• Виртуальная реальность
  • Шлем виртуальной реальности
  • Комната виртуальной реальности
  • Прототип автомобиля в виртуальной реальности
  • Виртуальная реальность, визуализация данных
  • Виртуальная реальность в автомобилестроении
  • Человек в виртуальной реальности
  • Комната виртуальной реальности
  • virtual reality aviation

Научная визуализация

Текущий момент характеризуется катастрофическим ростом информации, которое необходимо обрабатывать для поддержания прогресса в развитии современной цивилизации. Объем данных растет быстрее, чем производительность компьютеров, которая, следуя закону Мура, удваивается каждые полтора года. Но ведь данные, помимо порождения компьютерами, извлекаются непосредственно из самой природы с помощью всевозможных детекторов и сенсоров, быстродействие которых также следует экспоненциальному росту.

Важнейшей вехой на пути преодоления «кризиса данных» стал отчет Национальногонаучного фонда США «Визуализация в научных вычислениях» (1987 г.), подчеркнувший важность интерактивной визуализации больших массивов данных и обративший внимание научной общественности на знаменитый афоризм Хемминга: «Целью вычислений являются не числа, а понимание (постижение, проникновение в суть, интуиция, insight)». В результате было сформировано новое научное направление «Научная визуализация», развивающее методы и средства понимания решаемых проблем за счет привлечения к анализу данных способности человека видеть и понимать изображения.

В процессе развития визуализации как научной дисциплины и технологии анализа данных было осознано, что человек лучше всего понимает и проникает в суть исследуемого явления, когда он может «погрузиться в мир исследуемого явления», то есть в пространство модели, и когда его «погружение» усиливается возможностью непосредственно манипулировать данными в пространстве модели. Так сформировалась технология виртуального окружения (часто называемая виртуальной реальностью), определяемая как «интерактивная графика в реальном времени с трехмерными моделями, когда комбинируется специализированная технология отображения, погружающая пользователя в мир модели, с прямым манипулированием объектами в пространстве модели».

Следующей важной вехой в осознании важности развития систем анализа больших массивов данных, визуализации и виртуального окружения явилось стратегическое решение администрации Президента Клинтона о прекращении испытаний ядерного оружия. По этому решению от 25 сентября 1995 года Министерству энергетики США, ответственному за разработку и производство ядерного оружия, предписывалось разработать систему компьютерного моделирования полномасштабных испытаний и по мере готовности такой системы полностью отказаться от ядерных испытаний. За этим решением последовал запуск Министерством энергетики инициативы (так они называют широкомасштабные национальные программы), получившей название ASCI -Accelerated Strategic Computing Initiative. Важное место в этой программе отведено научной визуализации и виртуальному окружению.

Основные задачи и требования к этим технологиям сформулированы в документе DVC — Data and Visualization Corridor, выпуску которого предшествовали 3 рабочих совещания 1998 года, где была собрана элита специалистов по обработке данных и визуализации. В этом документе подчеркивается, что слово «коридор» обозначает конкретную направленность развития обработки и данных и визуализации для задач полномасштабного моделирования ядерных испытаний.

Создание действующих систем виртуального окружения рассматривается как комплексная проблема, поэтапное решение которой будет оказывать самое серьезное воздействие на науку, промышленность, образование и социальную сферу. По своей сложности и долгосрочным последствиям она сопоставима с ядерной и космической проблемами.

По оценке одного из выдающихся ученых в области информационных технологий -Фредерика Брукса — в настоящее время в мире действует более сотни полномасштабных установок виртуального окружения, которые реально приносят ощутимую пользу в своих областях применения. Наиболее серьезные результаты получены на авиационных и автомобильных тренажерах, в системах подготовки экипажей торговых судов и военных кораблей, в задачах проектирования автомобилей, при тренировках космонавтов работе в условиях невесомости, при исследованиях и разработке нанотехнологий, при лечении артефактов у ветеранов войны во Вьетнаме и др.