Компьютерные перчатки

Автор: Константин Афанасьев

История

Компьютерное железо в последние годы прогрессирует невероятно быстро. Частота процессоров регулярно удваивается, объемы памяти и винчестеров растут, скорость доступа к ним тоже увеличивается. Видеокарты способны генерировать практически фотореалистичные трехмерные изображения в реальном режиме времени, мониторы становятся все больше, а картинка на них - все четче. А вот средства ввода - мышь и клавиатура - практически не изменялись с самого момента своего появления. То есть, по компьютерным меркам, со времен просто-таки доисторических. Однако для работы в трехмерном мире, к которому медленно, но верно приближаются системы отображения информации (наголовные дисплеи, стереодисплеи и так далее), эти устройства приспособлены слабо, поскольку третью координату просто не используют.

С другой стороны, практически в любом фантастическом фильме, изображающем технологии будущего или виртуальную реальность, герои манипулируют компьютерами непосредственно своими руками - берут и перемещают объекты, печатают на виртуальной клавиатуре и так далее (тут самое время сослаться на фильм "Газонокосильщик", в котором тема виртуальной реальности обыгрывалась весьма успешно). И делается все это при помощи перчаток виртуальной реальности. Собственно, такие перчатки стали таким же неотъемлемым символом виртуальной реальности, как видеошлем или наголовный дисплей. И это неудивительно, ведь рука всегда была самым главным средством влияния человека на окружающий мир. Так сказать, основным средством интерфейса. Ну а если окружающий мир должен стать виртуальным, значит, в нем должна присутствовать виртуальная рука. Осталось только сделать устройство, которое перенесет руку в компьютер. Но если в фантастике все это выглядит легко и просто (потому что придумать коня, который летает по возуху всегда легче, чем объяснить, как именно он это делает), то что же мы имеем в реальном мире?

Перчатка VPL DataGlove

Попытки создать виртуальную перчатку предпринимаются уже давно и более-менее успешно. Однако, как правило, речь идет о перчатках, разработанных для научных исследований в области альтернативных интерфейсов или каких-то сугубо специфических приложений (например, ввод данных в неблагоприятных условиях - то есть там, где клавиатурой пользоваться не получится или работа с носимым компьютером). В качестве примера можно назвать перчатку DataGlove, созданную еще в 1987 году фирмой VPL Research (кстати, именно эта перчатка использовалась в фильме "Газонокосильщик"). Между прочим, по мнению многих западных авторов, основатель VPL Research Джарон Ланье (Jaron Lanier) сделал для укоренения в языке и общественном сознании термина "виртуальная реальность" не меньше, чем Уильям Гибсон для термина "киберпанк".

А это уже целый виртуальный костюм

Так вот, перчатка DataGlove умела измерять только положение пальцев относительно ладони. Для этого в ней использовались оптические волокна, потери света в которых зависели от степени изгиба. Стоила эта перчатка порядка 12000$. Кстати, несколько позже в VPL Research на основе этой же технологии было разработано более глобальное устройство под названием DataSuit. Оно представляло собой полный костюм, пронизанный волоконной оптикой и способный измерять степень сгибания всех основных суставов тела. То есть, DataSuit позволял полностью оцифровать движние тела - рук, ног, туловища. Положение тела в пространстве можно было измерять при помощи четырех дополнительных позиционных датчиков Polhemus.

В перчатке Pinch Glove виртуальную реальность можно только щипать.

Было и несколько других разработок. В частности, более простой вариант компьютерной перчатки под названием PinchGlove выпускалась компанией FakeSpace Systems. Это устройство не умело измерять положение, движение и ориенатацию руки. Единственное что умела эта перчатка - определять соприкосновение кончиков пальцев. Впрочем, и такой возможности было достаточно для простого манипулирования предметами в виртуальном пространстве.

Вот она, знаменитая PowerGlove. На запястье расположился полный геймпад. Кстати, похожая концепция наручной клавиатуры сейчас активно используется в носимых компьютерах.

Однако первая попытка внедрить новое средство ввода на массовый рынок была предпринята только в 1989 году и компанией отнюдь не компьютерной. Тогда компания Mattel Toys (производитель игрушек) выпустила в широкую продажу перчатку под названием PowerGlove, предназначенную для использования с игровой приставкой Nintendo Entertainment System (NES) вместо гейм-пада. Перчатка была разработана фирмой Abrams-Gentile Entertainment на основе DataGlove по лицензии VPL Research. PowerGlove представляла собой прочную перчатку из лайкры, в пальцы которой были вплетены пластиковые датчики, покрытые токопроводящим составом. Датчики позволяли определить, согнуты пальцы или нет. Кроме того, на перчатке размещались ультразвуковые излучатели и несколько кнопок, совпадавших с кнопками геймпада. Положение перчатки в пространстве считывалось при помощи нескольких микрофонов, которые улавливали ультразвук с передатчика (в другом описании этой перчатки утверждается, что излучатели были неподвижны, а микрофоны находились на перчатке). Таким образом, вся система позволяла определить трехмерные координаты руки, угол поворота ладони и сгибание пальцев.

Впрочем, работала PowerGlove не очень хорошо. Пространственное разрешение было низким, и система часто сбоила из-за некачественных микрофонов. К тому же она не любила отраженный звук, а руку все время приходилось держать направленной на микрофоны, так что она быстро уставала. В общем, первый блин получился комом, потому что устройство хоть и было интересно с технической точки зрения, но с точки зрения потребителя оказалось совершенно бесполезно. Mattel в течение года свернула производство PowerGlove и больше к этой идее не возвращалась. Тем не менее, PowerGlove до сих пор пользуется определенной популярностью, поскольку до недавнего времени это было единственное доступное устройство для любительских экспериментов с виртуальной реальностью. К тому же ее было достаточно легко подсоединить к обычному ПК. (смотрите, например FAQ по этому адресу)