Энциклопедия будущего

Подробней о голо-технологиях

Голо-технологии безусловно один из самых продвинутых способов визуализации описываемого времени. Главное их достоинство – умение создавать реалистичные объёмные изображения непосредственно в воздухе. Ими можно «сгенерировать» предмет или человека, и на вид те будут совершенно неотличимы от настоящих. Можно отобразить на стене или опять же прямо в воздухе трёхмерное видео прекрасного качества с высочайшей глубиной 3D. Если в пространстве, где транслируется голопроекция, есть мебель или какие-либо вещи, они не станут помехой, изображение будет построено и на них, они словно исчезнут, станут, условно говоря, невидимыми. Вроде бы всё идеально. Было бы, отсутствуй у голо-технологий недостатки. Но они имеются, и очень существенные. Две ключевые из них – цена и технические ограничения. Стоимость голо-оборудования высока, самое простое более-менее доступно людям, относящим себя к среднему социальному классу, высококачественное же удел лишь состоятельных (есть и совсем уж примитивные по возможностям приборы, позволяющие отображать лишь одну небольшую статическую картинку, такие по карману даже и малоимущим, хотя для последних цена всё же кусается). Что до технических ограничений, их много. Попытаемся перечислить основные из них.

• Зависимость от физических препятствий – голоизображение получают путём трансляции из «проекционной точки» – особой излучающей части голо-устройств. Чем-то это напоминает оптические проекторы древности, создававшие картинку на экране посредством направленного света – если встать между проектором и экраном, свет не пройдёт и экран ничего не покажет. Так и здесь. Не должно быть препятствий между проекционной точкой и местом, где она строит проекцию. Можно отобразить последнюю на самом препятствии, но за ним никак. Достоинство голопроекции – ей всё равно, на чём она создаётся, в воздухе ли, на твёрдых физических телах или частью и там и там. Расположенному к ней фронтально (спереди от неё, т.е. со стороны проектора) зрителю не будет никакой разницы, есть внутри неё предметы или нет, если и есть, он их не увидит, для него изображение останется целостным безаномальным. Но при просмотре с любой другой стороны разница появится – за препятствием проекция не отобразит ничего. Иными словами, в идеальном варианте пользоваться голо-проекционным оборудованием нужно в пустом помещении, или же зрителю придётся всегда наблюдать голо-трансляции строго со стороны проекционной точки.

• Предельный угол охвата – проекционная точка есть относительно малогабаритное устройство (обычно от 0,3 до 15 см), проекции же может создавать многометровые. Сколько пространства вокруг себя она способна под них использовать, определяется её «углом охвата». Пример: если положить её на пол в пустой комнате, направив излучающей стороной вверх, проекционная точка с малым углом охвата (меньше 60 градусов) сумеет сформировать проекцию только на некотором участке потолка, со средним углом (до 130 градусов) займёт весь потолок и частично стены, с большим углом покроет почти всю комнату, оставив нетронутыми лишь узкие полоски стен внизу. Угол охвата самых лучших из бытовых проекционных устройств доходит до 179,5 градусов. Специальное проекционное оборудование, предназначенное для трансляции вне помещений, иногда имеет угол охвата в 350 градусов и более.

• Предельный радиус охвата – максимальное расстояние от проекционной точки, на котором может быть построена голопроекция. Бюджетные бытовые проекторы как правило рассчитаны на дистанции до 10-30 метров, профессиональные проекционные системы порой способны формировать голоизображение и за километр от себя. Данная характеристика находится в прямой зависимости от «предельной мощности» и «плотности проецирующего потока», см. ниже.

• Предельная мощность – чем выше, тем большего размера и на большем удалении от проекционной точки может отображаться голопроекция при сохранении ей высокого качества и непрозрачности. Мощность оборудования связана приблизительно кубической зависимостью с объёмом проецируемой графики (помним, что мы говорим о трёхмерных изображениях, которые занимают собой именно объём пространства, а не площадь), иными словами, для увеличения проекции в 2 раза нужно нарастить мощность почти в 8 раз. Посему погоня за размерами приводит к резкому увеличению стоимости голо-оборудования, делая её на каком-то этапе непомерной даже для топ бизнес-структур. Мощностные ограничения обычно обходят «сегментированием» картинки, когда отдельные её участки строят разными устройствами. Таким способом получают визуализации до 800 метров высотой (подробней об этом см. подраздел о памятниках раздела о современном городе). Стандартный бытовой домашний голопроектор позволяет создать проекцию в 8-10 метров или охватить ей половину периметра комнаты в 30-40 квадратных метров. Существуют и микропроекторы, рассчитанные на проецирование отдельных предметов размером не более 10-50 см. на расстоянии до пары метров от себя.

• Плотность проецирующего потока – чем выше, тем на большем удалении можно создавать проекции без потери ими качества. Очень влияет на стоимость проекторного оборудования. Высокой плотности без повышения цены достигают зауживанием угла охвата.

• Плотность среды – голопроекцию нельзя построить в абсолютной пустоте, т.е. в вакууме. Ей требуется среда с некоторой плотностью – присутствие физического предмета или молекул газов (причём газы предпочтительнее, так как не являясь визуальным препятствием, позволяют формировать полноценные трёхмерные голоизображения, доступные для наблюдения со всех сторон, предмет же, как мы только что говорили чуть выше, предполагает безаномальность голоизображений лишь с фронтальной их стороны). Создаваемые в чрезмерно разряженном воздухе проекции получаются прозрачными и нечёткими.

• Устойчивость среды – если голоизображение строится на предметах, последние должны сохранять низкую подвижность, иначе временами они будут частично проявляться сквозь него. Очень сложно проецировать на поверхность жидкостей.

• Яркостная устойчивость – определяет, при каком значении яркости внешних источников света проекция перестаёт быть для них непроницаемой (они начинают через неё просвечивать, становятся в той или иной степени видны). Проектор со слабой устойчивостью подойдёт для использования лишь в темноте, с сильной легко блокирует солнце и мощный прожектор. Не существует голо-оборудования, способного не пропускать лазерные лучи – лазер проходит сквозь любое голоизображение, каковым бы оно ни было, практически не теряя мощности.

Среди несведущих в технологической стороне вопроса обывателей распространено заблуждение, что голопроекция позволяет делать физические тела (т.е. предметы и людей) в буквальном смысле невидимыми. В действительности всё несколько иначе. Голопроекция может скрыть реальный объект, если наложена непосредственно на него и этим наложением визуально преобразовала его в другой, или если стала препятствием между объектом и наблюдателем. Только и всего. Например, если прямо на человеке создать проекцию дерева, с фронтальной стороны проекции все будут видеть дерево, а с обратной человека (погружённого в ствол дерева, словно его вдавили туда). Если создать проекцию дерева перед человеком, он будет незаметен из-за неё точно так же, как был бы не заметен, укрывшись за деревом реальным. Не похоже на невидимку, не правда ли? Невидимка – тот кого не видно, а не тот, кто прячется за препятствиями. Пусть они всего лишь и проекции. Да, можно спроецировать не только дерево, но к примеру и изображение пустого пространства, что вроде бы соответствует представлению об истинной невидимости. Однако на фоне настоящего пространства подобная проекция будет выглядеть очень странно, этакой визуальной аномалией, ведь настоящее пустое пространство позволяет видеть сквозь него, а проекция (создаваемая на непрозрачных объектах) нет.

Основные средства визуализации

Здесь мы рассмотрим конкретные классы средств, служащих для отображения графических данных или передачи их в зрительную систему человека.

Плёночный дисплей – изображение формируется на экране из видеоплёнки. Под «экраном» мы подразумеваем просто кусок видеоплёночного материла произвольных размеров и формы (чаще всё же прямоугольной). Видеоплёнка имеет толщину всего от 0,05 до 0,5 мм (бывают они и с гораздо большими толщинами, но это никак не связано с технологией их производства, обычно толщину наращивают в бытовых целях – для повышения прочности и ударостойкости). Она лёгкая, гнётся, её можно сворачивать в трубочку. И она очень недорогая, фактически грошовая. Во всяком случае, отдельные её виды. Основная рабочая характеристика видеоплёнки – количество видео-слоёв, из которых она состоит. Чем их больше, тем лучшую качественность объёмного изображения она обеспечивает. Но тем она и дороже. Хотя в её случае «дороже» всё равно подразумевает достаточно умеренную стоимость. Если у неё всего один слой, она полностью лишена эффектов объёмности. Эту её разновидность называют «моноплёнкой». Производят видеоплёнку рулонами огромной ширины (в десятки метров), и совсем уж необъятной длины (порой в сотни метров), и затем просто нарубают на нужные размеры. Куски её можно соединять между собой, получая ещё более грандиозные по масштабу устройства видео-отображения. Таким образом размеры плёночных экранов практически не имеют технологически обусловленных ограничений. Видеоплёнка массово применяется в качестве комнатных обоев, потолочного и напольного покрытия, что позволяет легко изменять дизайн и стиль оформления комнат, делать интерьер динамическим, живым (непрерывно меняющимся), получать эффект присутствия в историческом месте, в красивом уголке природы, воссоздавать небесный свод на потолке, и т.п. (подробней об этом см. подраздел об интерьере раздела о современном городе), а так же использовать стены комнат для просмотра видеоконтента. Вне интерьерного употребления плёночная визуализация считается непрестижной, снабжённые ей приборы и устройства неизменно относятся к нижней ценовой категории.

Плёночно-сенсорный дисплей – отличается от плёночных собратьев наличием дополнительного слоя, не используемого для видео-отображения, а содержащего сенсорные элементы, поставляющие ему (дисплею) данные определённого характера извне. Например, если снабжён тактильными сенсорами, «чувствует» прикосновения – их позицию на своей поверхности, их силу, направление и динамику их смещения, благодаря чему становится возможным взаимодействовать с отображаемыми на нём графическими объектами непосредственно руками. Весьма востребованы дисплеи с видеосенсорами (т.е. слоем пиксельных видеокамер – точечных фотоэлементов, воспринимающих внешнюю визуальную информацию), подобный прибор умеет одновременно и демонстрировать изображение и вести видеосъёмку всей своей плоскостью, проще говоря, он есть и экран и видеокамера, два в одном (выражаясь максимально точно, это экран с интегрированной в его экранную поверхность видеокамерой). Его достоинства – при взаимодействии с отображаемой на нём графикой он распознаёт движения рук дистанционно, избавляя от необходимости находится вблизи экрана и прикасаться к нему, а при видеосвязи позволяет собеседникам поддерживать прямой зрительный контакт, смотреть друг другу прямо в глаза.

Твёрдоэкранный дисплей – иногда применяется для вывода графической информации в приборах. Служит им не только дисплеем, но и элементом корпуса. Так же как и дисплейная плёнка, бывает многослойным, правда число слоёв обычно не превышает трёх. Так же как и плёнка, случается, содержит сенсорные элементы, однако если у неё последние всегда однотипны и одинаково распределены по всей площади (составляют полный слой), он может содержать разные их виды, по-разному интегрированные в отдельные его области.

Видео-очки с лазерной визуализацией – одно из самых массово применяемых устройств визуализации. Принцип действия основан на построении изображения слаботочными лучами непосредственно на сетчатке. При относительно низкой стоимости обеспечивают очень высокое качество графики и максимальную глубину 3D, способны воспроизводить изображение в абсолютно любом формате, не только объёмное, но и FullD, т.е. с эффектом полного присутствия (FullD означает, что картинка окружает зрителя со всех сторон, визуально он воспринимает себя находящимся внутри неё). Посему популярны у любителей виртуальных миров, видеоигр и поклонников киноискусства. Весьма удобны в качестве средств визуализации карманных коммуникационных устройств, так как позволяют осуществлять сеансы видеосвязи и доступа к информационным ресурсам без необходимости держать само устройство в руках, к тому же экранчики у карманных приборов махонькие, а у очков ограничений на размеры изображения фактически нет. Продвинутые модели умеют совмещать воспроизводимую графику с внешней (видимой глазами) картиной, накладывать их друг на друга, интегрировать одно в другое или хотя бы наблюдать одновременно, благодаря чему в них возможно просматривать видеотрансляции «на ходу», к примеру, общаться по видеосвязи и параллельно заниматься другим требующим зрительного присутствия делом. Они уже пригодны и для постоянного ношения, как следствие, часто в дополнение к визуализационным функциям обладают солнцезащитой, а так же служат модным аксессуаром, деталью внешнего вида, элементом имиджа – проще говоря, играют роль обычных «тёмных» очков. Главным недостатком видео-очков считают «визуальную изоляцию», то есть невозможность наблюдать реальность и реагировать на происходящее в оной. Погрузившись посредством них в игру или фильм, вы видите только транслируемый вам контент, и прибываете в полном неведении относительно того, что творится вокруг вас (даже если вы пользуетесь приборами, способными совмещать видео с внешним миром, играть в подобном режиме вам вряд ли захочется). Когда вы дома, это ещё нормально, и то, мало ли какие ситуации случаются, но в общественном месте отсечь себя от реальности очевидно небезопасно. Не так чтобы очень, и всё же. Кроме безопасности изоляция имеет для потребителя и ещё один серьёзный минус. Она препятствует прямому межличностному визуальному контакту при совместной деятельности. Если люди хотят посмотреть фильм в компании, надев очки каждый из них перестанет видеть других, как бы останется в одиночестве. Отметим, что визуальная изоляция проблемой именно очков может считаться лишь условно, будучи присуща и большинству прочих средств визуализации, поддерживающих FullD. Существуют системы визуализации FullD, свободные от неё, но они имеют иные недостатки, и к тому же столь дороги, что со стороны простого имперского обывателя было бы безумием покупать их лишь из желания полноценно общаться и чувствовать себя защищённым от гипотетических форс-мажорных обстоятельств во время кинопросмотров. Достоинством лазерной визуализации (не только очков – любых приборов, строящих изображение лазерами на сетчатке), выделяют отсутствие утомляемости глазных мышц, так как её чёткость не зависит от фокусировки зрачка.

Видео-очки с голо-оптической визуализацией – в аспектах применения практически ничем не отличаются от очков с лазерной визуализацией, но основаны на голо-оптической а не на лазерной технологии. Это позволяет транслировать изображение в обычном виде, подразумевающем, что человек будет выбирать зрительный объект глазами, т.е. фокусироваться именно глазами на желаемой детали, тогда как в лазерных очках сие невозможно, в них задействована сложная система распознавания точки фокуса зрачков, и картинка динамически перестраивается в зависимости от того, в какое её место в данный момент смотрят. И всё же в целом лазерное оборудование намного проще и гораздо дешевле, а получаемое посредством него изображение качественней, к тому же у голо-оптической визуализации присутствует утомляемость глаз, а у лазерной нет. Посему голо-оптические очки не слишком популярны. По большей части их предпочитают те, у кого лазерофобия – известно, что при пользовании лазерной визуализацией существует небольшой риск «сжечь» сетчатку, повредить её, и хотя подобные случаи крайне редки, вполне излечимы и фактически могут произойти только если прибор визуализации – подпольно произведённый самопал, либо употребляется намного дольше заявленного в его технической спецификации допустимого срока эксплуатации, тем не менее, есть люди, которые очень этого опасаются.

Видео-шлем – может быть основан на лазерной или голо-оптической технологиях, но так же и на прочих, например, на индукционной. Если он лазерный или голо-оптический, в плане визуализационных характеристик полностью совпадает с соответствующими видео-очками. Вследствие своих размеров позволяет навесить на него значительно больше и более сложного оборудования, чем это имеет место у очков, потому обычно кроме визуализации может выполнять и иные функции: трансляции звука, распознавания нервных и нейронных импульсов мозга, поддержки виртуальных рук (сканирующее устройство шлема отслеживает движения рук пользователя и синхронно в точности воспроизводит их в виртуальной среде, благодаря чему человек обретает возможность пользоваться ими там словно настоящими; если при этом у него ещё и есть «тактильные перчатки», т.е. надеваемые приспособления, воссоздающие ощущения прикосновений, он сможет чувствовать виртуальные предметы пальцами) и многое-многое др. В основном шлема рассчитаны на стационарную эксплуатацию (проще говоря, в домашних условиях), потому что, как и видео-очки, склонны визуально изолировать пользователя, отсекать его от реальности. В них не походишь даже по квартире, надо сидеть на месте. Но бывают шлема и мобильные, умеющие сочетать демонстрируемый видеоконтент с картиной внешнего мира. Правда они уже не совсем средство визуализации, это же не тёмные очки, не деталь имиджа, разгуливать с чем-то, полностью закрывающим голову по улицам было бы странно (хотя иные отдельные оригинальные личности порой так всё же делают). В основном их используют там, где средства защиты – требование безопасности, в рискованных видах спорта к примеру, или в экстремальном туризме, и т.д. То есть они совмещают в себе защитные и визуализационные функции. Как правило. Мобильный видео-шлем заметно дороже стационарного, прежде всего из-за необходимости применять в нём системы динамической стабилизации изображения для устранения размытия и расфокусировки картинки при ходьбе или беге, возникающих из-за дрожания лазеров/голо-оптики. В этом его отличие от мобильных видео-очков, у которых проблема дрожания минимальна или вовсе не проявляется.

Контактные видео-линзы – высокотехнологичное относительно дорогое видеооборудование. Ещё один условный аналог лазерных видео-очков, так же строятся на базе лазерных технологий, но вся основная электротехническая начинка умещается в тонюсенькое пространство внутри линзы. Существуют два вида линз: прозрачные и непрозрачные. Первые устроены значительно проще, однако и дают упрощённую картинку. Они свободно пропускают свет извне, позволяя нормально видеть глазами, транслируемый же видеосигнал накладывают на определённую ограниченную область сетчатки. Зрительно для человека это выглядит так, будто перед ним прямо в воздухе висит окно с видеоизображением, при любом повороте головы оно синхронно поворачивается, при ходьбе синхронно перемещается, всегда оставаясь в одной и той же позиции относительно лица. Получается нечто вроде эффекта «картинка в картинке» (в данном случае его называют «ViewInView»). Это очень удобно для осуществления видеосвязи и доступа к информационным ресурсам «на ходу», однако прозрачные линзы не позволяют без пребывания в полной темноте добиться изображения с безупречной контрастностью и отсутствием визуальных шумов (т.е. слабо проглядывающихся деталей внешнего мира), вследствие чего не подходят для погружения в виртуальные среды или просмотра фильмов. Непрозрачные линзы имеют с наружной стороны матрицу из видеосенсоров, они ничего не пропускают извне в глаз, они снимают окружающую явь, оцифровывают её, складывают посредством внутреннего видеопроцессора с транслируемым видео, и уже в таком заранее совмещённом виде выдают на сетчатку. В результате получают изображение вполне приличного близкого по характеристикам к лазерным видео-очкам качества с более сложным сопряжением, чем ViewInView, со сглаженным сочетанием реального и виртуального, с объёмным встраиванием второго в первое. Помимо качества, сглаженность обеспечивает и другие интересные преимущества, наиболее знаменательное из которых – возможность генерации виртуальных предметов. Специальная программа воссоздаёт в трёхмерной графике желаемые тобой объекты и аккуратно вписывает их в твою визуальную действительность, чтобы они были расположены именно на поверхности земли, а не висели в воздухе и не были утоплены в пол, занимали именно пустующее пространство, а не накладывались на реальные предметы, были освещены в соответствии с тем, находятся ли в тени или на пребывают солнце, и т.д. Пока ты без линз, этих объектов нет, а надел, видишь их, словно они материальны, словно они есть на самом деле. Это называется «овиртуаливанием реальности». Овиртуаливание достаточно популярный спецэффект в настоящее описываемому время. С его помощью можно наполнить своё жизненное пространство какими угодно фантастическими деталями, населить квартиру лесными животными или сказочными существами, заполнить улицы троллями и кентаврами, наводнить небо птерозаврами, феями или ведьмами на мётлах, преобразовать интерьер в доме во что душа пожелает не прикладывая ни физических ни материальных усилий. Доступен он не только посредством линз, его обеспечивает любое из визуализационных устройств, способных гибко совмещать наблюдаемый глазами окружающий мир с транслируемым изображением, например те из видео-очков и видео-шлемов, что пригодны для постоянного ношения. Единственная разница между линзами и всеми остальными приборами, пожалуй, психологическая. Линзы у себя в глазах человек не чувствует, и потому не воспринимает их как предмет, служащий мостом в иллюзорное, как магическую завесу, сняв которую лёгким движением руки можно в одно мгновенье вернуться в реальность (тем более, их столь легко и не снимешь, в отличие от тех же очков). Вследствие чего в них виртуальные элементы яви подсознательно кажутся ему более настоящими. Добавим, что психологи не рекомендуют чрезмерно увлекаться овиртуаливанием, особенно фантазийными его вариантами. Когда вокруг тебя постоянно сказочные существа, привыкаешь считать их данностью. Они становятся нормой для твоего сознания, а значит ты слегка утрачиваешь адекватность. В идеале безудержное фантазийное овиртуаливание следует использовать только для праздников, в крайнем случае можно запускать его на несколько часов каждый день, скажем, по вечерам перед сном.