3D технологии и новые возможности БОС

Автор: Щукин Тимур, Приходько Григорий, Усков Глеб. 3D Лига

Развитие 3D технологий и скорость их проникновения в домашние компьютеры и домашние кинотеатры напоминает по динамике скорость проникновения сначала звуковых карт (когда, например, Mortal Combat вдруг закричал «Come over here!», а в doom раздались натуральные выстрелы из оружия), а потом первых ускорителей трехмерной графики. 

С раскруткой темы 3D технологий по динамике захвата рынка (а мы видим сегодня только первые шаги, дальше все будет развиваться по экспоненте) и количеству предложений от крупных производителей может поспорить только тема нейроинтерфейса: NIA, новый нейрошлем от Sony и сразу несколько анонсов новых продуктов с ориенитировочным выходом в продажу летом 2009 г. Тренд очевиден.

Нейроинтерфейс практически всегда означает – biofeedback или биологическая обратная связь (БОС). Массовое внедрение такого рода технологий с параллельным появлением 3D экранов в каждом доме может дать системный эффект. Если перемножить 3D технологии на БОС, в итого может получиться много всего интересного!

Методика саморегуляции с помощью биологической обратной связи (БОС) – метод с солидной историей, возникший вскоре после окончания второй мировой войны и получивший свое развитие на фоне гуманистической революции 60-х годов в США.

Технический арсенал методики с тех пор не сильно изменился – регистрирующие психофизиологические приборы принципиально не изменились, а средства обеспечения обратной связи поменялись незначительно. 50 лет назад для этого использовались специальные осциллографы и бумажные самописцы, а также специально собираемые аналоговые установки с линейками ламп и лампами с управляемой силой свечения. Также использовались аналоговые установки с большим количеством ламп, образующими матрицу – в основном для нейрофидбека – то есть энцефалографического БОС (biofeedback). С тех пор бумажные ленты заменили графики на экране, а ламповые интерфейсы уступили место изображениям на мониторе. При этом принципиально сами интерфейсы не изменились. Те же графики теперь бегут по экрану ЖК монитора, а не по бумаге. А вместо лампы меняющей цвет, используется меняющее цвет изображение на том же экране.

Несмотря на серьезные шаги, которые сделали технологии за последние полвека, БОС как метод остановил свое развитие. Это обуславливается различными причинами, в числе прочих и переход мейнстрима БОС из гуманистической парадигмы в клиническую, дефицит теоретического и методологического осмысления. Результатом является отсутствие аналитических работ, рассматривающих новые технологии отражения информации в контексте целей и задач БОС и интегрирующих эти новые методы в практическую работу.

Технологии формирования трехмерного изображения (3D технологии), появились уже давно и шагнули из редких залов специальных кинотеатров в дома рядовых пользователей – игроков, любителей кино и просто людей, стремящихся не отставать от прогресса.

При этом использование 3d технологий в БОС глубоко не анализировалось, хотя потенциальный эффект такого использования может быть действительно потрясающим.

Биологическая обратная связь.

Суть методики БОС состоит в следующем: для того, чтобы научиться управлять каким либо физиологическим процессом в организме (например, частотой пульса), человеку необходимо в реальном времени, секунда за секундой, наблюдать малейшие изменения в управляемой функции (как пульс становится чуть быстрее и чуть медленнее). Одновременно с этим человек пытается повлиять на процесс, немедленно наблюдая результат этих попыток. Постепенно обучающийся обнаруживает те внутренние усилия, которые ведут к изменению параметра в выбранном направлении, обретает способность управлять им.

 Подход, по сути, подобен процессу обучения шевеления ушами, когда человек, стоя перед зеркалом, наблюдает за малейшими движениями кончиков ушей, стараясь сделать движения все более заметными.

Методика БОС отличается от примера с зеркалом только тем, что в качестве зеркала используются данные о психофизиологических процессах – такие как, например, электрокардиограмма или электроэнцефалограмма. И управление ими, как правило, позволяет управлять также и другими связанными процессами – например, уровнем стресса или реакцией на страх – в организме все процессы связаны друг с другом сложной сетью – потянешь в одном месте, отозваться может совершенно в другом. Методика БОС традиционно используется как в скорее медицинских целях (для обучения управлению артериальным давлением или характеристиками кровообращением в конечностях, например), так и в психотерапевтически ориентированных приложениях – например, для обучения человека здоровым реакциям на стресс, развитию внимания, обучению вхождения в требуемые функциональные состояния – например, состояние повышенной творческой активности или «боевой транс».

Все эти различные применения объединяет общая схема: Первый этап: сначала выбирается управляемый параметр – т.е. то, что человек хочет изменить, или чем он хочет научиться управлять: давление, уровень стресса, температура пальцев рук, мозговое кровообращение, мощность альфа-ритма ЭЭГ, умение сосредотачиваться и т.д. Фактически, это может быть и довольно сложный параметр – например, состояние, позволяющее не делать ошибки определенного типа в деятельности определенного типа, или например состояние глубокой медитации.

Вторым этапом является подбор физиологических признаков- функций, связанных с тем, параметром, которым необходимо научиться управлять. Как правило, эти параметры известны. Уровень стресса связан с динамикой кожно-гальванической реакции, мышечным тонусом и спектральной картиной ЭЭГ, артериальное давление может быть измерено непосредственно с помощью методики измерения скорости прохождения пульсовой волны, а характеристики внимания тесно связаны с мю-ритмом ЭЭГ. Для некоторых уникальных задач эти физиологические параметры необходимо искать специально. Например, для того, чтобы спортсмен-единоборец научился входить в состояние так называемого «рапида» (когда время для него субъективно замедляется) необходимо сначала изучить физиологические параметры тех, кто уже умеет достигать этого состояния, и найти уникальную для этого состояния комбинацию физиологических параметров. В любом случае, на втором этапе осуществляется подбор нужных для управления физиологических признаков.

Третьим этапом является собственно процедура обучению управлением выбранной функцией или сразу набором функций (паттерном). Процедура управления - довольно сложный процесс именно с точки зрения психотерапии, подразумевающий правильную настройку человека на процесс, верно выбранную методику (длительность процедуры, параметры настройки приборов и т.д.). Но каким бы он ни был сложным с субъективной точки зрения, технически это комбинация двух элементов: прибора, который регистрирует физиологические параметры (например, если это кардиограмма – то это электрокардиограф) и средств донесения информации о динамике выбранного параметра обучающемуся. Средства донесения информации могут быть разными – это и звук (например, меняющийся по тону, громкости или спектральным характеристикам соответственно изменению управляемого параметра, а также меняющаяся панорама – сдвигающийся вправо-влево или вперед-назад баланс), и вибрация, но главное – это визуальные средства. Это может быть изменяющая яркость или цвет лампа, стрелка на аналоговом приборе, но чаще всего, конечно, используется компьютерный монитор или большой экран. К управляемому параметру может быть привязан не просто цвет или размер нарисованного предмета (например, если человек расслабляется, зеленый помидор становится красным и растет), но и сюжет компьютерной игры.

В результате происходит следующее: человек наблюдает на экране, как меняется выбранный им параметр в виде графика, объекта, сюжета компьютерной игры и т.д. И обучается управлению этим параметром, тем самым решая исходно поставленную задачу – т.е. обучается контролировать стресс, сосредотачивать внимание и т.д.

3D Технологии

Под 3D технологиями подразумеваются средства формирования искусственного изображения независимо для каждого глаза.

В естественной среде каждый глаз видит немного отличную от другого картинку, например, видит предметы немного с другого угла и за счет этого мозг воспринимает объем. Бинокулярное зрение устроено таким образом, что позволяет мозгу человека сформировать модель окружающей физической реальности, опираясь на признаки глубины – параллакс, углы, закрытие дальних объектов ближними и т.д. Конкретным механизмам работы этого процесса посвящена классическая работа Гибсона – «Экология зрительного восприятия». 3D технологии названы так в противоположность классическим 2D технологиям – рисункам на бумаге, плоским экранам, табло и панелям, которые используют только некоторые из 3D признаков для формирования иллюзии объема – примером служит перспектива в живописи.

Создание изображения для каждого глаза в отдельности позволяет мозгу получить доступ к большему количество признаков мерности и сформировать более точную модель физического пространства. Результатом является ощущение присутствия. Это происходит по аналогии с тем, как стереозвук формирует полноценную пространственную картину, тогда как слушание одним ухом такую картину создать не способно.

Средства создания объемного изображения известны уже давно и классическим примером является стереоскоп – оптическое устройства для просмотра стереофотографий или слайдов, изобретенное в начале 19-го века.

Принцип работы очевиден – каждому глазу представляется изображение, снятое немного с отличной точки (расстояние между снимающими камерами должно быть примерно таким, как между глазами). В результате формируется иллюзия трехмерного изображения. «Магические картинки», в которых «спрятано» изображение устроено аналогичным образом. «Настройка», требуемая для получения результата нужна для того, чтобы сфокусировать взгляд перед или за напечатанным изображением – тогда каждый глаз будет видеть только то, что предназначено ему и сформируется трехмерная картинка.

Потребовалось довольно много времени для того, чтобы объемная картинка смогла двигаться. Ведь для этого нужно не только снять два отдельных фильма двумя камерами, но и предоставить каждому глазу в отдельности свой «фильм». Но такие средства уже существуют, и примером являются очки «виртуальной реальности», которые имеют два ЖК экрана – по одному для каждого глаза.

Сходного эффекта можно добиться за счет использования двух цветных светофильтров в виде очков. Тогда на одном и том же изображении один глаз будет видеть только свою часть цветового спектра.

Сейчас наиболее распространены две технологии создания объемного изображения с помощью светофильтров – это светофильтры с различной плоскостью поляризации света для каждого глаза, пропускающие только свет со «своей» поляризацией. Так как глаз человека не различает поляризацию, то без очков можно было бы увидеть сразу две картинки (каждая – со своей поляризацией), смешанные на одном киноэкране.

Другой вариант решения – попеременное «закрытие» каждого глаза в отдельности – как раз в то время, когда показывается картинка для другого глаза. Для этого используется активные поляризационные очки (фактически, прозрачная ЖК матрица, меняющая свою прозрачность так, что когда левый глаз закрыт, правый открыт – и наоборот). «Открытие» каждого глаза происходит так быстро, что человек этого не замечает – несколько десятков раз в секунду. Для этого требуется как специальный экран, способный показывать достаточно быстро меняющуюся картинку (хотя бы 25- 50 раз в секунду для каждого глаза, значит 50 -100 раз в секунду вообще) и синхронизированные очки.

3D и эффект присутствия

Что же является главным результатом применения 3D технологий? Эффект присутствия! Трехмерность сама по себе не имела бы значения, если бы не приводила к «эффекту включения» который трансформирует структуру поля внимания. Так как современная массовая культура является культурой управления вниманием и наиболее востребованы именно технологии управления непроизвольным вниманием, по этой причине «эффект присутствия» и является таким ценным результатом применения 3D технологий

Каким образом вообще возникает эффект присутствия – т.е. чувство непосредственного присутствия в каком-то месте или процессе и яркое переживание этого?

Когда человек участвует в какой-либо деятельности (колет дрова, смотрит фильм, играет в компьютерную игру и т.д.), чувство присутствия в этой деятельности формируется в результате за счет того, что человек воспринимает только то, что важно для достижения цели деятельности. А все, что является не важным, постепенно начинает игнорироваться и «стирается» из поля внимания. То, что остается и продолжает восприниматься, воспринимается постольку поскольку связано с деятельностью или, точнее, мешает ей. Например, камешек в ботинке, искажения изображения в фильме, плохая работа мыши в компьютерной игре.

Если эти помехи однообразны – то есть камешек не катается по ботинку, искажения в одном и том же месте экрана, а мышка всегда слегка смещается на одно и то же расстояние например влево, то это легче игнорировать и это не так разрушает чувство присутствия и отвлекает, как если бы помеха была непредсказуемой – камешек катался бы по ботинку, а мышка непредсказуемо прыгала бы в разные стороны.

В некоторых неудачных компьютерных играх, роль камешка в ботинке выполняют неправильная геометрия виртуального мира – одни визуальные признаки указывают на нахождение точки зрения игрока на одной высоте над землей, а противоречат, или предметы оказываются дальше или ближе чем кажется.

Искажения и разрушения чувства присутствия или снижение его интенсивности происходит потому, что организм привык к нахождению в реальном мире и знает, как оценивать расстояние до предметов и их размер в реальном физическом мире. Если эти признаки не действуют, или действуют с искажениями, то организм неминуемо переносит часть внимания на место сбоя – «камешек в ботинке» и начинает присутствовать частично «в ботинке», снижая общий эффект присутствия в деятельности.

Напротив, если организм может пользоваться теми же признаками, что в жизни и в виртуальной игровой реальности, то ему легче почувствовать себя действительно там – «по ту сторону экрана». 3D технологии – т.е. отдельное изображение для каждого глаза, дает мозгу возможность воспользоваться врожденными биологическими средствами ориентирования в пространстве. За счет этого эффект присутствия увеличивается – получается, что организм естественным образом вписывается в искусственный мир, т.к. этот мир учитывает и поддерживает естественные биологические механизмы восприятия и ориентировки – например, формирование модели мира на основе бинокулярного зрения. Таким образом формируется более яркая и натуральная картина, обеспечивающая более яркие и адекватные реакции, т.к. задействуются более глубокие слои психики – ее бессознательные и автоматические уровни.

То, что человек отшатывается от экрана, на котором внезапно появляется что-то пугающее, говорит о том, что организм верит в реальность этого фактически нарисованного объекта. Чем естественнее и правдоподобнее впечатление о пространстве, тем меньше в нем сбоев и непредсказуемостей, чем больше автоматических программ (восприятия и деятельности) способны разворачиваться в нем без привлечения к себе внимания – тем выше эффект присутствия. Фактически, тем глубже проникает виртуальная реальность в психику, затрагивая ее бессознательные слои и взаимодействуя с ними.

Эффект присутствия в 3D и БОС

Вернемся к 3D технологиям в контексте методики биологической обратной связи. 3D технологии, используя биологические шаблоны и программы восприятия, увеличивают эффект присутствия и за счет этого эффекта потенциально могут увеличить эффективность любой деятельности, связанной с использованием биологических шаблонов. Эти технологии также способны увеличить эффективность любой другой деятельности, если ее модель искусственно привязана к этим шаблонам. 3D технологии представляют собой логичный очередной шаг в пути развития средств отображения. Очевидно, что пройдет еще буквально несколько лет и скоро даже портативные устройства будут оснащены ими – это очевидный мейнстрим.

Структурно одна и та же визуальная обратная связь, поданная в 2D и в 3D будет отличаться большим эффектом присутствия во втором случае.

В чем плюсы и минусы этого воздействия?

С одной стороны, эффект присутствия будет усиливать игровую мотивацию в тех случаях когда ОС осуществляется в игровой форме. Например, человек управляет не просто размером апельсина на экране с помощью пульса, но этот апельсин еще участвует в игре и от его размера зависит количество очков – например, иногда ему нужно быть достаточно большим, чтобы не провалиться в дыру, а иногда – достаточно маленьким, чтобы выскочить из тупика.

С другой стороны, сам эффект присутствия может вызывать более ярко выраженные эмоциональные реакции и, если задача заключается в управлении этими реакциями, это усложнит её. Правда, работа с усложненной задачей является аналогом тренировки с отягощением и позволяет сформировать устойчивый навык и закрепить его в сложных условиях. Эффект присутствия можно контролируемо усиливать или ослаблять, развивая и постепенно закрепляя навык, перенося его на реальную ситуацию. Например, обучаясь саморегуляции в ситуациях, связанных с фобиями (например, агорафобией – страхом открытых пространств), можно управляемым образом проводить тренировки в виртуальных пространствах, постепенно увеличивая их объем и добиваясь закрепления устойчивых навыков регуляции стресса - ведь при необходимости всегда можно уменьшить пространство.

Подобные средства (без биологической обратной связи) уже используются – страдающие арахнофобией (боязнью пауков) могут познакомиться с пауком в виртуальной реальности, постепенно увеличивая его размер, а те, кто боится высоты – в безопасных условиях «постоять на краю» пропасти любой глубины. Эти методики довольно эффективны, но формирование навыка саморегуляции не контролируется объективно - как в методе БОС.

Нужно отметить несомненный факт того, что 3D окружение оказывает большее, чем 2D влияние на человека, причем на его бессознательные процессы тоже. Таким образом, использование 3D среды в БОС приложениях имеет смысл, когда цель заключается именно во включении бессознательных процессов.

Например, в случае с фобиями – эти страхи запускаются для того, чтобы они «вылезли на поверхность» и работа с ними стала возможной. В случае с компьютерными играми – бессознательные процессы обеспечивают эффект присутствия, а он напрямую связан с яркостью впечатлений, которые и нужны игрокам или тем, кто любит кино.

Существуют также процессы автоматической настройки внутрипсихической среды человека. Например, на биофаке МГУ был проведен эксперимент, который показал, что если привязать цветовые паттерны на экране к характеристикам электроэнцефалограммы и дать человеку, чье ЭЭГ используется, просто понаблюдать за этим панно, то в этом случае это панно постепенно примет такой вид (за счет соответствующих изменений ЭЭГ), который уравновешивает или дополняет настоящее состояние человека. Так происходит бессознательная самонастройка человеческой психики.

Это, правда уже не совсем БОС, т.к. классическая БОС подразумевает освоение сознательных навыков саморегуляции. Однако такого рода технологии открывают возможность создания «семантических резонаторов» на основе метода околопороговой БОС, осуществляющей целительное воздействие на человека.

Наконец еще одним возможным средством применения 3D технологий в контексте БОС является использование биологических шаблонов для управления саморегуляцией – по аналогии с тем, как управление роботом становится простым, если схема аналогична простым физическим действиям (манипуляторы устроены как руки и повторяют движения рук, а не имеют десять локтей и каждая степень свободы управляется отдельным джойстиком), так и саморегуляция может стать простой, если ее схема будет аналогична собственной схеме саморегуляции человека.

Например, если 3D экран станет «зеркалом души», в измерения его пространства будут соответствовать субъективным измерениям собственной психики человека, ясно отражая взаимодействие систем и элементов, отдельных «Я», ценностей и физиологических программ. Тогда, наблюдая в реальном времени, как, например, по многомерному пространству пробегают волны эмоций, которые по цепям ассоциаций включают неосознаваемые физиологические программы, вызывая те или иные мысли или ускоряя пульс и прекращая деятельность кишечника, пользователь сможет вызывать у себя любое состояние и получать доступ к любым скрытым ресурсам. Но для реализации подобной задачи должна появиться интегральная многомерная модель личности и психики, которой пока, к сожалению, еще нет.

Использование 3D технологий в приложениях БОС – это неизбежный тренд. Это как эпидемия двух вирусов одновременно – когда-нибудь они обязательно окажутся вместе в одном организме и породят что-то новое, ранее не виданное.

Так что эта технология, как, впрочем, и любая другая, имеет потрясающий потенциал для развития человека и не менее ужасающий дегуманизирующий потенциал. Выбор, как всегда, делается нами в каждый момент нашей жизни – когда и если мы присутствуем в этот момент жизни в этой точке выбора.

3D ЛИГА

железо и софт
Комментарии  (обсудить на форуме)
Доброго времени суток господа и дамы!
В настоящее время наблюдается некий ажиотаж вокруг фильмов в 3D-формате (цены, кстати, тоже выше чем обычно).
Я учился в Бауманке с 1973 года по 1979 год., был ярым киноманом, и неоднократно смотрел фильмы в 3D-формате в кинотеатре Октябрь
на Калиниском (во всяком случае, эффект для зрителя абсолютно такой же), запомнился по названию только один "Таинственный монах",
революционный фильм о шпионах. Были и другие кинотеатры с предложением этого же эффекта.
Ничего, кроме очков - картонные, сейчас пластиковые - больше ничего... (по эффекту для зрителя, опять же кроме цен) не поменялось!!!
Что это??? от чего ажиотаж, если это все было еще в Советском Союзе (как и куча новомодных продуктов марсов сникерсов, пепси-кола
и т.п. - все это было!!!!)
Прошу пояснить, если сможете.
С уважением и наилучшими пожеланиями,
Владимир Ившин, г. Ижевск

К сожалению, все не так радужно. БОС - это не только визуализация, но и механизм ее формирования, механизм трансформации выбранного сигнала в управляющую последовательность. А в нем до сих пор есть спорные моменты.

Разделы:
Рубрики:
Популярное: