8 Августа 2016

Виртуальная реальность на службе у музея




Сегодня технология виртуальной реальности помогает музеям перейти на качественно новый уровень взаимодействия с посетителями. С помощью панорамного видео и 3D-графики каждый желающий получает возможность увидеть закрытые для посещения архивы музеев, утерянные экспонаты или реконструированные исторические памятники. Кроме того, виртуальная реальность — это отличный способ посетить удаленные архитектурные объекты и выставочные залы в любой точке земного шара. Наша статья поможет разобраться в устройствах для создания виртуальной реальности, расскажет об истории этой технологии и о применении виртуальной реальности в музеях.


Технология видео 360° позволяет создавать панорамные фильмы с различной степенью интерактивности, где зритель по своему желанию управляет ракурсом просмотра. Такое видео можно посмотреть в шлеме виртуальной реальности, с помощью специального приложения на смартфоне или на дисплее персонального компьютера.

Опыт туристов, совершивших экскурсию в древнюю пирамиду или посетивших выставку в Лувре, который раньше был доступен немногим, теперь сможет разделить каждый желающий за счет полного погружения в виртуальную реальность.

Виртуальная реальность (virtual reality,VR) – это компьютерная имитация реального или вымышленного мира, в который погружается и с которым взаимодействует человек. Не просто искусственный мир, а сложная и отлаженная система устройств, способных синхронно воздействовать на органы чувств.
Кажется, что виртуальная реальность была придумана и создана лишь в последние десятилетия. Однако эту идею начали воплощать в жизнь почти 100 лет назад.

История виртуальной реальности

История виртуальной реальности началась задолго до появления первых компьютеров. В 1929 году был разработан авиасимулятор «Link Trainer», предназначенный для обучения пилотов. Авиасимулятор был закреплен на шарнире и напоминал маленький самолет с короткими крыльями. Внутри находились авиаприборы, кресло и наушники с микрофоном для общения с тренером.

Link Trainer во время его использования на станции Британской авиации и флота в 1943 году

В 1956 году кинематографист Мортон Хейлиг, которого позже назвали «отцом виртуальной реальности», взялся за разработку непростого механизма, способного имитировать поездку на мотоцикле по улицам Бруклина. Он хотел создать «кино будущего», главная идея которого заключалась в полном погружении человека в специально подготовленный фильм при помощи тряски, шума, ветра и запахов. Проект получил название «Sensorama» и был запатентован. Принцип этого устройства стал основой для создания современных 4D-кинотеатров.

Рекламный плакат «Sensorama»

Следующий важнейший рывок в области VR-технологий и создании той виртуальной реальности, которую мы с вами знаем, произошел в 1977 году. Первой современной VR-системой стала «Кинокарта Аспена», разработанная в Массачусетском Технологическом Институте. Эта компьютерная программа симулировала прогулку по городу штата Колорадо, давая возможность выбрать между разными способами отображения местности: летний и зимний варианты виртуальной прогулки по Аспену были основаны на реальных фотографиях.

Демонстрация работы «Кинокарты Аспена»

До конца восьмидесятых технология виртуальной реальности считалась перспективной, но вскоре из-за сложности реализации и дороговизны оборудования интерес к ней угас. Снова о виртуальной реальности заговорили только в 2012 году, когда появились устройства для погружения в виртуальную реальность, доступные широкому кругу людей.

Технологии виртуальной реальности

Крупнейшие компании (Facebook, Nokia, Samsung, Google и др.) в настоящее время ведут разработки камер для съемки видео в формате 360°, гарнитур виртуальной реальности для различных смартфонов и стационарных компьютеров, а также различных звукозаписывающих устройств, обеспечивающих создание объемного звука и позволяющих реализовать целый комплекс технологий «мультимедиа 360°».

Камеры для съемки видео 360°

Камеры для съемки панорамного видео называются сферическими и состоят из нескольких видеокамер, которые производят синхронную съемку. Количество объективов колеблется от 2 до 16, а обработка видео осуществляется как в самой камере, так и в специальных программах. Помимо камер именитых марок (Google, Samsung, LG, Nokia, GoPro, Nikon, Kodak, Ricoh) существует множество других — Giroptic, Bublcam, Vuze и т.д.

Камеры для съемки видео 360°

Бинауральный звук

Особой задачей при создании контента для виртуальной реальности является запись и воспроизведение объемного звука – ведь пользователь, находясь в виртуальной реальности, должен слышать разный звук в зависимости от положения головы.

В компьютерных играх эта проблема решена с помощью специальных программных средств, задающих расположение источников звука в виртуальном пространстве. Однако с появлением формата «Видео 360°» возникла необходимость записывать звук предельно точно – так, как его слышит человек, стоящий в определенной точке.

Для этой цели используется так называемый бинауральный звук – он записывается на специальные микрофоны, по форме повторяющие ушную раковину человека.

Устройства для записи бинаурального звука

Шлемы виртуальной реальности

Шлем виртуальной реальности позволяет частично погрузиться в иллюзорный мир, создав зрительный и акустический эффект присутствия. Название «шлем» достаточно условное: современные модели гораздо больше похожи на очки, чем на шлем.

Gear VR - шлем виртуальной реальности от Samsung

Существует два вида шлемов виртуальной реальности: полноценные, имеющие свой процессор и подключающиеся к компьютеру, а также мобильные, в которые вставляется смартфон со специальным приложением.
В полноценных шлемах (например, Oculus Rift, HTC Vive и Sony PlayStation VR) есть два встроенных дисплея — когда вы надеваете устройство, они находятся в нескольких сантиметрах от глаз. На дисплеи передается одна и та же картинка, но с небольшим смещением. Перед дисплеями находятся две искривляющие изображение линзы, которые создают эффект объемного изображения. Чтобы в виртуальном мире можно было смотреть по сторонам при повороте головы, в шлеме имеется несколько датчиков: магнитометр, гироскоп и акселерометр. Еще один — трекер с инфракрасными светодиодами — должен стоять на столе, смотреть на человека и фиксировать его положение в пространстве. Он требуется для игр, где допускается свобода передвижения. К устройству также подсоединяется USB-кабель для передачи данных и питания.

Шлем виртуальной реальности Oculus Rift

Самым современным шлемом виртуальной реальности на сегодняшний день является Oculus Rift. Отличительной особенностью Oculus Rift является линзовый способ построения изображения – зритель, надевший шлем, смотрит на стереоизображение не напрямую, а через специальные асферические линзы. С помощью линз удалось существенно расширить угол обзора, сделав его близким к биологическому зрению человека, благодаря чему шлем обеспечивает необыкновенно глубокое погружение в виртуальную реальность. Данная особенность определила дальнейшую судьбу очков – проект стал одним из самых динамично развивающихся в индустрии, по всему миру стали создаваться экспериментальные приложения для Oculus Rift, а в 2014 году произошла одна из рекордных сделок в индустрии – Facebook осуществил покупку компании Oculus за $2 млрд.

Пока Oculus Rift не поступили в розничную продажу, их можно заказать на сайте разработчика за 599 долларов.
Наиболее простые мобильные шлемы виртуальной реальности представляют собой кусок картона, пару пластиковых линз и смартфон в качестве экрана.
Google Cardboard (в переводе с английского - картон) — эксперимент компании Google в области виртуальной реальности, в основе которого лежит картонный шлем, в который вставляется Android-смартфон. Смартфон разделяет картинку на стереопару и даже отслеживает положение головы.

Google Cardboard

Шлем можно собрать самому или купить за 15 долларов. На сегодня это самый распространенный шлем в мире, который был выпущен тиражом около пяти миллионов экземпляров.

Другие мобильные шлемы Cardboard в большинстве случаев производят из картона и из металла, чтобы устройство служило как можно дольше.

Кроме того, существуют мобильные шлемы виртуальной реальности из пластика с возможностью регулировать положение линз, встроенным вентилятором, кнопкой регулировки громкости и аккумулятором для подзарядки смартфона (например, Homido, Durovis Dive, Gear VR и другие).

Бинокуляры

Это изобретение больше известно, как смотровой бинокль. В отличие от стандартных конструкций в бинокуляре вместо оптической части находится механизм виртуальной реальности, который дает возможность просмотра панорамного видео с любой стороны простым поворотом устройства. Угол обзора составляет 360 градусов по вертикальной оси и 180 градусов по горизонтальной. Пространственно-звуковая картина меняется в зависимости от поворота устройства, которое может быть установлено как в помещении, так и на городских улицах.

Бинокуляр виртуальной реальности, разработанный Лабораторией мультимедийных решений

С помощью бинокуляра можно переместиться на сотни лет и увидеть реконструкции исторических объектов и событий своими глазами с эффектом полного погружения.

Интерактивность в виртуальной реальности

Не смотря на то, что просмотр объемного видео 360° в различных устройствах виртуальной реальности обеспечивает качественное погружение в видео контент, следующим шагом является возможность внедрения в видеоматериал формата видео 360° различных интерактивных элементов.

3D графика в виртуальной реальности

Такими элементами могут выступать:
Активные метки внутри виртуального пространства для движения по различным траекториям, предварительно отснятым в технологии видео 360°

Внедрение в видео 360° различного дополнительного контента (изображения, видео, гиперссылки и т.д.) – функция «картинка в картинке»

Переход из видеоизображения в формате видео 360° в смоделированное 3D-пространство реконструированной реальности.

Интерактивное взаимодействие дает возможность выбора пути следования: пользователю, в определенных точках видео (развилках), можно выбрать желаемое продолжение экскурсии, либо вернуться назад. Наведение на элемент осуществляется поворотом головы, которое отслеживается с помощью шлема виртуальной реальности. При удержании прицела на выбранном элементе в течение нескольких секунд происходит активация элемента и запускается следующий сегмент видео 360°, например, появляется видео следующего выставочного зала.

На проходах «вперед» может присутствовать экскурсовод в виде трехмерной анимации, рассказывающий об экспонатах. При желании, пользователь может пропустить просмотр отрезка видео нажатием клавиши на клавиатуре или с помощью интерактивного элемента.

Вторая форма интерактивного взаимодействия – возможность перейти из видео 360° в виртуальную трехмерную реконструкцию. В определенных точках видео-экскурсии появляется элемент, активировав который пользователь перемещается в 3D-реконструкцию с возможностью свободного перемещения в виртуальном пространстве и возможностью вернуться в исходное видео.

Примеры использования технологий виртуальной реальности в музеях

Музей Сальвадора Дали, расположенный в американском городе Сент-Питерсбурге, предлагает своим посетителям в буквальном смысле оказаться внутри картины «Археологический отголосок Анжелюса Милле», принадлежащего кисти великого испанского художника.

Виртуальная реальность в Музее Сальвадора Дали

Для создания VR-версии картины было привлечено агентство Goodby Silverstein & Partners. Художники кропотливо исследовали полотно и воссоздали его 3D-версию в мельчайших подробностях. В проекте также активно участвовали художники студии Disney, которые ранее уже сотрудничали с музеем при создании анимационного фильма Destino. Результатом их совместной работы стал проект для виртуального шлема Oculus Rift, при помощи которого любой желающий сможет оказаться внутри знаменитого полотна.

Виртуальная реальность в Музее Сальвадора Дали

С помощью приложение WoofbertVR для очков виртуальной реальности Samsung Gear VR можно посещать самые известные художественные музеи мира, не выходя из дома. На сегодняшний день доступен тур по лондонской галерее Курто. Виртуальная прогулка сопровождается комментариями известного британского писателя, автора графических романов Нила Геймана. Идея создать такое приложение пришла в голову исполнительному директору компании Woofbert Роберту Хамви, который не смог попасть в Национальную галерею во время своего визита в Вашингтон.

Приложение WoofbertVR для очков виртуальной реальности Samsung Gear VR

В 2016 году Лаборатория мультимедийных решений создала панорамную экскурсию для посетителей Музея истории города Мончегорска. Гости музея смогут совершить виртуальную экскурсию по цехам Кольской горно-металлургической компании и увидеть весь цикл производства цветных металлов, надев шлем виртуальной реальности и запустив специальное приложение на смартфоне.

Съемки виртуальной экскурсии по цехам Кольской ГМК

Существует множество вариантов применения виртуальной реальности в выставочной деятельности. Наша команда специалистов поможет вам в выборе лучшего решения
именно для вашего музея и поможет реализовать проект на самом высоком уровне.

Хотите проект с виртуальной реальностью?