Witamy w innym świecie

Co może przeżywać człowiek podłączony do fantomatycznego generatora? Wszystko. Może wspinać się na ściany alpejskie, wędrować bez skafandra i maski tlenowej po Księżycu, zdobywać na czele oddanej drużyny w dzwoniącej zbroi średniowieczne grody lub biegun północny…”. Pasjonaci VR (ang. virtual reality) lubią przywoływać Stanisława Lema, który przewidział i dość precyzyjnie opisał wirtualną rzeczywistość w książce „Summa Technologiae” już w 1964 roku. Trudno dziś stwierdzić, czy to, co dziś umożliwia świat virtualu, spełniłoby oczekiwania najbardziej przenikliwego polskiego futurologa, natomiast pewne jest to, że wirtualna rzeczywistość jest obecnie najszybciej rozwijającą się branżą współczesnej technologii. I wbrew wszystkiemu nie chodzi tu o sukces w niszowym segmencie gier wideo, bo ten temat akurat lepiej przemilczeć, ale o coraz wyraźniejszą obecność w różnych obszarach nauki i biznesu. A tu robi się ciekawie do tego stopnia, że człowieka uderza myśl: „Jejku, to się naprawdę dzieje?!”.

Przez wiele lat VR cierpiał na pewną kłopotliwą przypadłość. Nadzieje i apetyty, podsycane przez pisarzy, dziennikarzy i twórców filmowych w latach 90. – cała ta hipnotyczna wizja, która miała rzucić na kolana cały świat, nijak nie chciała się ziścić. Obraz wirtualnej rzeczywistości jako wszechzmysłowej halucynacji, jakiej ulegamy dzięki technologicznym gadżetom, zaawansowanej grafice komputerowej i nieskończonym możliwościom obliczeniowym, tak rozpalał wyobraźnię, że do dziś trudno się od niego uwolnić. Tyle że rzeczywistość nie nadążała za wizją. Bo historia komercyjnych produktów z logo VR skierowanych dla użytkowników gier, a więc najbardziej entuzjastycznie ich wyczekującego grona adresatów, to raczej historia obciachu niż sukcesu. Trzy dekady temu kaski VR przeznaczone dla posiadaczy pecetów były tak niewygodne i drogie, że szybko odeszły w niepamięć. Pamiętny Virtual Boy, w zamyśle rewolucyjna konsola Nintendo, wyposażona w kask VR wyświetlający obraz wyłącznie w odcieniach czerwieni, zniknęła z rynku cichaczem niespełna rok po premierze. A pierwsze gogle przypominały raczej ciężki telewizor 3D, które ktoś postawił graczom przed oczami, niż poręczny gadżet, dzięki któremu mogą się zanurzyć w alternatywnym świecie, całkiem odcinając od rzeczywistości.

Dzisiejsze zestawy VR, sprzedawane przez graczy trzęsących tym rynkiem – Samsunga, Sony, HCT i kupioną przez Facebooka firmę Oculus – wyglądają już zgoła inaczej, a o niesamowitym efekcie, jaki dziś daje wirtualna rzeczywistość, możemy przekonać się, zakładając choćby najprostsze Google Cardboard ze smartfonem wsuwanym do środka. Nawet najbardziej zagorzali wyznawcy tej technologii przyznają, że bardzo łatwo o wrażenia z gatunku „wow”, sztuką jest natomiast, by chwilę później, na skutek tzw. choroby symulacyjnej, nie zacząć po prostu wymiotować. Problemem jest nasz mózg, który nie daje się oszukać i buntując przed obrazem wyświetlanym w goglach VR, produkuje nieciekawe objawy: bóle, zawroty głowy i mdłości. Co ciekawe, nawet sami kreatorzy wirtualnej rzeczywistości są skłonni zalecać raczej krótkotrwałe doświadczenia z VR-em. Anton Skiter, dyrektor kreatywny w moskiewskim studiu produkcyjnym Interactive Lab, podczas kongresu European VR Congres ostrzegał, że przebywanie w wirtualnym świecie dłużej niż cztery minuty może być nieprzyjemne.

Czy to właśnie jest przyczyną tego, że gogle wirtualnej rzeczywistości, które miały trafić wreszcie pod strzechy, zrobiły to w sposób, o którym wiodący producenci wolą raczej nie wspominać? (Jedynie Sony mówi o trzech milionach sprzedanych PlayStation VR, co wydaje się liczbą rekordową, jeśli jednak za miarę weźmiemy PlayStation 4, która znalazła 82 mln nabywców, wynik ten prezentuje się już cokolwiek skromniej). Z pewnością tak. Ale to nie jedyny problem z wykorzystaniem wirtualnej rzeczywistości w jej, wydawałoby się, najbardziej naturalnym środowisku – grach. Spore znaczenie ma również to, że ta technologia wymaga od procesora graficznego siedmiokrotnie większej mocy obliczeniowej niż tradycyjne gry komputerowe. Najlepsze jakościowo zestawy VR, które są w stanie zapewnić zabawę na dobrym poziomie, wymagają więc naprawdę mocarnych komputerów. A to od razu wpływa na cenę tej zabawy. I koło się zamyka.

Czy wszystko to oznacza, że VR-owa rewolucja, która miała zmienić naszą rzeczywistość co najmniej w takim stopniu jak smarfony, ma spalić na panewce? Bynajmniej. Bo najciekawsze dziś projekty, oparte na technologii wirtualnej rzeczywistości, nie są wcale związane z rozrywką. Temat zrobił się jeszcze bardziej emocjonujący, gdy do gry o odbiorcę wkroczyła również bliska kuzynka VR-u – technologia rzeczywistości rozszerzonej (ang. augmented reality – AR). „Miksuje” ona cyfrową kreację (grafiki, animacje 3D) ze światem realnym rejestrowanym przez kamery, dając poczucie jedności tych dwóch sfer i niesamowite możliwości, z których czerpią coraz częściej różne branże: architektura, edukacja, biznes, reklama, przemysł rozwoju produktów, motoryzacja czy medycyna.

Główny problem z grami VR polega na tym, że kiedy w grze walczymy, biegamy czy latamy, nie poruszając własnym ciałem, pojawiają się objawy choroby symulacyjnej: mdłości, zawroty i bóle głowy. Mówiąc wprost: nasz mózg nie daje się oszukać, że ciało porusza się, choć w istocie nie przemieszcza się. Gracze zazwyczaj nie są więc w stanie przebrnąć przez duże, wielogodzinne produkcje na konsole oraz pecety i kończą zabawę po trzydziestu minutach. Nie bez przyczyny zestawy PlayStation VR, których wysokością sprzedaży chwali się Sony, zmieniają właściciela średnio po pół roku. Dlatego za najlepszą produkcję VR uchodzi teraz prosta gra muzyczna Beat Saber, w której rytm wybijamy przedmiotami wyglądającymi jak miecze świetlne z „Gwiezdnych wojen”, a celem jest przecięcie zbliżającego się kwadratu. Warte polecenia są też Superhot VR, Astro Bot oraz The Climb. Natomiast wśród ciekawych gier z bardzo dobrym VR-em, ale mających także wersje zwykłe, znajdują się Keep Talking and Nobody Explodes, Elite Dangerous i Assetto Corsa.

I to właśnie w tej ostatniej dziedzinie dzieje się ostatnio najciekawiej. Nie chodzi tu tylko o przełomową technologię HoloLens Microsoftu, która pozwala już chirurgom – także w Polsce – wyświetlać podczas operacji hologram z trójwymiarową rekonstrukcją narządów pacjenta. Ani o gogle VR, za pomocą których neurochirurdzy mogą oglądać trójwymiarowy obraz mózgu i lokalizować guzy z niespotykaną wcześniej precyzją (o rozwiązaniach tych pisaliśmy szerzej w numerze 11/2018). Imponujące są możliwości, które daje technologia VR w starciu z takimi zaburzeniami jak ból (również fantomowy), stres pourazowy (np. wśród żołnierzy powracających z wojny), uzależnienia czy różnego rodzaju fobie.

Badaniami nad przeciwbólowymi możliwościami VR-u zajmuje się w Polsce zespół VR4Health pod kierunkiem dra Marcina Czuba z Instytutu Psychologii Uniwersytetu Wrocławskiego. Wyniki uzyskane przez wrocławian są bardzo obiecujące, bo zaawansowane techniki polegające na utożsamianiu bólu z wykreowanym obiektem (np. czerwoną kulką, która się kurczy) pozwalają zredukować ból nawet o kilkadziesiąt procent. Zespół Czuba wykorzystuje do pracy gogle Oculusa, urządzenia pozwalające na monitorowanie kinetyki ciała i odzwierciedlenie ruchu w wirtualnej rzeczywistości (Leap Motion, Kinect), a wirtualne środowiska tworzy za pomocą Unity3d Pro oraz C#. Podobną formę terapii, stosowaną dziś w amerykańskich klinikach u pacjentów z oparzeniami, opracowali badacze z University of Washington. Wirtualne środowisko SnowWorld, zaprojektowane w mroźnych odcieniach bieli i błękitu, pozwala pacjentom koncentrować się na rzucaniu śnieżkami w pingwiny do muzyki Paula Simona zamiast skupiać się na bolesnym czyszczeniu ran. Do walki z fobiami i lękami służy np. platforma Phobos, dzięki której możemy zafundować sobie symulację jazdy metrem, windą czy lotu samolotem, a tym samym uporać się w bezpiecznym wirtualnym środowisku z własnym strachem. Efekty? Są zdumiewające – poprawę odnotowano u ok. 90 proc. pacjentów, którzy przeszli terapię z wykorzystaniem podobnych narzędzi. Ciekawe, czy to wszystko oznacza, że za jakiś czas będziemy wychodzić z gabinetów lekarskich lub ze szpitala po wypadku z zestawem gogli VR zamiast recepty na leki przeciwbólowe?

Coraz trudniej też wyobrazić sobie nowoczesną edukację bez technologii VR. I dotyczy to niemal każdej dziedziny, np. kryminalistyki. Dzięki goglom VR studenci tego kierunku na Akademii Leona Koźmińskiego w Warszawie mogą „teleportować się” na miejsce zbrodni i dokonywać oględzin czy zabezpieczać ślady przestępstwa w wirtualnym środowisku przypominającym do złudzenia prawdziwą sytuację. Podobna Wirtualna Sala Zbrodni ruszyła też na Uniwersytecie Wrocławskim. Symulacja komputerowa jest tu wiernym odzwierciedleniem czynności standardowo podejmowanych w miejscu popełnienia przestępstwa – pozwala studentom prawa wybrać z kryminalistycznej walizki odpowiednie instrumenty (rękawiczki, pipety), zebrać nimi materiały dowodowe (spermę, włosy), oglądać ciało denata pod różnym kątem, wirtualną latarką oświetlać ślady zbrodni, a tym samym też doświadczyć, czy nadają się do tego rodzaju pracy.

Wyobraź sobie, że widzisz przed sobą przestrzenne, bijące ludzkie serce, zawieszone w przestrzeni – chyba nie ma lepszego sposobu na poznanie anatomii, oswojenie się z ludzkim wnętrzem i przygotowaniem się do skomplikowanej operacji, prawda? I nie jest to streszczenie jednego z odcinków serialu „Grey’s Anatomy”, ale opis działania aplikacji Serce VR, stworzonej m.in. przez studio The Farm 51 z Gliwic we współpracy ze specjalistami z Microsoftu i Uniwersytetu Opolskiego. Choć bazą do opracowania grafiki oprogramowania było serce świni, najbardziej podobne do ludzkiego, i tak stanowi ona nieocenioną pomoc dydaktyczną dla przyszłych chirurgów. Za pomocą wirtualnych technologii, sprzężonych z nietypowymi pomysłami, edukują nas również ekolodzy. „Jak One To Znoszą?” to ogólnopolska kampania, przygotowana przez Fundację Otwarte Klatki, której odbiorcy dzięki okularom VR i nagraniom w technologii 360 stopni mogą zatopić się w ciemnym świecie fermy przemysłowej i osobiście doświadczyć życia, jakie wiodą polskie kury.

Po swój kawałek tortu z napisem „augmented reality” sięga również handel. Wirtualne przymierzalne, wykorzystujące technologie rozszerzonej rzeczywistości, w których możemy „przymierzyć” ubranie bez zakładania go fizycznie i sterując zdalnie dłonią, zmienić kolor mierzonej koszuli czy dobrać do niej spodnie, to już nie nowość, a raczej trend w sklepach topowych marek odzieżowych z ostatnich lat. Amazon poszedł o krok dalej. Jak będziemy wyglądać w tej marynarce, przechadzając się po barcelońskiej La Rambli? Już za chwilę się przekonamy. Gigant opatentował pomysł na wirtualne lustro wykorzystujące technologię mieszanej rzeczywistości (ang. blended reality), umożliwiające „przymierzanie” produktów z internetu przed ich zamówieniem, jeszcze w domowych pieleszach. Magiczne lustro wykorzystuje do pracy system kamer, projektorów, wyświetlaczy, luster i światła odbitego, który pozwala dodawać warstwy obrazu do ruchomego obrazu, rejestrowanego w czasie rzeczywistym. Efekt może być ciekawy, a przechwałki amerykańskiej korporacji o rewolucji w zakupach online w tym właśnie wypadku akurat nie wydają się na wyrost.

Potencjał technologii VR i AR odkrywają również firmy motoryzacyjne. I nie chodzi tu tylko o okulary VR, które osobom zainteresowanym najnowszymi modelami Mercedesa, Jaguara i Forda pozwalają totalnie wtopić się w doświadczenie kierowania autem i poczuć dokładnie te same emocje, co kierujący szybkimi samochodami rajdowcy. Technologia AR znajduje zastosowanie w procesie produkcji samochodów. Zestawy HoloLens Microsoftu, testowane obecnie przez Toyotę, pozwalają inżynierom na wprowadzanie zmian w projektach pojazdów w „ruchu”, bez hamowania procesu produkcji. Rozwiązania te chwalą sobie również projektanci usprawnień do najnowszych modeli Forda, którzy mogą oglądać efekt swojej pracy w postaci hologramu, bez angażowania się w czasochłonny proces tworzenia prototypów fizycznych

Reprezentacja najpotężniejszych firm IT wśród producentów wirtualnych gogli daje gwarancję, że za kilka lat sprzęt fundujący tego rodzaju wrażenia będzie nie tylko lepszy, ale i przede wszystkim tańszy. Tym bardziej, że na arenę wszedł właśnie nowy gracz – Microsoft ze swoją platformą Windows Mixed Reality. Wiadomo, że sprzęt to nie wszystko, a o sukcesie lub porażce decydują przede wszystkim aplikacje. Jednak z całą pewnością wirtualny świat jest dziś na wyciągnięcie ręki. Nie są to już konsumenckie podchody komputerowych gigantów ani kolejny falstart „rewolucji” z lat 90.

Wśród najbardziej obiecujących rozwiązań, które mogą nadać technologii VR ciekawy kierunek, a całej branży dostarczą dużego przyśpieszenia, jest mobilny zestaw słuchawkowy LooxidVR skonstruowany przez amerykański startup. Produkt, który uznano za najbardziej innowacyjny podczas ubiegłorocznych targów CES, ma wbudowany elektroencefalograf (czujnik fal mózgowych) i kamery do śledzenia oczu, które mogą monitorować aktywność mózgu użytkownika, ruch gałki ocznej i rozszerzenie źrenic. W ten sposób urządzenie zbiera szczegółowe informacje o tym, gdzie dokładnie patrzy użytkownik i jak reaguje na treści wirtualne, co pomaga dopasować do niego jeszcze bardziej ekscytujące doznania. Funkcja śledzenia ruchu oczu – czyli, jak by się zdawało, niepozorne ulepszenie – może być prawdziwą rewolucją. Awatary będą mogły wreszcie wiedzieć, kiedy na nie patrzysz, a projektanci aplikacji rozwiążą wiele problemów technicznych.

O tym, jakie możliwości daje technologia AR, możemy się przekonać sami – wystarczy wziąć do ręki smartfon i zainstalować odpowiednie aplikacje. Do najciekawszych należy przewodnik po gwiazdozbiorze Star Walk – Night Sky Guide, który po skierowaniu telefonu na niebo rozpoznaje konstelacje i pojedyncze gwiazdy nad naszymi głowami. Wsród najbardziej udanych apek rozszerzonej rzeczywistości jest też Arguido (opracowane przez polski start-up), z którym zwiedzimy miasta, a informacje o obiektach na trasie możemy śledzić za pomocą ekranu telefonu i aparatu. Potencjał AR świetnie ilustruje Anatomy 4D – po uruchomieniu narzędzia i wskazaniu kamerą na kartkę papieru zamiast konturów np. serca czy kręgosłupa, zobaczymy trójwymiarowe modele, które możemy podpatrywać z każdej strony.

Dotyk to zmysł, którego wierna symulacja pozwoliłaby nam w pełni zanurzyć w wirtualnym świecie. Nic więc dziwnego, że laboratoria naukowe na całym świecie rozwijają mechanizmy haptyczne, które w sposób mechaniczny stymulują poszczególne grupy mięśni, tworząc iluzję faktycznego dotyku. Model rękawicy DextrES, wykonany z bawełny i przebiegających nad palcami elastycznych metalowych opasek, opracowany przez naukowców ze szwajcarskich uczelni EPFL w Lozannie oraz ETH w Zurichu, pozwala bardzo realistycznie poczuć przedmiot dotykany w wirtualnym świecie. Rękawica wykrywa obiekt w VR i wysyła informacje do kontrolera, który hamuje ruch palców, co symuluje uczucie dotykania przedmiotu. Po oddaleniu dłoni od wirtualnego obiektu możliwe jest ponowne poruszanie palcami. Zmyślne rękawiczki są bardzo lekkie i w przeciwieństwie do innych prototypów nie wymagają masywnego egzoszkieletu ani grubych przewodów. Daje to nadzieję na przyszłość, bo dotąd proponowane kostiumy do VR-u były tak ciężkie i niewygodne, a ich ubieranie tak czasochłonne, że skutecznie zniechęcały do zabawy.

Pionierem wykorzystania VR-u do walki z bólem był Hunter Hoffman z Uniwersytetu Waszyngtońskiego w Seattle. Jego zespół do pierwszych tego typu eksperymentów, na początku lat 2000, używał kasku podłączonego do komputera wielkości małej lodówki. Dziś mroźną trójwymiarową grę Snow World wykorzystuje się w amerykańskich klinikach do redukcji bólu podczas leczenia osób poparzonych.

To była piękna porażka. Virtual Boy, stworzony przez Nintendo w 1995 r., miał być dziełem przełomowym, jednak graczom fundował monochromatyczną grafikę 3D i silne bóle głowy. „Wirtualny chłopiec” był najgorzej sprzedającą się konsolą w historii japońskiej firmy i wycofano go po cichu wkrótce po premierze.