📢 История развития технологий дополненной и виртуальной реальности

Многие интересные разработки модернизировались и улучшались именно в лабораториях военно промышленного комплекса.

В прошлом году в США предаставили специальное AR/VR оборудование для армии.

Благодаря новинке военнослужащие смогут участвовать в масштабных учениях, по сути, не выезжая с территории учебного центра или лаборатории. Полностью устраняется географическая привязка к полигонам. Становится возможным привлечение многочисленных участников с разным опытом ведения боевых действий. Возникают новые виртуальные миссии. По сути, американская исследовательская лаборатория работает над созданием синтетической среды обучения где совместно будет использоваться дополненная и виртуальная реальность. Данная программа обучения является частью концепции развития армии США «Сила 2025» (F2025B — Force 2025 and beyond).

А также на военно-морских учениях Trident Warrior 2017 были испытаны очки дополненной реальности.

Очки разработаны именно для наводчиков корабельных орудий. Дело в том что на некоторых орудиях прицеливание ведётся вручную. Теперь офицеры не будут отдавать приказы голосом, все сообщения будут передаваться в виде графической информации, по высокоскоростному каналу связи. На дисплее наводчика просто появляется особая метка цели и дальнейшие указания. Здесь же высвечиваются сведения о самом орудии и расходе боезапаса. Возможно, что в этом году данная технология поступит на флот и в армейские части США.

Вот и недавний фильм Стивена Спилберга «Первому игроку приготовиться» видимо призван привлечь внимание к индустрии AR/VR, возможно есть в этом некий маркетинговый ход. Нравятся мне разного рода футуристичные новинки. Но для начала предлагаю обратиться к истории. Не иначе придёт время, и мы зададимся вопросом.
С чего всё начиналось?

Исторический экскурс

Как это ни странно, идея о создании некой реальности в которую можно погрузится возникла у человека, который в общем то не инженер по профессии. Однако то что он изобретатель, по призванию это факт. Мортон Хейлиг был голливудским кинематографистом. Он изобрёл и решил запатентовать установку, которую называл Sensorama Stimulator. Принято считать, что именно эта установка, которая показывала одно и тоже кино в формате 3D ознаменовала новую эру виртуальной реальности. На мой взгляд это лишь первый образец игрового автомата в формате 3D или 6D которые сегодня в общем то и выполняют функцию, придуманную ещё в 1957 году.

Мортон всегда передвигался по Бруклину на велосипеде возможо именно в такой поездке он решил что запишет короткий, но динамичный фильм. Именно его он и показывал в установке Sensorama Simulator. Экран находился в специальной камере, закрытой от внешних источников света. Человек, засунув, голову в это тёмное пространство погружался в обстановку где есть стереозвук, а вентиляторы симулируют дуновение встречного ветра. Все виртуальные тротуары и выбоины на дорогах становятся причиной вибрации. Однако разработка не нашла поддержки у инвесторов. Хёйлиг так и не реализовал свою бизнес-идею, в промышленном масштабе.

Только через одиннадцать лет появилось нечто более востребованное.

В 1968 году профессор из Гарварда Айвен Сазерленд закончил работу над необычным устройством. Именно эту конструкцию можно считать первым в мире шлемом дополненной или виртуальной реальности. Шлем получился настолько громоздким что его приходилось подвешивать на специальные крепления к потолку. Механизм очень неудобный, конструкция занимала всю комнату. Функционал тоже оказался достаточно примитивным. Шлем назывался «Дамоклов меч».

Примерно через год в ВВС США была представлена новая концептуальная разработка для авиации "The Super Cockpit".

По сути, это индикаторы собранные на небольшом участке лобового стекла. С помощью новинки большинство данных приборной панели: скорость, количество топлива, положение самолёта в пространстве, углы тангажа и прочие авиаторские характеристики высвечивались в одном месте. Потребовалось десятилетие чтобы внедрить инженерную идею в таком исполнении.

Однако технология применялась недолго всего лишь с 1986 по 1989 год.

Исторически так сложилось что именно военная авиация стала активно использовать дополненную реальность совершая боевые вылеты. Это был первый реальный опыт использования новой разработки. Такое решение добавило эргономики. Приборные панели, рассредоточенные по кабине, теперь размещались в одном месте. Все важные показатели находились прямо перед глазами.

В СССР первым самолётом, оснащённым, индикаторами лобового стекла был бомбардировщик Миг 27к.

Со временем гаджет модернизировалася и улучшалось качество обработки информации. Обзор становился более расширенным. На основании это приняли решение о том, что необходимо заняться разработкой нашлемной системы целеуказания.

В техническом задании были озвучены весьма неординарные идеи. Например, лётчик при выходе в намеченный квадрат и при обнаружении противника должен указать цель с помощью поворота головы. Это позволило бы сократить время обнаружения цели и скорость реакции. Новую разработку впервые испытывали на истребителях Су 27 и Миг 29.

Одновременно с этим в 1992 году, термин augmented reality стал появляться в словарном запасе научных сотрудников исследовательского центра гражданской авиации Boeing.

Инженера-конструкторы в сотрудничестве со сборщиками решили внедрить в производство AR устройства. Появилась потребность в дополнении действий инженеров определёнными комментариями и справочной информацией прямо в цехе сборки. Технологию применили так что рабочие с тех самых пор обращаются к чертежам, спецификациям и пр. вспомогательным пособия с помощью AR. Например, действия монтажника радиоэлектронного оборудования превращаются в своеобразный последовательный квест с подсказками. В компании Boeing и по сей день продолжают развиваться проекты подобного рода. В частности, AR применяется на этапе стажировки. Новые сотрудники особенно нуждаются в толковом наставнике.

Технология AR в данном случае призвана уменьшить количество неудач совершённых стажёрами. Как справочное пособие, которое всегда под рукой если быть более точным перед глазами.

В ряде случаев на производстве это позволяет избежать заурядных и стандартных ошибок при сборке сложных электрических схем.
Благодаря VR технологии существенно сокращается и общее время сборки.

Военные инженеры также не отставали. Возникла идея комбинировать возможности нашлемной системы целеуказания и индикаторы лобового стекла, да так, чтобы вся информация в зависимости от разных ситуаций автоматически появлялась перед глазами пилота.

Решили сделать дополненную реальность максимально расширенной. Здесь должна была содержаться информации об объектах на земле и в воздухе. Сведения о дружеских и вражеских единицах техники как внизу на земле, так и на всей траектории полёта в воздухе. Было принято решение о применении инфракрасных камер, которые обрабатывают пространство вокруг самолёта. На корпус истребителя стали крепить множество внешних датчиков и камер, которые отправляют информацию в виде небольших меток и специальных символов в шлем пилота.

Обращая взор вниз кабины, пилот видит мегаполис, степи, горы и реки, всё то что под крылом самолёта. Поворачивает голову назад видит не кресло, а небо, землю и сопроводительные экипажи. Притом что появились функции приближения и отдаления объектов. Такой шлем действительно существует, он получил любопытное название «Божий глаз». Применяется в истребителях F35.

Россия в свою очередь на форуме «Армия 2015» представили шлем с НСЦИ (нашлемная система целеуказания и индикации). Однако тестировался он на вертолётах типа Ми 28 «Ночной охотник». А также входит в комплект экипировки на истребителях Т50.

Военный историк Дмитрий Болтенков:

«В настоящее время аналогичная система TopOWL, разработанная и выпущенная группой Thales, используется на транспортных вертолетах NH-90 и ударных «Тигр». Система, принятая на вооружение вооруженными силами Франции и Италии, хорошо показала себя во время операции в Афганистане. Эффективность применения управляемого вооружения в ночных условиях выросла в разы. Также пилотам стало гораздо легче выполнять ночные полеты в режиме огибания рельефа местности, когда вертолет на сверхмалой высоте, скрываясь от наблюдения противника, облетает различные препятствия».

Таким образом, мы проследили историю развития дополненной и виртуальной реальности. Идея возникла среди голливудских кинематографистов. Затем она серьёзно модифицировалась в военно промышленном комплексе и сегодня выполнив фигуры высшего пилотажа спускается на землю, где станет доступной и популярной.