Наголовный дисплей

Наголовный дисплей (англ. Head-mounted display), также распространены вариант шлем виртуальной реальности и очки виртуальной реальности — устройство, позволяющее частично погрузиться в мир виртуальной реальности, создающее зрительный и акустический эффект присутствия в заданном управляющим устройством (компьютером) пространстве. Представляет собой конструкцию, надеваемую на голову, снабженную видеоэкраном и акустической системой.

Оператор в наголовном дисплее и перчатках виртуальной реальности

Наголовный дисплей создаёт объёмную картинку, демонстрируя два изображения — по одному для каждого глаза. Кроме того, он может содержать гироскопический или инфракрасный датчик положения головы.

В 2000-х и 2010-х годах наголовные дисплеи виртуальной реальности значительно подешевели и ожидается, что в скором времени превратятся в такой же необходимый атрибут компьютерных игр, как джойстик или мышь. На рынке уже представлено несколько доступных моделей видеоочков по цене, не превышающей стоимость хорошего руля для гоночных компьютерных игр. В основных недостатках бюджетных моделей — отсутствие встроенного трекера для отслеживания позиции головы, низкое разрешение видеоэкранов. Некоторые дешёвые наголовные 2000-х годов всегда подают одинаковые изображения в оба глаза и не способны создавать иллюзию объёмности.

ОбзорПравить

Типичные шлемы (очки) виртуальной реальности используют один или два дисплея с линзами и, иногда, зеркалами. В качестве дисплеев могут использоваться миниатюрные электронно-лучевые приборы, ЖК-дисплеи, LCos-проекторы, органические светодиоды. Иногда могут использоваться несколько микродисплеев для увеличения поля зрения. В некоторых системах (Google Cardboard, Samsung Gear VR) используется дисплей обычного смартфона.

Часто наголовные дисплеи делят на два класса по способности комбинировать искусственное изображение с реальным:

Большинство дисплеев может отображать лишь искусственное (виртуальное) изображение.
Некоторые дисплеи позволяют комбинировать реальное и виртуальное изображение, реализуя дополненную реальность или смешанную реальность. Комбинирование может происходить за счёт полупрозрачных зеркал (Optical See-Through) или с помощью видеокамер, снимающих реальность, и использования этого видеопотока при генерации изображения (Video See-Through).

ПрименениеПравить

Наголовные дисплеи применяются военными и государственными службами, а также в гражданской и коммерческой области, например, в медицине, видеоиграх, спорте и тому подобное.

Авиация и государственные службыПравить

Дисплеи, монтируемые на шлем (Нашлемный дисплей^[en]), могут использоваться пилотами военных вертолётов и самолётов. В частности, они могут использоваться для отображения пространства в условиях низкой освещённости.

Военными, полицией и пожарными нашлемные дисплеи могут использоваться для изучения тактической информации или инфракрасных изображений^[1].

DARPA продолжает финансирование исследований в области дополненной реальности (программе Persistent Close Air Support, PCAS)^[2].

Инженерные, научные и медицинские примененияПравить

Дисплеи виртуальной реальности могут использоваться для стереоскопического отображения информации при работе с системами автоматизированного проектирования, при ремонте сложных систем. Применяются в хирургии для изучения томографических снимков (компьютерная томография, магнитно-резонансная томография).

Видеоигры и развлеченияПравить

Недорогие наголовные дисплеи виртуальной реальности используются для трёхмерных видеоигр. Дешёвые видеоочки позволяют просматривать фильмы.

Среди ранних бытовых наголовных дисплеев был Forte VFX-1, представленный на CES в 1994 году^[3]. VFX-1 обладал стереоскопическим дисплеем, трёхосевой системой отслеживания положения головы и стереонаушниками.

Планируется создание дисплеев виртуальной реальности для игровых консолей восьмого поколения — Xbox One и Play Station 4. Наголовный дисплей для Xbox предположительно будет называться Fortaleza^[4].

СпортПравить

3 ноября 2011 года компания Recon Instruments выпустила MOD Live — первый в мире интерактивный дисплей для горнолыжных очков под управлением Android. На дисплей можно выводить скорость, высоту, дистанцию, время в прыжке, его длину и высоту, местоположение по GPS, температуру и многое другое^[5].

ОбучениеПравить

Наголовный дисплей виртуальной реальности позволяет разместить стажёра в ситуации, которая слишком дорога или слишком опасна для повторения в реальной жизни. Обучение охватывает широкий спектр тренировок от вождения, прыжков с парашютом, сварки, полётов и тренировок солдат до подготовки медицинских процедур. Тем не менее ряд нежелательных симптомов был вызван длительным использованием определённых типов дисплеев на голове^[6].

См. такжеПравить

Костюм виртуальной реальности
Перчатки виртуальной реальности
Телеприсутствие

ПримечанияПравить

↑ A Three Dimensional Helmet Mounted Primary Flight Reference for Paratroopers (неопр.). Дата обращения: 27 августа 2015. Архивировано из оригинала 6 августа 2014 года.
↑ Darpa’s Hologram Goggles Will Unleash Drone Hell (11 апреля 2011). Архивировано 28 марта 2014 года. Дата обращения: 29 июня 2011.
↑ Cochrane, Nathan. VFX-1 VIRTUAL REALITY HELMET by Forte. Архивировано 12 ноября 2020 года. Дата обращения: 29 июня 2011.
↑ VR headsets for Xbox One and PS4 (неопр.). Дата обращения: 27 августа 2015. Архивировано 26 октября 2021 года.
↑ Head-Up дисплей для горнолыжных очков (рус.). Архивировано 10 марта 2017 года. Дата обращения: 29 июня 2017.
↑ Handbook of Virtual Environments: Design, Implementation, and Applications, Second Edition (англ.). CRC Press. Дата обращения: 29 июня 2017. Архивировано 30 августа 2017 года.

СсылкиПравить

Rolland, J. P., and Hong Hua. «Head-mounted display systems.» Encyclopedia of optical engineering (2005): 1-13. (англ.)

[1] A Three Dimensional Helmet Mounted Primary Flight Reference for Paratroopers (неопр.). Дата обращения: 27 августа 2015. Архивировано из оригинала 6 августа 2014 года.

[2] Darpa’s Hologram Goggles Will Unleash Drone Hell (11 апреля 2011). Архивировано 28 марта 2014 года. Дата обращения: 29 июня 2011.

[3] Cochrane, Nathan. VFX-1 VIRTUAL REALITY HELMET by Forte. Архивировано 12 ноября 2020 года. Дата обращения: 29 июня 2011.

[4] VR headsets for Xbox One and PS4 (неопр.). Дата обращения: 27 августа 2015. Архивировано 26 октября 2021 года.

[5] Head-Up дисплей для горнолыжных очков (рус.). Архивировано 10 марта 2017 года. Дата обращения: 29 июня 2017.

[6] Handbook of Virtual Environments: Design, Implementation, and Applications, Second Edition (англ.). CRC Press. Дата обращения: 29 июня 2017. Архивировано 30 августа 2017 года.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]