Два пути в будущее нательных компьютеров. Часть I: виртуальная реальность

Почти двадцать лет назад мы с семьёй жили в районе Бёрлингтона, штат Вермонт (США), и ...
Майкл Абраш

Почти двадцать лет назад мы с семьёй жили в районе Бёрлингтона, штат Вермонт (США), и я дистанционно работал на небольшую фирму в Калифорнии, специализирующуюся на графическом ПО. Там были прекрасные люди, с которыми были приятно работать, но меня не покидало чувство, что их с их бизнесом не всё в порядке. Я жил далеко от потенциальных работодателей и должен был уметь предчувствовать проблемы заранее. Поэтому я начал искать другую работу. Сразу два пробных шара попали в Microsoft, и в итоге я стал работать по контракту над VGA-драйвером для первой версии Windows NT. Тогда до её выпуска было чуть больше года.

После пары месяцев такой работы мне предложили пройти интервью для работы на полную ставку. Это решение было сложнее, чем вы думаете, потому что для этой работы нужно было переехать в другой конец страны. Мы любили Вермонт, там было хорошо воспитывать детей, красивая местность, моя жена готовилась к получению степени магистра и обросла корнями. В целом нас всё устраивало. В Microsoft мне предлагалась более стабильная и более интересная работа, но многим нужно было пожертвовать.

В итоге я решил пройти интервью, и когда мне предложили возглавить разработку графического драйвера для NT, я согласился. Несколько месяцев спустя уволился ведущий разработчик GDI, и я занимал эту позицию в первых двух версиях NT. В целом работа над NT стала для меня отличным опытом. Например, Дейв Катлер (Dave Cutler) дал мне совершенно новое видение того, что значит писать хорошее ПО и что для этого нужно. Потом, я помогал в создании операционной системы, которая положительно повлияла на жизнь большого количества людей. В своей книге «Flow» Михай Чиксентмихайи (Mihaly Csikszentmihalyi) определяет удовлетворяющую работу как совпадение сложной, но достижимой задачи и чувства того, что работа полезна, но не слишком. Моя работа над NT была как раз в этой золотой середине.

Как всё сложилось в итоге? Я больше не в Microsoft, но вот уже 20 лет мы живём в районе Сиэтла и вполне довольны жизнью, так что переехали мы не зря. Не менее важно то, что до NT я работал в основном над малозначимыми проектами в малых компаниях; начиная с NT я начал работать над интересными и действительно важными вещами. Так что в итоге всё сложилось хорошо.

Я бы сказал, что для Microsoft всё тоже сложилось неплохо, поскольку я сыграл важную роль в разработке GDI и графических драйверов, а NT добилась колоссального успеха. (Конечно, я был лишь одним программистом среди многих талантливых людей в команде NT, и с большинством из них я бы снова с удовольствием поработал. Более того, с двумя из них я работаю сейчас в Valve. Если вы были в той команде NTV и готовы к новым вызовам в удивительном окружении, черканите мне пару строк.)

Но вот что смешно: я полностью завалил первое из пяти интервью в Microsoft. Интервьюер задавал мне вопросы об отладчике Windows, а я, увы, тогда мало знал даже о Windows, не говоря уже о её отладчиках. Ещё хуже интервью пройти не могло. Если бы они продолжали задавать мне традиционные вопросы, я бы никогда не получил эту работу, просто потому что у меня не было того опыта, который предусматривался при составлении этих вопросов. Однако следующий интервьюер, Дэррил Хейвенс (Darryl Havens), сказал: «Ну ладно, мы тратили время зрея. Что нам сделать, чтобы вас заполучить?» — и остаток дня прошёл именно в такой тональности (спасибо, Дэррил!). Дэррил знал, что пока я не начал работу над драйверами, они были в сильно запущенном состоянии, и NT просто не вышла бы без качественных драйверов. Нанять меня было самым быстрым способом решения этой проблемы.

Если бы Microsoft придерживалась стандартной процедуры интервью, то я бы не получил работу, и это было бы плохо и для Microsoft, и для меня. Из этого случая я на долгие годы вынес урок, что нельзя слишком сильно привязываться к каким-то конкретным моделям мышления или поведения. Мир слишком сложен и постоянно развивается, поэтому нужно постоянно переоценивать планы, решения, процессы, предпосылки и умственные модели, чтобы удостоверяться, что они соответствуют реальности.

Моя первая статья в этом блоге посвящена вопросу, почему дополненная реальность (AR) может оказаться следующим знаковым платформенным сдвигом. Я по-прежнему считаю, что так оно и будет. Однако во время работы в этой сфере я часто задавался вопросом, где больше смысла: идти сразу к AR или по пути захватить ещё и VR (виртуальная реальность), особенно если говорить о краткосрочной перспективе. В обоих сценариях есть свои плюсы, их довольно интересно рассматривать, таким образом визуализируя будущее. В этой статье я изложу одну линию аргументов — в пользу акцента на VR, а в следующей поговорю о том, почему имеет смысл сосредоточиться на AR с точки зрения НИОКР даже в ближайшем будущем. Я до сих пор не знаю, какой вариант правилен, поэтому не ждите от меня каких-то всеобъемлющих выводов. Однако процесс размышления на такие темы интересен сам по себе. Он позволяет лучше понять, каким может быть будущее нательных компьютеров.

Читая статью, имейте в виду, что я вовсе не утверждаю, что это будет именно так. Я лишь предполагаю, что так быть может. Я не собираюсь пророчествовать, поскольку не знаю, что принесет будущее. Но я хочу побудить вас поразмышлять, запустить дискуссию, которая, надеется, продолжится в комментариях.

Прежде чем начать, я бы хотел прояснить один момент: в этих двух статьях отражены мои личные рассуждения, а не фирмы Valve, и я никоим образом не представляю какой-то продукт или стратегию. Это просто мой полёт мысли, попытка приоткрыть завесу с картины будущего, которое обещает быть очень интересным.

Несколько определений

Если вы не знакомы с VR или AR, поясню. VR — это когда вы садитесь, надеваете закрытые очки или шлемофон и погружаетесь в виртуальный мир наподобие Метавселенной из книги «Лавина» или ОАЗИС из «Первый игрок готов». (Если вы не читали «Первый игрок готов», обязательно прочитайте. Это отличная книга, особенно если вы выросли в 1980-х годах. Но даже если нет, всё равно прочитайте. Я не вырос в 80-х, но всё равно люблю эту книгу.) AR — это когда вы надеваете очки и видите обычный реальный мир, но так или иначе модифицированный, как круги веры из «Конца радуг» или виртуальное общество из «В далёкой Силении».

В VR можно сесть за компьютер, надеть шлемофон и оказаться в Средиземье, или в космическом корабле, или на очередном уровне Team Fortress 2. В AR вы идёте по реальной улице с AR-очками, но при этом видите, что на вас нападают (виртуальные) пришельцы, или вы встречаете (настоящих) членов вашего круга веры в (виртуальных) средневековых костюмах, или, продолжая аналогию Team Fortress 2, все, кого вы видите, — в виртуальных шляпах.

Та AR, которую я сейчас описал и о которой буду писать ниже, — это AR неограниченная, или, как я ещё её называю, повсеместная. Она работает в любом месте, куда бы вы ни пошли. Это, естественно, термин долгосрочный, поскольку речь идёт о платформенном сдвиге, однако на ближайшие годы это несколько виртуальный термин, поскольку пока эта технология не готова для прайм-тайма, нужно решить ещё много сложных технических проблем. Однако есть и AR сильно ограниченная, например в масштабах стола или комнаты. Вот это уже гораздо более реализуемо на данный момент, в сравнении с повсеместной AR, и конечно, здесь куда больше интересных применений. Однако очевидно, что этот вид AR уступает повсеместному в полезности, а VR он уступает в погружённости и готовности для потребительского рынка. Он требует менее функционального, при этом более дорогого оборудования. Но тем не менее, ограниченная AR может серьёзно осложнить шансы VR на победу в краткосрочной перспективе. В следующей статье я остановлюсь на этом более подробно.

Есть и третий вид нательной дисплейной технологии, которую я буду называть HUDspace. Она основана на отображении двумерной информации в прозрачных очках. Это можно сравнить с тем, как если постоянно держать перед глазами телефон или планшет. В этом направлении идёт Google со своим Project Glass. Я включаю в эту категорию очень облегчённые формы AR, например имя человека у него над головой, стрелочки в направлении выбранного маршрута или информация о зданиях и объектах прямо над ними. В таких вещах много пользы, и они однозначно будут реализовываться, но они гораздо менее требовательны в технологическом плане, чем AR и VR, у них небольшие возможности развлекательного характера. Это больше похоже на расширение сегодняшних смартфонов, чем на подлинно новую платформу, и по этой причине лично мне это кажется куда менее классной вещью. Поэтому я буду говорить только об AR и VR.

Если мы движемся в направлении AR, тогда к чему вообще разговор о VR? Причин две: 1) в конечном итоге может оказаться так, что бóльшую часть времени взаимодействия с AR-очками мы будем тратить именно на VR; 2) VR может взлететь задолго до AR.

Почему VR интересен уже сейчас

Очки Oculus Rift

Сейчас VR гораздо ближе к стадии потребительского продукта, чем AR. Возможно, главная причина этого в том, что сейчас оборудование для VR более функционально и проще в производстве. Очки Oculus Rift, которые должны продаваться по потребительской цене, имеют поле зрения в 90%, при этом я никогда не слышал о сквозных AR-очках с подобным полем зрения по любой цене. Даже если они существуют, сложно представить, как можно сделать их доступными по цене на существующем уровне технологии. (Сквозные AR-видеоочки с камерой, конечно, могут иметь такое же поле зрения, как у Rift, поскольку достаточно только добавить камеру, но я не думаю, что они достигнут приемлемого уровня в ближайшие несколько лет, по причинам, которые обсуждаются здесь.) Кроме того, поскольку VR-очки используются стационарно, их можно подключить к внешней системе, что избавляет нас от множества проблем с питанием — большая проблема для AR. Это же позволяет использовать гораздо большее мощные центральные и видеопроцессоры. VR-очки могут работать час–два между подзарядками, тогда как AR-устройство по времени автономной работы должно быть сопоставимо с телефоном или планшетом. Далее, VR привязана к месту, что серьезно упрощает разработку технологии слежения. А поскольку VR-дисплей не нужно носить на публике и вообще ходить с ним, ему необязательно стильно выглядеть. Хотя он тоже должен быть легким и удобным, к нему не предъявляются такие высокие эстетические требования, как к AR-очкам, которые должны выглядеть лишь чуть толще обычных солнечных очков. Наконец, VR может использовать любые существующие манипуляторы, в VR-игры можно играть стандартными геймпадами. Впрочем, я думаю, что ввод данных в VR должен быстро получить дальнейшее развитие, чтобы раскрыть весь потенциал технологии. С другой стороны, ввод данных в AR — вопрос до сих пор открытый.

С точки зрения аппаратных проблем, которые ещё предстоит решить, VR стоит близко к AR. Во многих случаях решение какой-то проблемы в более податливой сфере VR может помочь и в области AR. По этой причине можно сказать, что AR не проигрывает, когда исследовательские ресурсы направляются в VR, поскольку на данный момент VR-оборудование может быть более совершенным и развиваться гораздо быстрее, чем AR.

Это особенно верно ещё и по той причине, что рынок VR уже создаётся — вспомним тот же Oculus Rift и его поддержку в Doom 3: BFG Edition, Hawken и других играх, тогда как AR по-прежнему далеко до реальных продуктов. Технологию продвигать гораздо проще, когда есть реальные потребители, реальные отзывы, реальные продукты — всё это стимулирует производителей улучшать технологии и снижать стоимость компонентов, даёт доходы, а с ними и конкуренцию. Скорее всего, VR получит всё это задолго до AR.

VR более реализуема и в области программного обеспечения. Новые ощущения часто развиваются на базе уже существующих ощущений. Сложно полностью оторваться от существующего опыта во всех аспектах; во-первых, потому что что это собьёт с толку аудиторию, во-вторых, потому что разработчикам сложно решать много проблем в полностью новой сфере. Уже сейчас ясно видны пути как минимум к нескольким интересным вариантам реализации VR: компьютерные и консольные игры типа стрелялок от первого лица, космические симуляторы, автомобильные симуляторы. В них создаётся очень глубокий эффект погружения, это своего рода VR на стероидах. В области HUDspace интересные сферы применения ещё очевиднее (несколько упоминались ранее). Однако пока далеко не ясно, как реализовать убедительные решения в области повсеместной AR. Я не сомневаюсь, что они существуют, вот только пока неизвестны. (Для ограниченной AR всё гораздо понятнее, и об этом мы говорим в следующей статье.)

VR в перспективе

Итак, в ближайшем будущем VR выглядит очень интересно, но как обстоит дело в более отдалённой перспективе? Я считаю, что в этот период (через 5–10 лет) AR будет оказывать на нашу жизнь более радикальное влияние, однако тем не менее не исключено, что когда у нас будут действительно хорошие AR-очки, мы будем больше времени проводить и в разного рода виртуальных окружениях. Всё дело в том, что AR-очки можно делать темнее или светлее по желанию пользователя, иначе они не смогут одинаково хорошо работать при низком и высоком освещении. И это значит, что в любой момент их можно почти полностью затемнить. В этом случае они фактически превращаются в VR-очки. Таким образом, AR-очки могут служить и для дополненной, и для виртуальной реальности.

Этот момент вызывает интерес, поскольку VR богаче в некоторых важных отношениях. Виртуальная реальность более погружающая, что большой плюс для многих видов игр. В VR лучше контрастность, поскольку ей не нужно состязаться с фотонами из внешнего мира — виртуальные изображения лучше выглядят. Поскольку VR не нужно взаимодействовать с реальным миром, она не страдает от несогласованности AR. Например, в ней могут быть идеально согласованы освещение и тени. В VR не нужно постоянно следить за тем, какие объекты реального мира находятся в поле зрения и вычислять, как должны взаимодействовать виртуальные и реальные изображения. Еще один аргумент в пользу VR: у нее нет попиксельного ограничения прозрачности, как в AR; ПО для VR полностью контролирует, какое изображение достигает глаза. Более того, в VR более допустимы небольшие задержки и ошибки слежения, потому что виртуальные изображения не нужно сопоставлять с реальным миром. Это существенный плюс по той причине, что в ближайшее время не предвидится идеальное отслеживание с нулевой задержкой. (Впрочем, есть и вероятность, что небольшие задержки и ошибки в слежении при полном погружении могут вызвать у пользователя укачивание. Это одна из тех многих сфер, где нам ещё предстоит многому научиться в ближайшие несколько лет.)

Таким образом, AR — это единственный способ взаимодействия виртуального и реального миров, однако VR и VR-подобный опыт представляются наилучшим выбором для чистого виртуального опыта (под VR-подобным опытом я понимаю такую AR, когда очки становятся настолько непрозрачны, что виртуальный мир визуально доминирует над реальным).

Ну и, наконец, рискну предположить, что вы уже сейчас проводите бóльшую часть своего времени в таких средах, которые более виртуальны, чем реальны (лично у меня именно так).

Наша жизнь виртуальнее, чем кажется

Возможно, вы думаете, что не проводите в виртуальной реальности много времени. Но подумайте: даже читая этот текст, вы смотрите на экран. Представьте, что вы делаете это же самое, но на дисплее, закреплённом перед глазами. Несложно увидеть, что это гораздо ближе к VR, чем к AR. Конечно, можно сделать и так, чтобы текст зависал перед глазами, не мешая видеть окружающий мир, но только зачем? Представляется гораздо более полезным, если можно просто смотреть на виртуальный экран в виртуальном окружении, поскольку кроме текста нас в данный момент ничего не интересует. Можно сделать много разных виртуальных экранов в трёхмерном окружении и вообще самые разные формы подачи информации.

Точно так же реальный мир не играет важной роли при просмотре телевизора или кино, при игре в видеоигры. Исключение может быть при игре с друзьями, но когда играешь один, реальный мир практически никак не улучшает игровой процесс. Итого, если вы подсчитаете, какой процент времени своего бодрствования вы смотрите на тот или иной экран, вы можете обнаружить, что он больше 50%, как у меня. Вот почему я говорю, что VR-подобный опыт может стать средой, где мы будем проводить бóльшую часть своего времени, когда получим хорошие AR-очки. Но и до этого момента VR сама по себе тоже интересна.

Я не хочу сказать, что у возможности видеть реальный мир одновременно с виртуальным нет никаких плюсов. Об этом я поговорю в следующей статье. В сфере VR очень важно найти способ мгновенного переключения с виртуального мира на реальный, например переключение на вид с камеры путем касания очков в определенной точке. В потребительском устройстве неприемлемо, чтобы для нормального вида окружающего мира нужно было полностью снимать очки.

Наконец, есть один неопределенный фактор, который может радикально поменять соотношение сил между AR и VR в долгосрочной перспективе. Я всегда считал, что AR станет знаковой платформой, которая изменит наше взаимодействие с компьютерами фундаментальным образом, тогда как о VR этого сказать нельзя, кроме случаев, когда VR-подобный опыт является частью самой AR. Однако вполне возможно, что VR станет важным платформенным сдвигом сам по себе. Может быть, однажды мы будем сидеть на диване в виртуальных и хептических устройствах, тогда как традиционные кинотеатры, телевидение и видеоигры придут в упадок (я даже удивлюсь, если этого никогда не произойдёт, хотя до этого может быть долго). Все мы знаем, что это может значить, потому что мы все смотрели «Звёздный путь», где есть Холодек. Если такое произойдёт, VR более чем интересна, это важный элемент мира будущего.

Всё это значит, что у VR и VR-подобного опыта есть хорошие шансы занять важное место в нашей жизни, в отдалённой перспективе.

VR: итоги

Ничто из вышесказанного не означает, что через 5–10 лет отдельная VR будет важнее и успешнее, чем AR (хотя теоретически это возможно). Наиболее вероятно, что именно AR поменяет наш способ взаимодействия с миром, как ранее это сделали персональные компьютеры и смартфоны. И это будет задолго до того, как VR проделает путь до Холодека. Однако похоже на то, что VR гораздо ближе к полноценной реализации, чем повсеместная AR. Также возможно, что VR-подобный опыт станет неотъемлемой частью AR-будущего. Если это так, у нас есть все основания говорить о том, что если главной долгосрочной целью является создание совершенных и универсальных AR-очков, то VR и VR-подобный опыт тоже являются важными целями, хоть и второстепенными, как в ближайшей перспективе, так и впоследствии.

Michael Abrash, Valve

Два пути в будущее нательных компьютеров. Часть II: дополненная реальность

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, сообщите нам, выделив текст и нажав клавиши Shift + E или кликнув сюда.

Раздел
Статьи

Другие статьи