Принцип действия виртуальной реальности

Технология виртуальной реальности VR

Виртуальная реальность (VR) — искусственный, не существующий в природе мир, в который человек может полностью «погрузиться» не только как наблюдатель, но и как участник. Системы виртуальной реальности — это технические устройства и программное обеспечение, создающие для человека иллюзию присутствия в этом искусственном мире и в ряде случаев позволяющие манипулировать его объектами.

У большинства всех систем виртуальной реальности есть (во всяком случае, должны быть), следующие основные характеристики.:

  • Моделирование в реальном времени. Система виртуальной реальности должна выдавать пользователю в ответ на совершаемые действия картинку, звук, а также комплекс осязательных и прочих ощущений (если таковые предусмотрены) моментально, без заметных задержек.
  • Реалистичная имитация окружающей пользователя обстановки. Для полного погружения пользователя в мир виртуальной реальности, система должна отображать виртуальные объекты с высотой степенью реалистичности, чтобы они выглядели «как живые».
  • Поддержка одного или нескольких пользователей. Системы виртуальной реальности различают по числу одновременно работающих пользователей и делят на индивидуальные и коллективные. Как правило, индивидуальные системы создаются на базе устройств отображения, с которыми может работать только один человек (шлемы, очки и т. п.). Системы для коллективной работы создаются на базе средств отображения, доступных сразу нескольким пользователям. Пример стереоскопический видеопроектор, формирующий объемное изображение на большом.
  • VR-система должна давать стереооскопическое изображение, обеспечивающее ощущение глубины пространства. Человек обладает бинокулярным зрением, то есть воспринимает мир обоими глазами сразу. При этом изображения, наблюдаемые каждым глазом, немного отличаются друг от друга и по отдельности не обладают объемностью, но наш мозг складывает две картинки в единое объемное изображение. Современные технологии генерации псевдо объемных картинок основаны именно на этом эффекте, и созданы так называемые стереоскопические пары изображений, обеспечивающие иллюзию объема.
  • Интерактивность — возможность взаимодействия с виртуальным миром. В «виртуальной вселенной» пользователь должен быть исключительно активным наблюдателем. Он должен иметь возможность взаимодействовать с виртуальным окружением, а оно в свою очередь будет опираться на действия пользователя. Это позволит пользователю оглядываться вокруг и перемещаться в любых направлениях внутри виртуальной среды.

Президент и креативный директор Modum Lab Дмитрий Кириллов и Денис Тамбовцев на открытом занятии в Нетологии рассказали, что такое VR, в каких сферах применяется и какими навыками должен обладать VR-специалист.

Виртуальная реальность (VR) — мир, смоделированный с помощью компьютерных технологий, в который пользователь может погрузиться с помощью специальных сенсорных устройств. Технологии VR прошли огромный путь от первых экспериментов в 60-х годах XX века до современных шлемов виртуальной реальности. Новая волна интереса к VR началась благодаря компании Oculus и представленному в 2012 году прототипу очков Oculus Rift.

Читайте также  Почему зависает установка игры

VR продолжает развиваться: на конференции CES генеральный директор Nvidia Дженсен Хуанг рассказал, что компания продала 4 миллиона очков виртуальной реальности для ПК. Продано больше миллиона очков Oculus Go, около 2 миллионов Sony Playstation VR и около 500 тысяч очков от HTC.

Выручка сегмента VR в миллионах долларов. Источник: www.sostav.ru

Специалисты прогнозируют развитие VR-технологий в 2020-е годы

Главное препятствие для массового внедрения VR — недостаток проработки пользовательского опыта. Уже научились делать современные устройства с отличной картинкой, но не хватает специалистов, которые могли бы адекватно выстроить UX.

Сферы применения VR

Сегмент развлечений

VR дает новый опыт погружения, более плотно связывает игрока, персонажа и игровую среду.

Убивайте зомби своими руками в игре Arizona Sunshine

Игра Terminator VR Arcade для LBE — развлечений в специальных местах: игровых клубах, центрах, парках виртуальной реальности

Маркетинг

VR позволяет создать быстрый и мощный wow-эффект; презентовать товар и услугу, которую в реальности продемонстрировать сложно; показать объем пространства, планировки объекта, который может быть еще не построен.

В Modum Lab разработали виртуальный шоурум апартаментов YE’S

Обучение

VR в обучении позволяет повысить эффективность подачи материала — можно поместить человека в такие ситуации, которые сложно или дорого смоделировать в реальности; проанализировать, как человек будет действовать в нестандартной ситуации. В банковском деле сотрудники могут отрабатывать сценарии общения с клиентами.

Компания BIOCAD применяет тренажер от Modum Lab для отработки навыков в виртуальной реальности

Уроки химии от проекта MEL Science

Медицина

С помощью VR можно обучать хирургов, тренировать навыки врачей, консультировать пациентов.

The Susan Project — VR-симулятор для медицинских сотрудников в психиатрии

Почему VR используют в бизнесе

Какие VR-системы есть на рынке

Мобильный VR

В мобильных системах основные функции на себя берет смартфон, который устанавливается в фирменную гарнитуру, то есть шлем получается многокомпонентным. Они удобны, понятны в использовании, прогнозируемы с точки зрения разработки. С одной стороны, это возможность попробовать VR недорого. Но с другой, такие коробочки — это пробники, а серьезных решений на них не сделать.

Виртуальные очки Daydream от Google. Источник: vr.google.com

Виртуальные очки Gear VR от Samsung. Источник: www.samsung.com

Standalone

Standalone VR-шлемы включают в себя все необходимые технические компоненты в едином корпусе ЦПУ (центрального процессорного устройства) и графический процессор, дисплеи и, иногда, даже стереодинамики. Они полностью автономны, смартфон не нужен, вся «начинка» уже встроена внутрь. Эти шлемы получили большую популярность, так как довольно дешевые и простые в использовании.

Очки виртуальной реальности Oculus Go. Источник: market.yandex.ru

Стационарный

Система виртуальной реальности (шлем, система трекинга) подключается к персональному компьютеру. Вы можете делать довольно мощную процедурную графику. У шлемов есть пространственные джойстики, они — продолжение рук пользователя.

Шлем виртуальной реальности HTC Vive. Источник: www.vive.com

Чем разработка VR отличается от классической разработки

Кто трудится над VR-проектами

Пока в описаниях вакансий сложно найти должность вроде VR-дизайнера, VR-сценариста или продюсера VR-проектов — это все те же специалисты, что и в любой студии, разрабатывающей компьютерные игры, сервисы, курсы или рекламу.

Читайте также  Программа для исправления английского текста

Но эти специалисты должны обладать определенными компетенциями и экспертизой, которая требуется для создания VR-проектов.

  • дизайнеров;
  • игровых дизайнеров;
  • сценаристов;
  • 3D-художников и аниматоров;
  • программистов;
  • продюсеров и менеджеров;
  • креативных и арт-директоров.

Казалось бы, привередливых пользователей современных смартфонов и гаджетов сложно удивить. Однако, после появления систем виртуальной реальности для гиков и геймеров со всего мира настал настоящий праздник – вот те технологии, которые могут действительно удивить. Изображение с эффектом реального присутствия – куда лучше, чем игры даже за самым большим монитором. Виртуальная реальность – это возможность моделирования 3D объектов, используются технологии и в учениях военных. Но как работает система, и как устроены очки виртуальной реальности?

Принцип работы VR системы

Системы виртуальной реальности отличаются по конструкции, предназначению и цене. Вы наверняка замечали на Play Market приложения с виртуальной реальностью на Android смартфоны. Загрузив их на телефон можно увидеть какую-то нелепую и непонятную картинку. Такие приложения предназначены для просмотра на очках виртуальной реальности.

Проект получил название Google Cardbox – это простые приложения с виртуальной реальностью, которые превращаются в 360° изображение. Для просмотра картинки достаточно будет картонки с отверстиями для глаз и двумя линзами в них. Каждый из глаз будет видеть свою картинку, что создаст ощущение 3D. Смартфон прикладывается экраном к линзам и приложение фиксирует поворот головы при помощи встроенных гирометров в смартфонах. Простой модели недостаточно для игр, но панорамные картинки и 360 видео посмотреть можно и с такого простого девайса.

В более сложных системах предусмотрены еще несколько составляющих. Самое главное – очки виртуальной реальности (принцип их действия рассмотрим чуть позже и детальнее). Система может работать с персональным компьютером, смартфоном или игровой консолью. На рынке представлены также полностью автономные модели, на которые можно загружать игры и воспроизводить без синхронизации с посторонними девайсами.

Дополнительно в VR систему могут входить камеры для съемки локации, лазерные датчики отслеживания, датчики движения, контроллеры и специальные датчики для отслеживания движений рук.

Как работают очки виртуальной реальности?

Современные очки виртуальной реальности – это синоним «шлема VR». Как устроена работа очков? Внутри расположено две линзы, на которые транслируется изображение со смартфона или персонального компьютера. В зависимости от типа устройства, из ПК или телефона передается адаптированная картинка, отдельная для каждого глаза. Очки разделяют изображение, которое видит левый и правый глаз при помощи специальной перегородки.

Подготовка изображений и видео для виртуальной реальности также требует особых процедур. Снимается картинка двумя камерами – каждая снимает изображение для обеих глаз. Ставятся камеры на расстоянии, на котором приблизительно находятся и человеческие глаза. По такому же принципу выстраивается 3D реальность программистами.

Когда каждый глаз видит свою картинку, ситуация максимально приближается к реальной жизни – создается ощущение полного погружения. По крайней мере, технология предусматривает именно такое ощущение. Однако, сегодня технологии создания графики и изображений, дисплеев, не позволяют реализовать VR технологию полностью: картинка получается слишком размытой и не похожа на реальную. Даже если взять большое разрешение от 1290 и выше по ширине, то оно должно разделиться на два глаза, да еще и быть панорамным. Но разработки идут в сторону улучшения качества картинки.

Читайте также  Программа не умещается в памяти

Основные отличия между моделями очков виртуальной реальности

Но если принцип работы настолько прост, то почему одни модели стоят копейки, а другие – целое состояние? Если не брать во внимание бренд, то стоимость зависит от принципа работы самого устройства. Естественно, дороже всего стоят полноценные автономные очки виртуальной реальности, а самые дешевые – модели, которые синхронизируются со смартфоном.

Отличия между очками виртуальной реальности заключаются еще и в следующем:

  1. Поддержка дополненной реальности. Через линзы вы видите не спроецированную картинку, а окружающую вас среду с некоторыми дополненными элементами. Получить изображение позволяют полупрозрачные линзы или отдельные камеры. В последнем случае камеры расставляются по локации и обеспечивают полноценный угол обзора. Изображение передается на VR очки со встроенным гирометром. При вращении головы или перемещении игрока внутри очков синхронно меняется изображение. Такие модели стоят гораздо дороже.
  2. Отслеживание положения в пространстве. Самые простые модели очков виртуальной реальности не отслеживают положение игрока в помещении. варианты со встроенным гирометром могут фиксировать положение головы, а простые очки для смартфона просто передают изображение с телефона через прозрачные линзы. Самые сложные варианты отслеживания положения – лазерная фиксация движения, такая модель используется в HTC Vive. Такие очки не требуют дополнительной установки камер, так как при помощи лазерного сигнала «ловят » перемещения игрока.
  3. Фиксация движения рук. Дополнительно к очкам виртуальной реальности могут поставляться специальные датчики. Игрок берет их в руки, и гаджеты передают информацию в процессор очков, который синхронизирует движения с изображением на линзах. Такие дополнения есть в самых продвинутых моделях.

Очки виртуальной реальности гораздо дороже, если они позволяют не просто смотреть объемную картинку, но и предоставляют полное погружение. Реальная локация дополняется виртуальными предметами. Если это игра, то при помощи специальных датчиков все движения игрока будут передаваться на очки. Все модели виртуальных очков для дополненной реальности комплектуются не просто отдельными датчиками или камерами, но и требуют отдельного контроллера. Последний перераспределяет сигналы с каждого датчика/камеры и правильно определяет его перед передачей на процессор очков.

Качество очков виртуальной реальности зависит от частоты процессора – чем показатель выше, тем четче будет картинка, изменение изображения будет происходить без задержек. Внутренняя память важна для автономных устройств. Вариация размеров и оптических показателей линз позволит добиться максимального качества изображения.

Принцип работы очков виртуальной реальности в целом схож между собой. Основное отличие дорогостоящих моделей – дополненная реальность, возможность перемещаться в пространстве на несколько метров и эффект полного погружения в игровую среду. Остается ждать того момента, когда на VR очки можно будет найти хорошие и действительно качественные игры.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector