Виртуальность повсюду!

В Сколково научились имитировать реальность

Играя в компьютерные игры, мы, как правило, легко видим разницу между виртуальной и истинной реальностью. Происходит это потому, что объекты на экране выглядят не так, как в реальной жизни. Этот недочет, возможно, скоро будет устранен благодаря группе ученых из лаборатории ADASE (Advanced Data Analytics in Science and Engineering) Сколковского института науки и технологий, которые придумали способ повысить разрешение компьютерной графики, что сделает ее более реалистичной для восприятия. Разработка была недавно представлена на конференции International Conference on Computer Vision в Корее.

Все эксперты-футурологи сходятся в одном: виртуальная реальность со временем станет занимать все больше места в нашей жизни, и в конце концов мы с трудом будем отличать ее от настоящей. Она окажется не только на экранах компьютеров или смартфонов, а буквально повсюду, будь то сфера развлечений, искусства, образования, медицины или, скажем, торговли…

В начале 90‑х годов прошлого столетия исследователь Джарон Ланье прогнозировал, что в недалеком будущем нам предстоит не только играть, но и работать в виртуальной реальности. Однако тогдашние технологии позволяли отнести такое утверждение лишь к области фантастики. Сегодня же на ситуацию можно посмотреть иначе.

Сразу несколько компаний в наши дни занимаются разработкой систем, подразумевающих «выход» в виртуальное пространство с помощью специальной гарнитуры. Это существенно отличается от привычной работы с компьютером.

Датчики, которыми оснащены такие гарнитуры, дают полную иллюзию реальных действий и ощущений. Так, они позволяют не только видеть виртуальный мир, но и передвигаться в нем – бегать, прыгать, красться, ползать и так далее…

Японская компания NTT docomo выпустила компьютерные очки «Юбинави», которые соединяются со смартфоном. Новинка позволяет накладывать проложенный навигатором виртуальный маршрут на реальную обстановку.

Пользователю достаточно задать цель в навигационном приложении, и он увидит перед собой четкую линию маршрута, наложенного на реальный пейзаж. Одновременно через наушники вы сможете получать подсказки, где повернуть и каково расстояние до объекта… Это позволит без особых проблем добраться до места назначения.

Еще одна японская компания, Seiko Epson, разработала очки, которые способны накладывать на реальное изображение любые виртуальные объекты. Таким образом, пользователь сможет сам моделировать компьютерные игры. И виртуальные персонажи будут действовать не на экране, а в интерьерах вашей квартиры.

Южнокорейская компания Samsung совместно с американской корпорацией Six Flags, специализирующейся на индустрии развлечений, запустила аттракционы нового типа, в которых «живые» элементы совмещены с VR-технологиями. Среди сценариев – спасение Земли от инопланетного вторжения, управление истребителем во время воздушного боя, футуристические гонки и битвы с дронами…

vTime стала первой в мире виртуальной социальной сетью. Пользоваться ею могут обладатели гаджетов Google Cardboard, Samsung Gear VR и Google headset. Все они получили возможность с помощью новаторской технологии создать уникальный реалистичный аватар, который позволяет посещать одну из 12 «комнат» – виртуальных миров, где можно находиться одновременно со своими друзьями. В одной «комнате» может собраться от двух до четырех человек. В vTime можно вести виртуальную жизнь, как в известной игре Sims, но в куда более технологически продвинутом варианте. «Добро пожаловать в социализацию XXI века!» – таков лозунг разработчиков, сотрудников компании Starship. Это предполагает, что социальное общение все больше будет уходить в виртуальность.

Но для того чтобы виртуальные образы были максимально неотличимы от реальных, необходимо хотя бы визуально приблизить их к настоящим. До чего нам пока далеко.

Есть такое понятие, как карты глубины (depth maps). Это снимки, визуально фиксирующие пространственную информацию: количество их пикселей определяется расстоянием от камеры до соответствующих точек пространства. В приложениях компьютерной графики, дополненной или виртуальной реальности карты глубины используются для отображения объектов в трехмерном виде. Однако их разрешения недостаточно, чтобы восстановить на мониторе форму объектов в высоком качестве. Поэтому, если их реконструируют в виртуальности, они сильно отличаются от настоящих. И имеющий с ними дело пользователь сразу видит разницу.

Специалистам Сколтеха пришло в голову, что можно разработать методику, которая повысит разрешение карт глубины, но для этого необходимо оценивать качество получаемых результатов, сравнивая их с неким эталоном.

«В подавляющем большинстве работ, посвященных задаче суперразрешения карт глубины, количественной мерой качества является среднее отклонение расстояния в суперразрешенной карте глубины от его эталонного значения, – рассказывает ведущий автор исследования Олег Вой­нов. – Такой способ абсолютно не отражает визуального качества трехмерной реконструкции, получаемой из суперразрешенной карты глубины».

Войнову и его коллегам удалось обучить искусственную нейронную сеть оценивать визуальное качество объектов, полученных при работе с картами, в зависимости от особенностей человеческого восприятия. Это позволило добиться «эффекта реальности», значительно превосходящего те, что получают при прочих существующих методиках.

«Мы предлагаем принципиально другой способ оценки, основанный на человеческом восприятии разницы между визуализациями трехмерных реконструкций, построенных по суперразрешенной и эталонной картам глубины, – прокомментировал еще один из разработчиков Алексей Артемов. – При его использовании графика получается действительно реалистичной. Мы надеемся, что наш метод получит широкое применение».

Лада КОВАЛЕНКО