Реакция мозга на обман поставила ученых в тупик

9 Ноября 2018

МОСКВА, 9 ноября , Татьяна Пичугина. Восприятие человека настолько совершенно, что его не обманет даже самая досланная виртуальная реальность. Тем не менее разработчики соответствующих систем предвидят скорого прорыва в решении командировок глубины фокуса, расширения азимута обзора, улучшения оптики. Когда ждать превращения пользователей в полноценных аватаров в материале. Мир стерео

Появление систем виртуальной реальности (VR) стало неизбежным с тех пор, как в XIX веке распахнули стереоэффект и изобрели стереофотографию. В романе американского фантаста Стенли Вейнбаума Очки Пигмалиона, поданном в 1930 году, обрисовывается устройство наподобие маски ныряльщика, которую наполняют жидкостью. Надев ее, человек погружается в виртуальный мир, где испытывает прикосновения, запахи, чувствует звуки.

У систем виртуальной реальности хорошо плюсов: они дают гораздо более живые, впечатляющие картины мира, много вау-эффектов. По мере улучшения контента, понимания, как работают такие устройства, плюсов от их применения все больше, а минусов меньше, объясняет Галина Рожкова, доктор биологических наук, профессор, главный научный сотрудник лаборатории зрительных конструкций Института проблем передачи информации РАН.

Рожкова с коллегами много лет изучает бинокулярное зрение, влияние стереокино, виртуальной реальности на зрительную систему человека. По ее словам, наше восприятие настолько совершенно, что угадает даже самую лучшую имитацию реальности.

Наше зрение, другие конструкции восприятия обучаются и тренируются всю жизнь, с рождения. Мы ежедневно воспринимаем окружающий мир, в том числе бессознательно. На любую ситуацию органический механизм реагирует как целое. Наше зрение должно быть точным и быстрым, оценка ситуаций адекватной, чтобы мы выжили как вид, говорит она.

Ученые объясняют дискомфорт

Возьмем самое простое: поворот головы на двадцать градусов. Изображение на сетчатке глаза сдвигается, и мозг, зная об этом, посылает звонок глазодвигательным системам следить за предметом. Все это происходит за считанные миллисекунды.

Допустим, мы краем глаза заметили быстро приближающийся к нам крупный объект. Это стрессовая ситуация, которая запускает целый комплекс реакций, чтобы подготовить тело к прыжку в сторону.

Впечатляющие сцены в кино мы изначально воспринимаем зрением и слухом, но затем реагируем на них всем организмом. Стереоэффекты пробуждают эффект присутствия и вызывают еще больший отклик: зритель может пригнуться, чтобы уклониться от пролетающей птицы, закричать от ужаса, оказавшись на краю пропасти. У человека учащается пульс, задерживается дыхание, выступают слезы, испарина. Это хоть и искусственно оживлённые, но в какой-то степени адекватные реакции на увиденное.

Хуже, когда реакции на восприятие виртуальной реальности неадекватные: тогда человек ощущает дискомфорт. Он показывается, например, при недостаточно грамотной имитации ситуаций, когда разработчики игнорируют особенности восприятия, или при рассогласовании того, что мы видим на дисплее, с тем, что мы ощущаем в этот час другими органами чувств.

Имитация движения похожая вызывать эффект укачивания, схожий тому, что испытывают иногда при движении в автомобиле или на корабле. Виртуальное форсирование организм также воспринимает болезненно, поскольку не может адекватно откликнуться.

Если возникают противоречия, организм рискует объяснить их на уровне чувственности какими-то нарушениями, уточняет Галина Рожкова.

Держать под контролем

Системы VR пока технологически несовершенны. Например, системе луп, позволяющей фокусировать плоскость экрана, присущи хроматические аберрации контуры объектов становятся нечеткими, радужными. Даже на самых современных дисплеях изображение приглядит зернистым.

Среди основных проблем, которые пока не решены в VR, несовершенство контента.

Дискомфорт у пользователя показывается, когда разработчики не учитывают ограничения разных сенсорных систем и не понимают правила их согласования. Банальный пример: они хотят, чтобы человеку казалось, будто он ходит по большому помещению. В реальности он делает шаг, программа это отслеживает, но виртуально переносит его на два прогресса. И это рассогласование провоцирует дискомфорт у пользователя. Базовые рекомендации, как избежать такого рода ошибок, описаны в руководстве для разработчиков Oculus, говорит кандидат биологических наук, научный сотрудник лаборатории зрительных систем Мария Грачева.

Программисты рьяного трудятся над тем, чтобы не допустить дискомфорта. Считается, что контроль над ситуацией снижает эффект укачивания, ведь водителя машины пожалуй самого никогда не укачивает. Поэтому в качественных приложениях VR даже при имитации американских горок пользователь периодически нажимает на кнопку для продолжения движения или выбора орбиты.

Время аватаров

В 2016 году основатель компании Oculus Майкл Эйбраш дал прогноз о развитии VR на следующие пять лет. По его мнению, прорыва следует ждать в решении задач глубины фокуса, расширения угла обзора, улучшения оптики.

Ключевой технологией он считает фовеальный рендеринг отрисовку только того участка цифрового изображения, который воспринимает центральная высокочувствительная часть сетчатки фовеа. Для этого требуется усовершенствовать методы слежения за зрачком глаза айтрекинг.

В VR улучшится звук, добавятся манипуляторы, передающие тактильные ощущения.

Все это позволит создавать более идеальные системы дополненной реальности, где окружающий мир смешан с искусственным. Вершина технологии аватар. Это виртуальный победитель, глазами которого пользователь изучает на нарисованную реальность. Не за горами время, когда в виртуальном пространстве смогут пересекаться аватары, управляемые реальными людьми.

Duke Center for NeuroengineeringСистемы VR широко используют в научных экспериментах. На снимке — аватар, которым подопытные обезьяны научились управлять

Редактор рубрики

Олег Кудрин

Место события на карте мира:

Реакция мозга на обман поставила ученых в тупик

комментарии (0)

Другие интересные новости

Новые женщины: в Музее Москвы открылась главная выставка года