Так называемые «невозможные фигуры» — например, треугольник или лестница Пенроуза — с определённых ракурсов кажутся неправдоподобными для нашего трёхмерного пространства. Эти иллюзии не перестают занимать людей, которым не дано ощутить их в полной мере. Или не было дано до настоящего момента.
Структурные противоречия невозможных фигур часто становятся очевидными при просмотре в стереоскопии, поэтому очки виртуальной и смешанной реальности прекрасно для этого подходят. Но при этом они теряют форму и становятся непригодными для физического взаимодействия в исходном виде. Поэтому, несмотря на богатый опыт художественного и перцептивного использования невозможных фигур, физическое взаимодействие с ними остаётся малоизученным.
Группа учёных из Токийского университета и Университета Цукубы предложила систему визуализации интерактивных невозможных объектов. Она преобразует классические невозможные фигуры в тактильные ощущения для виртуальной реальности.
Предложенный командой метод решает две основные задачи: сохранение иллюзии бинокулярного параллакса и поддержание интерактивности. Исследователи сохранили иллюзию, показывая отдельную 3D-модель для каждого глаза, и применили метод ретаргетинга для наложения единого непрерывного физического объекта на кажущуюся прерывистой или искажённой виртуальную форму. В ходе эксперимента пользователи успешно ходили по «бесконечной» лестнице и взаимодействовали с невозможными объектами в виаре, одновременно касаясь их прототипов в реальном мире.
Участники эксперимента испытали в Quest 3 три фигуры: отслеживание головы меняло положение рёбер невозможного куба, перенаправленная ходьба преобразовывала неровности пола в бесконечную лестницу, а тактильное перенаправление позволяло водить рукой по всему треугольнику Пенроуза.
Генерирование отдельной 3D-модели для каждого глаза воссоздавало непрерывность. Например, в бесконечной лестнице нижний и верхний края искажаются так, что кажутся соединёнными. И это передаёт пользователю опыт, который ранее было невозможно получить ни в реальной жизни, ни в виртуальности.
Для тактильных ощущений авторы работы создали алгоритм, основанный на методах переориентации тела, для сопоставления поверхностей различных объектов друг с другом. В частности, поверхности делятся на микроскопические прямоугольники, компьютер определяет их положение после переориентации.
Предложенные методы должны гарантировать, что в сценариях с просмотром, ходьбой и прикосновениями даже активное изучение такой геометрии не разорвёт иллюзию, передавая невозможные ощущения от невозможных фигур.
Не пропускайте важнейшие новости о дополненной и виртуальной реальности — подписывайтесь на Голографику в Telegram, ВК и Twitter! Поддержите проект на Boosty.
Далее: Учёные предложили новый способ чувствовать виртуальные хвосты и крылья
