, при обучении управлению транспортом на земле и на воде, в воздухе и в космосе. И, как вы все, конечно, знаете, VR — это богатый инструмент для создания игр и прочих развлечений.
Фирма Paradigm simulation была основана в 1990 году. За время своего существования она добилась того, что ее продукция и услуги в области VR экспоненциально увеличивают производительность и качество создаваемых виртуальных миров, уменьшая при этом время и цену разработок. Paradigm обеспечивает своих покупателей профессиональными стандартными пакетами,в число которых входят программные средства визуальной имитации(visual simulation), системы обработки звука в реальном времени, интегрированные аудиовизуальные средства, базы данных трехмерных визуальных моделей. Фирма предоставляет пользователям богатую библиотеку трехмерных моделей в формате MultiGen Flight для применения при моделировании и в виртуальной реальности: это самолеты и оружие, ракеты и автомобили, поезда и здания, промышленные сооружения и ландшафты. В число пользователей продукции Paradigm Simulation сегодня входят SiliconGraphics и Ford Motor Company , Volvo и BMV, British Nuclear Fues и Boening, Mitsubisi и Nindendo, а также, ясное дело, NASA, военно-морские и воен- но-воздушные силы США. На, а с декабря 1 995 года продукты Vega и AudioWorks2 фирмы Paradigm simulation , предназначенные соответственно для создания визуальных и аудиомоделей и виртуальной реальности, признанные лучшим программным обеспечением своего класса,доступны и в нашем отечестве.
VEGA-это система для тех, кому надо быстро и качественно создавать виртуальную реальность и динамические модели, работающие в реальном (извините за тавтологию) времени, а также визуализовывать сложные системы связей. Vega включает в себя графическую среду разработки LynX, позволяющую обычным пользователям создавать законченные приложения, ничего не программируя, а программистам — использовать язык С для доступа к функциям нижнего уровня системы Vega. Vega представляет собой комплекс, основанный на системе визуализации SGI Performer и собственных разработках фирмы Paradigm. В систему также встроены средства для поддержки форматов моделей MultiGen и других. Vega поддерживает однопроцессорные и мультипроцессорные системы, многоконвейерные (multi-рipe), многоканальные (multi-channel) и многопользовательские (multi-player) приложения. Интерактивный объемный звук в реальном времени делает виртуальную реальность и модели окончательно неотличимыми от настоящей жизни.Система AudioWorks 2 позволяет в реальном времени подключить к работе множество независимых звуков,допускает обработку звука с учетом эффекта Доплера и задержки по времени и пространству,обеспечивает фильтрацию и организацию циклов,поддерживает регулировку фронта звукового сигнала и многое другое. Аппарат разработки программного обеспечения системы AudioWorks 2 включает библиотеку стандартных тем своего класса. Для удобства интеграции Vega и AudioWorks2 графический интерфейс LynX на основе Х-Motif созданный для пакета Vega , включен и в Audioworks2 (под названием AW-LynХ). Так что сочетание систем AudioWorks2 и Vega обеспечивает пользователю широкие функциональные возможности, высокую производительность и гибкость в работе.
vega
Система Vega хороша и для программистов, и для обычных пользователей. В ней два основных компонента — библиотека подцержки разработок Vega Development Library и среда LynX. Vega Development Library представляет собой стандартную библиотеку IRIX С/С++. Библиотеку эту можно встроить в любую программу, выполняемую под управлением операционной системы IRIX версии 5.2 и выше на SiliconGraphics. Vega может поддерживать работу сколь угодно большого числа наблюдателей (observers), каналов, игроков и сцен одновременно. Наблюдатель описывается в системе группой параметров, характеризующих его связи с созданным виртуальным миром: его позицию во времени и пространстве, его графическое представление в сцене и способ движения и т.д. Канал — это прямоугольный фрагмент вида на сцену(окно просмотра) и система его связей с окном. Канал может быть неподвижным, но его можно и привязать к движущемуся наблюдателю. В частности, каждому наблюдателю ставится в соответствие список визуальных каналов, чье расположение и ориентация связаны с его текущей позицией в пространстве. Сцена состоит из внесенных в нее объектов и спецэффектов, которые могут быть видны наблюдателям и которые можно, например, связать с игроками (players). Игрок — это некое существо, способное двигаться в виртуальном мире и управляемое пользователем. Визуально игрок никак не представлен в сцене. А вот связанные с ним объекты, которыми могут оказаться видимые наблюдатели или эффект взрыва, могут перемещаться в зависимости от движения игроков. Кстати, один наблюдатель может видеть одновременно неограниченное количество сцен, и несколько наблюдателей сразу могут видеть одну и ту же сцену (а могут видеть разные — виртуальная реальность, как-никак). Среда LynX является составной частью системы. Она позволяет разрабатывать собственные приложения и конфигурировать систему на свой вкус, распределять и совместно использовать память, работать с моделями, базами данных и спецэффектами и вообще — делать все, что нужно. Оболочка LynX работает со всеми классами объектов системы Vega, в том числе с окнами, каналами, наблюдателями, объектами и игроками. Но если вам нужны другие классы, то система предусматривает возможность работы оболочки и с ними — свяжите только LynX с файлом, вписывающим новый класс объектов. Этим же способом, кстати, подстраиваются к системе Vega ее дополнительные модули. Vega имеет библиотеку моделей движения и допускает движение по траектории и “на цель”, работает в относительных и абсолютных координатах. поддерживает ньютоновскчю физику и позволяет изменять гравитацию, эластичность,силу трения. Система обладает анимационной библиотекой и поддерживает технику “захват движения”(Motion Capture),позволяет варьировать освещение в зависимости от времени дня, включать фары машины или огни самолета, “организовывать” туман, дым и шум, подсвечивать объекты и делать их прозрачными. И так далее. При обсчете графики применяется распределенная параллельная обработка графики, использующая мощности всего компьютера Silicon Graphic — как вычислительные, так и графические. Базы данных MultiGenи ModelGen Flight подгружаются системой Vega автоматически. Кроме того, Vega обеспечивает интерактивную визуализацию CAD-моделей, анимации и мультимедиа-данных. Инженеры, дизайнеры, художники и проектировщики могут пройтись, пролететься, проехаться внутри своего творения, а также изменить созданный мир с помощью самых современных технологий моделирования и виртуальной реальности. Система Vega может включать модуль Vega DistributedInteractive Simulation (DIS), поддерживающий связь в группе пользователей, и модуль Vega Drive для моделирования динамики средств передвижения, Vega Marine для моделирования движения по воде и Vega Light Lobes для создания нужного освещения. В вашем распоряжении модуль для создания спецэффектов и модуль Large Area Database Managment(LADBM) для поддержки огромных баз данных визуальной картографической информации, модульTerrain Fade LevelOf-Details для моделирования земной поверхности с регулируемой деталировкой и, наконец, модуль Vega VR Peripheralдля поддержки периферийных устройств виртуальной реальности (шлемы, перчатки, 6D-мышки, 3D-джойстики и прочее). Для программистов, желающих создавать свои приложения на базе системы Vega, создан модуль Vega Advansed Development. В случае необходимости можно загрузить каркасы, готовые модели и анимацию из форматов Alias, IGES, VDA-FS, DXF, Inventor, CATIA и STEP в модули CAD Real-Time Link или Alias Real-Time Link отредактировать их там, быстро просмотреть (Real-Time Preview) и дальше обрабатывать уже в системе Vega.
audio work2
Звук — принципиальный компонент создания виртуальной реальности. AudioWorks2 формирует объемный качественный звук в реальном времени, учитывая физические свойства окружающей среды и положение в ней игрока,поддерживает технологию работы с каналами, наблюдателями, сценами и игроками. В частности, система позволяет привязывать к игрокам звуковые эффекты. В этом случае она автоматически передвигает источники звука и изменяет сам звук с учетом скорости и характера движения, обеспечивает эффект затухания звуковых волн и эффект Допплера, а также задержку звука, идущего от отдаленных источников. AudioWorks2 поддерживает создание звуковой среды и управление ею, инструменты работы со слушателями, источниками звука, спецэффектами, средства взаимодействия с аппаратным обеспечением во время выполнения программы. Пакет способен использовать все ресурсы мультипроцессорных систем, причем вы можете привязать обработку звука к специальным процессорам, а можете позволить пакету распоряжаться ресурсами ваших компьютеров по своему усмотрению. AudioWorks2 поддерживает множество способов работы на различных компьютерах Silicon Graphics.Его приложения допускают применение аппаратных средств обработки звука рабочих станций Silicon Graphics-таких ,как Indy,илиIndigo2. А для улучшения производительности, качества звука, увеличения его громкости, а также для расширения числа звуковых каналов, используйте подсистему Sound Engine 11, специально для этого спроектированную и легко встраиваемую в систему AudioWorks2. При этом программное обеспечение, ваши приложения остаются теми же. И все благодаря тому самому интерфейсу AWLynX Interfase.
vega+audiowork2
Система AudioWorks2 может работать автономно, а может и вместе с Vega. В последнем случае один и тот же вызов функции относится объединенной системой и к визуальному, и к звуковому сопровождению виртуального мира. Например, команда передвинуть самолет повлечет за собой как изменене его изображения (для вас), так и трансформацию системы звуков всязаныв с новым взаимным положением-вас и самолета. В этом случае AudioWork2 автоматически изменяет звуковую среду в сцене, пересчитывает эффекты Доплера, задержки и затухания звуковых волн,- и в темпе сообщает результаты своих вычислений аппаратному обеспечению. Те же действия будут произведены при перемещении наблюдателя-слушателя. И вы даже не заметите, как быстро все произойдет. Ваши потребности в программировании сведены к минимуму благодаря point-and-stick-интерфейсу AW-LynX, который поможет с легкостью создать и безупречно соединить базы данных и приложения с самой AudioWorks 2. AWLynX позволяет в этих случаях изменить параметры виртуального мира без необходимости заново компилировать программы. А параметры, определяющие соотношения между “точками слуха” наблюдателя и множеством звуковых объектов, — это и есть ваши инструменты управления звуковым взаимодействием в трехмерном виртуальиом пространстве.
применение виртуальной реальности
Область применения систем Vega и AudioWorks2 очень широка. С помощью Vega и AudioWorks2 делают модели промышленных изделий и работают с CAD/CAM-моделями, решают задачи визуализации данных и создают приложения для образования, игры и прочие компьютерные развлечения, моделируют военные действия и развивают средства телекоммуникации. Венский университет технологий использует систему для исследований в области городского и регионального планирования и архитектуры. В процессе своих изысканий сотрудники создают кибермиры и взаимодействуют с ними в надежде реализовать идею Кибер-города в масштабах всего мира или,на крайний случай, в масштабах Европы.Фонд Mayo Foundation, дочерней организацией которого является весьма известная Mayo Clinic, применяет систему Vega в хирургическом проекте “Virtual Reality Assisted Surgery Plannyng”. По замыслу его авторов, Vega должна в реальном времени визуализовать виртуальные операции над виртуальными пациентаыи, виртуально нуждающимися в анестезии и операциях. Систему Vega используют для изучения эргономики и технологии производства (например, процедур сборки агрегатов) без потери качества создаваемых изделий, поскольку они виртуальны, и без потери работников, поскольку производственная опасность для них в этих случаях тоже виртуальна. Vega и AuioWorks 2 нужны для тренировки специалистов, работающих в опасных ситуациях, а также тех, кто трудится, так сказать, в стрессовых обстоятельствах (повышенный шум, сложное оборудование, просто нервотрепка, быстрая смена событий и т.д.). Очевидно, что системы хороши для изучения иностранных языков (полное погружение) и анализа маркетинговой ситуации — все события можно восстановить прямо как в жизни и в реальном времени (да еще с озвученными динамическими схемками продаж, если понадобится).
“виртуальный” интернет
“Интернет” — штуковина развивающаяся: вроде бы совсем недавно появилась “Мозаика”, первую версию Netscape только прошлой зимой увидели, а вот, глядишь, уже и к виртуальной реальности подобрались. Причем к настоящей — с трехмерной графикой, со звуком. Язык даже специальный создали — VRML, Virtual Reality Modeling language А вот как это начи- налось. Весной 1994 года на первой всемирной конференции по Word Wide Wed,проводившейся в Женеве, Тим БернесЛи (Tim Berners-Lee ) и Дэйв Рэггет (Dave Raggertt) показали нечто, названное Birds-of-a-Feather(BOF), чтодостойно открыло дискуссию на тему интерфейса виртуальной реальности в WWW. Надо сказать, зрителям эта демонстрация понравилась, было отмечено, что пора бы заняться виртуальной реальностью в “Интернете” вплотную. После окончания конференции был создан, скажем так, специальный сервер (хотя это и не совсем точно), где велось обсуждение будущего стандарта. При разработке этого языка сразу было решено, что он не будет простым расширением HTML(Hyper Text Markup Language), поскольку, по мнению разработчиков, HTML был создан для работы с текстом, а не с графикой. Кроме того, еще на стадии подготовки проекта было решено, что первая версия языка не будет поддерживать интерактивное поведение, так как это вызовет очень большую нагрузку на сеть. Среди требований, предъявленных к разработчикам, были также: независимость от платформы, расширяемость, возможность работы в сетях с низкой пропускной способностью. Поначалу VRML, по аналогии с HTML, назывался Virtual Reality Markup Language.Слово Markup было заменено на Modeling значительно позже,для отражения графического характера VRML. Попробую все же дать характеристику этому языку. Итак,Virtual Modeling Language-это язык для описания многомерных интерактивных моделей, виртуальных миров, создаваемых в “Интернете” с использованием WWW . Все аспекты доступа и взаимодействия с этими виртуальными мирами могут быть описаны при помощи VRML. Сейчас, благодаря усилиям разработчиков, VRML становится стандартом интерактивного моделирования в WWW. Пока VRML позво- ляет создавать виртуальные миры лишь с ограниченным интерактивным управлением. Они могут содержать объекты, которые, в свою очередь, могут заключать в себе гипертекстовые ссылки на другие миры, документы в формате HTML, а также любые обьекты, представленные в стандарте MIME. Этот язык дает возможность описания трехмерных сцен, создавая при этом гипертекстовые связи, — иначе говоря, это аналог HTML, но в трех измерениях. По мнению разработчиков, VRML постепенно придет на смену HTML. Так что все-таки представляет из себя VRML? Говоря образно, VRML дает возможность объектам самим рисовать себя. Теоретически объекты могут включать в себя все, что угодно, — трехмерную и обычную графику, MIDI-файлы, текст… Эти объекты получили название ноды (nodes). Нода имеет следующие характеристики: — тип объекта: нода может быть кубом, сферой, текстовой картой, преобразованием и т.д.; — параметры, отличающие ее от ноды того же типа: например, каждая сферическая нодадолжна иметь свой радиус; эти параметры называются полями (fields) каждая нода имеет 0 или больше полей; любая нода имеет свое имя, однако это имя неуникально. VRML — язык объектно-ориентированный, и в нем, как и в любом подобном языке, есть наследование объектов. Сейчас активно обсуждается новая версия VRML, в которой больше внимания уделено интерактивности. В данный момент на рассмотрение выставлен фор- мат, предложенный фирмой ВЕ. Поэтому он так и называется — BEF (BE Format). В основу разработки заложена интересная идея — включить описание возможного поведения объектов непосредственно в данные. BEF является расширением, а не модификацией VRML 1.0, поэтому любой объект, описанный на VRML 1.0, является допустимым, просто не имеющим поведенческой реакции. BEF поддерживает определение поведения различных объектов. С помощью этого языка можно моделировать поведение различных физических систем, определять взаимодействие с пользователем, а также многое другое. Уже не раз высказывалось мнение, что основными двигателями в развитии компьютерной техники являются военные разработки и игры. Как обстоят дела с виртуальной реальностью в “Интернете” у военных я не знаю, а вот игры такие появились. Фирма World Inc. представила свою версию VRML — VRML+. Отличие этого языка от ранее описанных заключается в том, что с его помощью создаются многопользовательские виртуальные миры. То есть теперь вы не просто перемещаетесь по виртуальному миру, но и общаетесь с другими людьми. Ныне существует несколько подобных игр,например, World Chat. Все интернетовские игры текстовые, ну, в лучшем случае, написаны на HTML, а тут — трехмерная графика, полная интерактивность: катаешь мышку по коврику — двигаешься по виртуальному миру. Потом, конечно, понимаешь, что эта игра ничем принципиально не отличается от IRS — то же самое общение, только вместо каналов — красивые комнаты. Но сделано красиво!
