Шлем полной виртуальной реальности

Шлем полной виртуальной реальности

Виртуальная реальности все больше входит в повседневную жизнь. На сегодняшний день практически никого уже не удивишь шлемами или очками дополненной реальности, джойстиками и платформами для VR. Но мало кто знает, что разработки в данной сфере велись еще в середине прошлого века. Современные наработки стали использоваться только в течении последних нескольких лет. Давайте проведем небольшую экскурсию в историю.

История появления виртуальной реальности

В 1960-х годах учеными впервые было введено понятие искусственной реальности. Первые попытки воплотить ее в жизнь были предприняты в 1970-х годах, когда компьютерная графика получила широкое распространение. Хоть графика была очень примитивной, но ее активно использовали в различных тренажерах.

Первым официальным устройством виртуальной реальности была признана программа «Кинокарта Апсена». В ней пользователь прогуливался по городу и мог посетить его окрестности. Принцип работы устройства основывался на сделанных фотографиях, а не на полноценном моделировании местности.

Следующий шаг был сделан к концу 1980-х. начали появляться первые системы, в которых была реализована возможность манипулирования объектами. Все управление осуществлялось с помощью рук пользователя. Ближе к 90-м появилось современное понятие «виртуальная реальность» в привычном для нас понимании. С тех пор различными компаниями ведутся активные разработки полноценных устройств виртуальной реальности. Теперь рассмотрим принцип работы и технологию, по которым создан любой шлем виртуальной реальности.

Принцип работы VR

Почти все современные устройства виртуальной реальности лишь условно можно назвать шлемами. На самом деле они больше похожи на большие массивные очки.

Шлем виртуальной реальности – это устройство, которое взаимодействует с виртуальным миром и проецирует в его плоскость действия и движения пользователя.

По структуре шлем включает в себя:

      • Два дисплея, по одному на левый и правый глаз, это способствует полному погружению в виртуальный мир;
      • Линзы;
      • Система трекинга. На этом пункте можно остановиться подробнее. С помощью данной системы отслеживаются положение пользователя в пространстве и его движения, а после передаются в устройство. Повороты, наклоны, шаги, движения рук – все это проецируется с помощью различных датчиков и сенсоров. Для более точного восприятия зачастую используют комплексное оборудование, а не только очки virtual realty. Например, платформа, на которой человек должен находиться полностью. По периметру стоит оборудование, которое отслеживает движения, также датчики установлены в напольном покрытии. Для достижения лучшего результата пользователю пригодятся различные контроллеры. Например, руль с педалями для гоночных симуляторов и так далее.

      Теперь рассмотрим способы, с помощью которых может осуществляться управление:

            • Физическое воздействие. Как говорилось выше, для управления в таких случаях используются физические носители, такие как джойстики, геймпады, рули и прочее;
            • Костюмы VR. Здесь все немного сложнее и комплекснее. Помимо движений и физических действий, костюм отслеживает ваше сердцебиение, температуру тела и прочие показатели, которые могут влиять на обстановку в виртуальной реальности;
            • Нейрошлем. Это оборудование относится немного к другому классу из-за особенностей реализации системы управления. Шлем подключается к нервной системе человека и весь контроль за виртуальным персонажем осуществляется через импульсы нервных окончаний. Данная технология гораздо сложнее и дороже, поэтому найти в свободной продаже такие устройства практически невозможно. Однако эффект и ощущение от погружения в VR непередаваемый.

            Область использования

            Еще пару десятков лет назад кроме телевизора или автомобиля многие люди больше не сталкивались с техникой. Теперь VR девайсы используются абсолютно повсюду. Судите сами:

                    • Компьютерные игры. В этой области VR устройства только набирают обороты. Крупные корпорации вкладывают огромные деньги не только в примитивные аттракционы или онлайн-кинотеатры, но и в масштабные ААА проекты для компьютеров или консолей с поддержкой шлема виртуальной реальности;

                            • Прочие мультимедийные развлечения. Смотреть фильмы или видео в формате 360 градусов также стало популярным с применением шлема виртуальной реальности;

                                    • Варианты для работы, бизнеса. К данной категории больше подходят очки дополненной реальности, о которых более подробно вы можете прочесть в соседних разделах;

                                          • Учеба (тренажеры, симуляторы). Большинство специфических профессий просто нуждаются в наличии таких устройств. Например, для тренировок или получения практических навыков спасателей, летчиков или космонавтов уже много лет используются 3D тренажеры. С каждым годом техника только совершенствуется.

                                          Обзор шлемов виртуальной реальности для компьютера или консоли

                                          Самый высокий рейтинг у Oculus Rift. Уже много лет ведется создание идеального устройства для погружения в виртуальную реальность. Каждый год создатели Окулуса выпускают новые версии в продажу. История создания стартовой линейки насчитывает более 6 различных версий Окулуса. Удовольствие владения таким девайсом не из дешевых – его стоимость не менее 60 тысяч рублей за один экземпляр.

                                          Стоит отметить, что шлем продается в двух вариантах – версия для разработчиков и пользовательский вариант. Первая отличается от второй более расширенным функционалом и доступом к системным файлам.

                                          Второй по популярности продукт – это HTC Vive, прямой конкурент Окулуса. Цена на него еще более пугающая – около 110 тысяч рублей. Помимо самого шлема, в комплекте вы получите супер-точных два контроллера, которые могут похвастаться наличием 24 датчиков в каждом из них. Это позволяет более точно определять положение человека и передавать сигнал в устройство. Также в наборе идут две станции с сенсорами, которые будут отслеживать ваше положение в пространстве. В конкурентном Окулус Рифт все дополнительные девайсы придется покупать отдельно, так что полный комплект обойдется примерно в эту же сумму. Устройство передает изображение в формате 2К и с частотой 90Гц, что является лучшим показателем среди всего ассортимента VR шлемов.

                                          И третий по величине проект – это Sony VR. Разработка практически полностью направлена на развлекательную индустрию. На данный момент дата выхода назначена на осень 2016 года, поэтому точное описание и характеристики с ценой еще неизвестны.

                                          Читайте также:  Эпсон l110 сброс уровня чернил

                                          Шлемы виртуальной реальности для смартфона на Андроид или iOS

                                          В этой категории очень большой ассортимент, поэтому выбрать подходящий вариант сможет каждый как по цене, так и по функционалу. Устройство для телефона или планшета отличает свой простотой, по сравнению с VR девайсами для ПК. В шлем виртуальной реальности для мобильного устройства вставляется сам смартфон и служит основным блоком управления. Очки представляют собой только корпус с линзами, который создает эффект погружения. Соответственно, стоимость таких моделей гораздо ниже, чем полноценных шлемов виртуальной реальности.

                                          Подробное описание самых актуальных моделей, от российских проектов до зарубежных титанов VR технологий, вы сможете найти в соседних разделах. Отдельно по каждой платформе (iOS и Android) представлена подробная статья с описанием и приблизительными ценами на шлемы. Сколько стоит бюджетный вариант и выбор лучшего, вы узнаете именно там.

                                          Как подключить шлем к компьютеру?

                                          Во-первых, на вашем компьютере должны быть установлены все драйвера последних версией с поддержкой VR. Особенно это касается видеокарты. Далее сравните требования для работы шлема виртуальной реальности с характеристиками компьютера.

                                          Поскольку все шлемы используют беспроводную технологию, вам понадобится модуль Bluetooth или Wi-Fi на стационарном компьютере. Установите фирменное программное обеспечение на ПК и синхронизируйте со шлемом. Далее следуйте инструкции, которая прилагается к набору устройства.

                                          Топ 6 причин купить шлем виртуальной реальности:

                                              • Необычные ощущения. Отзывы владельцев таких девайсов исключительно положительные;
                                              • Новые приложения, которые будут выпускаться только для VR;
                                              • Приобрести для просмотра фильмов в формате 360 градусов;
                                              • Большинство новых игровых проектов будут переходить на VR технологии;
                                              • В настоящее время сравнение с реалистичной графикой на компьютерах неуместно, но уже шлемы виртуальной реальности выдают достойную картинку;
                                              • Идти в ногу со временем. Шлемы виртуальной реальности становятся доступнее, что может служить поводом к покупке.

                                              VR-технологии придуманы для компьютеров. Все, на что способен смартфон, тебя только разочарует. Я перепробовал кучу смартфонов для потребления VR-контента, и кучу устройств для удобного их расположения.

                                              Все они портят впечатление от виртуальной реальности. Это не дешевый заменитель модного Oculus Rift или очень крутого PIMAX, а просто очередная недоделка для выкачивания из тебя денег.

                                              Смартфон в VR-очках/шлемах играет роль экрана, аудиоустройства, средства обработки, поиска и воспроизведения контента. То есть – и вычислитель, и «монитор». Плохой тандем.

                                              Качество картинки – на нуле

                                              Для качественной картинки нужен очень крутой экран с плотностью пикселей на дюйм не ниже 400. Больше – лучше. Скажем, Full HD панель с диагональю 5,5 дюймов смотрится реально зернистой. Для таких габаритов нужно как минимум Quad HD. Так что твой iPhone реально не катит — особенно если есть с чем сравнивать.

                                              При этом, диагональ 5,5 дюймов – минимально необходимая. Помнишь про боковое зрение? Без большой диагонали картинка оказывается очень маленькой. Так что идеальным для VR был бы изогнутый экран по типу LG Flex. Аналогов нет, да и радиус закругления экрана нужен больше.

                                              Конечно, продвинутый читатель возразит: «В гарнитурах есть линзы, они исправят». Вот только их нереально сложно подогнать под собственное зрение, и они не превращают узкий экран в широкий. А с зерном и вовсе не способны бороться.

                                              Играть или поджариваться?


                                              Высокое разрешение экрана = мощный процессор + нагрев. Все смартфоны с мощным процессором прилично греются. Поэтому некоторые китайские поделки для смартфоном оснащаются дикими вентиляторами, охлаждающими батарею.

                                              И тут же назревает еще проблема — а чем это прожорливое создание кормить? В играх все разряжается мгновенно. Значит нужен провод для зарядки.

                                              Что за дичь — играть у розетки с горячим куском металла возле глаз?

                                              За удовольствие надо платить. За VR для смартфона – дважды


                                              За хороший процессор, нормальную прошивку без тормозов и экран с высоким разрешением нужно платить. Платить обычно довольно много, в российской рознице смартфоны с нужными характеристиками обычно стоят от 25 тысяч. Если это не прошлогодний флагман, или очередная китайская поделка.

                                              Дешевым смартфонам не хватает для VR ни процессорной части, ни качественного экрана. Впрочем, дорогим обычно тоже не хватает пикселей на дюйм — мода на QuadHD и 4K экраны прошла безвозвратно. Уже повод задуматься о будущем этой технологии.

                                              При этом VR-контент для смартфонов не блещет проработанной картинкой или серьезной физикой. Получается, что аппарат придется покупать для пары аркад и виртуальных панорам? Что за бред!

                                              Получится как с 3D в кино — сначала из продажи пропали телевизоры, а потом исчез контент. Камер для съемок соответствующих роликов с действительно годными параметрами и картинкой тоже немного.

                                              Любой VR-шлем для смартфона — картонка


                                              На самом деле, это не самое паршивое. Самое паршивое – что VR-очки для смартфонов нисколько не прогрессируют. Все они повторяют в той или иной степени Google Cardboard.

                                              Да, Baofeng (он же DNS или очередное модное название, данное местными перекупщиками) делает отличные пластиковые очки со встроенной гарнитурой. Но в них нет своих датчиков. Вообщем-то, нет ничего, кроме, может быть, гарнитуры и джойстика.

                                              Даже если такая гарнитура стоит 10 тысяч рублей, ничего отличного от Cardboard в ней не найти. Максимум — более продуманные накладки между лицом и шлемом, и хоть какие-то вентиляционные отверстия.

                                              Большинство разработчиков так и пользуются чем-то вроде резинки от трусов, чтобы зафиксировать шлем на покупателе.

                                              Удобство использования — хуже не придумаешь


                                              Удобным ношение полкилограммовой конструкции на носу, с перемотанной ремнями головой — назвать никак нельзя. Под ними всегда потеет лицо, нос оказывается центром нагрузки, половину подобных конструкций нельзя использовать с очками… Мало?

                                              Читайте также:  Прошивка принтера samsung scx 4300

                                              У меня было порядка 15 шлемов «разных» конструкций и производителей. Среди них — и Xiaomi, и Samsung. Все — абсолютно одинаковые, неудобные, громоздкие. Да — VR-шлемы для компьютеров больше и тяжелее. Но они хотя бы дают нормальную картинку, погружение и действительно крутой софт.

                                              Лучшее, что инженеры мобильных компаний смогли придумать – NFC-метки, запускающие определенные приложения по срабатыванию датчика приближения. Скажем, магазин игр.

                                              Если этого нет – приходится вручную или Bluetooth-джойстиком запускать соответствующее приложение. Спасает только голосовой ассистент – если он конечно работает.

                                              Что мертво — умереть не может


                                              Не напугались? Тогда стоит напомнить, что серьезных VR-игр или приложений для смартфонов не существует. Да и разрабатывать их никто не собирается. Есть более перспективный, удобный и дружелюбный AR.

                                              Для дополненной реальности не нужен шлем или гарнитура. Затраты на обработку картинки – меньше. А реальных кейсов применения – больше. Я думаю, многие наши читатели уже изучили новые AR-приложения для iOS. Некоторые из них действительно полезны. Бум Pokemon Go тоже не стоит записывать на счет ошалевших хипстеров.

                                              AR-технологии для смартфонов не требуют ничего, кроме самого смартфона, и не отбирают у пользователями автономность. Для всего прочего есть настольные компьютеры, на которые можно поставить ресурсоемкий софт или крутой авиасимулятор.

                                              На них War Thunder или «Ил-2: Штурмовик» с PIMAX дарит непередаваемые ощущения реального полета. Новый Silent Hill завораживает не меньше (хотя ему подавай HTC Vive). Можно ли запустить это на смартфоне? Нет. И все вышеописанные недостатки позволят сделать это лет через 5, не меньше. Тогда зачем мучаться?

                                              Не ведись на мертворожденную технологию. Используй AR для мобильников, VR — для ПК.

                                              (4.40 из 5, оценили: 5)

                                              Что такое полное погружение? Это когда разница между виртуальным и реальным мирами не ощущается. То есть, ты не чувствуешь, в каком из миров находишься.

                                              В статье мы поговорим о том, что представляют собой технологии для полного погружения в виртуальную реальность в настоящее время, про плюсы и минусы разных типов обратной тактильной связи и про будущее полного погружения.

                                              Материал подготовлен на базе лекции Дениса Дыбского, которая проходила на конференции VR-Today в рамках нашей образовательной программы «Менеджмент игровых проектов» в ВШБИ. Видео и конспект под катом.

                                              Составляющие полного погружения

                                              • Первый и самый важный момент — это визуальная картинка. Все привыкли, что погружение в виртуальную реальность происходит с помощью шлемов виртуальной реальности. Как правило, HTC Vive, Oculus Rift, Gear VR, PS VR и прочих шлемов, которые сейчас есть на рынке.
                                              • Второй важный момент — это звук. Без звука в виртуальную реальность невозможно погрузиться на данный момент, поскольку картинка должна полностью сочетаться со звуком. Для того, чтобы пользователь, находясь в виртуальной реальности, смог позиционировать себя в пространстве и знать, где он находится.
                                              • Следующий, еще более важный момент — это тактильная связь или haptic. В западной терминологии он называется haptic feedback — “обратная тактильная связь”.
                                              • Симуляция вкуса.
                                              • Симуляция запаха.
                                              • Положение человека в пространстве.

                                              Это 6 составляющих, которые позволяют человеку полностью погрузиться в VR. Рассмотрим подробнее обратную тактильную связь (haptic). Это технология, позволяющая получать тактильную информацию через осязание. Это довольно сложная технология, на данный момент на рынке есть несколько вариаций ее реализации, которые позволяют по-разному передавать чувство прикосновения, ощущения и так далее.

                                              Типы обратной тактильной связи:

                                                Первый из них — это силовая обратная связь. К примеру, в автосимуляторах с использованием руля чувствуется обратная тактильная отдача от него при столкновениях и так далее. Это и есть силовая обратная связь. Она позволяет почувствовать давление на руки (как правило) или на тело.

                                              Следующий и самый распространенный, самый изученный на данный момент тип обратной тактильной связи — это вибротактильный фидбек. Самый яркий пример — это вибрация смартфона. Она даёт нам знать, когда приходит сообщение или поступает звонок.

                                              Следующий тип довольно сложный и мало распространенный на данный момент на рынке, — это ультразвук. Он позволяет при помощи генерации звуков высокой частоты почувствовать форму и текстуру объекта. На данный момент на рынке есть пара решений, которые позволяют использовать эту технологию.

                                              Термальная обратная связь — еще один тип обратной связи. Он позволяет в виртуальной реальности почувствовать холод, тепло, переход от тепла к холоду и наоборот.

                                            • Наверное, самый точный для передачи ощущений способ — это электростимуляция. К примеру, пояса для того, чтобы привести себя в форму, которые позиционируются как пояса для сжигания лишнего подкожного жира используют именно электростимуляцию. Это маленькие электрические импульсы, которые работают, как правило, на разной частоте, амплитуде и силе тока. В VR химическую реакцию довольно сложно сымитировать, но электростимуляцию очень легко воспроизвести. Можно настроить индивидуальный электрический сигнал под каждое ощущение и чувствовать прикосновение, попадание мяча в какую-либо часть тела или даже дождь.
                                            • Существующие проблемы

                                                Сейчас для погружения в виртуальную реальность стимулируется всего лишь 2 чувства из 5 — это зрение и слух.

                                              Еще бОльшая проблема, чем предыдущая — это наличие проводов в PC и консольных шлемах. Через шлем виртуальной реальности проходит большой объем данных, а для этого нужны провода. Для того, чтобы почувствовать себя полностью свободным в виртуальной реальности, нужно их убрать.

                                              Проблема взаимодействия с виртуальным миром. Как правило, для того, чтобы полноценно с ним взаимодействовать, нужны контроллеры. Сейчас в роли контроллеров у разных производителей выступают обычные контроллеры Vive, Oculus Touch и др. Но для того, чтобы полноценно взаимодействовать с объектами, иметь возможность дотронуться до них, повернуть, взять, почувствовать его текстуру, вес, нужны перчатки виртуальной реальности. Что в них должно входить: как минимум это система захвата движения для того, чтобы можно было отслеживать положение руки в пространстве, то, как двигаются пальцы, сжимаются ли они, как рука поворачивается относительно всего тела. Должна отслеживаться мелкая моторика. При прикосновении к виртуальному объекту должна быть обратная связь. К примеру, текстуру можно сделать с помощью электростимуляции. Если это какой-то большой объект, к примеру, человек натыкается на стену руками, то, естественно это можно сымитировать вибротактильным фидбеком.

                                              Читайте также:  Как в ворде сделать сумму столбца

                                              Из-за того, что на данном моменте на рынке присутствуют решения, которые в основном используют вибрацию либо силовой фидбек, это уменьшает качество взаимодействия в виртуальной среде, потому что они не позволяют максимально точно передать все ощущения.

                                            • Еще один момент: в виртуальной реальности при полном погружении нужно имитировать ходьбу. Как это можно сделать? Первый способ — это телепортация. К примеру, это реализовано в HTC Vive, там с помощью контроллера можно телепортироваться в разные места в виртуальной среде. Второй — это непосредственно физическая ходьба по помещению. Но для того, чтобы полностью погрузиться, в зависимости от объема виртуального мира, в который вы погружаетесь, нужно маленькое либо большое помещение. Но для полноценного перемещения в максимально больших открытых мирах невозможно использовать только небольшое помещение. Поскольку нужно ходить во все стороны, это не очень удобно. Третий более-менее решающий эту проблему гаджет, это Tread Meal (сейчас есть несколько предложений на рынке), который позволяет прямо в нем двигаться, он поддерживает тело человека и не дает человеку уставать.
                                            • Исходя из вышесказанного можно сделать вывод, что на данный момент систем полного погружения в виртуальную реальность как таковых не существует. Эти системы пока можно назвать только системами частичного погружения. Возможно, кому-то покажется, что достаточно использовать только шлем, чтобы погрузиться в виртуальную реальность, но нет, это не правда.

                                              Примеры систем, которые идут к тому, чтобы полностью погрузить человека в VR.

                                              CAVE
                                              Это проект, который был запущен в 1992 году. Он состоит как правило из огромных дисплеев по всей комнате. Это встроенные в стену колонки, направленный звук, система захвата движений и стереоскопические дисплеи.

                                              The VOID
                                              Парк развлечений VR, открывшийся несколько лет назад в Юте, США. Физические локации, по которым в нем можно ходить, полностью соответствуют виртуальным.

                                              AlloSphere
                                              10-метровая сфера со множеством стереоскопических дисплеев, встроенной системой захвата движения, звуком и так далее.

                                              Teslasuit
                                              Костюм для полного погружения в VR. Выглядит как обычный костюм, имеет в себе несколько систем.

                                              • Система передачи ощущений, то есть, система обратной тактильной связи Haptic Feedback System. Она позволяет маскимально точно передавать ощущения VR. Можно почувствовать, как к тебе кто-то прикасается, даже если он находится за 1000 км от тебя.
                                              • Система захвата движений. Позволяет пользователю отслеживать его положение в пространстве и перемещения по нему. На данный момент это инерционный трекинг, но сейчас разрабатывается гибридный мокап, в котором будет использоваться и оптический трекинг.
                                              • Климат контроль. Позволяет чувствовать холод, тепло, снижение или увеличение температуры.
                                              • Костюм полностью беспроводной.
                                              • Для того, чтобы позволить сторонним разработчикам использовать костюм, был разработан собственный SDK.
                                              • Перчатка с хаптиком.
                                              • 5G и облако для процессинга (в планах). Сегодня все девайсы требуют мощного железа для того, чтобы полноценно запускать контент и не было никаких лагов. Костюм позволит весь процессинг перевести в облако. Это избавит пользователей от железа, уберет всю лишнюю периферию. Поскольку периферия очень сильно снижает мобильность в VR, облако должно быть довольно мощным, распределенным и еще много всяких нюансов. Поэтому его создание займет не менее 3-5 лет.

                                              А теперь немного заглянем в будущее

                                              Сейчас разрабатываются системы, которые позволят подключить компьютер напрямую к мозгу человека. Они разрабатываются уже достаточно давно. Ну, и самый обсуждаемый проект — Neuralink от Илона Маска. Это очень сложный проект, судя по тому, какой сейчас уровень технологий, это произойдет не ранее чем через 15-25 лет, а возможно и больше.

                                              Костюм — более близкий по времени вариант. Костюм — это система, которая позволяет производить полный тренинг жизненных показателей человек. В планах у разработчиков стоит разработка умной одежды, в которую будут встроены различного рода датчики (температурные, замеряющие уровень кислорода в крови, влажность и другие датчики, позволяющие снимать жизненно важные показатели организма).

                                              Параллельно с костюмом много разработок по перчаткам. Они позволяют взаимодействовать с объектами. Перчатки тоже напичканы сенсорами, которые работают на электростимуляции. В самой перчатке есть все те же системы контроля, которые есть в костюме.

                                              Еще один важный момент — это симуляция веса в виртуальной реальности. Все хотят не просто почувствовать объект, потрогать его, ощутить его форму, но и почувствовать, сколько он весит. Это реально с помощью электростимуляции. Сейчас есть исследования, которые позволяют говорить о том, что при помощи электростимуляции можно очень точно имитировать вес предмета. Такая штука тоже будет своевременно или немного позже.

                                              В ближайшее время мы выложим у нас в блоге на Habrahabr конспекты и записи всех остальных лекций с конференции по виртуальной реальности VR-Today. Подписывайтесь, чтобы получить уведомление по их выходу.

                                              Осенью у нас начинается обучение на нашей образовательной программе «Менеджмент игровых проектов», приглашаем 28 июня на день открытых дверей!

                                              Ссылка на основную публикацию
                                              Что такое удар в физике
                                              При ударе выполняется закон сохранения импульса и закон сохранения момента импульса, но обычно не выполняется закон сохранения механической энергии. Предполагается,...
                                              Что означает охват в статистике вконтакте
                                              Что такое охват подписчиков во Вконтакте Как посмотреть охват? Для сообщества Перейдите в сообщество, на панели управления нажмите кнопку «Статистика»,...
                                              Что означает ошибка esp
                                              Однажды ни с того ни с сего во время достаточно спокойной езды загорелась ошибка: "Сервис: ESP", затем следом появилось сообщение...
                                              Что такое узел хост
                                              Хост (от англ. host — «хозяин, принимающий гостей») — любое устройство , предоставляющее сервисы формата «клиент-сервер» в режиме сервера по...
                                              Adblock detector