Виртуалната реалност може да ви отведе до някои далечни места - планински върхове, далечни градове и дори фантастични светове на игри. Екип от художници и математици сега добавя към този списък: вселени, където обичайните правила на геометрията и физиката не важат.
Ви Харт, която основава изследователската група eleVR, ръководи екип, който изгради виртуален пейзаж, който прилича на набор от безкрайно повтарящи се камери. Този виртуален пейзаж следва правилата на тип неевклидова геометрия, наречена хиперболична геометрия (наричана още H-пространство). Той действа по различен начин от нормалния свят, който се подчинява на така наречената евклидова геометрия. В тази VR вселена, подът може да падне от краката ви, докато вървите напред, а разстоянията не са това, което изглеждат, всичко това, защото линиите и ъглите не се държат така, както правят в обикновения свят.
"В H-пространството, когато преместите главата си малко, това е нормално, но ако правите по-големи движения, това е различно", каза на живо Хенри Сегерман, съавтор на проучванията и доцент по математика в държавния университет в Оклахома Science. Това е така, защото в H-пространството "много от него е много близо до вас", което означава, че количеството пространство между две точки е по-малко в определени посоки, отколкото в евклидовото пространство, където единица разстояние е последователна дължина.
Резултатите имат приложения както в академичната сфера, така и в индустрията за видеоигри. Тласъкът на проекта обаче беше повече изкуство, отколкото наука: "Математиката и изкуството не са толкова отдалечени една от друга", каза Харт. "И в математиката, и в изкуството можем да говорим за изцяло измислени светове."
Следвайки правилата
Повечето геометрия, използвана в ежедневието, е геометрията на плоските пространства или евклидовата геометрия, така наречена, защото гръцкият математик Евклид е написал много от своите принципи. Например Земляните очакват, че успоредните линии никога няма да се срещнат и че ако добавите вътрешните ъгли на триъгълник, той ще излезе на 180 градуса. Това също означава, че ако вървите напред 10 фута, правите право, изминавате същото разстояние и повторите процеса още три пъти, ще се върнете към същата точка.
Неевклидовата геометрия не работи по този начин. Триъгълник, вписан на повърхността на сфера - сферично геометрично пространство - има повече от 180 градуса във вътрешните си ъгли, а един, нарисуван върху повърхност във формата на седло - хиперболично геометрично пространство, може да има по-малко градуси. Сферичната геометрия се използва в навигацията, защото повърхността на Земята е сферична. Хиперболичните геометрии се проявяват повече в космологията.
"Хиперболичното пространство е оформено по-скоро като чип на Прингълс", каза Сегерман.
Резултатът е, че изследването на неевклидови светове чрез виртуална реалност ще бъде дълбоко странно. За да могат учените да преведат тази странна сфера във ВР пространство, те трябваше да включат поне няколко евклидови функции, само за да я направят по-малко дезориентираща за потребителите, каза Сегерман.
Проектът не е предназначен за незабавна употреба. Полученият VR пейзаж може да създаде забавни светове за видеоигри и дори да се използва, за да научи учениците как да се движат в такива пространства. В допълнение, някои видове данни с много "разклоняване на дървета" - които обикновено са трудни за визуализиране - могат да бъдат визуализирани в тези видове пространства.
Може да бъде полезен и в математиката. "Понякога влизането в това е по-директно нещо от това да четете за него или да изчислявате", каза Сегерман. Ходенето през неевклидово пространство лично е много лесно за много хора, отколкото да се опитват да го анализират на хартия, тъй като човек си взаимодейства чрез сетивата, както в обикновения свят.
Друг изследовател, който цитира в статията, Джеф Уикс, е направил например симулатори на полети, които работят в тези видове пространства.
"Истинската причина" (поне според мен) е да се даде възможност на хората да разберат ниво на червата на различни неевклидови геометрии. С други думи, вместо да се опитват да разберат неевклидовите геометрии чрез формули и абстрактни математически модели , ние искаме хората да ги преживеят директно ", заяви Weeks, независим изследовател, който е проектирал игри за изследване на математически понятия, каза Live Science в имейл.
Обучението на хората как да се ориентират в такива странни пространства може да има ползи от реалния свят и във физическата наука. Цялата Вселена, например, всъщност е неевклидово пространство, в големи космологични мащаби.
"Изводът тук е, че ако искаме да разберем естествения свят, в който живеем, трябва да се откажем от евклидовите предубеждения и да се насладим на няколко други вида геометрия."
Изследването е подробно описано в два документа, публикувани на сайта за предпечат arXiv.org.
