Объяснил: как на самом деле работает VR?

  1. Основы
  2. Отслеживание головы
  3. Отслеживание движения
  4. Отслеживание глаз

Как работает VR? Как это гарнитура виртуальной реальности заставить вас думать, что вы сидите на космическом корабле в далекой галактике, когда на самом деле собираетесь столкнуться с кухонной стойкой? Что ж, с расширением армии VR-устройств мы объясним, как они на самом деле работают.

Хотя устройства, как правило, принимают одинаковую форму, способ проецирования изображений на наших глазах сильно различается. Подобные HTC Vive а также Oculus Rift обеспечивают работу на ПК, хотя крупные игроки, такие как Google и Samsung, предлагают более доступные гарнитуры для смартфонов. Sony также удалось взломать консольную сцену с его Playstation VR ,

Вы также услышите больше об автономной виртуальной реальности - в 2018 году Oculus выпустит Oculus Go Ожидается также наличие автономной гарнитуры Daydream от Lenovo.

Основное чтение : Лучшие VR игры на 2017 год

Как только ваша гарнитура и источник питания защищены, вам также потребуется подключить некоторый тип входа - будь то через отслеживание головы, контроллеры, отслеживание рук, голос, кнопки на устройстве или трекпад.

Полное погружение - это то, к чему стремятся все, кто создает виртуальную гарнитуру, игру или приложение - сделать виртуальную реальность настолько реальной, что мы забудем компьютер, головные уборы и аксессуары и будем действовать точно так же, как в реальном мире. Так как же нам туда добраться?

Основы

Основы

Гарнитуры VR, такие как Oculus Rift и PlayStation VR, часто называют HMD, что означает, что они являются дисплеями, устанавливаемыми на голове. Даже без слежения за звуком или рукой, удерживая Google Cardboard, чтобы разместить дисплей вашего смартфона перед вашим лицом, может быть достаточно, чтобы вы наполовину погрузились в виртуальный мир.

Наша цель - создать виртуальную трехмерную виртуальную среду в натуральную величину без границ, которые мы обычно связываем с экранами телевизоров или компьютеров. Поэтому, как бы вы ни выглядели, экран, прикрепленный к вашему лицу, следует за вами. Это непохоже дополненная реальность , который накладывает графику на ваш взгляд на реальный мир.

Будущее: Виртуальная реальность против дополненной реальности

Видео передается с консоли или компьютера на гарнитуру через кабель HDMI в случае гарнитур, таких как HTC Vive и Rift. Для гарнитуры Google Daydream и Samsung Gear VR он уже на смартфоне вставлен в гарнитуру.

В гарнитурах VR используются либо две передачи, отправляемые на один дисплей, либо два ЖК-дисплея, по одному на глаз. Есть также линзы, которые расположены между вашими глазами и пикселями, поэтому устройства часто называют очками. В некоторых случаях их можно отрегулировать так, чтобы они соответствовали расстоянию между глазами в зависимости от человека.

Эти линзы фокусируют и изменяют форму изображения для каждого глаза и создают стереоскопическое 3D-изображение, наклоняя два 2D-изображения, чтобы имитировать то, как каждый из наших двух глаз смотрит на мир очень немного по-разному. Попробуйте закрыть один глаз, затем другой, чтобы увидеть, как отдельные объекты танцуют из стороны в сторону, и у вас есть идея, стоящая за этим.


Одним из важных способов, которыми гарнитуры VR могут увеличить погружение, является увеличение поля зрения, т. Е. Насколько широко изображение. 360-градусный дисплей будет слишком дорогим и ненужным. Большинство высококачественных гарнитур справляются с полем зрения 100 или 110 градусов, что достаточно для того, чтобы добиться цели.

И для того, чтобы полученное изображение было достаточно убедительным, необходима минимальная частота кадров около 60 кадров в секунду, чтобы избежать заикания или плохого самочувствия пользователей. Нынешний урожай гарнитур VR идет намного дальше - например, Oculus способен развивать скорость 90 кадров в секунду, а Sony PlayStation VR - 120 кадров в секунду.

Отслеживание головы

Отслеживание головы

Отслеживание головы означает, что когда вы носите гарнитуру VR, изображение перед вами смещается, когда вы смотрите вверх, вниз и из стороны в сторону или наклоняете голову. Система под названием 6DoF (шесть степеней свободы) строит вашу голову по осям X, Y и Z для измерения движений головы вперед и назад, из стороны в сторону и плеча к плечу, также известных как тангаж, рыскание и крен.

Практические занятия : Google Daydream Просмотреть обзор

Существует несколько различных внутренних компонентов, которые можно использовать в системе слежения за головкой, таких как гироскоп, акселерометр и магнитометр. PSVR от Sony также использует девять светодиодов, разбитых вокруг гарнитуры, для обеспечения слежения за головой на 360 градусов благодаря внешней камере, контролирующей эти сигналы, в то время как у Oculus 20 не такой яркий свет.

Для эффективной работы технологии отслеживания головы требуется низкая задержка - мы говорим 50 миллисекунд или меньше, или мы обнаружим задержку между тем, когда мы поворачиваем голову и когда среда VR меняется. Oculus Rift имеет впечатляюще минимизированное отставание всего 30 мс. Задержка также может быть проблемой для любых входов отслеживания движения, таких как контроллеры в стиле PS Move, которые измеряют наши движения руками и руками.

Наконец, наушники могут использоваться, чтобы увеличить чувство погружения. Разработчики приложений и игр могут использовать бинауральный или трехмерный звук, чтобы использовать технологию отслеживания головы гарнитур VR, чтобы воспользоваться этим и дать владельцу ощущение, что звук исходит сзади, сбоку от них или на расстоянии.

Отслеживание движения

Отслеживание движения

Отслеживание головы - одно большое преимущество гарнитур премиум-класса по сравнению с другими картонными мобильные гарнитуры VR , Но крупные VR-игроки все еще отрабатывают отслеживание движения. Когда вы смотрите вниз с виртуальной гарнитурой, первое, что вы хотите сделать, это увидеть свои руки в виртуальном пространстве.

Некоторое время мы видели аксессуар Leap Motion, который использует инфракрасный датчик для отслеживания движений рук, привязанный к передней части комплектов разработчика Oculus. Мы также попробовали несколько экспериментов с камерами Kinect 2, отслеживающими наши колеблющиеся тела. Но теперь у нас есть интересные варианты ввода от Oculus, Valve и Sony.

Oculus Touch Это набор беспроводных контроллеров, созданный для того, чтобы вы чувствовали себя так, будто используете свои руки в виртуальной реальности. Вы захватываете каждый контроллер и используете кнопки, джойстики и триггеры во время VR-игр. Так, например, для стрельбы из пистолета вы нажимаете на спусковой крючок руки. На каждом контроллере также имеется матрица датчиков для обнаружения таких жестов, как наведение и взмах.

Гарнитура голова к голове: HTC Vive против Oculus Rift

Это очень похоже на систему позиционного слежения Lighthouse от Valve и контроллеры HTC для гарнитуры Vive. Он включает в себя две базовые станции вокруг комнаты, которые охватывают область с помощью лазеров. Они могут определять точное положение вашей головы и обеих рук в зависимости от времени, когда они касаются каждого датчика фотоэлемента как на гарнитуре, так и вокруг каждого портативного контроллера. Как и Oculus Touch, они также имеют физические кнопки, и невероятно, что вы можете иметь две системы Lighthouse в одном пространстве для отслеживания нескольких пользователей.

Другие способы ввода могут включать в себя что угодно, от подключения контроллера Xbox или джойстика до ПК, голосового управления, умных перчаток и беговых дорожек, таких как Virtuix Omni, которые позволяют имитировать прогулки по среде виртуальной реальности с умными перенаправлениями в игре.

И когда дело доходит до отслеживания вашего физического положения в комнате, Oculus теперь предлагает опыт, соответствующий HTC Vive, который он не сделал за дверью. Владельцы рифтов теперь имеют возможность приобрести третий датчик за 79 долларов и увеличить зону покрытия своей виртуальной игровой площадки.

Проблема, однако, в том, что это все еще не на одном уровне с HTC. В то время как два датчика SteamVR для HTC Vive могут обеспечить отслеживаемое игровое пространство до 225 квадратных футов, две камеры датчиков Constellation от Oculus обеспечивают покрытие только в 25 квадратных футов, а третья камера, отправляющая рекомендуемое пространство, поднимается до 64 квадратных футов. Это может измениться с Окулус Санта Круз , Hi-Spec автономная гарнитура компании.

Sony также охотится за этой областью, если есть какой-либо недавний патент. В заявке подробно рассказывается о системе слежения за виртуальной реальностью, основанной на освещении и зеркалах, которая использует лучевой проектор для определения положения игрока, хотя вопрос о том, появится ли такая функция на текущем устройстве, или вторая итерация PSVR (или не будет вообще) - все это предположительно. этап.

Отслеживание глаз

Отслеживание глаз

Отслеживание глаз, возможно, является последней частью головоломки VR. Он недоступен на Rift, Vive или PS VR, но будет отображаться в Многообещающая VR-гарнитура FOVE , Мы также видели Технология отслеживания глаз Tobii в действии в HTC Vive. Итак, как это работает?

Что ж, инфракрасный сенсор следит за вашими глазами внутри гарнитуры, поэтому FOVE знает, куда смотрят ваши глаза в виртуальной реальности. Основное преимущество этого - помимо того, что игровые персонажи могут более точно реагировать на то, куда вы смотрите, - это сделать глубину резкости более реалистичной.

В стандартных VR-гарнитурах все четко сфокусировано, что не так, как мы привыкли воспринимать мир. Например, если наши глаза смотрят на объект на расстоянии, передний план размывается, и наоборот. Наблюдая за нашими глазами, графический движок FOVE может имитировать это в трехмерном пространстве в виртуальной реальности. Это верно, размытие может быть хорошим.

Наушники все еще нуждаются в дисплеях с высоким разрешением, чтобы избежать эффекта просмотра сетки. Также то, на что наши глаза обращают внимание, должно выглядеть максимально реалистично. Без слежения за глазами, когда все движется в центре внимания, когда вы двигаете глазами - но не головой - вокруг сцены, симуляционная болезнь более вероятна. Ваш мозг знает, что что-то не совпадает.

Лучшие на сегодняшний день предложения VR-гарнитур