Может стать больно: тактильные ощущения в виртуальной реальности
Скоро игроки смогут брать в руки предметы и чувствовать пули, когда в них попадают.
«О, дивный новый мир». Олдос Хаксли описывает в своем одноименном романе свойства «ощущений». В 1932 году, когда он вышел в свет, фильмы становились звуковыми. Пришедшие в то время ощущения, должно быть, казались логичным, хотя и своего рода жутким продолжением развития индустрии кино. Книга отсылает к фильму в местном театре с любовной сценой на ковре из медвежьей шкуры, в которой воспроизводится ощущение каждого волоска медведя.
Эффект тактильных ощущений все еще не появился. Но люди работают над этим. В компьютерных играх и виртуальной реальности (VR), двух наследниках роли кинематографа в жанре легких развлечений, специалисты по тактильной технике пытаются добавить чувство осязания к уже имеющимся чувствам зрения и слуха, чтобы усилить иллюзию погружения в виртуальный мир. Они надеются, что в будущем, если вы протянете руку, чтобы сорвать яблоко с дерева в таком раю, ваша рука больше не будет проходить сквозь него. Вы, скорее, сможете почувствовать и схватить плод, если не съесть его. И наоборот, если вы попадете в потерянный рай, а злодей, прячущийся за яблоней, выстрелит в вас, вы почувствуете удар пули.
Чтобы испытать все это, пользователь будет носить тактильную одежду. Разговоры о тактильных костюмах для всего тела весьма амбициозны, но в случае с яблоком, деревом и стрелком хватило бы тактильных перчаток и тактильного жилета. Движение руки в перчатке создает соответствующее движение виртуальной руки пользователя, при этом ощущения, соответствующие объектам, к которым «прикасаются», передаются обратно через устройства, называемые тактильными приводами, встроенными в перчатку. Тактильные жилеты аналогичным образом стимулируют части верхней части тела.
Рука в перчатке
Сами приводы бывают разных форм. В настоящее время наиболее широко используются ERM (эксцентричные вращающиеся массы) и LRA (линейные резонансные приводы). ERM – это крошечный двигатель, который приводит в движение вал со смещенным от центра грузом, который заставляет все устройство вибрировать при вращении вала. LRA использует электромагнитную катушку для сотрясения поверхности. В настоящее время эти устройства используются для таких задач, как оповещение пользователей смартфонов о входящих сообщениях и реакция на касание сенсорного экрана. И адаптировать такие хорошо изученные технологии для использования в виртуальной реальности и играх должно быть довольно легко.
Однако ERM и LRA не являются единственными возможными подходами к иммерсивным тактильным ощущениям. Например, испанская фирма OWO Game собирается выпустить в продажу тактильный жилет, который надевается на кожу, и который основан на электрической стимуляции, а не на вибрационных приводах. Он подает настраиваемый уровень тока на разные части туловища. Помимо ощущения покалывания, они также могут вызывать сокращение мышц. Эффекты, воспроизводимые с использованием этого подхода, по-видимому, включают выстрел, ножевое ранение и взрыв.
Тем временем в Редмонде, штат Вашингтон, фирма под названием HaptX занялась пневматикой, технология, которая, по мнению многих, пережила свой расцвет. Боб Крокетт, один из основателей компании, объясняет, что фирме нужен сжатый воздух, чтобы произвести достаточно большое смещение кожи, чтобы создать реалистичное ощущение прикосновения. По его словам, другие тактильные устройства не могут этого сделать.
В перчатках HaptX под маркой G1 воздух подается внутрь и наружу через сеть трубок, которые надувают и сдувают 135 крошечных шариков, встроенных в каждую перчатку. Самые чувствительные из этих шариков – те, что находятся в кончиках пальцев, – имеют диаметр менее 1 мм. Пальцы перчаток также включают пневматические «экзосухожилия», которые тормозят движение пальцев, тем самым имитируя ощущение прикосновения к твердому предмету. Компрессор и электроника, питающая систему, находятся в рюкзаке, поэтому пользователь может свободно передвигаться.
Но все это не будет стоить дешево. Пара перчаток G1 будет стоить не менее 4 500 долларов. Однако первоначальный рынок – корпоративный, а не розничный. Ожидается, что среди первых клиентов будут организации, уже использующие VR для обучения и желающие улучшить этот опыт: например, медицинские школы, обучающие хирургов операционным техникам, или мастерские, ремонтирующие реактивные двигатели. Другим применением может стать совместная работа инженеров, живущих в разных частях света. Например, люди, работающие над созданием нового автомобиля, могли бы встречаться в виртуальной лаборатории, возиться с виртуальными компонентами и передавать друг другу виртуальные копии своих разработок.
Есть, однако, еще одна причина, по которой HaptX выбрала пневматику: компания не собирается останавливаться на производстве перчаток. Компания планирует создать тактильный костюм для всего тела и считает, что пневматическое управление будет легче масштабировать, чем что-то основанное на электродвигателях. Компания не раскрывает подробностей, но пользователи будут носить экзоскелет, который может создавать ощущения по всему телу, включая силы, которые тянут руки пользователя вниз, так что он или она будет чувствовать вес виртуальных объектов.
Неподдельный интерес
Виртуальная реальность и игры – это вершина тактильных ощущений. Но способы улучшения тактильной обратной связи в не виртуальном мире также важны. Смартфоны, компьютеры и сенсорные экраны, которые сейчас широко распространены в автомобилях, заведениях быстрого питания и т. д., могли бы выиграть от тактильной обратной связи.
Компания Aito, расположенная в Амстердаме, надеется обеспечить именно это. Она производит тактильные системы для ноутбуков и других цифровых устройств. В них используются приводы на основе пьезоэлектрических материалов, которые сжимаются или расширяются в зависимости от напряжения, создавая легкое движение. И этот процесс работает и в обратном направлении. При сжатии пьезоэлектрический кристалл генерирует ток. Это означает, что пьезоматериалы можно использовать как в качестве приводов, так и в качестве датчиков.
Датчики Aito состоят из трех слоев. Их крышки бывают пластиковыми, стеклянными или даже деревянными. Ниже расположена емкостная сетка, которая по изменению электрического поля сетки определяет положение пальца, касающегося устройства. Третий слой представляет собой матрицу пьезоактиваторов. Все три объединены в нечто толщиной всего 1,8 мм, которое можно встроить в сенсорные экраны и сенсорные панели.
Когда акту-сенсор обнаруживает палец, он реагирует соответствующим образом в зависимости от положения и давления пальца. Он может издавать щелчки. Или грохот. Или формировать верхний слой экрана в устойчивую, но шершавую поверхность, которая вызывает ощущение, что палец или пластиковый стилус скользит по бумаге, как авторучка, или как кисть по холсту.
С появлением портативных устройств со складными экранами нижняя половина может использоваться в качестве тактильной клавиатуры. Его можно запрограммировать на тактильный отклик, как у механической клавиатуры, но с дополнительными функциями, говорит Недко Иванов, начальник Aito. Например, более сильное нажатие сделало бы букву заглавной, избавив от необходимости использовать клавишу Shift.
Это также позволит устройствам быть тоньше и легче. И одну и ту же машину можно было продавать в разных местах без необходимости модификации ее оборудования, поскольку тактильную клавиатуру на экране можно было запрограммировать на использование любого набора символов, соответствующего местному языку.
Некоторые из этих новых функций появятся и в автомобилях, тем более что обычные переключатели на приборной панели все больше и больше заменяются иконками на экране. Без удовлетворительного механического щелчка бывает трудно сказать, не отрывая взгляда от дороги, были ли такие иконки активированы или деактивированы.
И есть еще одно потенциально важное применение тактильных ощущений. Порнографы были первыми пионерами Интернета (и, конечно же, кино и фотографии до этого). Поэтому неудивительно, что многие из них сейчас работают над виртуальными сексуальными контактами, известными в профессии как «теледилдоника». Например, некоторые компании, производящие секс-игрушки, уже начали добавлять в свой ассортимент товары с поддержкой Bluetooth, что позволяет парам как бы удаленно взаимодействовать друг с другом. Возможно, Хаксли был не так уж далек от истины.
Понравилось? Оставьте комментарий