Читать книгу Медицинский путеводитель по виртуальной реальности - Иван Андреевич Розанов - Страница 10

Виртуальная реальность – крайне популярная в настоящее время тема. VR захватывает всё новые и новые области применения: образование, медицина, развлечения. В обществе кто-то считает VR средством решения множества проблем; другие же – и среди них встречаются довольно-таки молодые люди! – воспринимают виртуальную реальность как источник невообразимых бед, потенциальных угроз масштаба всей цивилизации. (Возможно, они насмотрелись мрачных фантастических фильмов, таких как «Матрица» или «Газонокосильщик». )

Полярность этих точек зрения, на мой взгляд, может быть связана с тем, что в медицинской и психологической литературе восприятие человеком виртуальной реальности описано достаточно скудно. Парадоксально, но факт! И это несмотря на то, что устройства виртуальной реальности в современном их понимании производятся серийно уже более тридцати лет.

Мы прекрасно знаем, что длительное прослушивание музыки на большой громкости в наушниках может приводить к развитию тугоухости. Если много читать с экрана гаджета, то может снизиться острота зрения. Чрезмерно интенсивная эксплуатация компьютерной клавиатуры способствует болям в кистях и туннельному синдрому (как у автора этих строк). Отдельные виды компьютерных игр у некоторых восприимчивых людей могут вызывать игровую зависимость. Типографская краска, применяемая для печати газет, может повреждать кожу и приводить к развитию аллергических реакций. Это – давно установленные факты. Большинство из них стали доступны благодаря врачам-исследователям, деятельность которых позволила нормировать условия пользования гаджетами и другими передающими информацию вещами – и сделать «общение» с ними безопасным.

Но факты подобного рода о виртуальной реальности большая часть людей продолжает черпать из научной фантастики и слухов…

Учёные установили, что наше зрение обладает своего рода инерцией восприятия – любое изображение сохраняется в сетчатке глаза лишние сорок миллисекунд. Этот очень простой физиологический эффект («это не баг, это фича», как сказали бы программисты) позволяет нам смотреть кино, телевизор, компьютерную игру или YouTube. Наш слуховой анализатор способен воспринимать несколько звуковых волн одновременно, даже когда одна звуковая волна накладывается на другую (интерферирует), что предоставляет нам возможность слушать полифоническую музыку – будь то оркестр, голос диктора поверх музыкальной заставки или же «Богемская рапсодия». Мозг человека обладает способностью практически мгновенно «сфотографировать» строку текста, разбить её на отдельные слова, слова – на буквы, а затем провести сборку в обратной последовательности – чтобы с привлечением сложных зрительных, речедвигательных и слуховых связей понять прочитанное.

Таким образом, механизмы восприятия человеком большинства видов мультимедиа нам известны. Известны и психологические эффекты, порожадемые этими механизмами. Но не эффекты, возникающие при восприятии VR…

Помимо механизмов восприятия, есть ещё и эффекты восприятия – те эмоциональные, когнитивные, психофизиологические и даже физиологические (телесные) эффекты, которые возникают в процессе восприятия. Старик читал нудную статью в мятой газетёнке, сидя на скамеечке в парке – и вот он уснул. Шумный подросток играет в «стрелялку» – потеет, краснеет, громко ругается вслух к крайнему неудовольствию его родителей. Юная и ранимая девушка пускает искреннюю слезу на финальной сцене мелодрамы, а её отец брызжет слюной в экран телевизора, недовольный международной геополитической обстановкой. На рок-концерте, оглушенные громкой музыкой, зрители, не боясь повредить друг друга, двигаются почти в унисон, повторяя движения своих кумиров на сцене. А вот кто-то смотрел недавно фильм ужасов – и не убрал за собой последствия просмотра… Всё это – эффекты от восприятия мультимедиа.

Позволю себе повториться – суть настоящей работы заключается в последовательном разборе тех изменений, которые происходят в организме человека, как только он надел на себя шлем виртуальной реальность и нажал кнопку «вкл.»…

В мировой научной литературе описано четыре основные группы эффектов, возникающих при восприятии виртуальной реальности:

1) сенсомоторные, или связанные с развитием эффекта погружения (он же – эффект присутствия, иммерсивность – это ещё один синоним);

2) эмоциональные, вызванные тем, что виртуальная реальность вызывает у человека эмоциональный отклик, порою весьма бурный;

3) когнитивные, связанные с тем, что сам процесс мышления и образ мозговой деятельности при погружении в «виртуалку» определённым образом меняются, притом меняется и восприятие пространства и времени,

и, наконец,

4) физиологические, которые включают в себя все телесные реакции – от изменения пульса и давления вплоть до решительных перемен в характере двигательной активности вообще.

На народном (эзоповом) языке пословиц суть этих четырёх групп эффектов может быть передана так:

1) VR берёт тебя за душу.

2) У тебя как гора с плеч свалилась. Или же наоборот – кровь стынет в жилах и душа ушла в пятки – в зависимости от того, какую виртуальную реальность включили.

3) Ты диву даёшься. Ты оказываешься будто на седьмом небе.

4) Увидел и остолбенел – и тебя за уши не оттащишь. Или, наоборот, бежишь как угорелый, как будто с цепи сорвался.

Описывая все четыре группы эффектов, я буду опираться не только на литературу, но и на собственные экспериментальные данные. В некоторых случаях я буду ссылаться на опыт других исследователей.

Приглашаю читателя к путешествию по крайне увлекательному миру реакций человеческого организма, возникающих при восприятии виртуальной реальности. Я полагаю, что такая «экскурсия» может быть полезна не только медикам и учёным, расширяющим свой кругозор знаний. «Карта» этих изменений может быть полезна компьютерным специалистам, разработчикам игр и других виртуальных сред. Они, как никто другие, на мой взгляд, должны понимать, что изменяется в человеке, пока на нём надета VR-гарнитура.

Карта всегда меньше, чем территория. Надеюсь, что именно вам, дорогие читатели, после прочтения этого Путеводителя, предстоит и благоустраивать территорию, и находить новые точки на карте – а то и вовсе расширять её границы.

Давайте обозначим имеющиеся на данный момент времени «границы» изучаемой нами «территории» – территории виртуальной реальности.

Чем является виртуальная реальность?

VR – это замкнутый образ искусственного «мира», созданный посредством технических средств и передаваемый человеку путем воздействия на сенсорные системы человека (зрение, слух, осязание, с недавнего времени ещё и обоняние). Термин «виртуальная реальность» стал применяться преимущественно для обозначения особых компьютеров, предоставляющих пользователю стереоскопическое изображение компьютерного интерфейса, с которым можно интерактивно взаимодействовать.

Технически порождённая виртуальная реальность обладает следующими основными качествами:

– интерактивности (виртуальная среда изменяется при взаимодействии с пользователем);

– актуальности (VR существует исключительно во время работы оборудования и взаимодействия с ним человека);

– порождённости (VR программируется человеком путем использования компьютерных технологий);

– интенсивности (посредством создания активного источника афферентации);

– интуитивности (VR воссоздает привычные образы предметов и позволяет перенести в свою среду привычные способы взаимодействия с этими предметами);

– иллюстративности (информация представляется пользователю в максимальном наглядном виде);

Ключевая особенность виртуальных сред заключается в возможности полимодальной стимуляции: системы VR способны одновременно воссоздавать зрительные, тактильные, слуховые образы (с недавнего времени ещё и обонятельные образы).

При этом нужно строго помнить, что виртуальная реальность никогда не возникает сама, а создаётся (творится, порождается) и поддерживается объективной реальностью (включающей в себя наши ощущения и технические средства, воспроизводящие VR, такие как, например, шлем виртуальной реальности).

VR обладает следующими свойствами, помимо способности создавать эффект присутствия:

– интерактивностью (изменяется при взаимодействии с пользователем);

– актуальностью (существует только во время работы оборудования и взаимодействия с ним человека); интенсивностью (с разной силой воздействует на разные элементы сенсорной системы);

– иллюстративностью (информация представляется пользователю в максимально наглядной и эмоциональной форме, облегчающей ее восприятие на чувственно-эмоциональном уровне);

– достраиваемостью (возможностью достраивания восприятием схематичных информационных образов), созданных VR.

Приведём значения основных терминов, которые необходимы нам для того, чтобы понять, чем является виртуальная реальность.

Психологически иммерсивные среды – искусственно созданные информационные среды, которые создают эффект присутствия. К ним следует отнести и среды виртуальной реальности. Под погружением в информационную среду следует отнести ощущение человеком своего физического присутствия в нефизическом мире, которое создается искусственно сформированными внешними зрительными образами, звуками или другими стимулами. При этом устройства VR формируют эту среду как динамически изменяющуюся в ходе интерактивного взаимодействия пользователя с этими установками, являющимися источниками искусственной афферентации.

Афферентация – это постоянный поток нервных импульсов, поступающих в центральную нервную систему от органов чувств, воспринимающих информацию. Эти импульсы поступают как от внешних раздражителей, так и от внутренних органов. Очевидно, что в случае виртуальной реальность речь идёт о том, что внешние источники информации заменяют естественную афферентацию на искусственную, созданную этими источниками. Это и порождает развитие психофизиологических эффектов виртуальной реальности, включая и эффект присутствия.

Афферентный синтез – это анализ совокупности информационных сигналов, поступающих в центральную нервную систему и дающих основание принять решение о возможном поведении. Виртуальная реальность создаёт несколько потоков афферентации, количество которых зависит от числа модальностей, то есть от числа сенсорных систем человека, на которых воздействует VR. Эти информационные потоки подвергаются афферентному синтезу. В итоге этого синтеза развивается эффект присутствия и другие психофизиологические эффекты, связанные с восприятием VR.

Эффект присутствия – это психологическое явление, при котором человек ощущает, что он присутствует в другом месте или даже в другой реальности, несмотря на то что он находится физически в другом месте. Этот эффект может быть вызван виртуальной реальностью, гипнозом, медитацией или другими способами. Он может быть полезен для устранения психологических проблем, лечения психических расстройств или для создания иммерсивного опыта при обучении и конструировании тренажёрных систем, а также в играх и других формах развлечений.

Теперь обсудим этимологию термина «виртуальная реальность» и особо отметим то, с чем её не стоит путать ни в коем случае.

В названии виртуальной реальности спрятался забавный лингвистический казус. В русском языке устоялось мнение, что виртуальное – это антоним реального. В то же время, в английском языке virtual означает «практически». Мне кажется, что виртуальную реальность уместнее было бы назвать «искусственной реальностью» (именно такое обозначение принято в трудах одного из пионеров этой отрасли Майрона Крюгера). Однако мы имеем то, что мы имеем: VR это «практически настоящая реальность», можно перевести этот устоявшийся термин и так. Применять словосочетание virtual reality по отношению к особым техническим средствам, связанным с созданием стереоскопического изображения, и позволяющим пользователям испытывать эффект присутствия начали в 80-х гг. XX в. с лёгкой руки Джарона Ланье. А вообще, впервые это словосочетание встречается у французского абсурдиста Antonin Artaud (la réalité virtuelle) и подразумевало собой особую форму театра, при которой упраздняется за ненадобностью четвёртая стена, разделяющая сцену и зрителей, а само театральное действие происходит с обеспечением максимально плотного контакта со зрителем – вплоть до прямого физического воздействия.

До развития компьютерных технологий виртуальным обозначали что-либо, существующее либо в форме эффекта, либо исключительно в восприятии, но фактически не существующее в природе. Так мыслили философы ещё примерно с 1400-х гг. У византийского архиепископа Василия Великого в его «Беседах на шестоднев» мы можем найти, пожалуй, первое ёмкое определение виртуальности. Виртуальность возникает тогда, когда некая реальность может породить другую реальность, законы существования которой не будут сводиться к законам порождающей реальности, то есть виртуальность понималась в значении потенции, сущности, причины. В философии это определение виртуальности мало изменилось с тех лет. Впрочем, философия и сейчас продолжает абстрагировать идею виртуальной реальности от её технического воплощения.

Мы же будем говорить здесь исключительно о технических средствах, порождающих виртуальную реальность и психологических эффектах взаимодействия человека с этими средствами.

Убедительно прошу любезных читателей чётко разделять виртуальную реальность и виртуальность (философскую категорию «виртуальное»). Виртуальная реальность – это совокупность порождающих её технических средств и процессов восприятия, возникающих при пассивном или интерактивном взаимодействии человека с виртуальными средами. Виртуальность – это расплывчатое понятие, которым оперируют философы; виртуальность – это воображаемые объект или состояние, которые реально не существуют, но могут возникнуть при определённых условиях. Мы не будем говорить о виртуальности, а маршрут нашего путешествия проложим исключительно по территории виртуальной реальности, опосредованной техническими средствами её создания, вопреки всем попыткам философов отделить техническое (а, значит, реально существующее) от воображаемого.

Чем отличается виртуальное от реального? Отвечу анекдотом. Один ребёнок задал своему отцу этот же вопрос – что такое реально и что такое виртуально? Тогда отец задал вопрос деду этого ребёнка, его матери и сестре – согласны ли вы продать Родину за 100 000$? Дед и дамы ответили утвердительно; тогда отец сказал ребёнку: «Вот видишь, виртуально у нас 300 000$, а реально – два потенциальных предателя Родины и один старый маразматик».

Виртуальное, таким образом, это нечто иллюзорное и не существующее, с точки зрения философов, а с точки зрения нас, медиков, виртуальная реальность – это вовсе не абстракция, а конкретно существующий процесс взаимодействия человека с определёнными техническими (компьютерными) средствами.

После того как мы разобрались со свойствами и качествами VR (и научились не путать её с виртуальностью, придуманной философами!), нам представляется необходимым подробно разобрать, какие есть технические средства создания (порождения) виртуальной реальности. Иными словами – мы показали границы изучаемой нами территории, а теперь опишем её ландшафт; то, что составляет её «твёрдую» сущность.