CC BY
76Обзор современных тенденций в сфере виртуальной
реальности
М.П. Ларин
Новосибирский государственный технический университет, Новосибирск, Россия
Аннотация. Отрасль виртуальной реальности в последние годы находится в состоянии бурного роста. Распространение доступных персональных VR-гарнитур позволило использовать данную технологию во множестве различных областей человеческой деятельности. В силу относительной «молодости» данного направления было бы не совсем корректно говорить о сформированном до конца секторе информационных технологий - рынок соответствующих приложений пока что ещё достаточно мал в сравнении с приложениями «классическими». Тем не менее, уже сейчас существует достаточно большой объём исследовательских работ, посвящённых практической реализации и применению виртуальной реальности, а также возникающим в процессе трудностям и «подводным камням». Данная статья посвящена обзору современного состояния ТО-сегмента информационных технологий -сформировавшихся к настоящему моменту направлений развития технологии, а также тех трудностей, с которыми сталкиваются разработчики, выбравшие VR в качестве своей основной платформы. В данной статье рассмотрены примеры использования виртуальной реальности в различных областях деятельности: в обучающем процессе, медицинской практике, туризме, геологии, трёхмерных редакторах, различных тренажёрах, имитирующих транспортные средства. Также описываются специфические варианты применения обозначенной технологии, такие как разработка виртуальной офисной среды, предназначенной для удалённой работы. Помимо этого, в статье упомянуты специфические проблемы, возникающие перед пользователями при использовании ^-приложений. Так, в частности рассмотрен феномен т.н. «киберрастройства», являющегося формой укачивания и возникающего при использовании ТО-гарнитуры. Затронут вопрос безопасности использования VR-устройств, подключённых к сети Интернет, в частности, безопасности информационной, связанной с возможностью утечки персональных данных.
Ключевые слова: виртуальная реальность, иммерсивность, обучающий процесс, киберрастройство, VR-гарнитура.
ВВЕДЕНИЕ
На сегодняшний день виртуальная реальность (virtual reality, VR) превратилась из полуфантастической, сугубо экспериментальной технологии в современную, динамично развивающуюся отрасль тт-сектора. В последние годы возникло достаточное количество относительно доступных устройств, позволяющих реализо-вывать принципиально новые технологические решения, основанные на использовании высокой иммерсивности виртуальных сред, а пользователи в основном смотрят на развитие рынка VR с оптимизмом. [1, 2, 3]
Термин «виртуальная реальность», используемый в данной статье, не стоит путать с родственными - но всё же отличными - понятиями дополненной и смешанной реальности. Контекст данной статьи и обозреваемые в ней работы, в основном, предполагают использование VR-шлема или vr-гарнитуры (также используется вариант HMD - head-mounted display) [4].
Цель статьи - выявление основных тенденций, присущих современной виртуальной индустрии и выделение проблем, проявляющихся непосредственно при использовании VR, характерных для данной технологии.
1. Основные направления развития современной VR-
ИНДУСТРИИ
Наиболее очевидным направлением развития VR является рынок видеоигр - как используемых
в качестве аттракционов в торговых центрах, так и предназначенных для домашнего досуга. Вычислительные мощности современных домашних компьютеров позволяют реализовы-вать достаточно сложные виртуальные миры с высокой степенью иммерсивности и проработанной графикой.
Практически с самого начала виртуальная реальность рассматривалась также и в качестве прекрасной возможности для реализации различных обучающих программ и тренажёров. Важной чертой данного направления является, как правило, нацеленность разрабатываемых приложений под конкретные задачи как с технической, так и с коммерческой стороны. Такая ситуация, очевидно, не способствует формированию широкого рынка обучающих приложений и тренажёров на текущих этапах развития технологии.
Необходимо отметить, что разница между непосредственно видеоиграми и приложениями-тренажёрами в виртуальной реальности, как правило, заключается исключительно в позиционировании конечного продукта. Технически большинство обучающих программ реализуются на игровых движках - как правило, Unity или Unreal Engine, предоставляющих достаточно удобный инструментарий для работы с VR [5].
Достаточный процент обучающих VR-приложений можно назвать играми и с идейной точки зрения. Подобные программы активно используют возможности визуализации и интерактивности, характерные для VR, предлагая пользователям обучение в игровой форме. Сог-http://jurnal.nips.ru/en 165
ласно некоторым исследованиям, пользователи, уже имеющие игровой опыт, лучше справляются с освоением виртуальных приложений [6].
В целом, достаточно очевиден факт того, что введение новых технологий в обучающий процесс потребует разработки соответствующих техник преподавания, ориентированных на наглядность и самостоятельное выполнение работ под надзором преподавателя [7-10], а также групповую работу внутри виртуального пространства [11]. О необходимости разработки и внедрения таких методик говорят всё чаще, и, более того, в ряде образовательных учреждений уже начато внедрение УК в учебный процесс [1216], и, по расчётам, количество таких учреждений продолжит расти [17]. Тем не менее, выдвигаются также опасения относительно возможного «перекоса», вызванного излишней виртуализацией образования [18, 19].
Одной из наиболее обширных областей применения виртуальной реальности является медицина. Причины такого подхода понятны -использование симуляции в качестве наглядного пособия позволяет не только существенно улучшить наглядность преподаваемого материала в сравнении с обычными учебниками, но и предоставить возможность отработки практических действий с телом человека безо всякого риска. [20, 21, 22]
Помимо обучения студентов медицинских вузов виртуальная реальность используется и в непосредственно медицинских целях. [23] Так, технология находит применение в качестве тренажёра для нейрореабилитации больных, перенёсших инсульт [24, 25, 26], психологической помощи и коррекции [27], в том числе - помощи в лечении фобий [28].
В целом, очевидно, что специфические возможности УК способны существенно обогатить, а местами - кардинально преобразить обучающий процесс. Это касается не только медицины, но и самых различных областей: электротехники и смежных профессий [29-32], геологии [33], лингвистики [34], пищевой промышленности [35] и т. д. [36, 37].
Настоящее - насколько можно говорить о «настоящем» в контексте виртуального - трёхмерное пространство позволяет разрабатывать приложения для работы с трёхмерной графикой [38] и архитектурного проектирования [39]. На сегодняшний момент большая часть таких программ является скорее экспериментальной. Эти приложения используют достаточно специфичные подходы к пользовательскому интерфейсу и процессу моделирования и во многом используются для апробации вышеуказанных подходов.
Активно разрабатываются и внедряются виртуальные тренажёры, воспроизводящие транспортные средства. Степень достоверности и, как следствие, выполняемые задачи таких разработок различны - от предназначенных для детей
симуляторов космического корабля, носящих скорее развлекательный характер [40], до реалистичных обучающих программ, имитирующих автомобили [41] и самолёты [42, 43].
Виртуальную реальность активно берёт на вооружение робототехника. Достаточно очевидным является разработка мобильных приложений, позволяющих удалённо управлять различными роботами [44]: операторы подобных систем могут работать не только с изображением на мониторе, но и с «честным» трёхмерным пространством, что особенно ценно при выполнении тонких работ манипуляторами машины. Из других применений можно отметить реализацию облачной платформы для обучения роботов путём демонстрации человеческого поведения в заданных ситуациях. Платформа собирает данные и умеет самостоятельно предоставлять наборы данных для обучения роботов [45].
Ещё одним очевидным направлением использования виртуальных сред, во многом тоже относящихся к образованию, служит туризм. Существует ряд приложений (например, National Geographic Explore VR) представляющих собой виртуальные интерактивные экскурсии по мировым достопримечательностям. Эти экскурсии снабжены соответствующими комментариями и дополнительными визуальными элементами, позволяющими прослеживать развитие некоторых из объектов в динамике или на разных стадиях своей истории. Аналогичным образом разрабатываются приложения-экскурсии для некоторых музеев - они способны не только экономить пространство учреждения, но и «обогащать» экспонаты интерактивными элементами [46].
Активно прорабатывается вопрос использования VR в различных аспектах офисной работы. Рассматриваются варианты использования и разработки тренажёров, призванных помочь в адаптации новых сотрудников, их обучении и тестировании [47]. Дженс Груберт и его соавторы в цикле своих работ рассматривают проектирование и реализацию мобильного виртуального офиса, позволяющую сотрудникам работать удалённо без отрыва от коллектива, а также общие подходы к взаимодействию VR с мобильными платформами [48-50]. Развитие данного направления теоретически способно существенно изменить сам подход к офисной работе, особенно - вкупе с возросшей долей удалённых работников по всему миру.
Не отстают во внедрении инноваций и средства массовой информации. Применение VR в СМИ потенциально способно породить принципиально новые методы донесения информации до зрителя - интерактивные трёхмерные панорамы сделают его не просто пассивным наблюдателем, но позволят оказаться как бы «внутри» передачи [51]. Справедливо это также для рекламы - перед дизайнерами откры-
ваются новые возможности и новые трудности [52].
2. Недостатки и нерешённые
ПРОБЛЕМЫ РАЗВИТИЯ VR
Одной из основных специфических проблем, присущих приложениям виртуальной реальности, является т.н. «cybersickness» - в различных переводах «киберрастройство» [53] или «киберзаболевание». [54] Это явление имеет природу и симптоматику, сходную с обычным укачиванием в транспорте или морской болезнью. В общем смысле укачивание является следствием противоречивости информации, воспринимаемой организмом человека, когда глаза фиксируют перемещение, а внутреннее ухо - нет. Непосредственно в виртуальной реальности пользователи зачастую испытывают ощущения движения собственного тела - так называемые «векции». Это достаточно частая проблема, с которой так или иначе сталкивалось большинство пользователей.
Существует ряд теорий, объясняющих возникновение киберрастройства и векции [53]. Исходя из данных теорий, в настоящее время разрабатываются различные методики борьбы с киберрастройством [55], предполагающие, как правило, сбор данных о состоянии пользователя [56] и использование методов прогнозирования киберрастройства с последующим предупреждением пользователя [57].
В настоящий момент предлагается два основных решения проблемы укачивания. Первый вариант - это систематические тренировки, что актуально и для любого другого вида укачивания. Тем не менее, такое решение, очевидно, не может являться универсальным, особенно - в случае, когда речь идёт об относительно кратковременном взаимодействии с приложением, например, в рамках учебного семинара. Фактически, подобный подход реализуем лишь для обладателей личных гарнитур, имеющих возможность взаимодействовать с VR на регулярной основе.
Второй подход предлагает увеличение частоты кадров и разрешения дисплеев vr-гар-нитур. В настоящее время основные производители, такие как Oculus и HTC, активно работают над тем, чтобы новые модели их шлемов были способны стабильно работать как минимум при 90 кадрах в секунду, что считается минимальной частотой, при которой пользователь не будет испытывать дискомфорта.
Очевидным недостатком является, разумеется, и цена на шлемы виртуальной реальности. Несмотря на наметившуюся тенденцию к удешевлению основных моделей, их цена всё ещё составляет несколько сотен долларов США. Всё более увеличивающийся вторичный рынок VR-оборудования также будет способствовать
увеличению доступности гарнитур для рядового пользователя.
Другой проблемой, упоминаемой в контексте виртуальной реальности, является безопасность пользователя. Эта проблема возникла, в основном, в контексте появления доступных приложений, поддерживающих многопользовательский режим, таких как УК-чаты. В целом, обозначаемые исследователями проблемы, типичны для любой иной Интернет-среды: манипуляции эмоциями других пользователей (т. н. «троллинг»), производимые в виртуальной реальности, воспринимаются людьми практически столь же остро, как и в реальной жизни. [58, 59] Также пользователь шлема виртуальной реальности, находясь внутри среды, становится беззащитен перед окружающими и не видит, что происходит в реальном мире вокруг него [60].
УК-индустрия ещё достаточно молода, поэтому, безусловно, список проблем, возникающих при использовании данной технологии, будет увеличиваться, и, вместе с тем, для данных проблем будут находиться всё новые решения.
Заключение
В данной статье произведён общий обзор текущего состояния УК-индустрии: рассмотрены наиболее активно развивающиеся направления данной технологии: видеоигры, образование, медицина, туризм, робототехника и т. д. Обозначены также и наиболее явные, актуальные проблемы данной специфической области !Г.
Поскольку широкое использование виртуальной реальности только набирает обороты, очевидно, что спектр применения технологии на данном этапе видится необычайно широким. Это же справедливо и для множества зарождающихся методик, применяемых в разработке и внедрении - на сегодняшний день достаточно сложно оценить, какие именно из новых, зарождающихся форматов применения УК зададут дальнейшие тренды развития индустрии, а какие окажутся узконаправленной экзотикой.
Это же касается и недостатков технологии, многие из которых выявляются исключительно опытным, практическим путём. Некоторые из этих проблем решатся сами, с совершенствованием применяемого оборудования и постепенным ростом рынка виртуальных продуктов - это касается и качества изображения, предлагаемого гарнитурами, и цены этих гарнитур, которая, очевидно, снизится. Иные, вероятно, потребуют особых подходов и решений - как на стадии разработки, так и на стадии применения.
Дополнительным толчком к внедрению виртуальной реальности, в том числе - и даже особенно - в образовательный процесс, станет общемировой тренд на дистанционное обучение. Актуальный сейчас, в свете эпидемии COVID-19, этот вид обучения имеет все шансы сохранить свою популярность и после того, как болезнь
отступит. Применение же VR в рамках удалённого учебного процесса видится достаточно перспективным - возможность «почти личного» присутствия на таком занятии вкупе с широкими возможностями взаимодействия пользователей может оказаться прекрасной альтернативой либо же дополнением к современным форматам дистанционного обучения.
ЛИТЕРАТУРА
[1] Иванова А.В. Технологии виртуальной и дополненной реальности: возможности и препятствия применения. Стратегические решения и риск-менеджмент. 2018;(3):88-107.
[2] Шахова А.А. Виртуальная реальность: тенденции распространения и значение для современного общества // Матрица научного познания. 2020. № 2. С. 83-89.
[3] Барашко Е.Н., Кукса В.Д., Шишова Л.В. Методы виртуальной реальности // Мировая наука. 2019. № 5 (26). С. 192-196.
[4] Жмудь В.А., Ляпидевский А.В., Аврамчук В.С., Рот Г. Сквозные субтехнологии в кластере виртуальной и дополненной реальности // Автоматика и программная инженерия. 2019. № 2 (28). С. 86-97.
[5] Томашин Е.Д, Арсентьев Д.А. Особенности разработки игр для виртуальной реальности // Вестник науки. 2020. Т. 1. № 1 (22). С. 215-219.
[6] C. D. Porter, J.R.H. Smith, E. M. Stagar, A. Simmons, M. Nieberding, C. M. Orban, J. Brown, A. Ayers. Using Virtual Reality in Electrostatics Instruction: The Impact of Training // Phys. Rev. Phys. Educ. Res. 16, 020119 - Published 3 September 2020
[7] Елесин С.С., Моисеев А.Н. Выбор технологий виртуальной реальности для применения в учебных курсах / В сборнике: Информационные технологии и математическое моделирование (ИТММ-2018). Материалы XVII Международной конференции имени А.Ф. Терпугова. 2018. С. 236241.
[8] Уваров А.Ю. Технологии виртуальной реальности в образовании // Наука и школа. 2018. № 4. С. 108117.
[9] Aguayo C., Cochrane T., Narayan V. Key themes in mobile learning: Prospects for learner-generated learning through AR and VR. // Australasian Journal of Educational Technology 33(6):27-40
[10] Климович Р.Р., Шкваркова Ю.О., Чернова С.В. Внедрение технологии виртуальной реальности в образование // Скиф. Вопросы студенческой науки. 2019. № 8 (36). С. 30-33.
[11] Male S.A, Kenworthy P., Hassan Gh.M., Guzzomi A., Van der Veen T., French T. Teaching Safety in Design in Large Classes using VR. Paper presented at the 29th Australasian Association for Engineering Education Conference. Hamilton, New Zealand, 2020.
[12] Катаев М.Ю., Кориков А.М., Мкртчян В.С. Технологические аспекты проектирования виртуальной интегрированной образовательной среды // Доклады Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники. 2013. № 4 (30). С. 125-129.
[13] Шевченко Г.И., Рыбакова А.А., Кочкин Д.А. Особенности организации образовательного
процесса в вузе с использованием средств виртуальной реальности // Проблемы современного педагогического образования. 2018. № 60-1. С. 398-402.
[14] Набокова Л.С., Загидуллина Ф.Р. Перспективы внедрения технологий дополненной и виртуальной реальности в сферу образовательного процесса высшей школы // Профессиональное образование в современном мире. 2019. Т. 9, № 2. С.2710-2719
[15] Ijaz K., Tomas J., Ahmadpour N. Immersive VR Learning Experiences: Do Expectations Meet Reality. Paper presented at the 30th Australian ComputerHuman Interaction Conference (OzCHI), Melbourne, 2018.
[16] Донина И.А., Виноградова Ю.А. Виртуальная реальность как фактор повышения мотивации школьников к обучению // Педагогический вестник. 2020. № 12. С. 19-21.
[17] Айвазова Ю.А., Козлова Н.Ш. Виртуальная реальность в образовании - реальность? // Студент и наука. 2019. № 4 (11). С. 39-43.
[18] Петров В.В. Виртуальная реальность: дистанционное образование в информационном обществе // Профессиональное образование в современном мире. 2019. Т. 9. № 2. С. 2702-2709.
[19] Саидов Ж.А.У., Жулибекова Ф.А.К. Причины использования виртуальной реальности в образовательных и обучающих курсах, и модель определяющяя, когда использовать виртуальную реальность / В сборнике: СТУДЕНЧЕСКИЕ НАУЧНЫЕ ДОСТИЖЕНИЯ. сборник статей VI Международного научно-исследовательского конкурса. 2019. С. 30-35.
[20] Зинченко Ю. П., Меньшикова Г. Я., Баяковский Ю. М., Черноризов А. М.,Войскунский А. Е. Технологии виртуальной реальности: методологические аспекты, достижения и перспективы. // Национальный психологический журнал — 2010. — №2(4) — с.64-71
[21] Saalfeld P., Schmeier A., D'Hanis W., Rothkotter H., Preim B. Student and teacher meet in a shared virtual reality: a one-on-one tutoring system for anatomy education. Paper presented at the Eurographics Workshop on Visual Computing for Biology and Medicine, 2020.
[22] Виртуальная и дополненная реальность-2016: состояние и перспективы: сборник научно-методических материалов, тезисов и статей конференции / под общ. ред Д.И. Попова. М.: Изд-во ГПБОУ МГОК, 2016. 386 с.
[23] Голохваст К.С., Хороших П.П., Смирнов А.С., Сергиевич А.А. Использование виртуальной реальности в современной отечественной медицинской практике // Современные проблемы науки и образования. 2018. № 4. С. 247.
[24] Устинова К.И., Черникова Л.А. Виртуальная реальность в нейрореабилитации // Анналы клинической и экспериментальной неврологии. 2008. Т. 2. № 4. С. 34-39.
[25] Хижникова А.Е., Клочков А.С., Котов-Смоленский А.М., Супонева Н.А., Черникова Л.А. Виртуальная реальность как метод восстановления двигательной функции руки // Анналы клинической и экспериментальной неврологии. 2016. Т. 10. № 3. С. 5-12.
[26] Рощупкин С.М. виртуальная реальность как метод восстановления двигательных функций // Решетневские чтения. 2018. Т. 2. С. 204-206.
[27] Селиванов В.В., Побокин П.А., Бабиева Н.С. Взаимодействие личности с образовательными и тренинговыми программами в виртуальной реальности // Человеческий капитал. 2018. № 11-2 (119). С. 263-270.
[28] Константин В.Н., Нахушев Р.С., Шаваев А.А. Взаимодействие шлема виртуальной реальности и комплекса симуляции полета // Электротехнические и информационные комплексы и системы. 2018. Т. 14. № 4. С. 17-23.
[29] Ларин М.П., Рахманов А.С., Гунько А.В. Применение и исследование современных технологий визуализации в обучающем процессе // Студенческий: электрон. научн. журн. 2019. № 40(84). URL: https://sibac. info/j oumal/student/84/161788 (дата обращения: 02.12.2020).
[30] Ларин М.П., Рахманов А.С., Гунько А.В. Применение и исследование современных технологий визуализации в обучающем процессе: результаты // Студенческий: электрон. научн. журн. 2020. № 18(104). URL: https://sibac. info/j ournal/student/104/178513 (дата обращения: 26.11.2020).
[31] Круглов Р.М. Применение технологий виртуальной реальности и машинного обучения в организации технического обучения электротехнического персонала // Аллея науки. 2018.
[32] Акимов А.А. Разработка тренажера для подземных электрослесарей с использованием виртуальной реальности // В сборнике: Сборник материалов X всероссийской, научно-практической конференции молодых ученых с международным участием "Россия молодая". 2018. С. 31503.1-31503.5.
[33] Авербух В.Л., Авербух Н.В., Васёв П.А., Гвоздарев И.Л., Левчук Г.И., Мелкозёров Л.О. Визуализация программного обеспечения на базе средств виртуальной реальности геопространственных данных. Обзор и перспективы разработки // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2020. Т. 331. № 1. С. 195-210.
[34] Доброва В.В., Лабзина П.Г. Виртуальная реальность в преподавании иностранных языков // Вестник Самарского государственного технического университета. Серия: Психолого-педагогические науки. 2016. № 4 (32). С. 13-20.
[35] Тимофеева В.А., Галиуллина А.Ш. Влияние технологий AR / VR на пищевую промышленность // Скиф. Вопросы студенческой науки. 2020. № 1 (41). С. 390-394.
[36] Веженкова И.В., Ковалевская А.С., Арестов В.В. Методы и системы виртуальной реальности в обучении специалистов по направлению "техносферная безопасность" // Современное образование: содержание, технологии, качество. 2019. Т. 1. С. 432-433.
[37] Gumonan, K., & Fabregas, A. (2021). ASIAVR: Asian Studies Virtual Reality Game a Learning Tool. International Journal of Computing Sciences Research, 5(1), 475-488. doi: 10.25147/ijcsr.2017.001.1.53
[38] Friedrich M., Langer S., Frey F. Combining Gesture and Voice Control for Mid-Air Manipulation of CAD Models in VR Environments [Электронный ресурс] // arXiv.org. Дата обновления: 18.11.2020. URL:
https://arxiv.org/abs/2011.09138 (дата обращения: 28.11.2020).
[39] Чистяков А.В. Системы виртуальной реальности в архитектурном моделировании / В сборнике: Наука, образование и экспериментальное проектирование. Труды МАРХИ. Материалы международной научно-практической конференции. Сборник статей. 2017. С. 279-282.
[40] Martinazzo A.A, Ficheman I.K., Venancio V., Correa A.G., Lopes R., Mantovani M.S. The Mario Schenberg Spaceship: Experiencing Science in a Collaborative Learning VR Environment. Paper presented at The 9th IEEE International Conference on Advanced Learning Technologies, ICALT 2009, July 15-17, 2009, Riga, Latvia.
[41] Фокичева А.А. Концепция тренажера виртуальной реальности "Влияние метеорологических условий на автомобильный транспорт" // Ученые записки Российского государственного гидрометеорологического университета. 2018. № 52. С. 28-39.
[42] Свиридов С.Г., Пеньков Н.А., Митрофанов Д.В. Внедрение технологий виртуальной реальности в процесс подготовки военных специалистов // Воздушно-космические силы. Теория и практика. 2017. № 4 (4). С. 171-178.
[43] Киргинцев М.В., Пеньков Н.А., Свиридов С.Г., Дьяков Д.Е. Применение технологии виртуальной реальности в тренажерных комплексах для инженерно-технического состава // Современные наукоемкие технологии. 2019. № 7. С. 181-184.
[44] Курочка К.С., Оныськив В.В. Программный комплекс для управления роботом из виртуальной реальности // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика. 2018. Т. 6. № 6 (42). С. 210-212.
[45] Inamura T., Mizuchi Y. Sigverse: a cloud-based vr platform for research on social and embodied humanrobot interaction [Электронный ресурс] // arXiv.org. Дата обновления: 02.05.2020. URL: https://arxiv.org/abs/2005.00825 (дата обращения: 22.11.2020).
[46] Глушкова А.С. Использование VR- и AR-технологий в туризме // Скиф. Вопросы студенческой науки. 2020. № 1 (41). С. 77-81.
[47] Бутурлакин А.А. Примеры использования виртуальной реальности для обучения сотрудников // Развитие и актуальные вопросы современной науки. 2019. № 1 (20). С. 5-8.
[48] Grubert J., Witzani L., Ofek E., Pahud M., Kranz M., Kristensson P.O. Paper presented at the 2018 IEEE Conference on Virtual Reality and 3D User Interfaces (VR), 2018.
[49] Ofek E., Grubert J., Pahud M., Phillips M., Kristensson P.O. Towards a Practical Virtual Office for Mobile Knowledge Workers [Электронный ресурс] // Researchgate. URL: https://www.researchgate.net/publication/344159636 _Towards_a_Practical_Virtual_Office_for_Mobile_K nowledge_Workers (дата обращения: 22.11.2020).
[50] Biener V., Schneider D., Gesslein T., Otte A., Kuth B., Kristensson P.O., Ofek E,m Pahud M., Grubert J. Breaking the Screen: Interaction Across Touchscreen Boundaries in Virtual Reality for Mobile Knowledge Workers // In IEEE transactions on visualization and computer graphics, 2020
[51] Суходолов А.П., Тимофеев С.В. СМИ и виртуальная реальность: новые возможности и
перспективы // Вопросы теории и практики журналистики. 2018. Т. 7. № 4. С. 567-580.
[52] Завьялов М.Г. Виртуальная реальность как новый способ визуализации для дизайнера в рекламе / В сборнике: Творчество молодых: дизайн, реклама, информационные технологии. Материалы XVII Всероссийской научно-практической конференции студентов и аспирантов. Научный редактор А.В. Голунов. 2018. С. 122-125.
[53] Ковалёв А.И., Клименко В.А. Взаимосвязь иллюзии движения собственного тела и киберрасстройства в системах виртуальной реальности // Синергия Наук. 2018. № 28. С. 509525.
[54] Смыслова О.В., Войскунский А.Е. Киберзаболевание в системах виртуальной реальности: феноменология и методы измерения // Психологический журнал. 2019. Т. 40. № 4. С. 8594.
[55] Porcino T.M., Rodrigues E.O., Silva A., Trevisan D., Clua E. Automatic recommendation of strategies for minimizing discomfort in virtual environments [Электронный ресурс] // arXiv.org. Дата обновления: 27.06.2020. URL: https://arxiv.org/abs/2006.15432 (дата обращения: 22.11.2020).
[56] Reyes V.F., Wenner A, Moyano J., Sbert M. From NPR to VR: tracking ocular behavior in immersive virtual reality // Communication Papers 8(17)
[57] Jin W., Fan J., Gromala D., Pasquier P. Automatic Prediction of Cybersickness for Virtual Reality
Статья поступила 20.01.2021.
Games. Paper presented at the IEEE Games, Entertainment, Media Conference (GEM), Ireland, 2018.
[58] Dremliuga R.I., Mamychev A.Yu., Dremliuga O.A., Matyuk Yu.S., Crimes in virtual reality // Contemporary Dilemmas: Education, Politics and Values. 2019. Т. 7. № 1. С. 129.
[59] Дремлюга Р.И., Крипакова А.В. Преступления в виртуальной реальности: миф или реальность? // Актуальные проблемы российского права. 2019. № 3 (100). С. 161-169.
[60] Дремлюга Р.И., Мамычев А.Ю., Крипакова А.В., Яковенко А.А. Нравственно-правовые риски использования виртуальной реальности в образовательной деятельности // Азимут научных исследований: экономика и управление. 2020. Т. 9. № 1 (30). С. 22-25.
Максим Павлович Ларин,
аспирант кафедры автоматики НГТУ E-mail: [email protected] 630073, Новосибирск, просп. К.Маркса, д. 20
Overview of Current Trends in the Field of Virtual Reality
M.P. Larin
Novosibirsk State Technical University, Novosibirsk, Russia
Abstract. The virtual reality industry has been booming in recent years. The proliferation of affordable personal VR headsets has enabled the use of this technology in many different areas of human activity. Due to the relative "youth" of this direction, it would not be entirely correct to talk about the information technology sector formed to the end. The market of relevant applications is still quite small in comparison with "classic" applications. Nevertheless, there is already a fairly large amount of research work devoted to the practical implementation and application of virtual reality, as well as the difficulties that arise in the process. This article is devoted to an overview of the current state of the VR segment of information technology - the directions of technology development that have been formed to date, as well as the difficulties faced by developers who have chosen VR as their main platform. This article discusses examples of the use of virtual reality in various fields of activity: in the educational process, medical practice, tourism, geology, three-dimensional editors, various simulators that simulate vehicles. It also describes specific applications of this technology, such as the development of a virtual office environment designed for remote work. In addition, the article mentions specific problems that users face when using VR applications. So, in particular, the phenomenon of the so-called "cyber device", which is a form of motion sickness and occurs when using a VR headset. The issue of security of using VR-devices connected to the Internet, in particular, information security related to the possibility of personal data leakage, was raised.
Key words: virtual reality, immersiveness, learning process, cyber device, VR headset.
REFERENCES [3] Barashko E.N., Kuksa V.D., Shishova L.V. Virtual
reality techniques. World Science. 2019. № 5 (26). C.
[1] Ivanova A.V. The technology of virtual and 192-196.
augmented reality: opportunities and constraints of the [4] Zhmud V.A., Lyapidevsky A.V., Avramchuk V.S.,
application. Strategic decisions and risk management. Rot G. End-to-end Subtechnologies in a Cluster of
2018;(3):88-107. Virtual and Augmented Reality. Automatics &
[2] Shahova A.A. Virtual reality: Distribution trends and Software Enginery. 2019. № 2 (28). C. 86-97. significance for modern society. Matrix of scientific [5] Tomashin E.D, Arsentev D.A. Features of Virtual knowledge. 2020. № 2. C. 83-89. Reality game development. Bulletin of Science. 2020.
T. 1. № 1 (22). C. 215-219.
[6] C. D. Porter, J.R.H. Smith, E. M. Stagar, A. Simmons, M. Nieberding, C. M. Orban, J. Brown, A. Ayers. Using Virtual Reality in Electrostatics Instruction: The Impact of Training. Phys. Rev. Phys. Educ. Res. 16, 020119 - Published 3 September 2020
[7] Elesin S.S., Moiseev A.N. Selection of virtual reality technologies for use in training courses. В сборнике: Information Technologies and Mathematical Modeling (ITMM-2018). Materials of the XVII International Conference named after A. F. Terpugov. 2018. С. 236-241.
[8] Uvarov A. Yu. Virtual reality technologies in education // Science and School. 2018. № 4. С. 108117.
[9] Aguayo C., Cochrane T., Narayan V. Key themes in mobile learning: Prospects for learner-generated learning through AR and VR. // Australasian Journal of Educational Technology 33(6):27-40
[10] Klimovich R. R., Shkvarkova Yu. O., Chernova S. V. Introduction of virtual reality technology in education. Questions of student science.2019. № 8 (36). С. 30-33.
[11] Male S.A, Kenworthy P., Hassan Gh.M., Guzzomi A., Van der Veen T., French T. Teaching Safety in Design in Large Classes using VR. Paper presented at the 29th Australasian Association for Engineering Education Conference. Hamilton, New Zealand, 2020.
[12] Kataev M. Yu., Korikov A.M., Mkrtchyan V. S. Technological aspects of designing a virtual integrated educational environment. Reports of the Tomsk State University of Control Systems and Radioelectronics.2013. № 4 (30). С. 125-129.
[13] Shevchenko G. I., Rybakova A. A., Kochkin D. A. Features of the organization of the educational process in the university with the use of virtual reality tools. Problems of modern pedagogical education.2018. № 60-1. С. 398-402.
[14] Nabokova L. S., Zagidullina F. R. Prospects of introduction of technologies of augmented and virtual reality in the sphere of educational process of higher school. Professional education in the modern world.2019. Т. 9, № 2. С. 2710-2719
[15] Ijaz K., Tomas J., Ahmadpour N. Immersive VR Learning Experiences: Do Expectations Meet Reality. Paper presented at the 30th Australian ComputerHuman Interaction Conference (OzCHI), Melbourne, 2018.
[16] Donina I. A., Vinogradova Yu. A. Virtual reality as a factor of increasing the motivation of schoolchildren to learn // Pedagogical Bulletin. 2020. № 12. С. 19-21.
[17] Aivazova Yu.A., Kozlova N. Sh. Virtual reality in education is reality? // Student and Science.2019. № 4 (11). С. 39-43.
[18] Petrov V. V. Virtual reality: distance education in the information society. Professional education in the modern world.2019. Т. 9. № 2. С. 2702-2709.
[19] Saidov Zh. A. U., Ulibekova F. A. K. Reasons for using virtual reality in educational and training courses, and the model determining when to use virtual reality / В сборнике: STUDENT SCIENTIFIC ACHIEVEMENTS. collection of articles of the VI International Research Competition. 2019. С. 30-35.
[20] Zinchenko Yu. P., Menshikova G. Ya., Bayakovsky Yu. M., Chernorizov A.M., Voiskunsky A. E. Virtual reality technologies: methodological aspects, achievements and prospects. // National Psychological Journal — 2010. — №2(4) — с.64-71
[21] Saalfeld P., Schmeier A., D'Hanis W., Rothkotter H., Preim B. Student and teacher meet in a shared
virtual reality: a one-on-one tutoring system for anatomy education. Paper presented at the Eurographics Workshop on Visual Computing for Biology and Medicine, 2020.
[22] Virtual and augmented reality-2016: state and prospects: collection of scientific and methodological materials, abstracts and articles of the conference / under general ed D. I. Popov. M.: publishing house of the STATE MMPP, 2016. 386 с.
[23] Golohvast K. S., Good P. P., Smirnov A. S., Sergievich A. A. The use of virtual reality in modern domestic medical practice. Modern problems of science and education. 2018. № 4. С. 247.
[24] Ustinova K. I., Chernikova L. A. Virtual reality in neurorehabilitation. Annals of clinical and experimental neurology.2008. Т. 2. № 4. С. 34-39.
[25] Hizhnyakova A. E., Klochkov A. S., Kotov-Smolensky A.M., Suponeva N. A., Chernikova L. A. Virtual reality as a method of restoring the motor function of the hand. Annals of clinical and experimental neurology.2016. Т. 10. № 3. С. 5-12.
[26] Roshchupkin S. M. virtual reality as a method of restoring motor functions. Reshetnev readings.2018. Т. 2. С. 204-206.
[27] Selivanov V. V., Pobokin P. A., Babieva N. S. Interaction of personality with educational and training programs in virtual reality. Human capital 2018. № 11-2 (119). С. 263-270.
[28] Constantyan V. N., Nakhushev R. S., Shavaev A. A. Interaction of a virtual reality helmet and a flight simulation complex. Electrical and information systems and systems.2018. Т. 14. № 4. С. 17-23.
[29] Larin M. P., Rakhmanov A. S., Gunko A.V. Application and research of modern visualization technologies in the educational process. Student: electronic scientific journal. 2019. № 40(84). URL: https://sibac. info/j ournal/student/84/161788 (дата обращения: 02.12.2020).
[30] Larin M. P., Rakhmanov A. S., Gunko A.V. Application and research of modern visualization technologies in the educational process: results. Student: electronic scientific journal. 2020. № 18(104). URL: https://sibac. info/j ournal/student/104/178513 (дата обращения: 26.11.2020).
[31] Kruglov R. M. Application of virtual reality and machine learning technologies in the organization of technical training of electrical personnel. Science Alley. 2018.
[32] Akimov A. A. Development of a simulator for underground electricians using virtual reality. В сборнике: Collection of materials of the X All-Russian scientific and practical conference of young scientists with international participation "Young Russia". 2018. С. 31503.1-31503.5.
[33] Averbukh V. L., Averbukh N. V., Vasev P. A., Gvozdarev I. L., Levchuk G. I., Melkozerov L. O. Visualization of software based on virtual reality tools of geospatial data. Overview and prospects of development // Bulletin of the Tomsk Polytechnic University. Engineering of geo-resources.2020. Т. 331. № 1. С. 195-210.
[34] Dobrova V. V., Labzina P. G. Virtual reality in teaching foreign languages / / Bulletin of the Samara State Technical University. Series: Psychological and pedagogical sciences. 2016. № 4 (32). С. 13-20.
[35] Timofeeva V. A., Galiullina A. Sh. Influence of AR / VR technologies on the food industry. Questions of student science. 2020. № 1 (41). С. 390-394.
[36] Vezhenkova I. V., Kovalevskaya A. S., Arestov V. V. Methods and systems of virtual reality in training specialists in the direction of "technosphere safety" // Modern education: content, technologies, quality.2019. Т. 1. С. 432-433.
[37] Gumonan, K., & Fabregas, A. (2021). ASIAVR: Asian Studies Virtual Reality Game a Learning Tool. International Journal of Computing Sciences Research, 5(1), 475-488. doi: 10.25147/ijcsr.2017.001.1.53
[38] Friedrich M., Langer S., Frey F. Combining Gesture and Voice Control for Mid-Air Manipulation of CAD Models in VR Environments [Электронный ресурс] // arXiv.org. Дата обновления: 18.11.2020. URL: https://arxiv.org/abs/2011.09138 (дата обращения: 28.11.2020).
[39] Chistyakov A.V. Virtual reality systems in architectural modeling / В сборнике: Science, education and experimental design. Materials of the international scientific and practical conference. Collection of articles.2017. С. 279-282.
[40] Martinazzo A.A, Ficheman I.K., Venancio V., Correa A.G., Lopes R., Mantovani M.S. The Mario Schenberg Spaceship: Experiencing Science in a Collaborative Learning VR Environment. Paper presented at The 9th IEEE International Conference on Advanced Learning Technologies, ICALT 2009, July 15-17, 2009, Riga, Latvia.
[41] Fokicheva A. A. The concept of a virtual reality simulator "The influence of meteorological conditions on automobile transport" / / Uchenye zapiski Rossiyskogo gosudarstvennogo gidrometeorologicheskogo universiteta.2018. № 52. С. 28-39.
[42] Sviridov S. G., Penkov N. A., Mitrofanov D. V. Introduction of virtual reality technologies in the process of training military specialists. Theory and practice. 2017. № 4 (4). С. 171-178.
[43] Kirgintsev M. V., Penkov N. A., Sviridov S. G., Dyakov D. E. Application of virtual reality technology in training complexes for engineering and technical personnel // Modern high-tech technologies.2019. № 7. С. 181-184.
[44] K. S. Kurochka, Oniskiv V. Software system for robot control of a virtual reality // Actual directions of scientific researches of the XXI century: theory and practice. 2018. Т. 6. № 6 (42). С. 210-212.
[45] Inamura T., Mizuchi Y. Sigverse: a cloud-based vr platform for research on social and embodied humanrobot interaction [Электронный ресурс] // arXiv.org. Дата обновления: 02.05.2020. URL: https://arxiv.org/abs/2005.00825 (дата обращения: 22.11.2020).
[46] Glushkova A. S. The use of VR-and AR-technologies in tourism. Questions of student science.2020. № 1 (41). С. 77-81.
[47] Buturlakin A. A. Examples of using virtual reality for employee training // Razvitie i aktualnye voprosy sovremennoy nauki.2019. № 1 (20). С. 5-8.
[48] Grubert J., Witzani L., Ofek E., Pahud M., Kranz M., Kristensson P.O. Paper presented at the 2018 IEEE Conference on Virtual Reality and 3D User Interfaces (VR), 2018.
[49] Ofek E., Grubert J., Pahud M., Phillips M., Kristensson P.O. Towards a Practical Virtual Office for Mobile Knowledge Workers [Электронный ресурс] // Researchgate. URL: https://www.researchgate.net/publication/344159636
_Towards_a_Practical_Virtual_Office_for_Mobile_K nowledge_Workers (дата обращения: 22.11.2020).
[50] Biener V., Schneider D., Gesslein T., Otte A., Kuth B., Kristensson P.O., Ofek E,m Pahud M., Grubert J. Breaking the Screen: Interaction Across Touchscreen Boundaries in Virtual Reality for Mobile Knowledge Workers // In IEEE transactions on visualization and computer graphics, 2020
[51] Sukhodolov A. P., Timofeev S. V. Mass media and virtual reality: new opportunities and prospects // Questions of theory and practice of journalism. 2018. Т. 7. № 4. С. 567-580.
[52] Zavyalov M. G. Virtual reality as a new way of visualization for a designer in advertising / В сборнике: Creativity of young people: design, advertising, information technology. Materials of the XVII All-Russian Scientific and practical Conference of students and postgraduates. Scientific editor A. V. Golunov. 2018. С. 122-125.
[53] Kovalev A. I., Klimenko V. A. Interrelation of the illusion of movement of one's own body and cyberspace in virtual reality systems // Synergy of Sciences. 2018. № 28. С. 509-525.
[54] Smyslova O. V., Voiskunsky A. E. Cyber-disease in virtual reality systems: phenomenology and measurement methods. Psychological journal. 2019. Т. 40. № 4. С. 85-94.
[55] Porcino T.M., Rodrigues E.O., Silva A., Trevisan D., Clua E. Automatic recommendation of strategies for minimizing discomfort in virtual environments [Электронный ресурс] // arXiv.org. Дата обновления: 27.06.2020. URL: https://arxiv.org/abs/2006.15432 (дата обращения: 22.11.2020).
[56] Reyes V.F., Wenner A, Moyano J., Sbert M. From NPR to VR: tracking ocular behavior in immersive virtual reality // Communication Papers 8(17)
[57] Jin W., Fan J., Gromala D., Pasquier P. Automatic Prediction of Cybersickness for Virtual Reality Games. Paper presented at the IEEE Games, Entertainment, Media Conference (GEM), Ireland, 2018.
[58] Dremliuga R.I., Mamychev A.Yu., Dremliuga O.A., Matyuk Yu.S., Crimes in virtual reality // Contemporary Dilemmas: Education, Politics and Values. 2019. Т. 7. № 1. С. 129.
[59] Dremlyuga R. I., Kripakova A.V. Crimes in virtual reality: myth or reality? // Actual Problems of Russian Law. 2019. № 3 (100). С. 161-169.
[60] Dremlyuga R. I., Mamychev A. Yu., Kripakova A.V., Yakovenko A. A. Moral and legal risks of using virtual reality in educational activities // Azimut of scientific research: economics and management. 2020. Т. 9. № 1 (30). С. 22-25.
Maxim Pavlovich Larin, PhD
student of the Department of Automation NSTU. E-mail: [email protected] 630073, Novosibirsk, str. Prosp. K. Marx, h. 20
The paper has been received on 20/01/2021.
