Как ветер влияет на ощущения погружения в виртуальную реальность?

Как дуновение ветра может усилить погружение в виртуальную реальность? Виртуальная реальность (VR) существует по крайней мере с 1950-х годов, когда Мортон Хейлиг изобрел Sensorama. Механическое устройство предоставляло пользователям мультисенсорную информацию, задействовав зрительные, слуховые, обонятельные и осязательные чувства и создавая у пользователей впечатление, что находятся в альтернативном мире.

В последующие десятилетия популярность VR-систем росла и падала, заняв в начале 1990-х небольшую нишу в игровом мире. Однако технические ограничения в то время свели на нет популярность мультисенсорной технологии в пользу стандартных игровых 2D-систем.

Ощущение присутствия (или телеприсутствия) – ощущение, что находитесь «в виртуальном мире», может быть достигнуто за счет синхронизации движений головы пользователя с визуальным изменением сцены. Например, когда пользователь поворачивает голову влево, дисплей на голове должен быть немедленно обновлен, чтобы отразить новую сцену, которую пользователь увидит, повернув голову в реальной 3D-сцене.

Задержка – время, требующееся системе виртуальной реальности, чтобы определить движение головы и соответствующим образом отрегулировать отображение, что создает или разрушает виртуальный опыт. Если задержка на несколько миллисекунд больше, виртуальный опыт исчезает вместе с ощущением присутствия пользователя.

Пропустив вперед еще два десятилетия, технология, наконец, догнала: системы виртуальной реальности, такие как Oculus Rift, HTC Vive и Playstation VR, предоставляют пользователям захватывающий опыт, сразу же помещающий в увлекательный виртуальный мир. В данных системах задержка достаточно мала, поэтому, когда пользователь двигает головой, он искренне чувствует, что смотрит на реальную сцену, а не на небольшую пару экранов перед глазами.

Задача моделирования виртуального самодвижения

Существует один аспект опыта виртуальной реальности, остающийся проблемой: как добиться самодвижения в виртуальном мире. Когда люди ходят по миру, они понимают собственное самодвижение (или векторизацию) относительно окружающей среды с помощью мультисенсорных сигналов, включая визуальные изменения в сцене (расширение, когда человек идет вперед), вестибулярные сигналы (ускорение или вращение), а также проприоцептивные и осязательные ощущения (ощущение прохождения воздуха мимо лица).

Все перечисленное представляет большую проблему для виртуальной реальности: если пользователь сидит (в действительности), любое ощущение виртуального движения, вызванное визуальными изменениями на головном дисплее, будет противоречить как отсутствию вестибулярных сигналов, так и отсутствию тактильных ощущений, обычно связанных с реальным самодвижением. Сенсорный конфликт, когда визуальные сигналы предполагают движение, а другие сигналы предполагают отсутствие движения, считается в значительной степени ответственным за укачивание, испытываемое многими пользователями при использовании виртуальной реальности.

В настоящее время невозможно искусственно стимулировать вестибулярную систему, чтобы вызвать наиболее реалистичные ощущения векторизации, можно обеспечить сенсорные ощущения для достижения аналогичной цели.

В 2011 году исследователи Такехару Сено и его коллеги из Университета Кюсю в Японии представили идею направления вентилятора в направлении пользователя виртуальной реальности, чтобы имитировать воздушный поток, ощущаемый человеком во время ходьбы.

Исследователи обнаружили, что простая манипуляция оказала значительное влияние на отчеты о самодвижении. Когда вентилятор был включен, участники быстрее и интенсивнее сообщали о чувствах вектора, чем в контрольном состоянии, когда присутствовал только звук вентилятора.

Однако в последующем исследовании Мурата и Сено обнаружили, что ветер, создаваемый вентилятором, должен иметь соответствующую температуру, чтобы данные эффекты работали. Когда ветер был горячим (37°C или 98,6°F), эффект облегчения векторизации исчезал,

В исследовании Яхата и его коллеги проверили, может ли горячий воздух в правильном контексте способствовать векторизации. Они заставили участников виртуальной реальности пройти через два типа виртуальных коридоров: обычный коридор с цементными стенами или «пожарный коридор», где стены (виртуально) горят.

В зависимости от условий исследователи манипулировали типом имитации ветра (без ветра, нормальный ветер или горячий ветер). Результаты показали: горячий ветер очень эффективно вызывал векторизацию, но только тогда, когда пользователи шли по виртуальному пожарному коридору, а не по обычному коридору.

Яхата и его коллеги пришли к выводу: участники чувствительны не только к разнице между температурой окружающего воздуха и температурой ветра, но и интерпретируют ветер по-разному в зависимости от визуальных сигналов. Когда они окружены виртуальным огнем, они интерпретируют горячий ветер как векторный сигнал, облегчающий передвижение в пространстве. Когда они воспринимают не огненную виртуальную среду, они интерпретируют горячий ветер как просто горячий воздух.

Технологии виртуальной реальности все еще предстоит преодолеть некоторые препятствия, чтобы вызвать реалистичную векторизацию, но исследование предполагает, что решение может исходить из других сенсорных модальностей. В данном случае дуновение вентилятора в направлении пользователя может усилить ощущение собственного движения, пока температура воздуха соответствует окружающей виртуальной сцене.