тилась научная фантастика. В 1943 Роберт А. Хайнлайн написал "Уолдо" рассказ о странном гении, живущем на спутнике и использующем для разнообразных целей телеуправляемые манипуляторы. В 1950 Рэй Брэдбери написал "Вельд": в виртуальной реальности дети играют с виртуальными животными, пока виртуальные львы не убивают реальных родителей этих детей. В 1952 дебютировало устройство Синерама. Оно состояло из трех экранов и трех синхронизированных камер. Сам принцип мультикамерного фильма впервые был применен Фредом Уолтером на летных тренажерах времен Второй мировой войны. Когда с этим аппаратом познакомился Мортон Хэйлиг, он сразу понял, сколь принципиально его отличие от других вос- производящих систем. В 1955 году, работая в Мексике над своим фильмом, Хэйлиг опубликовал в местном архитектурном журнале статью о кинотеатре будущего. Он подсчитал, что зрительное поле человека составляет 155 градусов по вертикали и 185 градусов по горизонтали. Таким образом, только чтобы охватить поле пассивного зрения, необходимо выйти за эти границы. Хэйлиг предложил такое архитектурное устройство кинотеатра, которое позволило бы при воспроизведении трехмерных изображений избежать применения специальных очков и других устройств. Этот проект никогда не был осуществлен, но его следы можно видеть в таких сооружениях, как кинотеатры системы ОмниМакс. Зато была построена и в 1961 году запатентована Сенсорама - машина с нишей, куда, словно в театр для одного зрителя, помещалось лицо наблюдателя. К его услугам были пять двухминутных трехмерных цветных фильмов, сопровождавшихся воспроизведением звуков, движений, ветра в лицо и запахов. Одна из этих машин дожила до наших дней. В ее основе лежит стереоскопическая кинокамера, позволявшая на 35- миллиметровой пленке передавать трехмерные изображения. Это была виртуальная реальность без компьютера, и зрителям она нравилась. В 1957 году Хэйлиг запатентовал головной дисплей, однако дальнейшее развитие этой идеи осуществил Иван Сазерленд. В 1960-х годах в Гарварде он создал первый стереоскопический головной дисплей. К этому времени ему уже принадлежала первая компьютерная дизайн-программа Скетчпэд. Первый дисплей был настолько тяжел, что пользователи прозвали его "Дамокловым мечом". В нем Сазерленд решил проблему показа только той части изображения, которая видна на дисплее с тем, однако, чтобы пользователь мог изменить угол своего взгляда и увидеть другую часть. Решение этой проблемы позволило сделать изображение динамичным и по-настоящему трехмерным. Сазерленду принадлежит также идея головной следящей системы, основанной на ультразвуковом эффекте. Все вместе эти изобретения заложили основу для работы с компьютерной информацией. В дальнейшем И.Сазерленд перешел на работу в ДАПРА, а потом стал создателем ряда корпораций, специализировавшихся в сфере компьютерно-графической индустрии. Его называют "отцом" виртуальной реальности. В 1965 на одном из выступлений Сазерленда по компьютерной графике оказался Фредерик П. Брукс младший, и это определило его дальнейший жизненный путь. Став незадолго до этого главой Компьютерного научного департамента в Университете штата Северная Каролина в Эйпл-Хилле, свой первый проект он посвятил созданию трехмерной модели молекулы протеина. Брукс всегда говорил о себе как о "создателе инструментов", призванном решать конкретные задачи. Его призвание в том, чтобы обращать внимание на то, что другие считают само собой разумеющимся. Один из его проектов был посвящен решению вопроса, в действительности ли использование головного дисплея имеет больше преимуществ перед обычным монитором. Это был тщательно продуманный эксперимент, в котором особое внимание уделялось правильному направлению радиационных лучей в целях избежания рака. Занятия Брукса механизмами обратной связи и трехмерной графикой нашли и находят значительное число применений, расширяя границы этой области. Томас А. Фернес III стал создателем программы СуперКокпит (Супер-Гонка), полученная в результате которой технология позволяет пилотам сверхскоростных самолетов обучаться только с помощью своих головы, глаз и рук. Фернес является доктором физики в прикладной области и закончил Саутгемптонский университет в Англии. Начинал он в 1965 юным лейтенантом ВВС, а через пять лет продолжил сотрудничество с ВВС уже в качестве гражданского ученого, посвятив себя созданию механизмов, позволяющих людям контролировать сложные машины. В 1972 Фернес построил первый периферийный дисплей, в работе которого учитывается движение человеческих глаз. Позже он со своей командой разработал дисплеи с оптиковолоконными передачами и зеркалами, а затем они открыли, что движения глаза могут влиять на виртуальную реальность так же, как движения пальцев. Следующим шагом были эксперименты с трехмерными аудио-дисплеями, приведшие к созданию трехмерного звукового генератора. Целью всех этих приборов было поместить пилота в среду данных. В 1977 начались эксперименты со шлемом "Дарт Вэйдер", включающим 75 дисплеев и 300 различных контролирующих устройств. Еще один человек, опережающий свое время, - Майрон Крюгер. В 1969 году он начал исследования по взаимодействию "человек - компьютер" в Университете штата Висконсин. Его ранние работы носили кинетический характер и давали возможность прямого в них участия. Поэтому люди воспринимали Крюгера скорее как художника, нежели как ученого. Такие его проекты, как ГЛОУФЛОУ (Течение свечения), МЕТАИГРА и ПСИХИЧЕСКОЕ ПРОСТРАНСТВО, будили воображение. Концепции Крюгера часто носят игровой характер, и сам его подход расценивается как эксцентрический. В 1972 он закончил книгу "Искусственная реальность", которую напечатали только через десять лет. Область его интересов - философские аспекты проблемы; используя видеокоммуникацию, он много экспериментировал с жестами и человеческим восприятием. Крюгера беспокоит, что в современной виртуальной реальности мало реального. Это относится не столько к абстрактности сценариев, сколько к замедленности реакции на входной сигнал. "Я двигаю своей рукой, и затем двигается моя графическая рука. Это необязательно. Учитывая затраченные ресурсы, это нужно преодолеть", - пишет он. "Если бы я занимался бизнесом, то сделал бы несколько вещей. Я бы избавился от приводов. Я бы увеличил скорость происходящих процессов и знаю, как это сделать. Я бы мгновенно сделал все это понятным людям". "Правда заключается в том, что виртуальная реальность - это не триумф американской технологии. Это трагедия американской технологии. Мне позволили сделать один процент того, что я мог бы. В течение двадцати лет я писал одно замечательное предложение за другим и не получил в ответ ничего". Недавно он опубликовал книгу "Искусственная реальность II". Будучи выставленными в музеях, многие из его работ в то же время имеют явное приложение в телеприсутствии и представляют собой подходящую модель для взаимодействия в киберпространстве. Киберпространство и виртуальная реальность - новое поле приложения сил, и потому здесь так велика роль одиночек. Что касается коллективных разработок, то здесь, как и в других технических отраслях в США, конкурируют университетские ученые и сотрудники исследовательских отделов корпораций. Длительную исследовательскую работу проще выполнять в стенах университета, нежели в больших корпорациях, поскольку те смотрят на все под углом рынка и не вполне понимают исследовательские задачи. С другой стороны, однако, даже очень крупные американские корпорации пользуются услугами университетских ученых для стимуляции усилий своих собственных сотрудников. Среди крупных проектов и лабораторий можно назвать проект ХАБИТАТ Чипа Морнингстара и Рэнди Фармера, Исследовательский центр Ксерокс Пало Альто, Лаборатории АТэндТ Белл, Компьютерный научный департамент Университета Северной Каролины, лаборатории НАСА, МТИ, Медицинский центр Университета Лома Линда, Лабораторию ХИТ и другие. Наиболее очевидным путем развития виртуальной реальности является индустрия развлечений. Такие пассивные масс-медиа, как кино и ТВ, уже постепенно вытесняются примитивными интерактивными формами. Только за 1992 год доход от первого проката кинокартин по всему миру составил около 5 миллиардов долларов, тогда как продажа видеоигр интерактивного характера дала прибыль в 7 миллиардов. В настоящее время на рынке немало и того, что можно назвать "пассивными" или околовиртуальными играми. Как правило, это отростки военной технологии летных тренажеров: они-то и составили быстрее всего растущую часть индустрии развлечений. Военные прикладывают продолжительные и постоянные усилия к тому, чтобы приспособить виртуальную реальность к нуждам реального мира. Это относится в первую очередь к имитации маневров, которые в реальности очень дороги и наносят окружающей среде большой ущерб. В американской армии в военных учениях используется лазерная система МАЙЛС. На каждого солдата надет сенсор, воспринимающий лазерный луч от чужого оружия и автоматически отождествляющий его как цель. Однако эта система неэффективна, если в маневрах участвует большое количество техники. Самой известной имитационной системой является СИМНЕТ, разработанная ДАРПА и армейскими лабораториями. Корни ее лежат в имитаторе танкового огня, в значительной степени устроенном по принципу видеоигры. Система построена на основе одного из боевых американских танков. Внутри блока солдаты занимают те же места, что и в реальной военной технике или командных центрах. Глядя в "окно", они видят имитацию поля боя со всем ландшафтом и техническими средствами, управляемыми другими участниками сражения. Радиоуправление и звуковые эффекты создают эффект присутствия. Каждый участник этого сражения обладает переменной точкой зрения, позволяющей учитывать движения и действия других боевых единиц. Не приходится говорить о том, что все выстрелы и прямые попадания воспроизводятся предельно реалистично, причем на имитаторах СИМНЕТ можно воспроизвести взгляд не только из танка, но и из вертолета и другого движущегося технического средства в месте сражения. Это позволяет проводить испытания спроектированных, но еще не построенных видов оружия. В настоящее время имитаторы СИМНЕТ соединяются в сети до 1000 единиц, что дает возможность имитировать крупные маневры. Войска стран НАТО также постепенно переходят к работе с этой системой. Однако она не учитывает такие важные для современного высокочувствительного и сверхточного оружия параметры, как угол наклона на местности, тип почвы, влажность и т.п.; также требует учета воздействие искусственных спутников, радарных установок, роботов и пр. В настоящее время СИМНЕТ совершенствуется, оставаясь самым мощным военным имитатором. Компьютерная имитация используется военными также для анализа и оценки поступающих данных. Так было в ходе недавней войны в Персидском заливе. Значительные усилия в области компьютерной графики на протяжении двух последних десятилетий были затрачены на автоматизацию процесса инженерного дизайна. Компьютерный дизайн и его неотъемлемый спутник - компьютерное производство слились в единую дисциплину. Раньше в таких отраслях, как самолето- и ракетостроение, автомобильная промышленность, строительство больших зданий, не было иного пути опробовать конструкцию и ее дизайн, кроме как построить макет. С развитием компьютерной графики и появлением экспертных систем стало возможным работать с компьютерными прототипами. В конкурирующих фирмах соответствующие департаменты стремятся создать все более совершенные программы, что продвигает развитие всей индустрии. К 1995 должна войти в строй программа АААП, которая объединит в себе все процессы разработки, производства и сбыта товаров. Использование сходных технологий в строительстве позволяет предположить, что со временем архитекторы смогут на месте определять оптимальную конструкцию и дизайн здания, пользуясь имеющимися в их распоряжении строительными блоками; это также должно привести к широкому развитию динамической архитектуры. Сходные программы разрабатываются в настоящее время в медицине, особенно в хирургии. Имеются устройства, позволяющие не только видеть отдельные полостные части человеческого тела, но и отрабатывать на компьютере разные варианты операций. Однако здесь развитие наталкивается как на все еще недостаточный для решения таких серьезных проблем уровень развития технологии виртуальной реальности, так и на консерватизм самих докторов и пациентов. Вся идея виртуальной реальности - найти путь к исследованию киберпространства, просунуть голову прямо в систему и полностью погрузиться в нее. Не столь буквально мы можем делать это с помощью телефона. Телефонная сеть заинтересована в расширении своих услуг, что она уже делает с помощью partial motion - видео на низкочастотных медных телефонных линиях и full motion - видео с помощью спутникового вещания. Исследователи компании АТэндТ ищут возможности для того, чтобы сделать присутствие виртуальных объектов во время телефонных разговоров зримым. Одна из разновидностей использования виртуальной реальности полного погружения называется телеприсутствием. Вы присутствуете здесь, потому что здесь установлены входные сенсоры, передающие информацию к вам на дисплей. Это идеально для работы с роботами, особенно в опасных условиях: в открытом космосе, в морских глубинах, в ядерной инженерии и т.п. Такой подход требует значительного развития тактильной и кинэстетической обратной связи. Уже сейчас он применяется в обучении, аттракционах, на научных конференциях и в другой пассивной деятельности. В будущем хирург с помощью стереоскопических камер, укрепленных на оптико-волоконных зондах, сможет получать на своем головном дисплее трехмерное изображение внутренних органов человека. Использование же микророботов величиной немногим более человеческой клетки даст возможность совершать операции необычно высокой точности. Применение виртуальной реальности в обучении и тренировках показывает, сколь велика может быть немедленная отдача от нее. В этом направлении работает американская армия, обучая военнослужащих точной стрельбе с помощью имитаторов примерно в пять раз быстрее, чем на обычных полигонах; полиция, которая с помощью видеоимитаторов ставит своих офицеров в экстремальную ситуацию, когда надо быстро принять правильное решение "стрелять - не стрелять". Специальная система разработана для обучения воздушных диспетчеров. Программа НАСА обучает операторов сбору и обработке данных по каждому космическому объекту. При обучении докторов используется, в частности, программа Дартмутской Высшей медицинской школы ВМС США, когда врач, помещенный в критические военные условия, должен быстро принять правильное решение. Невозможно даже исчислить уже имеющиеся примеры тренировочного применения виртуальной реальности. Однако в области образования их число может быть еще выше. В мае 1991 г. в сенатском подкомитете состоялись специальные слушания по вопросу об использовании новых технологий в образовательном процессе, в которых участвовали, в частности, будущий вице-президент, а тогда сенатор Альберт Гор и ряд крупных специалистов по виртуальной реальности. Мортон Хэйлиг так описал виртуальный класс будущего: "Идеальная классная комната будет электронной и сферической: три измерения, воздух, вибрации, температура, все что нужно. Там будет 5.000 фильмов по любому предмету. Тебе нужен Рим или Греция - и ты сразу оказываешься там!" Им уже построена широкоэкранная проекционная система, названная Комната Обучающей Стены, которая теперь совершенствуется. Сравнительно недавно предложены концепции виртуальных библиотек и музеев. В качестве доступа к книгам и другой печатной продукции библиотеки будет использоваться телеприсутствие. Пользователь сможет перемещаться внутри визуального изображения книжных полок, находить то, что ему нужно, и сразу погружаться в чтение, а при наличии разрешения делать копии. Концепция виртуального музея слегка иная. Смитсоновский музей в Вашингтоне располагает коллекцией более чем в миллиард единиц хранения. Одномоментно в нем может быть выставлено не более двух процентов от общего числа экспонатов. Виртуальный музей даст пользователям возможность увидеть любой экспонат коллекции в его натуральном, трехмерном виде, а также, в идеале, все тематически связанные с ним экспонаты и материалы. Однако эта концепция, предполагающая полное погружение, требует дисплеев более высокой разрешающей способности, чем те, которые пока нам доступны. Наконец, большое применение виртуальная реальность находит и найдет в бизнесе: при обработке информации, оценке оптимальной цены и рынка сбыта, уменьшения себестоимости товара и т.п. Все процессы бизнеса объединяются в одну информационную сеть, ключ к которой - у шефа компании по информации. Виртуальная реальность прошла долгий путь развития, хотя еще и молода. В культурном плане ее можно рассматривать как часть субкультуры 60-х годов, именуемой хакерами. Хакерская субкультура за