LiveActor: виртуальный театр для живого актёра

Виртуальная реальность не терпит присутствия живых людей. Для полного погружения в неё необходимо проследовать через узкие и запутанные интерфейсные ходы. Но как хочется проникнуть в это "зазеркалье" собственной персоной, каждой клеточкой своего физического тела.

Чтобы обуздать сопротивление виртуального мира, проще всего выпустить его "наружу", в предметную реальность. И тогда можно будет свободно, без интерфейсных оговорок, передвигаться по кибернетическому пространству.

 

 

Проблемы звуковой материализации виртуального мира давно уже решены, на этом направлении возможны лишь мелкие технические усовершенствования.

До сих пор не удалось добиться полностью убедительной визуальной материализации, по всем трём физическим измерениям. Ну а оставшиеся человеческие рецепторы — вкуса, обоняния и осязания, — попросту держатся на голодном пайке.

Очевидно, что наше зрение уже почти удалось провести за нос, до полного обмана остались считанные аргументы.

Одним из них может стать программно-аппаратный комплекс LiveActor ("Живой актёр"), разработанный группой сотрудников Центра моделирования и имитации человека (The Center for Human Modeling and Simulation — HMS) при университете Пенсильвании (University of Pennsylvania).

Принципиальная схема виртуальной пещеры (изображение sv.vt.edu).

Интересно, что основная направленность исследований HMS — это не "оживление" виртуальных миров, а, наоборот, виртуализация живых людей.

В Центре занимаются графическим компьютерным моделированием гуманоидных существ, копирующих человеческую мимику, походку, жесты, язык и поведение.

Такое моделирование в режиме реального времени, имеет множество очевидных применений — военных, развлекательных, медийных.

Следовательно, главным продуктом жизнедеятельности HMS являются системы захвата различных проявлений человеческой активности, а также программное обеспечение для проектирования киборгов и проецирования их в виртуальную среду обитания.

Однако наша задача прямо противоположна: создать убедительную объёмную проекцию киберпространства, в которой человек сможет чувствовать себя как дома.

В принципе, существуют различные инструменты для её решения, например, стерео-очки, создающие иллюзию трёхмерного изображения, или шлемы виртуальной реальности.

При дневном свете виртуальная пещера смотрится как откровенное надувательство (изображение umr.edu).

Недостаток этих технологий, помимо необходимости что-то надевать себе на голову, лежит на поверхности — в получившейся среде нельзя передвигаться естественным образом.

Кроме того, у злоупотребивших виртуальными чарами нередко наблюдаются головокружения и мигрени.

Между тем, уже лет десять как разработана технология CAVE ("Пещера"), создающая достаточно наглядную трёхмерную иллюзорную реальность.

Виртуальная пещера представляет собой нечто вроде театральной декорации размером с комнату — пол и три стены, только голые. На всех этих поверхностях при помощи четырёх управляемых компьютером стереопроекторов формируется объёмное изображение.

Чтобы заставить зрителя поверить в оптический обман, на него необходимо надеть стерео-очки — тогда раздвинутся стены-экраны, а изображение поплывёт прямо в бесконечность.

В пределах и за пределами пещеры можно даже расставить мебель. Мистификация раскроется только тогда, когда человек попробует присесть на виртуальный стул или пройдёт сквозь виртуальный стол.

К сожалению, дальше физических размеров пещеры не уйдёшь — порвётся экран, хотя многие и пытаются это сделать.

Подобные разработки велись многими научными подразделениями: Laboratory for Scientific Visual Analysis (лаборатория научного визуального анализа при университете Виржинии), Electronic Visualization Laboratory at University of Illinois (лаборатория электронной визуализации при университете Иллинойса), Virtual Reality and Rapid Prototyping Laboratory (лаборатория виртуальной реальности при университете Миссури-Ролла) и другими.

	Так выглядит объёмная виртуальная стена. Без очков ничего не разглядеть (фото viz-tek.com).

Язык не повернётся назвать эти исследования бесплодными. Более того, датчики, отслеживающие перемещения субъекта в пределах виртуальной пещеры, позволяли управляющему компьютеру менять перспективу видеопроекции и передвигать предметы, окружающие посетителя.

Правда, остаётся непонятным, как всё это работало в случае одновременных блужданий по пещере нескольких человек.

Тем не менее, изобретатели из HMS называют своё детище самым-самым, лишённым недостатков всех предшествующих разработок. Посмотрим, в чём LiveActor так уж разительно отличается от своих прародителей.

У любой приспособленной для повседневных нужд виртуальной реальности должно быть минимум две составляющих: проекционная, обеспечивающая визуализацию компьютерной среды, и аналитическая, следящая за реакциями человека и формирующая обратную связь с киберокружением.

Что касается последней, то здесь пенсильванцы пребывают явно в своей стихии. Поэтому начнём с первой. Тут HMS воспользовался наработками двух учреждений: EON Reality и VizTek Inc.

EON является одним из мировых лидеров в области создания интерактивного визуального программного продукта. А Viz Tek производит аппаратное обеспечение для таких забав. В частности — установки объёмной проекции ICATCHER, состоящие из управляемого компьютером стереопроектора, многометрового экрана и нескольких пар 3D-очков.

При помощи этих инструментов удалось реализовать первую составляющую самой реальной виртуальности. Дело оставалось за малым — встроить в неё живого человека.

Здесь на помощь университетским профессорам пришла корпорация Ascension Technology, создавшая оптическую систему захвата человеческих движений ReActor.

ReActor состоит из 480 высокоточных электронных видеокамер, объединённых в 12 конструктивных модулей. Модули окружают сцену LiveActor размером 3 на 6 метров.

Человек, движения которого необходимо проанализировать, надевает на себя специальный костюм, имеющий 30 инфракрасных маркеров для различных частей тела.

Перемещения этих маркеров и фиксируются почти пятьюстами камерами, что даёт исключительно полную и точную информацию о действиях живого актёра виртуального театра.

Объёмная проекция турбодвигателя на экране LiveActor. Можно потрогать, не опасаясь за свою руку (фото hms.upenn.edu).

Не слишком ли громоздкая получилась конструкция? Во всяком случае, более функциональная, чем применявшиеся в виртуальных пещерах.

Надо отметить, что сканирующая часть установки не мешает работе её проекционной составляющей, так как они функционируют в разных частях волнового диапазона.

С другой стороны, в LiveActor пока планируется использовать всего один экран, причём проектор будет расположен за пределами подиума, что вроде бы не препятствует использованию более простой пассивной системы оптического сканирования.

Ну, так в чём же состоят заслуги собственно HMS, какова степень его участия в данном мероприятии? Прежде всего, таким образом Центр распорядился грантом, полученным от правительственного Национального фонда науки (National Science Foundation).

Надо полагать, вся использованная машинерия недёшево обошлась американским налогоплательщикам. Хотя радует, что эту игрушку будут иметь не только военные.

Кроме того, HMS координирует работу всех участников амбициозного проекта. Широко разрекламированная премьера виртуального аттракциона состоялась 15 мая 2003 года в филадельфийском Levine Hall.

Наконец, Центр взял на себя реализацию самой нетривиальной части разработки. Речь идёт о введении в создаваемую среду его любимых виртуальных киборгов.

Предполагается, что участники представления могут взаимодействовать с этими фантомами естественным образом, как с живыми людьми, только потрогать их не удастся.

По мнению учёных, эта часть проекта сложнее и важнее, чем его визуально-технологические аспекты. При моделировании компьютерных персонажей необходимо учесть весь комплекс психологических, социальных, физиологических, лингвистических и поведенческих параметров.

Убедительность полученной модели — сверхзадача эксперимента, а все остальные компоненты LiveActor — лишь средства создания подходящей окружающей среды.

К сожалению, о текущей диспозиции на этом фронте красноречиво говорит лишь фигура умолчания. Вернее, просто обозначена проблема, приведена декларация о намерениях и сообщено, что такие исследования уже ведутся.

В любом случае, по мнению авторов, LiveActor намного больше, чем просто сумма своих частей. По идее, система должна предоставлять уникальный набор возможностей для взаимодействия с предметами и персонажами виртуального окружения и может быть запрограммирована практически для любых нужд.

Общий вид недостроенного LiveActor (фото hms.upenn.edu).

То, что зачастую невозможно или неудобно доверить живым людям, окажется по плечу их виртуальным двойникам.

До сих пор системы объёмной видеопроекции предлагали пользователю лишь возможности наблюдения и навигации, не оставляя особенного простора для взаимодействия в режиме реального времени.

Область их применения достаточно устоялась: "архитектурные прогулки", видеостены, другие развлечения, медицина, реклама.

Налицо отдельные попытки создания объёмных интерактивных обучающих систем.

Но, видимо, третье измерение пока успешно отражает посягательства на всю свою полноту, предпочитая являться в суррогатном виде носителям шлемов виртуальной реальности.

Давайте всё же представим, что проект LiveActor ждёт полный и окончательный триумф. Вот тогда и скажут своё слово три обделённых виртуальностью органа чувств.

Ну ладно, вкушать виртуальность мы повременим, да и нюхать её не станем. А как же осязание? Без него, как без рук. Может, тогда и пригодится активная кожа?

Увы, на филадельфийский бенефис LiveActor-а нам, при всём желании, уже не успеть. Будем смотреть видео и радоваться прелестям реального мира.

Статья получена: Membrana.ru