У истоков виртуальной реальности
Леонид Черняк
Виртуальная реальность (ВР) постепенно распространяется из области развлечений на бизнес. Солидные компании начинают использовать ее в своих корпоративных сетях, язык VMRL (Virtual Reality Modeling Language) стал объектом пристального внимания. Есть надежда, что в ближайшее время ВР перестанет отождествляться с кино, игрой DOOM или ее аналогами.
Из крупных компаний корпоративного рынка, занимающихся ВР, до сих пор наиболее широко были известны Silicon Graphics и Platinum Technology. И вот в феврале произошло еще одно, казалось бы, не очень заметное событие. Sun Microsystems выкупила примерно дюжину патентов, некогда принадлежавших компании VPL Research. Это событие свидетельствует о намерении Sun заняться внедрением средств ВР в корпоративные системы.
И еще, под крышей Sun теперь собраны результаты деятельности трех родоначальников работ по ВР. Хотя и Айвэн Сазерленд (Ivan Sutherland), и Джарон Ланье (Jaron Lanier), и Том Зиммерман (Tom Zimmerman) со временем отошли от продуктивных исследований по ВР, но их личный вклад таков, что история сохранит имена этих пионеров виртуальной реальности.
Джон Винс в своей книге "Системы виртуальной реальности" (Virtual Reality Systems, 1995, ACM Press) начало этого направления связывает с изобретением первой логической машины в 1777 г., работами по электромагнетизму Майкла Фарадея, машинами Чарльза Бэбиджа, а затем упоминает все великие изобретения и открытия, которые так или иначе способствовали появлению современных компьютеров. Если следовать этой логике, то можно обнаружить и более ранние истоки ВР, например, на острове Крит была найдена счетная машина еще античных времен.
И все же действительной точкой отсчета следует считать 1960 год, когда впервые в компании "Боинг" были созданы системы машинной графики и появился термин "машинная графика". Выдающийся вклад в это внесла компания Autodesk. История выполненных ею работ заслуживает отдельного повествования. Но то, что сделали герои этой статьи, относится к первым и, пожалуй, наиболее романтическим шагам ВР.
В 60-х годах Айвэн Сазерленд изобрел прототип видеошлема. Огромный импульс к развитию ВР дали молодые энтузиасты, создавшие в 1985 г. гаражную компанию VPL Research, Том Зиммерман – автор идеи интерактивной перчатки и Джарон Ланье, который разрабатывал ПО. Именно он впервые предложил термин virtual reality и стал признанным авторитетом по ВР на многие годы.
Айвэн Сазерленд
Айвэн Сазерленд сейчас работает в компании Sun Microsystems, где он, безусловно, самый именитый ученый.
Сазерленд входит в число 12 наиболее признанных из ныне живущих американских исследователей в области информатики, точнее, компьютерных наук (computer science). Он удостоен наиболее престижных академических наград и является членом высших научных обществ США. Это не мешает ему гордиться четырьмя внуками и посвящать свободное время танцам, полетам на воздушном шаре. Но главное его увлечение – мотоцикл. Своим любимцем он назвал мощнейший мотоцикл BMW K100, что для маститого ученого, которому уже пошел седьмой десяток, совсем неплохо.
![](/images/frgnhist/intern6a.jpg)
Айвэн Сазерленд
В этой заметке мы ограничимся описанием исследований Сазерленда, связанных с созданием видеошлема. В 1966 г. производитель вертолетов компания Bell Helicopter начала разработку систем для управления ночными полетами с использованием инфракрасных камер, установленных вне кабины, и приемников, расположенных непосредственно перед глазами, на шлеме пилота. Эти эксперименты показали, что пилот вполне может летать с такими "искусственными" глазами. Направление получило название "удаленная реальность" (Remote Reality).
Успех опытов подтолкнул Сазерленда, который был тогда профессором Гарвардского университета, и его студента Боба Споулла (Bob Sproull) к идее заменить инфракрасные приемники электронными трубками, подключенными к компьютеру. В результате родился видеошлем (Head-Mounted Display), ставший впоследствии одним из основных элементов систем ВР.
Первые изображения, демонстрируемые шлемом, были, естественно, трехмерными, но каркасными. Вплоть до 1975 г. Сазерленд и его сподвижники работали над проблемой скрытых поверхностей, придания реалистичности изображению. Последняя статья Сазерленда, посвященная этой теме – A Characterization of Ten Hidden-Surface Algorithms – содержит описание десяти алгоритмов, основанных на сортировке поверхностей по расположению и глубине. Позже он оставил ВР, избрав иное поле научной деятельности.
Еще в середине 60-х годов Сазерленд совместно с профессором Эвансом из Университета штата Юта, тогда этот университет был центром работ по ВР, участвовал в проектах, спонсируемых агентством ARPA (МО США). В 1968 г. они организовали существующую и поныне компанию Evans & Sutherland (http://www.es.com), насчитывающую сегодня свыше 800 сотрудников. Компания производит системы визуализации для высокопроизводительных рабочих станций под Windows NT.
Том Зиммерман
![](/images/frgnhist/intern6b.jpg)
Том Зиммерман
В середине восьмидесятых Том Зиммерман сочетал деятельность в VPL Research с музыкальными увлечениями. Он захотел некоторым образом совместить акустическую гитару с электронной. За два года вместе с коллегой Янгом Харвиллом (Young Harvill) ему удалось создать своего рода интеллектуальные перчатки (DataGlove), с помощью которых можно имитировать перебор струн. Кроме того, он создал аппаратный интерфейс. Ланье и еще один сотрудник VPL Чак Блэнчард (Chuck Blanchard) написали программное обеспечение Body Electric, переводящее движение руки в звуки.
Из желания удовлетворить музыкальные запросы неожиданно родился один из основных инструментов ВР – манипулятор для руки, область использования которого вышла далеко за пределы музыкальных приложений. Как и Сазерленд, впоследствии Зиммерман изменил своему детищу, однако манипулятор DataGlove занял свое место в системах ВР, как мышь в ПК.
Джарон Ланье
Говорить о Джароне Ланье намного сложнее, чем о его коллегах. Он выбивается из привычного ряда лидеров ИТ. Оставив программирование, он перешел в элитарную группу интеллектуалов США. Современная американская культура с невероятным почтением относится к философам от науки и технологий, к футурологам. Это своего рода культовые фигуры, их называют гуру, пандитами и т. д. Например, весенний визит знаменитого английского астронома Хоукинса, специалиста по черным дырам, был воспринят в США как событие национального масштаба (пожалуй, даже большее, чем приезд Вероники Кастро или Чака Норриса в Россию), о нем писали все газеты, он не был обойден вниманием телевидения. Хотя и маловероятно, что средний американец в состоянии понять астрономические теории такой сложности.
![](/images/frgnhist/intern6c.jpg)
Джарон Ланье
Высокопоставленные аналитики (например, Джордж Гилмор, автор "Телекосма") цитируются президентами, это стало правилом хорошего тона для чиновников высокого ранга, эти аналитики выступают перед сенатом и конгрессом. Все это скорее носит обрядовый характер, что-то вроде обязательного смокинга для похода на симфонический концерт. Ланье попал в эту обойму.
Ланье своего рода "ужасный ребенок" ВР, он на редкость яркая и колоритная личность, шокирующая всех своей внешностью. Он не только философствует, но и пишет камерную музыку, занимается и живописью.
У Ланье есть очень интересная гипотеза о развитии постсимволических форм коммуникации (в данном случае символ – буква). Практически все методы коммуникации, которые существуют поныне, кроме музыки и живописи, являются символическими. По словам Ланье, мы находимся в плену символов и слов, он готов очень аргументированно доказывать, насколько это плохо. ВР он рассматривает как средство выхода из этого плена. С его логикой вполне можно согласиться. Но в то же время он совсем не прагматик, и, отвергая что-то, ничего не предлагает взамен. Приняв его рассуждения, остаешься с недоуменным вопросом: "А что же дальше?"
Его любимые темы выступлений – человек и киберпространство, он критикует несовершенство современных методов программирования. Ланье громит монополизм крупных компьютерных компаний, например, он очень активно откликнулся на поражение Каспарова перед Deepblue, доказывая несостоятельность самой идеи поединка человека с машиной. Еще одна любимая тема рассуждений – анализ высказанной в свое время Аланом Тьюрингом идеи теста, позволяющего отличить интеллект человека от искусственного интеллекта. Эти темы привлекают внимание крупных изданий от WallSreet Journal и Times до Scientific American. Но при всей их внешней броскости и философичности для профессионала они малопродуктивны.
![](/images/frgnhist/intern6d.jpg)
Так выглядел первый видеошлем в 1967 г.
Количество должностей и обязанностей Ланье перечислить довольно сложно. Прежде всего он ведущий научный сотрудник в организации под названием Национальная инициатива по телепогружению (National Tele-immersion Initiative), которая совместно с университетскими исследовательскими центрами работает над созданием нового Интернета (Internet 2). Он участник программ Нью-Йоркского, Гарвардского, Йельского и Парижского университетов, входит в число учредителей Международного института эволюции и мозга. Этот список при желании можно продолжать и продолжать, но большинство названий мало что скажут читателю.
В одном из многочисленных интервью он рассказал анекдот о себе и Россе Перо, который его в некоторой степени характеризует:
"На вечеринке в доме Стива Джобса с Россом Перо что-то приключилось и он с невероятной скоростью помчался в туалет. Но у него на пути оказался я, в своей африканской робе и с серьгой в ухе. Я – внушительный и вальяжный, а Росс совсем маленький. Он, бедняга, натолкнулся на меня, отскочил и сел на пол, глядя глазами, полными ужаса. Мне это страшно понравилось". Интересно, что об этом эпизоде рассказывает Росс Перо?
И все же, как бы ни сложилась последующая судьба этих людей, в виртуальном мире они были первыми.