У каждого времени есть собственный язык, уразных поколений в обиходе свои слова ивыражения. Революция, война, покорение космоса - иречь людей запестрела соответствующей лексикой.На жизнь нынешнюю, пожалуй, более всего повлияликомпьютеры, и очень модным словом стало"виртуальный". Виртуальное общение,виртуальное пространство, виртуальные деньги,виртуальный друг - к чему только виртуальность непристегивается. Наиболее близки к этомуанглийскому слову русские слова - вымышленный,воображаемый, иллюзорный. Вот и гадай, получив вписьме "Виртуальный привет!", приветствуюттебя или иронизируют.

Виртуальная реальность (были попытки ввеститермины киберпространство, искусственноепространство, синтетическая, мнимая реальность идругие, но они не прижились) - предмет конкретных,очень сложных и дорогостоящих исследованийученых, занятых компьютерными технологиями. Отом, что стоит за понятием "виртуальнаяреальность", наш корреспондент Н. Умеренковабеседует с доктором физико-математических наукАлександром Николаевичем ТОМИЛИНЫМ (www.ispras.ru),заведующим отделом в Институте системногопрограммирования Российской академии наук, икандидатом физико-математических наук ВалериемОлеговичем АФАНАСЬЕВЫМ (www.mcc.rsa.ru), ведущимнаучным сотрудником Центра управления полетамиРоссийского космического агентства.

Корреспондент. Виртуальная реальность - мир,который создает компьютер. Как выглядит этот мири как в него проникают?

А. Томилин. Прежде всего надо экипироваться.Надеть шлем со встроенными видеоустройства ми,силовой жилет, сапоги и перчатки, оснащенныеспециальными датчиками. А дальше все как внастоящем мире - вы перемещаетесь, поворачиваетеголову, берете предметы, ощущая их температуру,тяжесть, слышите звуки. Вы можете оказаться наЛуне, на дне океана, в каменном веке или взнаменитом музее.

В. Афанасьев. Вспомните определение материикак объективной реальности, данной нам вощущениях. А здесь создаваемая компьютеромиллюзия реальности, которую мы также можемощущать, обманывая свою сенсорную систему. Тоесть обманывая зрение, слух, осязание, чувстворавновесия и ориентации.

Корреспондент. Я могу сейчас здесь, в вашейлаборатории, примерить шлемы, сапоги, жилеты иотправиться в виртуальный мир?

А. Томилин. У нас не можете. Вы нас спросили опонятии виртуальной реальности, и мы егорастолковали по возможности просто, дажепримитивно. Выполнить же высказанное вамипожелание - окунуться в виртуальную среду -непросто. В научных подразделениях, занимающихсяэтой тематикой, нет необходимого дляполномасштабных исследований оборудования, нетсоответствующего финансирования для созданиясистем виртуальной реальности. Власть имущие иденьги распределяющие только согласно кивают -да, это важно, нужно, но денег не дают.

В. Афанасьев. К слову сказать, в СШАисследования, связанные с виртуальнойреальностью, признаны одним из важнейшихстратегических направлений и финансируются науровне федеральных программ.

А. Томилин. Совершенно верно. Они считают этонаправление третьим по важности - после атомногои космического.

Корреспондент. Я понимаю, что невольнозатронула очень болезненный вопрос, но егообсуждение увело бы нас в сторону. Хотелось бывернуться к предмету разговора. Почему созданиевиртуальной реальности имеет большое значение? Вчем ее практическая ценность?

А. Томилин. Моделирование (в основномвизуальное) поведения реальных объектов преждевсего появилось в тренажерах, отражающих длянаблюдателя (испытателя) окружающую обстановку иее изменение, например, при имитации управленияполетом самолета. Военные вообще прикладываютбольшие усилия, чтобы приспособить виртуальнуюреальность к тренировкам и обучению. Созданысовременные имитаторы маневров и боев, в которыхкаждый из участников взаимодействует со"своими" и сокрушает "чужих".Американские военные утверждают, что обучениесолдат стрельбе с помощью имитаторов примерно впять раз эффективнее, чем на полигонах. Вполицейских академиях офицеров ставят ввиртуальную экстремальную ситуацию, когда надобыстро принять решение - стрелять или нестрелять. Я уже не говорю о том, как пригодилисьбы подобные тренажеры для операторов атомныхэлектростанций и других сложных и опасных дляокружающей среды объектов.

Корреспондент. Хорошо было бы, видимо, ихирургу набивать руку на виртуальныхаппендиксах и желудках, а не на живых пациентах.

А. Томилин. Уже создан подобный тренажер воФраунгоферовском институте машинной графики вГермании. Он используется для обнаруженияизменений в суставах, в частности коленныхсоединениях, и их лечения. Традиционно хирургинабирались опыта, наблюдая за операцией, которуюпроводили старшие товарищи. Потом отрабатывалитехнику на синтетических протезах коленныхсуставов. Но пластик нечувствителен к ошибочнымдействиям рук хирурга, к неправильному наклонускальпеля. А электронное устройство, следящее задействиями врача в виртуальном колене, сразупокажет и ошибку, и ее результат.

В виртуальной реальности возможна совместнаяработа над каким-нибудь объектом людей,находящихся в разных точках земного шара. Онисвязываются друг с другом по Интернету иоказываются в одном пространстве.

В. Афанасьев. Существует много областей, мест,объектов, в которых человек либо не можетнаходиться, либо в которые не может заглянуть.Типичные примеры - атомный реактор или другаяпланета. Мне довелось принимать участие в работепо анализу перспектив пилотируемых экспедицийна Марс в середине следующего столетия. Самымсложным было представить (или даже угадать), какие технологии будут применятьсяв 2050 году. Мне кажется, что в этой экспедицииодним из основных коммуникационных средств,скорее всего, будет система, объединяющаявозможности технологий виртуальной реальности имоделирования, которую можно назвать системойвиртуального присутствия. Что это такое?Представьте, что на вашем персональномсуперкомпьютере есть новейшая игра, в которой вы(надев шлем виртуальной реальности)
отправляетесь прямо на поверхность Марса. Вкомпьютерную программу, управляющую этой игрой,заранее заложена очень детальная и поэтомугромадная по объему информация о ландшафтеМарса, его гравитационном и магнитном полях,свойствах его атмосферы и так далее. Словом,использованы все доступные на сегодняшний деньданные об этой планете. И вот, вы шагаете поповерхности планеты, ощущаете твердость еепочвы, слышите какой-то особый, незнакомый шумветра (на Марсе есть атмосфера), смелоспускаетесь в ущелье, легко взбираетесь на скалу,смотрите в непривычноеночное небо, видите необычный восход Солнца.Поворачиваете голову - рядом с вами спускаемыйаппарат и его работающий экипаж! Вы слышитерадиопереговоры, можете, сидя у своего домашнегокомпьютера, подключенного к Интернету,поработать вместе с космонавтами.

С помощью системы виртуального присутствиятысячи людей смогут высадиться на далекуюпланету, почувствовать себя первоткрывателями.

А. Томилин. Кстати, и космонавты, находясь вкорабле, могут заранее проиграть ситуациювысадки, определить, что вот так поступатьследует, а вот этак - ни в коем случае. Послеаварии на станции "Мир" в прошлом году ведьбыла смоделирована ситуация на орбите, и модельподсказала возможные места поломки. Самое время,Валерий Олегович, рассказать о ваших работах повизуализации стыковки блоков международнойкосмической станции, которые сейчас находятся наорбите.

В. Афанасьев. Мы сделали виртуальные копиифункционального грузового блока "Заря",стыковочно-переходного блока "Юнити",будущей международной космической станции, имногоразового транспортного космическогокорабля (МТКК) "Индевор". Кроме того,пришлось поработать над моделью канадскогоманипулятора, установленного на шаттле. Он имеетдостаточно сложную и своеобразнуюкинематическую систему, но нам удалось достигнуть миллиметровой точностимоделирования движения при размерах"живого" манипулятора более 15 метров. Поинформации, которая шла с борта во времястыковки, расстыковки, маневров, мы могливоспроизводить все операции на Земле виртуально.Соответствующие "картинки" в самыхразличных ракурсах и синхронно с проводимыми наорбите операциями шли на экраны Центровуправления полетами в городе Королеве и камериканским специалистам.

Корреспондент. И можно было сравнить, то, чтопоказывали видеокамеры, с тем, что моделировалкомпьютер?

В. Афанасьев. Совершенно верно. Кроме того,учтите, что не всюду может объектив видеокамеры"заглянуть", не все узлы показать. Да и когдаобъекты находятся в тени, искусственногоосвещения просто не хватает для хорошейвидеокартинки. На экране в ЦУПе вы видитесплошную темноту и мелькание каких-то светлыхпятен. Наблюдающие начинают спорить: а это что? аэто что? А компьютер показывает всю операциючетко.

Корреспондент. Получается, виртуальноеприсутствие может быть альтернативой реальномувидеоприсутствию?

В. Афанасьев. Может. Но нельзя забывать, чтосоздание виртуальных моделей требует оченьбольших усилий. Например, чтобы сделать поконструкторской документации виртуальные копииузлов космических аппаратов, нам потребовалсягод напряженной работы. Не говоря уже о том, чтонастоящая виртуальная реальность сегоднянемыслима без суперкомпьютеров.

Корреспондент. Почему, как только речьзаходит о виртуальной реальности, первымтребованием становится наличиесуперкомпьютеров? И что вообще обозначает этаприставка "супер"?

А. Томилин. Речь идет о машинах, способныхсовершать миллионы операций, из которых состоятрасчеты, в сотые доли секунды. Гигафлопныйкомпьютер выполняет миллиард операций в секунду,терафлопный - триллион (миллион миллионов)операций в секунду, а это миллионы самых лучшихперсональных компьютеров.

Корреспондент. А для чего вам нужно этосупербыстродействие?

В. Афанасьев. Представьте, что у вас на головенадет специальный шлем, то есть вы находитесь ввиртуальной среде. Вы поворачиваете голову,картинка меняется, и компьютер за сотые долисекунды должен ее пересчитать и вывести новоеизображение в виде растров, состоящих в среднемиз миллиона точек каждый. Если изображение надисплее будет запаздывать или окажетсязаниженной частота смены кадров (в среднем 16"мельканий" в секунду), то возможны весьманеприятные последствия - укачивание,головокружение, потеря ориентации, падение.

Корреспондент. Мне кажется, использованиевиртуальной реальности вообще таит в себе многиенегативные последствия. И прежде всего для детей.Ведь не секрет, что развитие компьютерных игр -мощный стимул для исследований в областикомпьютерной графики, трехмерных изображений итак далее. Первыми виртуальную реальность"освоили" писатели-фантасты.И они же предупреждали о ее опасности. РейБрэдбери еще в 1950 году в рассказе "Вельд"описал детей, играющих с виртуальными животными.Когда родители, обеспокоенные тем, что малышислишком много времени проводят в иллюзорноммире, запретили это занятие,виртуальные львы убили взрослых. В фигуральномсмысле подобное действительно может произойти.Для многих людей уход в виртуальность заменитнормальную и активную жизнедеятельность. Вовзаимодействии человек - машина известенпсихологический эффект "флоу" - поток,течение. Преодолев барьер обучения, человек какбы сродняется с машиной, видит в ней своеголучшего и самого интересного спутника, своевторое "я". И, соответственно, проводит с неймного времени. Подобное происходит савтогонщиками, летчиками, но в большей степени,мне кажется, с теми, кто целыми днями просиживаетза компьютерами.

В. Афанасьев. Конечно, сегодня на полную мощьперсональный компьютер задействуется в основномв трехмерных играх. Казалось бы, ребенку илиподростку дают бриллианты, чтобы складыватьмозаику. Но, с другой стороны, во всем мире спросна игровые программы и совершенные компьютерыдает реальные деньги для проведения глубокихфундаментальных исследований исовершенствования техники.

А. Томилин. А психологические проблемы,конечно, существуют. И ими должны заниматьсяспециалисты, а не мы, математики и физики.

КОСТЮМ "ВИРТУАНАВТА"