CC BY
142
№ 5'2015 ВЕСТНИК МГУП ИМЕНИ ИВАНА ФЕДОРОВА © Московский государственный университет печати имени Ивана Федорова
ISSN ON-LINE 2409-6652 _vestnik.mgup.ru
УДК 004.354
ТЕХНОЛОГИЯ LEAP MOTION И ЕЕ ПРИМЕНЕНИЕ В ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССАХ
Попов Дмитрий Иванович
заведующий кафедрой информатики и информационных технологий, доктор технических наук, профессор Московский государственный университет печати имени Ивана Федорова 127550 Россия, г. Москва, ул. Прянишникова, д. 2А popov@hi-edu. ru
Демидов Дмитрий Григорьевич
доцент кафедры информатики и информационных технологий, кандидат технических наук Московский государственный университет печати имени Ивана Федорова 127550 Россия, г. Москва, ул. Прянишникова, д. 2А demidov@hi-edu. ru
Алпатова Марианна Валерьевна
студентка кафедры информатики и информационных технологий Московский государственный университет печати имени Ивана Федорова 127550 Россия, г. Москва, ул. Прянишникова, д. 2А vrisk. serket@gmail.com
Аннотация. Рассматривается технология Leap Motion, основанная на захвате движения, которая была выпущена в 2013 г. компанией OcuSpec. Исследуется, какие новые возможности для человеко-компьютерного взаимодействия она может дать и как можно это применить в различных образовательных программах.
Ключевые слова: технология, захват движения, указывающие устройства, OcuSpec, Leap Motion, SDK, Oculus Rift, VR, разработка, ПО, программирование, 3D моделирование, USB.
Leap Motion — это технология, основанная на захвате движения, осуществляющая человеко-компьютерное взаимодействие. Ее разработала компания OcuSpec, основанная в 2010 г. Команда Leap Motion работала в закрытом режиме пока 21 мая 2012 г. не продемонстрировала свой первый продукт — The Leap. Сами продажи начались спустя год.
Устройство представляет собой небольшой USB-адаптер, верхняя часть которого создает невидимую 3D-область взаимодействия достаточно большого объема, которую можно себе представить как куб с ребром в 61 см. Внутри данной области Leap Motion может отслеживать движение не только пальцев и рук пользователя, но также и карандашей, ручек, палочек для еды и т.п. Удается это с помощью установленных в устройстве двух камер и трех ИК-светодиодов. Стоит отметить высокую скорость и точность захвата, она достигает 200 кадров в секунду [1; 3].
В идее технологии Leap Motion заложена возможность перехода на принципиально новый уровень управления компьютером и работы в различных программах и играх. Данная разработка рано или поздно приведет человечество к полному отказу сначала от указывающих устройств по типу «мышей» и джойстиков, а впоследствии, возможно, и сенсорных экранов. В первом случае мы получаем новый и более естественный для нас способ взаимодействия с объектами и отказываемся от лишних периферийных устройств (такие производители как Acer [2] и HP, уже захотели встроить Leap Motion в свои ноутбуки, так что USB-адаптер — лишь первоначальная форма данной технологии). Во втором случае, когда мы мо-
жем отказаться от сенсорных устройств, это связано с тем, что для Leap Motion не имеет значения, находятся ли ваши руки в перчатках [4], его не пугает грязь, влага и жир и т.д. Помимо этого, Leap Motion может оказаться неплохим подспорьем художникам, дизайнерам и 3D-моделлерам, ведь теперь можно рисовать и работать с 3D-объектами прямо в воздухе так, как будто они находятся перед вами. Достаточно двигать рукой подобно рисованию на бумаге или «брать в руки» любой предмет, крутить его, изменять, совмещать с другими прямо в виртуальном пространстве. И, конечно, это целое новое направление для игровой индустрии. Теперь можно драться с врагами прямо голыми руками или почувствовать себя пилотом настоящего космического корабля.
Все перечисленные возможности так и напрашиваются в совокупность к VR-технологии и, безусловно, была реализована поддержка виртуальной реальности. Среди рекомендованных девайсов фигурирует уже известный Oculus Rift, но компания также представила свои собственные очки виртуальной реальности, которые обладают еще большим полем зрения. В этом случае устройство захвата движения крепится непосредственно к самим очкам и «видит» ваши руки так, как мы их видим в реальной жизни. С помощью VR можно погружать пользователя абсолютно в любую атмосферу, ситуацию и окружение, с которой он может взаимодействовать и решать различные задачи самым привычным для себя способом с помощью рук [5].
Для разработчиков предлагается абсолютно бесплатный SDK, который работает с 14 различных платформ и библиотек. Среди них есть такие извест-
№ 5'2015 ВЕСТНИК МГУП ИМЕНИ ИВАНА ФЕДОРОВА © Московский государственный университет печати имени Ивана Федорова
ные платформы, как Unity 3D и Unreal Engine, также реализована поддержка таких языков программирования, как Processing (в том числе специально написанная на его базе среда разработки LeapMotionP5), С++, Objective-C, Java, JavaScript, AS3 и другие [6]. Работа с предложенным SDK не составит большого труда, еще к нему прилагается неплохая документация и множество примеров. Среди минусов можно отметить небольшое количество предопределенных движений, что вынуждает программиста самого пытаться математически описывать более сложные жесты (например, полет птицы, волну и т.д.). Некоторые разработчики решили самостоятельно начать работу над универсальным плагином или инструментом, который мог бы просто записать показанное движение, а потом его использовать, что могло бы сильно облегчить работу множеству программистов.
Человечество верно и достаточно быстро движется в сторону активного использования виртуальной реальности, голографических интерфейсов и компьютерного моделирования. Увеличение вычислительных мощностей дает нам возможность строить все более сложные и массивные виртуальные системы, проводить на них научные эксперименты, опыты, исследования и эмуляции различных процессов. Такие технологии захвата движения, как Leap Motion, позволяют пользователю ощущать картинку еще более реально и упростить ему работу в виртуальной реальности. Перед образовательными системами стоят три задачи:
• научить пользователя работать и взаимодействовать с VR — свободно в нем ориентироваться и манипулировать различными объектами с помощью таких технологий, как Leap Motion и ей подобных. Это, безусловно, требует определенной привычки и навыка, а будущее уже не за горами. Пользователь должен быть готов к тому, что вскоре ему придется взаимодействовать с интерфейсами совершенного иного уровня;
• внедрить VR-моделирование и системы захвата движения в проведение научных работ и исследований. Это позволило бы ученым делать предварительные выводы и проводить опасные
ISSN ON-LINE 2409-6652 _vestnik.mgup.ru
эксперименты без какого-либо вреда для собственного здоровья и имущества; • внедрить ту же связку в создание различных тренажеров и эмуляторов. Это позволило бы создать безопасные условия для отработки различных профессиональных навыков, в некоторых случаях сэкономить на оборудовании и инструкторах.
Возможно, на практике технология Leap Motion работает пока еще не так идеально, как она описывается, но главный шаг уже сделан. Если даже она в будущем не станет широко используемой, то на ее базе будет создано много подобных устройств нового поколения. В таком случае активное внедрение технологий захвата движений не только в компьютерные игры, но и в нашу повседневную жизнь станет неминуемым.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Leap Motion [Электронный ресурс]. — URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Leap_Motion (Дата обращения: 05.10.2015).
2. ASUS partners up with Leap Motion, PCs with 3D motion control to debut in 2013 [Электронный ресурс]. — URL: http://www.engadget.com/2013/01/03/asus-leap-motion-partnership (дата обращения: 05.10.2015).
3. Leap Motion [Электронный ресурс]. — URL: http://ex-power.ru/kontroller-leap-motion (дата обращения: 05.10.2015).
4. Контроллер движения leap motion [Электронный ресурс]. — URL: http://madrobots.ru/p/leap-motion (дата обращения: 05.10.2015).
5. Leap Motion for Virtual Reality [Электронный ресурс]. — URL: https://www.leapmotion.com/product/vr (дата обращения: 05.10.2015).
6. Leap Motion SDK [Электронный ресурс]. — URL: https://developer.leapmotion.com (дата обращения: 05.10.2015).
LEAP MOTION IN EDUCATIONAL PROCESSES
Dmitry Ivanovich Popov
Moscow State University of Printing Arts 127550Russia, Moscow, Pryanishnikova st., 2A
Dmitry Grigorevich Demidov
Moscow State University of Printing Arts 127550Russia, Moscow, Pryanishnikova st., 2A
Marianna Valerievna Alpatova
Moscow State University of Printing Arts 127550Russia, Moscow, Pryanishnikova st., 2A
Annotation. This article presents Leap Motion technology based on motion capture,which was released in 2013 by the company OcuSpec. We will found out what kind of new opportunities for human-computer interaction it is capable of and how it can be applied in different educational programs.
Keywords: technology, motion capture, pointing devices, OcuSpec, Leap motion, SDK, Oculus rift, VR, development, SOFTWARE, programming, 3D modeling, USB.
