Выпускная квалификационная работа «Внедрение технологий виртуальной реальности для подавления боли в лечебно-диагностический процесс» (стр. 5 )

Рисунок 2. Макет разрабатываемой игры

Создание прототипа игры строилось на использовании уже готовых решений, таких как фреймворк ALPS-VR. Игра имеет схожее представление с рассмотренной выше игрой «Air Drift», поскольку главным действием также является полет.

Для того чтобы созданная игра была адаптирована под технологии виртуальной реальности необходимо было разделить экран на две части для каждого глаза. Первый вариант это осуществить разделение экрана вручную (см. Рисунок 3), но тогда отслеживание положения головы пользователя выполняться не будет.

Рисунок 3. Создание стереоскопического изображения вручную

Второй вариант использовать плагин ALPSCamera (см. Рисунок 4). Таким образом, создается стереоскопическое изображение, функция отслеживания положения головы выполняется автоматически, плагин ALPS-VR выполняет все сам (см. Приложение А).

Рисунок 4. Создание стереоскопического изображения через ALPSCamera

Чтобы пользователь мог, по-настоящему, погрузится в виртуальную игру, в случае, когда мы сами создавали стереоскопическое изображение без помощи специальных плагинов, необходимо было сделать отслеживание положения головы игрока, был написан специальный класс на C# Scripts с методом SetAttitude() (см. Приложение Б).

В игре пользователю необходимо избегать столкновений с объектами, получать бонусные баллы и просто наслаждаться полетом. Игра проста и интуитивно понятна.

Созданная нами концепция игры является прототипом, и предназначена лишь для пробного использования, в целях возможности дальнейшего развития проекта при финансировании от медицинских учреждений. Связано это с тем, что полноценная миграция в виртуальную реальность является сложным процессом, в котором необходимо уделить особое внимание к деталям, например, из-за того, что пользователь смотрит на экран через линзы, возникает дисторсия и хроматическая аберрация, которые нужно корректировать специальными фильтрами. Поэтому игра не может рекомендовать себя как готовый продукт, а является лишь макетом будущего проекта (см. Приложение В).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате выполнения дипломной работы были проведены исследования в области применения технологий виртуальной реальности для подавления боли в лечебно-диагностическом процессе.

В процессе выполнения дипломной работы были осуществлены следующие задачи:

Рассмотрены и проанализированы существующие исследования в области применения технологий виртуальной реальности в лечебно-диагностическом процессе; Проведено собственное исследование в области подавления боли, с помощью технологий виртуальной реальности; Получены и проанализированы результаты тестирований; Определены группы болей, наиболее удачно поддающиеся лечению боли; Определен наиболее эффективный игровой терапевтический контент; Разработана концепция и прототип игры.

По результатам проведено исследования было выявлено, что возможность внедрения технологий виртуальной реальности для подавления боли в лечебно-диагностический процесс является осуществимой, и, судя по быстрым темпам развития данной технологии, ее внедрение в медицинские учреждения будет незамедлительным.

В ходе выполнения дипломной работы экспериментально был выявлен наиболее эффективный игровой терапевтический контент. На его основе был разработан прототип игры, который дает толчок для возможности дальнейшего сотрудничества с медицинскими организациями, заинтересованными в применении технологий виртуальной реальности в лечебно-диагностическом процессе.

ГЛОССАРИЙ

ALPS-VR – плагин для создания игр, адаптированных под виртуальную реальность, отслеживает положение головы, создает стереоскопическое изображение [17].

Виртуальная реальность (ВР, англ. virtual reality) – созданный техническими средствами мир (объекты и субъекты), передаваемые человеку через его ощущения [2].

Виртуальный ретинальный монитор (англ. virtual retinal display) – технология устройств вывода, формирующая изображение непосредственно на сетчатке глаза [18].

Дисторсия (лат. distorsio – искривление) – оптическое искажение пространства [19].

Параллакс – изменение видимого положения объекта относительно удалённого фона в зависимости от положения наблюдателя [20].

CAVE (Cave Automatic Virtual Environments) – виртуальная реальность, обеспечивающая эффект полного погружения, где прожекторы направлены на три, четыре, пять или шесть стен размером с комнату куба [5].

Стереоскопическое зрение – пространственное изображение, которое при рассматривании представляется зрительно объемным (трехмерным), передающим форму изображенных объектов, характер их поверхности и другие признаки [21].

Танатофобия – панический страх смерти [9].

Unity – инструмент для разработки двух - и трехмерных игр, работающий под операционными системами Windows, Linux и Mac X [16].

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

роническая боль: 6 триггеров [Электронный ресурс] / Econet. – Режим доступа: https://econet. ru/articles/154048-hronicheskaya-bol-6-triggerov, свободный. Виртуальная реальность [Электронный ресурс] // Википедия. – Режим доступа: https://ru. wikipedia. org/wiki/Виртуальная реальность, свободный. И. Вигер. Виртуальная реальность в промышленности [Электронный ресурс] / Control Engineering. – Электрон. текст. дан. – Режим доступа: http://controleng. ru/perspektiva/virtual_reality/, свободный. Lippman A. Movie maps. An application of the optical videodisc to computer graphics 1980. [Текст] / In SIGGRAPH Conf. Proc. – С. 32–43. , , Котов-, , Виртуальная реальность как метод восстановления двигательной функции руки [Текст]: Клиническая неврология. – 2016. – 8 с. Adamovich S. V., Fluet G. G., Mathai A. et al. Design of a complex virtual reality simulation to train finger motion for persons with hemiparesis: a proof of concept study [Текст]: J Neuroeng Rehabil. – 2009. Виртуальная реальность как инновационный метод лечения и реабилитации болезней  [Электронный ресурс]. // Про инсульт мозга. – Режим доступа: http://proinsultmozga. ru/sposoby-lecheniya/virtualnaya-realnost-v-vosstanovlenii. html, свободный. , Виртуальная реальность в нейро-реабилитации [Текст]: Анн. клинич. и эксперим. неврол. – 2008. – С 34-39. , , Интерфейс мозг–компьютер: первый опыт клинического применения в России [Текст]: Физиология человека. – 2016. – 42 (1). – 31 с. Виртуальная реальности и медицина [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://stay2play. ru/archives/1546, свободный. Виртуальная реальность вместо обезболивающего [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://protivkart. org/main/10255-virtualnaya-realnost-vmesto-obezbolivayuschego. html, свободный. Технологии виртуальной реальности в медицине [Электронный ресурс]. / InTalent. – Режим доступа: http://intalent. pro/article/tehnologii-virtualnoy-realnosti-v-medicine. html, свободный. ополненная реальность [Электронный ресурс]. / HiNews. ru – новости высоких технологий. – Режим доступа: https://hi-news. ru/technology/uchenye-predlagayut-ispolzovat-dopolnennuyu-realnost-pri-lechenii-fantomnyx-bolej. html, свободный. Виртуальная реальности и медицина [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://stay2play. ru/archives/1546, свободный. Хронические боли [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://fb. ru/article/176871/tipyi-i-harakteristika-boley, свободный. Unity [Электронный ресурс]. / Википедия. – Режим доступа: https://ru. wikipedia. org/wiki/Unity_(игровой _движок), свободный. Основы виртуальной реальности [Электронный ресурс]. / ProGamer. – Режим доступа: https://www. progamer. ru/tech/vr-ar-microsoft-course. htm, свободный. Виртуальный ретинальный монитор [Электронный ресурс]. / Википедия. – Режим доступа:https://ru. wikipedia. org/wiki/Виртуальный_ретинальный_

монитор, свободный.

Часть 3: Дисторсия [Электронный ресурс]. / FunPhoto. – Режим доступа: http:///rus/distorsio. php, свободный. Параллакс [Электронный ресурс]. / Википедия. – Режим доступа: https://ru. wikipedia. org/wiki/Параллакс, свободный. Стереоскопическое зрение [Электронный ресурс]. / Физическая энциклопедия. – Режим доступа: http://dic. academic. ru/dic. nsf/enc_physics/2877/, свободный.

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Класс ALPSCamera. cs, создание стереоскопического изображения.

using UnityEngine;

using System. Collections;

public class ALPSCamera : MonoBehaviour{

       public static ALPSConfig deviceConfig;

       public bool leftEye;

       private Mesh mesh;

       public void Init(){

               Vector3 camLeftPos = GetComponent<Camera>().transform. localPosition;

               camLeftPos. x = (leftEye?-1:1) * deviceConfig. ILD * 0.0005f;

               camLeftPos. z = ALPSConfig. neckPivotToEye. x * 0.001f;

               camLeftPos. y = ALPSConfig. neckPivotToEye. y * 0.001f;

               GetComponent<Camera>().transform. localPosition = camLeftPos;

       }

       public void UpdateMesh(){

               GetComponent<Camera>().rect = new Rect ((leftEye?0f:0.5f),0f,0.5f,1f);

               GetComponent<Camera>().aspect = deviceConfig. Width*0.5f / deviceConfig. Height;

               mesh = ALPSBarrelMesh. GenerateMesh(20,20,leftEye);

       }

       public void Draw(){

Graphics. DrawMeshNow (mesh, Camera. current. transform. position, Camera. current. transform. rotation);