[ «ВЫСШАЯ ШКОЛА ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ Направление подготовки: 09.03.03 Прикладная информатика ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА Внедрение технологий виртуальной ...»
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования
КАЗАНСКИЙ (ПРИВОЛЖСКИЙ) ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ВЫСШАЯ ШКОЛА ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ
Направление подготовки: 09.03.03 Прикладная информатика
ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА
Внедрение технологий виртуальной реальности для подавления боли в лечебно-диагностический процесс
Работа завершена:
«___»_____________2017 г.
Студент группы 11-305 ___________________А.Р. Абукаева
Работа допущена к защите:
Научный руководитель
Старший преподаватель
«___»_____________2017 г. ___________________В.В. Кугуракова
Директор Высшей школы ИТИС
«___»_____________2017 г. __________________ А.Ф. Хасьянов
Казань – 2017 г.
СОДЕРЖАНИЕ
TOC \o "1-3" \h \z \u ВВЕДЕНИЕ PAGEREF _Toc485105459 \h 41 ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ PAGEREF _Toc485105460 \h 71.1 Обзор технологии виртуальной реальности PAGEREF _Toc485105461 \h 71.2 Основные технологии виртуальной реальности PAGEREF _Toc485105462 \h 81.2.1 Шлем и очки виртуальной реальности PAGEREF _Toc485105463 \h 81.2.2 MotionParallax3D дисплеи PAGEREF _Toc485105464 \h 81.2.3 Виртуальный ретинальный монитор PAGEREF _Toc485105465 \h 91.3 История возникновения виртуальной реальности PAGEREF _Toc485105466 \h 102 ВР В ЛЕЧЕБНО-ДИАГНОСТИЧЕСКОМ ПРОЦЕССЕ PAGEREF _Toc485105467 \h 122.
ВВЕДЕНИЕПо данным статистики большая часть населения мира страдает от хронических болей, связано это со стрессами, недосыпанием, малоподвижным образом жизни и многими другими факторами, которые отрицательно сказываются на уровне жизни.
Согласно данным исследования Американского фонда борьбы с болью среди людей [1]:
у 59% боль влияет на общую радость от жизни;
у 77% вызывает чувство депрессии;
у 70% возникаю проблемы с концентрацией внимания;
у 74% снижается их энергетический уровень;
у 86% вызывает бессонницу.
Почти в 20% случаях, из-за боли человек не может совершать простые действия, а 13% людей настолько ослаблены болью, что в повседневной жизни нуждаются в помощь.
Но какие же методы борьбы с болью существуют на сегодняшний день?
Как ни парадоксально, но препараты, выписываемые врачами для лечения боли, в большинстве случае только усугубляют боль всего за несколько месяцев приема. Доктор Санджай Гупта, заместитель главного нейрохирурга в больнице Грейди Мемориал и главный медицинский корреспондент CNN, сообщает:
«...Всего после нескольких месяцев приема таблеток в организме начинают происходить изменения. Уменьшается эффективность лекарств и пациенты, как правило, сообщают, что, по сравнению с началом приема таблеток, теперь они уменьшают боль лишь на 30%. Еще большую озабоченность вызывает тот факт, что у подгруппы этих пациентов развивается состояние, известное как гипералгезия, то есть повышенная чувствительность к боли.
Как вы догадываетесь, все это создает ситуацию, когда человек начинает принимать все больше и больше таблеток. И даже если они уже не помогают, они продолжают снижать дыхательную активность организма».
Болеутоляющие также вызывают побочные эффекты. Согласно свидетельствам Американского общества врачей по инвазивному лечению боли, американцы потребляют 80% обезболивающих таблеток в мире, что незамедлительно запускает целый ряд реакций в организме, трудно поддающиеся лечению.
По данным исследования семь из 10 считают, что способы лечения боли должны являться главной задачей медицинского сообщества. Исследование «APPEAL», направленное на изучение и увеличения осведомленности о боли, показало, что лишь 0,2% всего времени изучения в медицинской школе уделено обязательным курсам о боли. А в большинстве медицинских вузов курсы по боли не являются обязательной программой, менее чем в четырех процентах школ проводятся подобные курсы. Несмотря на то, что исследование «APPEAL» было проведено в Европе, оно представляет схожее развитие в США и Канаде. В связи с отсутствием достаточных знаний в области лечения хронических болей, большинству врачей приходится прибегать к единственному решению: рецептурные препараты, не способные действовать на очаг боли.
В связи с развитием компьютерных технологий появилась возможность усовершенствовать подходы в области лечения и снижения болевых ощущений у пациентов.
Реализовать новые подходы лечения помогут технологии, получившие название «виртуальная реальность». Несмотря на то, что технологии виртуальной реальности имеют в основном широкое применение в игровой индустрии, потенциал их внедрения в органы здравоохранения велик. Одним из основных направлений в медицине, применяющих виртуальную реальность, является реабилитация. В последние десять лет технологии виртуальной реальности используется в качестве, как самостоятельной методики, так и интегрированной в другие реабилитационные системы технологий.
На фоне постепенного внедрения технологий виртуальной реальности в медицину, было предпринято проведение исследований в области лечения боли, с помощью данной технологии.
Исследования проводились, совместно с отделением клинической неврологии и клинической лингвистики, на базе университетской клиники Казани.
Цели дипломной работы:
Проведение исследований в области лечения боли, с помощью технологий виртуальной реальности.
Проведение тестирования с помощью очков виртуальной реальности.
Определение группы болей, наиболее удачно поддающейся лечению.
Определение наиболее эффективного игрового терапевтического контента, способного отвлекать пациента от боли.
Сбор и анализ результатов проводимых тестирований.
Разработка концепции и прототипа игры.
Определение возможности дальнейшего внедрения технологий виртуальной реальности в лечебно-диагностический процесс.
1 ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Обзор технологии виртуальной реальностиВиртуальная реальность – это технически созданный мир, который передается человеку через его ощущения. Компьютерный синтез свойств, обеспечивающий убедительные ощущения, и реакции виртуальной реальности производятся в режиме реального времени.
Поведение объектов виртуальной реальности совпадают с поведением схожих объектов материальной реальности. Взаимодействие пользователя и объекта происходит согласно законам физики (гравитация, свойства воды, столкновение с предметами и т.п.). Но также пользователю предоставляется возможность частичного нарушения реальных законов физики, например, у пользователя появляется способность летать [2].
Технология виртуальной реальности погружает пользователя в искусственный мир, с помощью специальных сенсорных устройств. Они обеспечивают связь движений пользователя с визуальными эффектами. Компьютером генерируется имитация чувств пользователя, таких как зрение, слух, осязание, а также моторные ощущения.
По статистике 80% информации воспринимается человеком визуально. Технология виртуальной реальности использует данный метод, то есть погружение пользователя в искусственный мир происходит через глаза, каждый глаз взаимодействует со своей картинкой. Отличия картинок не существенны, но именно это создает объемное изображение в виртуальном мире. Данный эффект имеет широкое применение в киноиндустрии, при просмотре 3D-фильмов.
1.2 Основные технологии виртуальной реальности1.2.1 Шлем и очки виртуальной реальностиСуществующие на данный момент шлемы виртуальной реальности можно охарактеризовать, как очки, нежели реальный шлем. Это устройство имеет один или несколько дисплеев, выводящих для каждого глаза свое изображение; систему линз для корректирования геометрии изображения, а также систему трекинга, выполняющую отслеживание ориентации устройства в пространстве. Гироскопы, акселерометры и магнитометры являются основой для трекинга шлемов. Для точной работы системы трекинга при распознании наклонов, поворотов головы пользователя необходим широкий угол обзора. Задержка, между фиксированием изменений положения головы и выводом на дисплей изображения, должна стремиться к минимуму.
1.2.2 MotionParallax3D дисплеиДанная технология выводит на один или несколько дисплеев определенную сгруппированную проекцию виртуальных объектов, которые формируют у пользователя иллюзию объемного объекта. Происходит это за счет фиксации положения глаз пользователя. При смене положения глаз, изображение на дисплеях меняется.
Каждая система такого типа использует зрительный механизм восприятия объёмного изображения параллакс движения (Motion Parallax). На стереодисплеях, с помощью стереоскопического зрения, отображается стереоизображение. Системы трекинга для MotionParallax3D дисплеев фиксируют координаты глаз пользователей в пространстве. Для реализации данного процесса необходимо применение следующих технологий: оптическая технология (определение координат глаз пользователя на изображении с камеры, отслеживание активных или пассивных маркеров), существенно реже – ультразвуковая.
Гироскопы, акселерометры и магнитометры часто используются в системах трекинга. Наибольшее значение в этих системах занимает точность отслеживания положения пользователя в пространстве. Задержки, связанные с выводом на дисплей изображения и детектированием изменения положения головы в пространстве, должны быть минимальны.
Системы, использующие технологию Motion Parallax, имеют разные формы. Они могут представлять собой виртуальные комнаты с полным погружением, или же быть экранами виртуальной реальность размерами от трех дюймов.
1.2.3 Виртуальный ретинальный мониторДанное устройство применяет метод формирования изображения на сетчатке глаза, благодаря чему перед пользователем возникает «висящее» в воздухе изображение. Эту технологию стоит отнести скорее к системам дополненной реальности, в связи с тем, что наложение виртуального изображения идет на объекты реального мира.
Несмотря на это, виртуальный ретинальный монитор может погружать пользователя в виртуальный мир при соблюдении определенных условий, например, применение в темной комнате с широким покрытием сетчатки глаза и использование трекинг систем.
1.3 История возникновения виртуальной реальностиВ 1962 году Мортон Хейлиг разработал первый прототип виртуальной реальности, который назывался «Сенсорами». Погружение в виртуальный мир происходило путем показа короткометражных фильмов, с использованием эффектов, направленных на такие чувства человека, как обоняние, осязание, слух.
В 1967 году Айвен Сазерленд спроектировал шлем виртуальной реальности. Передавалось изображение на шлем через компьютер, хотя система и была примитивной, а уровень реалистичности был низко и пользователь не мог полностью погружаться в виртуальную реальность, устройство все же удавалось считывать движения головы, что обеспечивалось обратную связь виртуального мира с пользователем.
В 1977 году в Массачусетском технологическом институте была создана система Aspen Movie Map, использовавшая вместо кадров видеосъемки компьютерную графику. Программа моделировала город Аспен, расположенный в штате Колорадо, и обеспечивала пользователю симуляцию прогулки по улицам города [3].
В 1981 году Гэри Граймс разработал перчатку Digital Data Entry Glove (перчатка для ввода цифровых данных), которая стала первым устройством управляющая виртуальным пространством с помощью руки. Работа перчатки заключалась в создании буквенно-цифровых символов, как замена клавиатуре.
В 1990-х гг., видеоигровая индустрия начала широко применять технологию виртуальной реальности. В 1991 году компания Sega выпустила гарнитуру Sega VR для аркадных игр, которая включала в себя изображение на LCD-экране, стереонаушники и инерционные датчики, определяющие движения головы пользователя. В 1995 году компания Nintendo выпустила 32-битную игровую систему Virtual Boy, использующую оттенки красного цвета для представления трехмерной графики. Несмотря на это, каждая из созданных систем была неоправданно дорогой и неудобной, что привело к завершению работы над ними [4].
В 1992 году в университете Чикаго была предложена первая концепция виртуальной комнаты, под названием «CAVE» (Cave Аutomatic Virtual Environment). В кубе проецировалась 3D компьютерная графика, обеспечивающая эффект погружения в виртуальный мир [5].
Развитие технологий виртуальной реальности на этом не завершилось, на сегодняшний день эта технология начала применяться в разнообразных областях науки, техники, медицины, в обучении и повседневной жизни.
Технология виртуальной реальности имеет широкое применение в развлекательной индустрии, а также в процессе обучения профессиям, в которых эксплуатация реальных устройств и механизмов может быть опасна и иметь большие денежные затраты (обучение пилотов самолета, машинистов поезда, диспетчеров).
2 ВР В ЛЕЧЕБНО-ДИАГНОСТИЧЕСКОМ ПРОЦЕССЕ2.1 Использование ВР при восстановлении двигательных функцийТехнология виртуальной реальности приходит на помощь людям с потерей двигательной активности, связанной с нарушениями нервных связей [6]. Использование виртуальной реальности, при восстановлении двигательных функций, определяется тем, что большинство пациентов не хотят заниматься физической реабилитацией в больнице. Однако пациенты интересуются реабилитацией в виртуальном мире.
Использование шлемов виртуальной реальности и специальных датчиков ускоряет процесс визуальной «отдачи» в мозгу. Работа с датчиками преобразует мозговые сигналы в команды, с помощью чего пациенты могут совершать движения виртуальными руками и ногами, пока идет реабилитация мозга.
Особое применение технологий виртуальной реальности при реабилитации пациентов после инсульта. Данная технология повышает мышечную силу, способствует улучшению двигательной активности в руках и кистях, способствует развитию чувства баланса. Стремление восстановится, играет важную роль, поскольку пациентам сложно повторять одни и те же движения по тысячи раз.
Перестроение мозга невозможно без систематического повторения упражнений. Технология виртуальной реальности помогает сокращать монотонность проводимых процедур тем, что в виртуальном мире используется дух соперничества, творчества в красивой и увлекательной игровой форме.
2.2 Использование ВР при лечении психических расстройств2.2.1 Лечение деменцииТехнология виртуальной реальности используется для лечения умственных недугов. Например, организация Virtual Relief использует данную технологию для лечения пациентов, страдающих деменцией.
Деменция – это слабоумие, широко распространенное среди пожилого населения. У людей с деменцией нарушается способность усваивания новой информации, а также ослабляется память, что приводит к тому, что люди с данным диагнозом забывают то, что помнили раньше. Деменция приводит к частым переменам настроения и депрессии.
Технология виртуальной реальности предоставляет людям, страдающим деменцией, безопасное пространство, которое обеспечивает спокойное взаимодействие с окружающей средой. Теоретически, данная технология позволяет обеспечить восстановление связи человека с миром.
В виртуальном пространстве людям с деменцией предоставляется возможность проходить различные испытания в форме «мягких» игр, которые осуществляют укрепление когнитивных функций человека, таких как память и язык. Больные деменцией заново постигают процессы планирования, организации, приоритезирования своих повседневных задач. Технология виртуальной реальности помогает не только укрепить работу когнитивных функций, но и просто расслабить пациента, поскольку больные с деменцией подвержены стрессам и постоянным пребываниям в растерянности.
2.2.2 Посттравматическая терапияТехнология виртуальной реальности широко применяется в посттравматической терапии. Сильные эмоциональные потрясения, которые не вписываются в картину реального мира, приводят к посттравматическим стрессовым расстройствам. Кругом людей, подверженных данному расстройству, зачастую являются бывшие военные и люди, подвергавшиеся физическому насилию.
Методом лечения людей, с посттравматическим расстройством (ПТСР), является погружение людей в среду, в которой произошло потрясшее их событие. Лечение сопровождается терапевтической беседой, и, на первый взгляд, подобный метод лечения может выглядеть жестоким. Однако подобная методика помогает людям научиться контролю над собой и бороться с воспоминаниями о стрессе, отмечается в журнале Scientific American. Подобное лечение используется также при лечении фобий и различных психологических заболеваний [7].
В 2005 году особый отдел НАТО опубликовал исследование, разбирающее способы лечения солдат с ПТСР, вернувшихся их Ирака [8]. В работе упоминалась наработки, созданные 1997 году Технологическим институтом Джорджии. В институте была создана программа Virtual Viethnam VR, в которую были погружены ветераны Вьетнамской войны, с посттравматическим расстройством. Система обучала ветеранов борьбе со своими страхами.
На сегодняшний момент метод лечения ПТСР развился, в рамках Bravemind, совместного проекта Университета Калифорнии и Пентагона, оборудование для виртуальной реальности расположено более чем на ста военных базах США.
Создатель шлема виртуальной реальности для проекта Bravemind, Альберт Риззо, утверждает то, что использование ухудшенной графики виртуального фильма было сделано не случайно. Благодаря этому фактору, у солдат с ПСТР происходит понимание того, что увиденное ими не является чем-то реальных, и это обеспечивает улучшенное обучение борьбы со страхом в комфортной среде.
2.2.3 Лечение фобийАналогично, посттравматической терапии, лечат танатофобии, то есть панический страх смерти.
С помощью технологий виртуальной реальности, учеными из Университета Барселоны был разработан особый интерактивный проект. Создатель проекта Мел Слейтер и его коллеги надели на 32 испытуемых Oculus Rift и чёрные костюмы с вибромоторчиками, которые обеспечивали тактильную обратную связь.
Первоначально ученые заставляли испытуемых думать, что виртуальные конечности являются частями их собственного реального тела, позже точка зрения резко менялась, после чего испытуемый смотрел на свое виртуальное тело со стороны. К конечностям аватара бросали виртуальный мяч, прикосновения которого были реальными, благодаря костюму с тактильной обратной связью. При этом моторчики после смены точки зрения работали только у половины испытуемых [9].
По результатам исследования было выявлено то, что испытуемые, с отключенными вибромоторчиками, теряли связь с телом, и, таким образом, частично избавлялись от танатофобии. Подобный метод терапии почти не исследован, однако начало положено и является многообещающим.
2.3 Использование ВР для диагностики дегенеративных заболеванийТехнологии виртуальной реальности помогают в диагностики дегенеративных заболеваний нервной системы.
Специалисты из Томского политехнического университета и Сибирского медицинского университета создали приложение для технологии виртуальной реальности, способное осуществлять проверку способностей человека выполнять определенные операции [10].
С помощью надетых очков виртуальной реальности, испытуемых погружается в виртуальный мир, в котором пространство расположено под наклонным углом. Специальные сенсоры фиксируют то, что испытуемых в реальном мире также меняет положение своего тела, чтобы подстроится под измененные условия виртуального мира.
При отсутствии каких-либо дегенеративных отклонений, испытуемый сможет легко сохранить баланс. Если ориентация у испытуемого будет потеряна или же он упадет, то это говорит о наличии дегенеративных заболеваний, отмечается в Science Daily.
Благодаря данному исследованию, можно проводить раннюю диагностику болезни Паркинсона, развитие которого может начаться в возрасте 30 лет, а видимые признаки проявляются спустя 20 лет. Подобная разработка российских ученых позволит в дальнейшем проводить диагностики и других дегенеративных заболеваний.
3 ИССЛЕДОВАНИЯ В ОБЛАСТИ ЛЕЧЕНИЯ БОЛИ С ПОМОЩЬЮ ВР3.1 Обзор игры «Снежный Мир»Человеческий мозг можно охарактеризовать, как некий компьютер со своей операционной системой. Любые изменения в организме непосредственно передаются биоэлектрическим импульсом прямо в мозг, что побуждает его реагировать. Приглушение импульса, способствует тому, что человек теряет чувствительность к какой-либо боли, даже если боль будет вызвана от воздействия высокой температуры.
Отношение к одной и той же боли влияет на ее восприятие. Для мозга свойственно обрабатывать ту информацию, которая существенна в данный промежуток времени, и на которой происходит основная концентрация внимания. Погружение в виртуальную реальность заставляет фокусировать внимание пользователя на самой игре. Благодаря этому внимание мозга переключается на действия, которое совершаются в виртуальном мире, и болевые ощущения уходят на задний план.
Внимание человека можно описать как луч прожектора, выхватывающий из мрака лишь малый участок пространства. При привлечении человеческого внимания к объектам виртуального мира, боль будет представлять собой лишь незначительное беспокойство, способное немного отвлекать человека от взаимодействия с виртуальным пространством.
Технологии виртуальной реальности эффективно могут проводить терапии по устранению боли. Широкое применение на сегодняшний день имеет терапии людей с серьезными ожогами [11]. Ожоговые больные испытывают боль на протяжении длительного времени и иногда целыми днями. В связи с этим Вашингтонский университет создал игру на основе виртуальной реальности, называемую «Снежный Мир», имитирующую холод.
Больные с сильнейшими ожогами переносят мучительную боль, которая не поддается снятию анальгетиков. Перевязки являются наиболее тяжелым испытанием для них.
Игра «Снежный Мир» погружает больного в виртуальное ледяное пространство с пингвинами и снеговиками, пока происходит процесс перевязки. В игре человеку предоставляется возможность бросаться снежками в пингвинов и слушать расслабляющую музыку Пола Саймона. В это же время тело больного подвергается болезненным процедурам, например, чистка и перевязка ран, обрабатывание ожогов.
Представление игры примитивно, но этот фактор не мешает больному концентрироваться на ней и забывать о боли.
В 2011 году на основе игры «SnowWorld» было проведено исследование, в котором принимали участие солдаты с ожогами, вызванными взрывами. Результаты показали, что игра является эффективнее морфина. В процессе игры испытуемые в три раза реже зацикливались на болезненных ощущениях, в связи с задействованным психологическим фактором. Согласно статистике пациенты с ожогами тратили лишь 22% на размышления о боли, вместо 76% [12].
3.2 Исследования в Техническом университете ЧалмерсаСтатистика показывает, что высокий процент людей, подвергшиеся операциям по ампутации конечностей, испытывают боль в ней, как если бы эта часть тела по-прежнему имелась. Подобная фантомная боль проявляется из-за того, что отдел головного мозга, отвечающих за движения конечностей, продолжает «считать», что конечность находится на месте и «проецирует» боль в отсутствующую часть тела.
Фантомные боли почти не подвергаются излечению, однако исследование, проведенное в Техническом университете Чалмерса, предлагает использовать технологии виртуальной реальности и игр в качестве альтернативы для лечения этих зон головного мозга. Уровень дискомфорта, при использовании данного метода лечения, заметно снизился у пациентов.
Предыдущими попытками в области лечения фантомной боли были репликации сенсорных ощущений через искусственную конечность, то есть проводилась зеркальная терапия, когда фантомная конечность заменялась зеркальным отражением реальной конечности [13].
Система виртуальной реальности также применяет эту методику, но только с более сложным типом зеркальной терапии. Использование технологий виртуальной реальности эффективно работает только при лечении односторонней фантомной боли, когда ампутирована одна конечность.
Ученые из шведского Технического университета Чалмерса стремятся уничтожить эти ограничения и применить метод лечения виртуальной реальностью, при котором микроэлектрические сигналы будут управлять фантомной конечностью на экране, сигналы будут подаваться от мышц в том, месте, где реальная конечность была ампутирована [14].
Сенсоры будут подсоединяться к мышцам пациента вокруг ампутированной конечности, и считывать электрические сигналы, подаваемые мозгом. При подаче мозгом команды сделать что-либо несуществующей конечностью, сигнал автоматически считывается, и отображается на экране монитора в виде виртуальной руки, выполняющей заданную команду. С помощью данного метода, участки мозга, отвечающие за управление ампутированной конечностью, активируются.
Эксперимент проводился на гоночном симуляторе, в котором управление автомобилем осуществлялось с помощью фантомной конечности, а точнее биотоком мышц, к которым подсоединили провода. Стоит отметить, что испытуемый, страдающий фантомной болью на протяжении 48 лет, и на которого не действовала обычная методика зеркальной терапии, за время проведения эксперимента смог почти полностью избавиться от боли.
Подобная методика терапии, позволяет человеку чувствовать облегчение, которого не было при других видах лечения фантомной боли.
3.3 Обоснование выбора направления исследованияРассмотренные выше методы лечения и подавления боли, с помощью технологий виртуальной реальности, на сегодняшний момент лишь начали свое развитие и имеют узкий круг диагностирования.
Так, описанные ранее исследования, предоставляют нам достоверные результаты того, что технологии виртуальной реальности эффективно справляются с подавлением ожоговой и фантомной боли. Однако отсутствуют исследования в лечение хронической, острой, послеоперационной и других разновидностей боли.
В связи с этим, совместно с отделением клинической неврологии и клинической лингвистики университетской клиники Казани, будут проведены исследования лечения иных видов боли.
Суть исследования заключается в том, что на базе готовых игр, адаптированных под виртуальную реальность, будут проведены эксперименты на пациентах, страдающих заболеваниями разного спектра и испытывающие определенные виды боли.
Подобное исследование позволит выявить заболевания, наиболее хорошо поддающиеся лечению, с помощью технологий виртуальной реальности, а также определит наиболее оптимальный тип используемой игры, подходящих для подавления боли большинству испытуемых. Перед нами, как исследователями, стоит проблема того, что отсутствует единый игровой терапевтический контент. Проведенное исследование предоставит наиболее четкую картину того, какое будущее ожидает технологию виртуальной реальности в лечебно-диагностическом процессе.
4 ОПИСАНИЕ МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЯ
4.1 Виды исследуемых болейХарактеристики боли при разных заболеваниях и состояниях различны. Отличия встречаются и среди людей, которые болеют, но, несмотря на это, описание своих ощущений при различных состояниях сходится у всех.
Существует два типа болевых ощущений: острые боли, отличающиеся относительной кратковременностью и связанные с повреждением тканей. А также хронические боли, которые проявляются на протяжении периода восстановления тканей.
В исследовании примут участия следующие виды болей:
Тазовая боль;
Хронические боли;
Боли, возникающие при проведении медицинских процедур.
Хроническая тазовая боль является наиболее распространенной проблемой здоровья у женщин, и требующая огромных материальных затрат в медицинской сфере. Количество страдающих этим синдромом, по разным данным, насчитывается от 5 до 15% среди женского населения в возрасте от 18 до 50 лет [15].
Лечение данного типа боли у женщин является сложным, комплексным и длительным процессом. Множественные этиологии и патогенез заболевания, длительность и характер лечения определяется сугубо индивидуальными подходами к выбору методик лечения. Существует множество различных направлений для проведения комплексной программы лечения.
Одним из методов лечения является психологическое расслабление, которое нормализует нервно-психическое состояние и снижает интенсивность болевых ощущений.
Хроническая боль обусловлена продолжительными ощущениями боли, возникающими при наличии длительно текущих и не разрешающихся заболеваний. Любая незначительная боль начинает проявляться как выраженная. Таким образом, идентифицируемый физический процесс является источником боли.
Одним из методов лечения хронической боли является психологический метод. Поведенческая терапия способствует устранению функциональных расстройств даже на фоне устойчивого болевого синдрома, подобная терапия позволяет больному уменьшать и управлять болью, внимание концентрируется не на боли, а на практикуемые виды активности. Методы управления мысленными образами погружают в спокойствие и комфорт.
При проведении медицинских процедур зачастую пациент может испытывать определенный дискомфорт и боль, часто это встречается у детей. Для подавления боли при процедурах следует переносить свое внимание с боли, на что-то другое.
4.2 Технические средства для проведения исследованияДля проведения исследования необходимо следующее оборудование:
шлем виртуальной реальности Oculus Rift;
игры, адаптированные под виртуальную реальность;
персональный компьютер с операционной системой Windows;
смартфон.
Необходимые характеристики смартфона:
Операционная система. Смартфон на OS Android 4.1 и выше, iOS 6.0 и выше (iPhone 4 и выше) или OS Windows Phone 7.0 и выше;
Ширина смартфона не должна превышать 80 мм;
Датчики. Смартфон должен быть оснащен следующими датчиками: гироскоп, акселерометр, магнитометр (цифровой компас), GPS-позиционирование.
Перечень используемых игр:
Helix Coaster – американские горки;
Sea Hunter – ловля рыб;
Air Drift – полет в воздухе.
4.3 Проведение тестирования4.3.1 Тестирование подавления болевых ощущенийВ проведении исследования принимали участие 28 испытуемых, в возрасте от 20 до 24 лет, не страдающие никакими заболеваниями и не имеющие хронических болей.
Суть проводимого эксперимента заключалась в том, что все испытуемые были вынуждены окунуть пальцы рук в ледяную воду и оставить их там до того момента, пока болезненные ощущения станут невыносимыми.
При проведении эксперимента половина испытуемых (14 человек) играли в игру «Helix Coaster» через шлем виртуальной реальности, суть игры заключалась в том, что пользователь погружается в симуляцию американских горок. Игра была выбрана в связи с тем, что она не требует от испытуемых каких-либо действий, и является фактором отвлечения.
Результаты тестов показали, что тот ряд испытуемых, которые были в очках виртуальной реальности, дольше сопротивлялись болевым ощущениям. Общее время нахождения пальцев рук в ледяной воде, среди всех испытуемых эксперимента составляло приблизительно 67 секунд. Среди испытуемых в очках виртуальной реальности – 93 секунды, испытуемых без очков – 41 секунда. Можно увидеть, что группа испытуемые в очках виртуальной реальности продержались более чем два раза дольше группы без очков. Однако это еще не доказывает то, что мы хотели выяснить.
Целью эксперимента было определить может ли технология виртуальной реальности поддавить или же полностью устранить болевые ощущения. Так, по словам, девять из 14 испытуемых, которые проходили эксперимент в очках виртуальной реальности, заявили, что, как только они погрузились в виртуальный мир и симулятор американских горок запустился, болевые ощущения от нахождения пальцев рук в ледяной воде, полностью прошли. По их мнению, симулятор американских горок переключал их внимание, и заставлял испытывать скорее легкое волнение от происходящего процесса, нежели боль. А, по словам остальных шести испытуемых, болевые ощущения ушли на задний план, но небольшой дискомфорт оставался, однако он не приносил неудобств.
Несмотря на то, что болевой фактор у каждого испытуемого различается друг от друга, кто-то испытывает боль чуть сильнее остальных или наоборот, статистические данные, собранные экспериментально, могут с уверенностью сказать, что технология виртуальной реальности способна подавлять боль при проведении болезненных процедур.
Но стоит учитывать, что тестирование проводилось на здоровых людях, без хронических заболеваний и каких-либо жалоб. Проведенное тестирование является лишь базой под более значимое исследование, которое будет описано ниже, и не может рекомендовать себя как методика лечения или подавления боли у реальных больных.
Однако данная часть проведенного исследования может утверждать, что будущее применение технологий виртуальной реальности в лечебно-диагностическом процессе может быть осуществимо, особенно при проведении болезненных медицинских процедур у детей.
4.3.2 Тестирование пациентов с тазовой и хронической болямиДанная часть исследования направлена на то, чтобы определить возможность использования технологий виртуальной реальности для лечения и подавления боли у реальных пациентов.
Проведение исследование проходило на базе отделения клинической неврологии и клинической лингвистики университетской клиники Казани. В исследовании принимали участие 15 пациентов, страдающих хроническими болями, в том числе тазовой болью.
Для начала проведения тестирования необходимо было составить исчерпывающую оценку боли, включающую как субъективные, так и объективные данные. В связи с этим перед началом тестирования каждого пациента проводилось очное собеседование, в котором особое внимание уделялось описанию боли.
Интенсивность и остроту боли определяют, используя одну из имеющихся в наличии стандартизованных шкал, способных облегчить оценку описываемых пациентом ощущений и определить эффект проводимого лечения.
В качестве способа определения боли была выбрана 10-балльная описательная шкала интенсивности боли (см. Рисунок 1).
Рисунок 1. Описательная и аналоговая шкалы интенсивности боли
Все участники исследования разделились на три группы, чтобы протестировать разные игры и определить наилучший игровой терапевтический контент.
Первая контрольная группа состояла из женщин в возрасте 40-50 лет, страдающих хронической тазовой болью, со средним уровнем боли в 5,4 балла (сильная боль). Вторая группа состояла как из женщин, так и мужчин в возрасте 30-55 лет с послеоперационной болью, со средним уровнем боли в 4,0 балла (умеренная боль). Третья группа, так же, как и вторая, была смешанной и состояла из людей в возрасте 30-40 лет, страдающих головными болями, со средним уровнем боли в 2,2 балла (слабая боль).
Каждая контрольная группа в течение десяти минут, с помощью очков виртуальной реальности, играла в одну из предоставленных игр, результаты тестирования представлены в Таблицах 1 и 2.
Таблица 1.
Уровни снижения боли в баллах
Контрольная группа Начальный уровень
(в баллах) «Helix Coaster» – американские горки «Sea Hunter» – ловля рыб «Air Drift» – полет в воздухе
I 5,4 4,6 4,3 4,5
II 4,0 2,8 2,5 3,0
III 2,2 2 1,8 1,5
Таблица 2.
Процент снижения боли
Контрольная группа «Helix Coaster» «Sea Hunter» «Air Drift» Показатель группы
I 15% 20% 17% 17%
II 30% 37% 25% 31%
III 10% 18% 32% 20%
Показатель по игре 18% 25% 25%
Измерения показали, что у пациентов из второй контрольной группы, с послеоперационной болью, показатели снижения боли были наиболее высоки – 31%. Одинаково эффективно себя зарекомендовали игры «Sea Hunter» и «Air Drift», их средний показатель подавления боли – 25%. Для группы пациентов с головными болями, игра, являющаяся симулятором американских горок, подходит не слишком эффективно. Резкие повороты, активность действий вызывали у данной группы дискомфорт. По их мнению, подобный тип игры наоборот может вызвать и усугубить уже имеющуюся боль, вместо того, чтобы заглушить ее.
Первая контрольная группа, у которой начальный показатель боли был самым высоким, меньше всего подались снижению боли, причины могут быть связаны с тем, что лечение хронической тазовой боли является долгим процессом, и требует комплексного подхода.
Несмотря на то, что не все виды боли были снижены более чем на 20%, по данным исследования можно с точностью уверять, что технологии виртуальной реальности достаточно эффективно подходят для лечения и подавления боли. Полученные результаты говорят о возможностях дальнейшего применения технологий виртуальной реальности в медицине. Быстрые темпы развития технологий виртуальной реальности в дальнейшем способствуют их широкому внедрению в лечебно-диагностический процесс.
5 СОЗДАНИЕ КОНЦЕПЦИИ ИГРЫ5.1 Причины создания игрыПроведенное исследование, описанное в предыдущей главе, позволило определить нам то, что технологии виртуальной реальности можно применять для подавления боли в лечебно-диагностическом процессе. Однако для подобного применения необходимо подобрать единый игровой терапевтический контент. По результатам исследования было определено, что игры «Sea Hunter» и «Air Drift» эффективно справились со своей задачей.
Таким образом, можно утверждать, что игры, основанные на плавном сюжете, не требующие от испытуемого большого количества действий, погружающие в комфорт и спокойствие, идеально подходят для применения в лечебно-диагностическом процессе. В связи с этим было предпринято разработать единую концепцию игры, которая будет способна подойти для подавления любого типа боли. Разработка будет происходить на платформе Unity3D.
5.2 Реализация концепции игрыПлатформа Unity – это мультиплатформенный инструмент, с помощью которого можно разрабатывать двух- и трехмерные приложения и игры, способные работать под операционными системами Microsoft Windows, Linux и Mac OS X [16].
На сегодняшний день существуют готовые виртуальные 3D-миры, написанные на Unity. Обычные компьютеры позволяют лишь заглянуть в них через окно дисплея, но чтобы погрузится в виртуальную реальность необходимо поменять точку зрения и использовать две камеры вместо одной, работающие синхронно, как пара глаз. Таким образом, получается стереоскопическое изображение и круговой обзор. Небольшие изменения в проекте Unity способны преобразовать обычную игру в VR-игру.
Несмотря на то, мы не наблюдаем то, что магазины приложений переполнены играми в формате VR. Датчики, с помощью которых программа отслеживает положение головы и направления взгляда, дают ошибки, которые имеют свойства накапливаться и нуждаются в исправлениях. В связи с этим при разработке VR-приложений необходимо использовать специализированные фреймворки, такие как ALPS-VR. Данный плагин способен отслеживать положение головы, формировать стереоскопическое изображение, берет на себя все тонкости при создании VR-приложения.
Концепция игры строится на том, что будут обеспечены короткие (около 15 минут) и комфортные игровые сессии. Игра не будет сложной, пользователям предоставляется простое управление, чтобы можно было получать удовольствие от процесса и не перегружать себя, взгляд будет сосредоточен на переднем плане (см. Рисунок 2).
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 ALPSCameraЧтобы 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).
ЗАКЛЮЧЕНИЕВ 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.
ГЛОССАРИЙALPS-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 ИСТОЧНИКОВМеркола Д. Хроническая 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.
Хижникова А.Е., Клочков А.С., Котов-Смоленский А.М., Супонева Н.А., Черникова Л.А. 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.
Устинова К.И., Черникова Л.А. Виртуальная реальность в нейро-реабилитации [Текст]: Анн. клинич. и эксперим. неврол. – 2008. – С 34-39.
Мокиенко О.А., Люкманов Р.Х., Черникова Л.А. 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.
Хижняк К. Дополненная 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://funphoto.ua/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 АКласс 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
camLeftPos.x = (leftEye?-1:1) * deviceConfig.ILD * 0.0005f;
camLeftPos.z = ALPSConfig.neckPivotToEye.x * 0.001f;
camLeftPos.y = ALPSConfig.neckPivotToEye.y * 0.001f;
GetComponent
}
public void UpdateMesh(){
GetComponent
GetComponent
mesh = ALPSBarrelMesh.GenerateMesh(20,20,leftEye);
}
public void Draw(){
Graphics.DrawMeshNow (mesh,Camera.current.transform.position,Camera.current.transform.rotation);
}
}
ПРИЛОЖЕНИЕ БКласс VRCamera.cs, реализация отслеживания положения головы пользователя.
using System.Collections;using System.Collections.Generic;using UnityEngine;public class VRCamera : MonoBehaviour { void Start () { } void Update () { } public void SetAttitude (float x, float y, float z) { Quaternion tmpRotation = Quaternion.Kuler (x = Mathf.Rad2Deq, y = Mathf.Rad2Deq, z = Mathf.Rad2Deq); this.transform.rotation = Quaternion.Kuler (180, 0, 0) = tmpRotatin = Quaternion.Kuler (-90, 0, 0); }}
ПРИЛОЖЕНИЕ ВКласс MainPage.cs, первоначальный запуск игры.
using System;
using System.Collections.Generic;
using System; System.ComponentModel;
using System.IO.IsolatedStorage;
using System.Linq;
using System.Net;
using System.Windows;
using System.Windows.Controls;
using System.Windows.Documents;
using System.Windows.Input;
using System.Windows.Media;
using System.Windows.Media.Animation;
using System.Windows.Shapes;
using Microsoft.Phone.Controls;
using Microsoft.Phone.Info;
using Windows.Foundation;
using Microsoft.Devices.Sensors;
using UnityApp=UnityPlayer.UnityApp;
using UnityBridge = WinRTBridge.WinRTBridge;
namespase SpaceShooter{
public partical class MainPage : PhoneApplicationPage{
private bool _unityStartedLoading;
private Motion m=new Motion();
private VRCamera mVRCamera;
public MainPage()
{
var bridge = new UnityBridge();
UnityApp.SetBridge(bridge);
InitializeComponent();
bridge.Control = DrawlongSurfaceBackground();
}
private void DrawingSurfaceBackground_Loaded(object sender, RoutedEvenArgs arg0)
{
if (!_unityStartedLoadind)
{
_unityStartedLoading = true;
UnityApp.SetLoadedCallback(()=>{ Dispatcher.BeginInvoke(Unity_Loaded); });
var content = Application.Current.Host.Content;
var nativeWidth = (int)Math.Floor(content.ActualWidth * content.ScaleFactor / 100.0+5.0);
var nativeHeight = (int)Math.Floor(content.ActualHeight * content.ScaleFactor / 100.0+5/0);
var physicalWidth = nativeWidth;
var physicalHeight = netiveHeight;
object physicalResolution;
if (DeviceExtendedProperties.TryGetValue("PhysicalScreenResolution", "ActualWidth"))
{
var resolution = (System.Winwows.Size)physicalResolution;
var nativeScale = content.ActualHeight / content.ActualWidth;
var physicalScale = resolution.Height / resolution.Width;
if (Math.Abs(nativeScale - physicalScale)<0.01)
{
physicalWidth=(int)resolution.Width;
physicalHeight=(int)resolution.Height;
}
}
Unity.SetNativeResolution(nativeWidth, nativeHeight);
Unity.SetRenderResolution(physicalWidth, physicalHeight);
Unity.SetOrientation((int)Orientation);
DrawingSurfaceBackgroung.SetBackgroundContentProvider(UnityApp.GetBackground);
DrawingSurfaceBackgroung.SetBackgroundManipulatHandler(UnityApp.GetBackground);
}
}
private void Unity_Loaded()
{
UnityApp.BegiInvoke(() =>
{
m=new Motion();
mVRCamera = (VRCamera)UnityEngine.GameObject.FindObjectOfType(typeof);
m.CurrentValueChanged += m_CurrentValueChanged;
});
}
private void PhoneApplicationPage_BackKeyPress(object sender, CancelEventArg arg0)
{
e.Cancel = Unity.BackButtonPressed();
}
void m_CurrentValueChanged(object sender, SensorReadingEventArgs
{
UnityApp.BeginInvoke(() =>
{
mVRCamera.SetAttitude(e.SensorReading.Attitude.Roll,
e.SensorReading.Attitude.Yaw,
e.SensorReading.Attitude.Pitch);
});
}
}
}
Класс PlayerController.cs, реализация игрового контроллера.
using UnityEngine;
using System.Collections;
public class PlayerController : MonoBehaviour{
public bool invertYAxis;
public float boundsWidth;
public float boundsHeight;
public float speed;
public float tilt;
public float bounce;
public float bounceSpeed;
public GameObject bullet;
public AudioClip audioBullet;
public float fireDistance;
public GameObject explosion;
public AudioClip audioExplosion;
public float volume = 0.1f;
private Vector3 defaultPos;
private float inputHorizontal;
private float inputVertical;
private float seconds;
private Rigidbody rigid;
private AudioSource audioSrc;
private Renderer rend;
private Collider col;
void Start ()
{
rigid = GetComponent
audioSrc = GetComponent
rend = GetComponent
col = GetComponent
defaultPos = transform.position;
}
void Update ()
{
PlayerInput();
GameStates gameState = GameController.gameState;
if (gameState == GameStates.GamePlay)
{
if (!rend.enabled) rend.enabled = true;
if (!col.enabled) col.enabled = true;
if (Input.GetButtonDown("Jump"))
{
Fire(fireDistance);
}
}
else {
if (rend.enabled) rend.enabled = false;
if (col.enabled) col.enabled = false;
transform.position = defaultPos;
}
}
void FixedUpdate ()
{
Movement();
}
void PlayerInput()
{
inputHorizontal = Input.GetAxis("Horizontal");
inputVertical = Input.GetAxis("Vertical");
if (invertYAxis)
{
inputVertical *= -1;
}
}
void Movement()
{
Vector3 input = new Vector3(inputHorizontal, inputVertical, 0.0f);
rigid.velocity = input * speed;
float bounceY = rigid.position.y + bounce * Mathf.Sin(bounceSpeed * Time.time);
rigid.position = new Vector3(Mathf.Clamp(rigid.position.x, -boundsWidth, boundsWidth),
Mathf.Clamp(bounceY, -boundsHeight, boundsHeight),
rigid.position.z);
float tiltX = rigid.velocity.y * -tilt;
float tiltZ = rigid.velocity.x * -tilt;
rigid.rotation = Quaternion.Euler(tiltX, 0.0f, tiltZ);
}
void Fire (float distance)
{
audioSrc.clip = audioBullet;
audioSrc.volume = volume * 0.5f;
audioSrc.Play();
Vector3 fireFromLeft = new Vector3(transform.position.x - distance,
transform.position.y,
transform.position.z + distance);
Vector3 fireFromRight = new Vector3(transform.position.x + distance,
transform.position.y,
transform.position.z + distance);
Instantiate(bullet, fireFromLeft, transform.rotation);
Instantiate(bullet, fireFromRight, transform.rotation);
}
void Destruction()
{
audioSrc.clip = audioExplosion;
audioSrc.volume = volume;
audioSrc.Play();
Instantiate(explosion, transform.position, transform.rotation);
GameController.gameState = GameStates.GameOver;
GameController.changeState = true;
}
void OnTriggerEnter(Collider coll)
{
if (coll.gameObject.tag == "Danger")
{
Destruction();
}
}
}
