Зміст

• Визначення віртуальної реальності
• Бачити - вірити
• Рух та взаємодія
• Сила звуку
• Потужність, необхідна для віртуальної реальності
• Майбутнє віртуальної реальності та Android
• Згорнути

Віртуальна реальність - це найсучасніша новина в техніці на даний момент. Google і купа інших компаній вклали багато часу (і грошей) на розробку VR-технології з подібними Google Daydream та Samsung Gear VR. Але як це працює і як це буде реалізовано з Android? Давай дізнаємось.

Визначення віртуальної реальності

Віртуальна реальність дозволяє користувачеві зануритися у віртуальний світ, на відміну від звичайних екранів перед користувачем, які не допускають такого досвіду. ВР може включати 4 з 5 органів чуття, включаючи зір, слух, дотик і, можливо, навіть запах. Завдяки цій потужності VR може досить легко приймати людей для віртуального світу. Єдині поточні проблеми - наявність такого обладнання та ціна, за якою його можна придбати. Google бореться з цим із картоном Google та екосистемою Daydream. Але, як це нині є, високоякісний VR неможливий без витрачання зовсім небагато грошей, щоб отримати потужний комп’ютер і гарнітуру. Оскільки ціни падають на графічні карти, які можуть працювати на робочому столі VR при необхідних налаштуваннях, а Google створить екосистему Daydream, пройде недовго до того, як високоякісний контент стане доступним.

Бачити - вірити

Або ні, віртуальна реальність обманює ваш мозок повірити, що ви перебуваєте в 3D-світі. Перший спосіб, як це робить VR, - за допомогою стереоскопічного дисплея. Це працює, відображаючи два трохи різних кута сцени до кожного ока, імітуючи глибину. Це поряд з іншими способами імітувати глибину, як паралакс (далі об'єкти, здається, рухаються повільніше), затінення та прийоми створюють майже життєвий досвід. Приклад того, як виглядає стереоскопічний дисплей, можна знайти вище.

Як бачите, кут зброї дещо різний з кожного боку, як і перехрестя, але коли ви насправді надягаєте гарнітуру і граєте в гру, все вирівнюється ідеально. Те, як виглядає стереоскопічний екран, варіюється від платформи до платформи, оскільки кожна гарнітура відрізняється дещо за способом відображення вмісту, наведене вище зображення - це гра, створена для Google Cardboard за допомогою Unreal Engine.

Vive та Rift представляють два найвідоміші VR-пристрої, які зараз є на ринку.

Різні платформи VR також мають різні характеристики на самих гарнітурах. У HTC Vive та Oculus Rift є дисплеї з 90 Гц, а в Playstation VR - 60 Гц. Це правило, що ви хочете, щоб ваші кадри в секунду відповідали частоті оновлення монітора, тому рекомендується, щоб Vive і Rift підтримували 90 FPS, а PSVR підтримує 60 FPS. Мобільний телефон - це вже інша історія, оскільки різні телефони мають різну роздільну здатність, але мета збереження принаймні 60 FPS. Ми розберемося, що саме це означає далі.

Детальніше про те, як працюють FPS і частота оновлення, FPS і частота оновлення монітора - це дві окремі речі, незалежні одна від одної. Кадри в секунду - це те, наскільки швидко ваш графічний процесор може відображати зображення за секунду. 60 FPS означає, що GPU виводить 60 зображень щосекунди. Швидкість оновлення монітора - це наскільки швидко монітор може відображати зображення в секунду, виміряні в герцах (Гц). Це означає, що якщо ви граєте в гру і FPS - 120, але частота оновлення монітора - 60 Гц, ви зможете відображати лише 60 FPS. Ви, по суті, втрачаєте половину кадрів, що не дуже добре, оскільки може відбутися "розрив".

Сльоза - явище предметів у грі, що розпадаються на кілька фрагментів і відображаються у двох різних місцях уздовж осі X, що дають ефект розриву. Тут надходить вертикальна синхронізація (VSync). Це обмежує частоту кадрів до частоти оновлення монітора. Таким чином, жодні кадри не втрачаються, і, в свою чергу, не спостерігається жодного розриву. Ось чому для найкращого досвіду VR потрібно досягти однакового числа частоти кадрів і частоти оновлення, або може виникнути хвороба.

• HTC Vive - все, що потрібно знати
• Oculus Rift - все, що потрібно знати
• Google Daydream - все, що потрібно знати

Daydream представляє майбутнє мобільного VR.

Є й інші компоненти, які входять до всього досвіду VR, включаючи поле зору (FOV) та затримку. Вони відіграють головну роль у тому, як ми сприймаємо ВР, і якщо це зробити не правильно, це також може спричинити хворобу руху. Погляньмо.

Поле зору - це масштаб видимого світу, який можна побачити в будь-який момент часу. Наприклад, людина має близько 180 градусів FOV, дивлячись прямо вперед, і 270 градусів при русі очей. Це важлива особливість VR, оскільки ви будете носити гарнітуру, щоб перевезти вас у віртуальний світ.

Людське око дуже добре помічає недосконалість зору, тому що тунельний зір є прикладом таких явищ. Навіть якщо гарнітура VR мала FOV на 180 градусів, ви все одно зможете сказати різницю. Обидва Vive та Rift мають FOV на 110 градусів, у картону - 90, на GearVR - 96, і, за чутками, Daydream може мати аж 120. Це, загалом кажучи, має сильно вплинути на враження від VR та може зробити або зламати певну гарнітуру для людей, не кажучи вже про проблеми зі здоров’ям, про які ми підемо пізніше.

Не дотримуючись прийнятної частоти кадрів, FOV або затримка може спричинити хворобу руху.

Затримка - це також фактор, який може змусити або зламати VR, оскільки все, що перевищує 20 мілісекунд, не є достатньо швидким, щоб обманути ваш мозок думати, що ви в іншому світі. Існує купа змінних, які впадають у затримку, включаючи процесор, графічний процесор, екран, кабелі тощо. Екран матиме середню затримку, приблизно 4-5 мс, залежно від екрану, наприклад. Час, який потрібен для перемикання повного пікселя, - це ще 3 мс, і двигун також може зайняти кілька. Маючи лише три змінні, ви дивитесь на затримку у двозначних цифрах у деяких випадках. Запорукою зменшення затримки є швидкість оновлення монітора. Формула така: 1000 (мс) / частота оновлення (гц). Тож як проблема затримки може бути вирішена за допомогою 90 Гц замість 60 Гц монітора, це не так просто, як ми обговорювали. Пізніше ми поговоримо про вимоги до апаратного забезпечення для віртуальної реальності.

Не дотримуючись прийнятної частоти кадрів, FOV або затримка може спричинити хворобу руху. Цього буває достатньо, щоб насправді придумати власне ім’я, відоме як «кібербічность». Усі три ці поняття необхідно виконати, щоб зменшити зміни в кіберзичливості. Без правильних кадрів в секунду зі швидкістю оновлення дисплея можливі пропуск кадру, мікро заїкання та відставання. Затримка може бути навіть більшою проблемою, тому що відставання в русі та взаємодії, спричинене повільним часом реагування обладнання, можливо повністю втратити почуття спрямованості та дезорієнтуватися. Поле зору, хоча це важливо, не повинно викликати стільки проблем, як згадували інші, але, безумовно, відніме досвід і може призвести до дезорієнтації.

Рух та взаємодія

Це, мабуть, одна з найважливіших частин віртуальної реальності. Одне лише просто оглянути 3D-простір, але вміти рухатися по ньому та торкатися та взаємодіяти з предметами - це зовсім інша кульова гра. На Android для акселерометра, гіроскопа та магнітометра вашого телефону використовуються для досягнення гарнітури. Акселерометр використовується для виявлення тривимірного руху за допомогою гіроскопа, який використовується для виявлення кутового руху з подальшим магнітометром для положення відносно Землі.

Використовуючи ці датчики, ваш телефон може точно передбачити, куди ви дивитесь у будь-який момент часу, використовуючи VR. З оголошенням Google Daydream, користувачі Android VR зможуть використовувати окремий телефон як контролер для переміщення та взаємодії в оточенні. Настільні VR, як HTC Vive або Oculus Rift, або використовують контролер або контролери, що нагадують Wiimote для різних цілей. Використовуючи комп’ютерний зір (пояснено тут), точність VR можна значно покращити, встановивши камери та інші датчики в приміщенні, де ви використовуєте гарнітуру VR.

На гарнітурах VR можуть бути спеціальні контролери, про що говорилося раніше, але як саме вони працюють? Дивлячись на HTC Vive, у коробці є два інфрачервоних датчика та два контролери, що налічує 70 різних датчиків із гарнітурою. Все це відстежує вас та ваших контролерів, що дозволяє вам вільно пересуватися по кімнаті під час гри. Зауважте, як контролери Vive мають виріз кола? Це більше ніж ймовірно для цілей відстеження. Oculus Rift пропонує інший досвід, використовуючи близькі до тієї ж технології.

У коробці Rift фактично використовується контролер Xbox One. Але є додатковий набір контролерів, які пропонують аналогічні функції Vive, відомі як "Touch by Oculus". Ці два контролери переставляють кнопки одного контролера на те, що можна охарактеризувати лише як передні смуги з великими кільцями, що охоплюють пальці. Oculus веде так, як вони працюють під щільною обмоткою, але пакет включає два датчики, схожі на Vive, тому, імовірно, вони працюють аналогічно, вони також можуть мати акселерометри та гіроскопи.

Сила звуку

Досвід не був би повним без звуку. Оскільки це віртуальний світ, ви хочете, щоб звук був максимально наближений до реального життя. Це робиться за допомогою просторового аудіо, також відомого як 3D-аудіо, яке є віртуальним розміщенням звуку в тривимірному середовищі, що імітує звуки з різних ракурсів. Я швидко представив в Unreal Engine, щоб показати, як різні динаміки можуть бути розміщені в середовищі, щоб імітувати різні звуки, що надходять з будь-якого місця сцени. Завдяки цій технології віртуальна реальність стає більш занурювальним досвідом і загалом покращує якість VR.

Потужність, необхідна для віртуальної реальності

Зокрема, для робочого столу VR вимагає великої кількості кінських сил для плавного, послідовного досвіду. Насправді більшість людей, які володіють настільними комп’ютерами, не в змозі використовувати віртуальну реальність, оскільки їх комп’ютери недостатньо потужні.Steam рекомендує Intel i5 Haswell або новішої версії, або Nvidia GTX 970 або AMD Radeon R9 290 для безперебійного досвіду.

Основна проблема, з якою стикається апаратне забезпечення, полягає в тому, що для Vive та Rift вашому ПК не потрібно запускати гру 1080p при 60 FPS, вона повинна працювати з більш високою роздільною здатністю на 90 FPS. Більшість апаратних засобів цього не можуть зробити.

Виявляється, є дуже обмежена кількість комп’ютерів з цими характеристиками або краще, тож це більш ніж ймовірно сповільнить прийняття VR на робочому столі. Однак для мобільних пристроїв будь-який Android-телефон із KitKat (4.4) або новішої версії не повинен мати проблем із основним функціоналом VR. Однак для функцій Daydream потрібен принаймні Nexus 6P під час написання.

Майбутнє віртуальної реальності та Android

Google займає перше місце, коли мова йде про VR для мобільних пристроїв. Доступні зараз, Google VR SDK і NDK дозволяють зробити дуже потужну розробку VR, і коли Google Daydream буде випущений пізніше цього року, мобільний VR побачить ще один стрибок у можливості. Samsung також мав успіх у Gear VR. Сторонні двигуни також інтегрують ВР Google у свої двигуни. Зараз Unreal Engine підтримує Google VR у версії 4.12, а Unity також готовий для Google VR та Daydream.

Згорнути

Віртуальна реальність має великий потенціал, і при менших цінах та більшій поштовху від компаній, VR може мати великий успіх. Спосіб роботи VR - це дуже розумне поєднання різних технологій, які працюють разом, щоб створити чудовий досвід. Від стереоскопічних точок зору до 3D-аудіо, VR - це майбутнє, і воно може тільки покращитися. Повідомте нас у коментарях, якщо ви думаєте, що VR - це наступна велика річ! Не забудьте бути в курсі та джерелом VR для всього VR! /