Наголовный дисплей

У этого термина существуют и другие значения, см. Шлем.

Наголовный дисплей (англ. Head-mounted display), также распространены вариант шлем виртуальной реальности и очки виртуальной реальности — устройство, позволяющее частично погрузиться в мир виртуальной реальности, создающее зрительный и акустический эффект присутствия в заданном управляющим устройством (компьютером) пространстве. Представляет собой конструкцию, надеваемую на голову, снабженную видеоэкраном и акустической системой. Наголовный дисплей создаёт объёмную картинку, демонстрируя два изображения — по одному для каждого глаза. Кроме того, он может содержать гироскопический или инфракрасный датчик положения головы.

Оператор в наголовном дисплее и перчатках виртуальной реальности

В 2000-х — 2010-х гг. наголовные дисплеи виртуальной реальности значительно подешевели^{[источник не указан 483 дня]} и ожидается, что в скором времени превратятся в такой же необходимый атрибут компьютерных игр, как джойстик или мышь. Сейчас на рынке уже представлено несколько доступных моделей видеоочков по цене, не превышающей стоимость хорошего руля для гоночных компьютерных игр. В основных недостатках бюджетных моделей — отсутствие встроенного трекера для отслеживания позиции головы, низкое разрешение видеоэкранов; некоторые дешёвые наголовные 2000-х годов всегда подают одинаковые изображения в оба глаза и не способны создавать иллюзию объёмности.

Обзор

Типичные шлемы (очки) виртуальной реальности используют один или два дисплея с линзами и, иногда, зеркалами. В качестве дисплеев могут использоваться миниатюрные электронно-лучевые приборы, ЖК-дисплеи, LCos-проекторы, органические светодиоды. Иногда могут использоваться несколько микродисплеев для увеличения поля зрения. В некоторых системах (Google Cardboard, Samsung Gear VR) используется дисплей обычного смартфона.

Часто наголовные дисплеи делят на два класса по способности комбинировать искусственное изображение с реальным:

• большинство дисплеев может отображать лишь искусственное (виртуальное) изображение.
• некоторые дисплеи позволяют комбинировать реальное и виртуальное изображение, реализуя дополненную реальность или смешанную реальность. Комбинирование может происходить за счёт полупрозрачных зеркал (Optical See-Through) или с помощью видеокамер, снимающих реальность, и использования этого видеопотока при генерации изображения (Video See-Through).

Применение

Наголовные дисплеи применяются военными и государственными службами, а также в гражданской и коммерческой области, например, в медицине, видеоиграх, спорте и тому подобное.

Авиация и государственные службы

Дисплеи, монтируемые на шлем (Нашлемный дисплей^[англ.]), могут использоваться пилотами военных вертолётов и самолётов. В частности, они могут использоваться для отображения пространства в условиях низкой освещённости.

Военными, полицией и пожарными нашлемные дисплеи могут использоваться для изучения тактической информации или инфракрасных изображений^[1].

DARPA продолжает финансирование исследований в области дополненной реальности (программе Persistent Close Air Support, PCAS)^[2].

Инженерные, научные и медицинские применения

Дисплеи виртуальной реальности могут использоваться для стереоскопического отображения информации при работе с системами автоматизированного проектирования, при ремонте сложных систем. Применяются в хирургии для изучения томографических снимков (компьютерная томография, магнитно-резонансная томография).

Видеоигры и развлечения

Недорогие наголовные дисплеи виртуальной реальности используются для трёхмерных видеоигр. Дешёвые видеоочки позволяют просматривать фильмы.

Среди ранних бытовых наголовных дисплеев был Forte VFX-1, представленный на CES в 1994 году^[3]. VFX-1 обладал стереоскопическим дисплеем, трёхосевой системой отслеживания положения головы и стереонаушниками.

Планируется создание дисплеев виртуальной реальности для игровых консолей восьмого поколения — Xbox One и Play Station 4. Наголовный дисплей для Xbox предположительно будет называться Fortaleza^[4].

Спорт

3 ноября 2011 года компания Recon Instruments выпустила MOD Live — первый в мире интерактивный дисплей для горнолыжных очков под управлением Android. На дисплей можно выводить скорость, высоту, дистанцию, время в прыжке, его длину и высоту, местоположение по GPS, температуру и многое другое^[5].

Обучение

Наголовный дисплей виртуальной реальности позволяет разместить стажёра в ситуации, которая слишком дорога или слишком опасна для повторения в реальной жизни. Обучение охватывает широкий спектр тренировок от вождения, прыжков с парашютом, сварки, полётов и тренировок солдат до подготовки медицинских процедур. Тем не менее ряд нежелательных симптомов был вызван длительным использованием определённых типов дисплеев на голове^[6].

См. также

• Костюм виртуальной реальности
• Перчатки виртуальной реальности
• Телеприсутствие
• Magic Leap^[англ.]

Примечания

1. A Three Dimensional Helmet Mounted Primary Flight Reference for Paratroopers  (неопр.). Дата обращения: 27 августа 2015. Архивировано из оригинала 6 августа 2014 года.
2. "Darpa's Hologram Goggles Will Unleash Drone Hell". Wired.com Danger Room. 2011-04-11. Архивировано 28 марта 2014. Дата обращения: 29 июня 2011.
3. Cochrane, Nathan. "VFX-1 VIRTUAL REALITY HELMET by Forte". GameBytes. Архивировано 12 ноября 2020. Дата обращения: 29 июня 2011.
4. VR headsets for Xbox One and PS4  (неопр.). Дата обращения: 27 августа 2015. Архивировано 26 октября 2021 года.
5. "Head-Up дисплей для горнолыжных очков". Архивировано 10 марта 2017. Дата обращения: 29 июня 2017.
6. Handbook of Virtual Environments: Design, Implementation, and Applications, Second Edition (англ.). CRC Press. Дата обращения: 29 июня 2017. Архивировано 30 августа 2017 года.

Ссылки

• Rolland, J. P., and Hong Hua. «Head-mounted display systems.» Encyclopedia of optical engineering (2005): 1-13.  (англ.)