Управление компьютером с помощью «киберперчаток» и хватание ими всего подряд в виртуальном пространстве — картинка, которую мы хорошо помним из детства. Такие технологии мы видели в миллионе фильмов и мультиков — от «Джонни Мнемоника» до «Футурамы». Самое время разобраться, откуда в поп-культуре возник этот образ, какими компьютерные перчатки были на самом деле и что с ними происходит сейчас (спойлер: сейчас-то все самое интересное и происходит).
История VR-перчаток началась еще в конце 70-х
Все началось с «Перчатки Сэйра» (Sayre Glove), изобретенной в 1977 году. Виртуальная реальность к ней не прилагалась, но это первая в история «проводная перчатка», способная считывать движения пальцев — хоть и не очень точно. Устроена она была элементарно: вдоль каждого пальца тянется трубка, в ее начале источник света, а на конце — фотодатчик.
Сгибая палец, пользователь изгибает трубку и до датчика доходит меньше света — так устройство понимает, насколько сильно согнут палец. Изобретение было сделано в чикагском «Университете Иллинойса» инженерами Дэниелом Сандиным и Томасом Деванти — а названо в честь их товарища Ричарда Сэйра, предложившего идею. И хотя практического применения перчатке тогда не нашлось, многие именно с нее отсчитывают историю технологии отслеживания рук, пальцев, жестов и вообще конечностей.
Первые VR-перчатки, доступные для покупки, появились лишь десять лет спустя — в 1987 году
Но началась их история в 1982-м, когда американский инженер Томас Циммерман изобрел «оптическую перчатку» — штуку, куда более совершенную и сложную, нежели «Перчатка Сэйра». Его технология могла не просто контролировать сгибания пальца, но достаточно точно отследить движения всех суставов. На тот момент уже существовали основанные на камерах и LED-датчиках системы отслеживания тела и пальцев рук для захвата движений в анимации. Но перчатка Циммермана работала точнее и в реальном времени.
У самого изобретателя было четкое видение того, как эти перчатки будут применяться в жизни. Циммерман мечтал, что с их помощью можно будет играть на виртуальных инструментах, а на саму идею его натолкнуло «воздушная гитара» — это когда люди в угаре изображают перед зеркалом игру на несуществующей гитаре (по этой «дисциплине» в Штатах проводят даже соревнования!). С 1983 года Циммерман вместе с небольшой командой исследователей улучшал свою технологию, а спустя пару лет устроился в компанию VPL Research.
Законченным продуктом перчатка Циммермана стала в 1987 году — тогда она вышла под названием VPL DataGlove. Вместе с ней компания выпустила отслеживающий движения тела костюм DataSuite и даже полноценный VR-шлем со смешным сегодня названием EyePhone — его, кстати, вместе с перчатками можно увидеть в фильме «Газонокосильщик».
На основе технологий VPL свою VR-систему в то время продвигала еще и Autodesk. Тогда вообще было достаточно компаний, исследующих возможности виртуальной реальности и перчаток-контроллеров — этой темой интересовались даже в NASA. Но именно VPL оставила самый заметный след в массовой культуре.
VR-перчатки окончательно стали культурным феноменом в 90-х — благодаря VPL, Nintendo и производителю игрушек Mattel
Перчатки DataGlove для своего времени были на удивление точны и продвинуты, вот только стоили они слишком дорого, поэтому серьезно их продвинуть долго не получалось. В конце 80-х компания VPL попытала удачу, предложив Nintendo сделать сенсорный контроллер-перчатку для игровой приставки NES как раз на основе DataGlove, но японцы идеей не заинтересовались.
В итоге перчатка для 8-битной приставки все же увидела свет, но повторно ее “пропитчили” уже производителю игрушек Mattel. Там технологией впечатлились и далее уже Mattel убедили Nintendo выпустить аксессуар — да еще и под своим именем, чтобы вызвать чувство доверия у потребителей (такая вот запутанная схема).
Перчатка Nintendo Power Glove вышла в США в 1989 году, а ее разработкой занимались компании AGE и VPL — в проект был вовлечен и лично Циммерман. В Японии, правда, Nintendo так и не согласилась поставить свое имя на коробку и перчатку год спустя выпускала компания уже третья компания — PAX.
На родине Nintendo перчатка провалилась, зато в Штатах стала хитом и крепко впечаталась в поп-культуру (спасибо открытой рекламе в детском фильме «Волшебник» 1989 года). Просто визуализируйте слово «киберперчатка» и в голове обязательно появится что-то похожее на Power Glove. Дизайн перчатки выглядел круто тогда, а сегодня стал и того лучше — особенно после фильма «Кунг Фьюри», в котором Хакерман с помощью Power Glove натуральном образом хакал само время и пространство.
Впрочем, сама технология этой перчатки все же была слабовата. Движения пальцев перчатка понимала очень условно (при этом игнорируя мизинец), а положение в пространстве отслеживалось с помощью ультразвуковых датчиков — приходилось крепить приемники на телевизор. Да и мало во что можно было с этой перчаткой нормально поиграть — дело не только в точности, но и в том, что во время игры приходилось держать руку вытянутой в одном положении, а это крайне быстро утомляло. Система делалась на базе DataGlove, но от оригинала в Power Glove мало чего осталось, что не помешало «игрушке» разойтись миллионным тиражом в Америке. Как бы смешно это не звучало, но это — вообще высшая точка популярности для «киберперчаток» в современной истории.
В 90-х про VR-перчатки почти забыли
В 1993 году VPL закрылась — заработать достаточно денег на своих изобретениях они так и не смогли. Но виар-перчатки продолжили выпускать другие компании. Однако прорывов уровня DataGlove и Power Glove просто не было: только постепенное, скучное развитие. Отслеживание становилась точнее, менялся дизайн девайсов, они учились работать с Mac и новыми процессорами Intel, но принципиальных инноваций в технологии так не случалось.
Поэтому в 90-х самым интересным событием в «индустрии киберперчаток» стала попытка возродить Power Glove для актуальных консолей. Компания Reality Quest в 1998 году выпустила контроллер Glove для Nintendo 64 и PlayStation. И это снова была перчатка с кнопками, отслеживающая повороты и наклоны руки с помощью гироскопа (хотя бы датчики на телек лепить не надо) — только движения пальцев она полностью игнорировала, все равно они лежали на кнопках. Штука получилась неудобная, зато забавная и в наши дни крайне раритетная. Причем PS-версию можно даже сегодня подрубить и к PlayStation 2, так что последние киберперчатки на консолях считайте что были буквально вчера!
В нулевых из технологии VR-перчаток появилось новое направление
Чуть выше мы упоминали, что когда Томас Циммерман разрабатывал свою прорывную DataGlove, движения руки уже умели отслеживать при помощи камер. К этому мы и вернулись. В развлекательной сфере разработчики постепенно научились неплохо отслеживать движения людей с помощью обычных веб-камер (об этом можно подробнее почитать в нашем отдельном тексте).
Поначалу весь процесс выглядел неуклюже, но постепенно эволюция привела к появлению Kinect, способного с помощью одной лишь камеры с парочкой сенсоров очень хорошо захватывать даже движения пальцев — и на себя надевать ничего не нужно! Правда, эта технология в итоге тоже не выстрелила на массовом рынке и незаметно перетекла в бизнес-сектор, где расцвела — и об этом мы недавно тоже подробно писали.
VR-перчатки и будущее
Первый — иммерсивность. С точностью у современных VR-контроллеров проблем и так давно нет — даже босяцкий PS Move прекрасно отслеживается в пространстве, а те же контроллеры Oculus и без всяких перчаток обеспечивают базовое отслеживание пальцев. Поэтому разработчики-энтузиасты пытаются сделать общение с виртуальной реальностью богаче, встраивая в перчатки тактильную и термическую отдачу. Возможность почувствовать вес, температуру и текстуру виртуального предмета — это единственное, чего по-настоящему не хватало перчаткам из 80-х и 90-х. Сегодня все это уже давно стало реальностью, а перчатки с такими функциями разрабатывают многие компании — примеров можно найти десятки. Но важно отметить только один.
Стартап AxonVR основан в 2012 году, но сегодня он известен под именем HaptX. В своих перчатках компания задумала сделать все сразу — и термическую, и тактильную отдачу. И не только на кончики пальцев, как у большинства конкурентов, а на всю ладонь. Для этого был придуман хитрый пневматический механизм, который разместился в блоке весом в 80 килограмм. Да и сами перчатки удобными поначалу не были (вы посмотрите на толщину кабеля!), а еще их нельзя было купить ни за какие деньги — стартап даже не мог наладить минимальное производство для разработчиков.
Однако компания привлекла внимание, а с ним и миллионы долларов инвестиций. Это привело к выпуску в начале 2021 года второго поколения перчаток. Они лучше просто во всем: точнее, удобнее, а вся пневматическая начинка помещается в не особо тяжелой и относительно компактный рюкзак. И эту версию даже можно купить! Цены, правда, в открытом доступе нет — но там явно десятки, если не сотни тысяч долларов. Однако к светлому будущему открылась очевидная тропа: все попробовавшие технологию — в полном восторге (среди покоренных, кстати, богатейший человек мира — основатель Amazon Джефф Безос).
Ну а второй путь — это еще больший футуризм, который в виде готового продукта мы получим уже лет через десять. Или никогда. Речь про браслет от Facebook и Oculus с нейроинтерфейсом. В 2019 году компания Facebook приобрела стартап CTRL-Labs и усиленно принялась за развитие их революционной технологии — ей даже уделили время на прошлогодней корпоративной презентации.
С помощью электромагнитных датчиков устройство на руке захватывает электрические импульсы, передающиеся от мозга к мышцам. Самое важное, что в теории можно натренироваться и передавать датчику информацию, вообще физически не двигая рукой — лишь только думая о желаемых движениях. И это только базовый срез технологии — там планируется и искусственный интеллект, предугадывающий действия пользователя, и обратная отдача, над которой разработчики пока ломают голову и много чего еще.
Впрочем, передавать ощущения от прикосновений подобный датчик точно не сможет. Пока. А там, глядишь, браслет научится и посылать в мозг обратные сигналы, обманывая его по чей-то чужой команде. Все возможно, особенно учитывая, что денег на эти исследования потрачено уже немало. Возможно, подобные технологии станут идеальным способом взаимодействия с дополненной и виртуальной реальностью, да и сегодня в них потенциально заинтересованы главные IT-гиганты вроде Apple и Google. А значит наше XR-будущее уже ближе, чем кажется.
Денис Майоров