Виртуальная реальность проникла в сферу потребительских технологий. Теперь, не выходя из собственного дома, вы можете испытать другие миры, посетить реальные достопримечательности в виртуальном мире и сыграть в реалистичные игры, о которых вы даже не мечтали в детстве.
Все эти возможности зависят от довольно интересного технологического оборудования - гарнитуры VR, также еще ее называют очками виртуальной реальности.
Гарнитуры VR варьируются от самых простых, сделанных из картона и нескольких линз, до очков с ЖК-экраном и заполненных сенсорами. HTC Vive, Oculus Rift и Playstation VR на сегодняшний день являются наиболее распространенными вариантами для ПК, а Samsung Gear VR и Google Cardboard можно использовать прямо с вашего смартфона. Эти два разных типа гарнитуры, на базе ПК или телефона, работают одинаково, но при этом используют разные возможности датчиков, чтобы каждая из функций работала корректно. Попробовать несколько самых популярных моделей вы можете в клубе Врата, который предоставляет различные очки VR в Одессе, а также имеет большой выбор игровых сюжетов.
Есть и другая область гарнитур VR, это автономная VR. Две основные автономные гарнитуры VR - это Oculus Go и Daydream. Короче говоря, автономная виртуальная реальность означает, что вы можете надеть гарнитуру и сразу начать пользоваться. Вам не нужно другое устройство, например смартфон или компьютер, для запуска игр.
Теперь, когда мы понимаем основные параметры очков VR, давайте попробуем разобраться в технологиях, которые используются в этих гарнитурах.
Как работают очки и гарнитура VR?
Гарнитуры VR обычно требуют какого-то ввода для работы или, по крайней мере, для вашего взаимодействия, кроме видения в цифровом мире. Это варьируется от простого отслеживания головы до контроллеров или даже голосовых команд и контроллеров. Разные типы гарнитур будут использовать разные методы управления.
Такие устройства, как Oculus Rift и Playstation VR, известны как головные дисплеи или HMD. Эти устройства не имеют встроенных в гарнитуру функций распознавания звука или отслеживания рук.
Цель VR-гарнитур - создать реалистичную виртуальную среду в 3D, которая обманом заставляет наш мозг стирать границы между цифровым миром и реальностью. Видео для гарнитуры подается с источника, либо через экран смартфона, либо через кабель HDMI от компьютера, либо изначально отображается через экран и процессор гарнитуры.
Видео или изображение, размещенное на экранах VR, делится на две части, с индивидуальным видом для каждого глаза, чтобы создать трехмерную перспективу. Все экраны VR также будут использовать линзы между экраном и вашими глазами. Это помогает искажать отображаемое на экране изображение в нечто более реалистичное для наших глаз.
Короче говоря, линзы преобразуют изображение с плоского экрана в стереоскопическое трехмерное изображение. Это связано с углом наклона и типом линз в гарнитуре. Линзы искажают два независимых изображения, по одному с каждой стороны, в правильную форму, похожую на ту, в которой наши глаза обычно видят реальный мир.
Фактические изображения для каждого глаза отображаются немного отдельно друг от друга. Если закрыть в гарнитуре один глаз, можно увидеть, как объекты в VR танцуют взад и вперед. Именно этот принцип позволяет виртуальной реальности быть трехмерной.
Одна из самых крутых вещей в виртуальной реальности - это не только то, что вы можете видеть в 3D, но, скорее, тот факт, что вы можете смотреть вокруг на 360 градусов, и изображение / видео реагируют на то, как вы двигаете головой. Когда это происходит, движется не экран физически, а то, что отображается на экране, движется (очевидно), поэтому требуется сочетание впечатляющих датчиков и программного обеспечения, чтобы заставить эту иллюзию работать.
Какие датчики обеспечивают работу очков виртуальной реальности?
В гарнитурах виртуальной реальности, в которые встроены датчики для отслеживания движения головы, используется концепция, известная как шесть степеней свободы или 6DOF. Эта система в основном отображает вашу голову в плоскости XYZ и измеряет движения головы вперед, назад, из стороны в сторону, а также по отклонению и углу поворота.
Датчики, которые заставляют работать 6DOF, - это гироскопы , акселерометры и даже магнитометры. В гарнитуре Sony Playstation VR используются даже расположенные снаружи светодиоды, которые отслеживаются внешней камерой для определения высокоточного положения вашей головы в VR.
Поскольку гарнитуры работают, чтобы быть максимально реалистичными и мочь заставить наш мозг думать, что он находится в виртуальном пространстве, задержка и скорость отклика должны быть безупречными. Движение отслеживания головы должно быть менее 50 миллисекунд. В противном случае наш мозг подумает, что что-то не так, и мы можем заболеть. Вкупе с такой скоростью отклика частота обновления экрана должна быть тоже высокой, от 60 до 120 кадров в секунду. Без высокой скорости отклика гарнитуры VR были бы устройством, вызывающим тошноту.
Чтобы достичь ощущения реализма, большинство сред VR будут использовать бинауральное или даже трехмерное аудио для создания полного аудиовизуального ландшафта виртуальной среды. Это просто делается через наушники, но сам звук затем регулируется с помощью программного обеспечения на основе обратной связи от датчиков положения.
Гарнитуры премиум-класса VR имеют возможность отслеживать движение, тогда как более дешевые гарнитуры просто имеют статическую точку обзора или точку обзора, активируемую движением, и требуют другого, более ручного ввода, например, с игрового контроллера. Отслеживание движения головы - одна из ключевых возможностей, которая делает эти гарнитуры более премиальными и, следовательно, делает их использование более реальным.
Oculus теперь фактически предлагает дополнительные датчики, которые вы можете приобрести для своей гарнитуры VR, которые позволяют игрокам повысить уровень точности в среде VR.
А когда дело доходит до отслеживания вашего физического положения в комнате, Oculus теперь предлагает возможности, сопоставимые с HTC Vive, чего раньше не было. Владельцы Rift теперь имеют возможность приобрести третий датчик за 79 долларов и увеличить покрытие своей игровой зоны VR.
Разные производители гарнитуры будут использовать разные датчики и массивы слежения, но в целом это включает в себя некоторую форму слежения за светодиодными точками на гарнитуре, которая поступает на внешнюю камеру.
Затем эта камера обрабатывает движение точек и интерполирует его в движение отображения на камере.
Итак, очки VR работают с помощью комбинации линз, смещенных экранов и технологии отслеживания движения, чтобы создать цифровую среду виртуальной реальности, более правдоподобную, чем когда-либо.