Как работают очки виртуальной реальности. Отслеживание положения головы в виртуальной реальности. Принцип работы очков виртуальной реальности

04.08.2019

Что такое Отзывы их владельцев утверждают, что данные устройства позволяют отправиться в увлекательные путешествия, практически не выходя из дома. Разумеется, захватывающие приключения в виртуальном мире никогда не заменят истинных ощущений.

Тем не менее владельцы таких очков получают значительный акустический и зрительный в пространстве, созданном компьютерными технологиями.

История появления

Бум виртуальной реальности начался в США в начале девяностых годов прошлого столетия. Он в значительной мере поднял рейтинг игровой индустрии. В 1995 г. компанией Nintendo был выпущен первый девайс, имевший название Virtoal boy. Это устройство одновременно являлось шлемом компьютерной реальности и виртуальной консолью. Картинка в данном гаджете передавалась при помощи двух монохромных черно-красных проекторов. Для создания иллюзии объема в устройстве был использован Изображение передавалось с разрешением 384 на 224 точки. Передовая на тот момент разработка не смогла добиться популярности у пользователей. Уже через год ее производство было свернуто.

В 1997 г. созданием приспособлений виртуальной реальности занялась компания Sony. Ее разработчики создали несколько моделей миниатюрного шлема Glasstron. Эти устройства были оборудованы наушниками и LCD-дисплеями. Однако и они недолго продержались на рынке. Несколько позже фирма занялась выпуском линейки новейших виртуальных шлемов. Но и в этом случае ее ждала неудача.

Сегодня виртуальная реальность опять возвращается к нам. Производители предлагают своим покупателям шлемы виртуальной реальности, с помощью которых каждый желающий способен погрузиться в иллюзорный мир. Такое оборудование стало намного удобнее и легче, а картинки - четче и ярче. Кроме того, приобретение личного устройства для создания удивительной виртуальной реальности теперь по карману практически каждому потребителю. Название гаджета «шлем» является весьма условным. Современные облегченные модели больше похожи на очки.

Что такое VR-гаджеты?

Это устройства, в которых непосредственно перед глазами человека расположен дисплей. Однако их применяют не только для просмотра кинофильмов. Очки иллюзорной реальности нашли свое применение для виртуальных аттракционов и для гейминга. Это устройство показывает человеку красивую картинку, создает звуковые эффекты и следит за поворотом головы пользователя, отзываясь на малейшие движения его тела.

Почему многие современные люди стремятся приобрести для себя очки виртуальной реальности? Отзывы пользователей утверждают, что такое устройство позволяет человеку реально проникнуть в каждую игру. При этом он по-настоящему убегает от врага, целится в соперника, не чувствуя при этом, разве что, только запахов пороха и огня.

Какими функциями обладают идеальные очки виртуальной реальности? Отзывы владельцев указывают на то, что такие устройства являются одновременно средствами, выводящими изображение, игровыми манипуляторами, а порой даже и игровыми приставками.

Перспектива использования

В дальнейшем VR-гаджеты могут развиваться не только как устройства для геймеров. Сегодня к ним уже начинают проявлять интерес педагоги и медики. Например, такое оборудование может быть использовано хирургами во время проведения сложных операций. Подобные гаджеты вполне способны помочь и учителям. Они отправят своих учеников в самые отдаленные уголки планеты, созданные в форме 3D-моделей, или сходят вместе с ними на экскурсию в любой из музеев мира.

Разновидности VR-гаджетов

Существует два типа очков для создания виртуальной реальности. К первому из них относятся полноценные устройства, которые имеют свой процессор и подключаются к компьютеру. Второй вид VR-гаджетов - это мобильные шлемы. Для погружения в мир иллюзий пользователь такого устройства должен вставить в него смартфон с записанным на нем специальным приложением.

Принцип работы

Полноценные шлемы для создания виртуальной реальности оборудованы двумя встроенными дисплеями. Когда пользователь надевает такое устройство, дисплеи на расстоянии всего нескольких сантиметров от его глаз. На экранах появляются одинаковые картинки, имеющие лишь небольшое смещение.

Перед дисплеями виртуальных шлемов установлены две линзы. Они искривляют изображение и создают эффект объема. Помимо получаемой перед глазами картинки, у пользователя шлема есть еще возможность смотреть по сторонам. Для этого достаточно повернуть голову вправо или влево. Такая функция устройства становится возможной благодаря расположенным в шлеме датчикам - магнитометру, гироскопу и акселерометру. Для получения эффекта виртуального мира необходим еще и трекер с инфракрасными светодиодами. Его необходимо установить на стол. Трекер должен быть направлен на человека, что позволит фиксировать положение пользователя в пространстве. Такой датчик необходим для игр, в которых допускается свобода перемещения. К устройству также должен быть присоединен USB-кабель, по которому передается питание и необходимые данные.

Виртуальная реальность от фирмы «Самсунг»

Оборудование этой компании предоставляет своим пользователям доступ к играм, фильмам и другим материалам. Что позволяют нам увидеть очки виртуальной реальности Samsung? Отзывы пользователей говорят о том, что в них вы получаете полнейший, то есть 360-градусный обзор. Очки Samsung Gear VR являются довольно простым устройством. Самым важным элементом в них считается набор линз. Предназначены такие очки виртуальной реальности для смартфона. Отзывы пользователей говорят об удобстве устройства и его безопасности. Линзы очков изготовлены из пластика, а для производства деталей, контактирующих с кожей, использованы пена и кожзаменитель.

Чем еще примечательны очки виртуальной реальности Samsung Gear VR? Отзывы владельцев говорят об удобстве находящейся на них панели, на которой имеется кнопка «назад», а также регулировка фокуса и громкости.

У шлемов Samsung Gear VR не предусмотрено собственного аккумулятора. Их работа осуществляется от батареи смартфона. При желании к очкам может быть подключено зарядное устройство. Необходимый порт micro-USB для этого имеется. Если пользователю недостаточно звука, то очки от фирмы «Самсунг» могут быть использованы с наушниками. Подключить их надо будет к гнезду смартфона.

Положительные стороны оборудования от Samsung

3D-очки виртуальной реальности отзывы пользователей получают весьма положительные. Компания Samsung постаралась создать свое оборудование максимально комфортным. Детали устройства, контактирующие с кожей, мягкие и приятные на ощупь. Кроме того, эти очки обладают значительным диапазоном регулировки и поэтому легко адаптируются к голове пользователя.

Одним из наиболее весомых положительных моментов является ограничение проникновения внутрь света. Это позволяет устройству создать максимальный эффект погружения в иллюзорный мир.

Еще одним достоинством Samsung Gear VR является его великолепная возможность считывать малейшее движение головы. Это позволяет очкам правильно «понимать» движения человека. Даже если проблемы подобного плана возникают, то устройство легко откалибровывается без снятия с головы.

Не забыла компания и о такой функции, как уведомления. Они появляются внутри виртуального мира на небольших пластинах, подвешенных в пространстве. Это стандартные извещения телефона о предварительном просмотре сообщений или о входящих звонках.

Примечательно и то, что очки от Samsung способны показывать как 360-градусное видео, так и 3D-изображение. Возможны также и комбинации этих двух типов просмотров. Замечательно и то, что в этих очках пользователь может смотреть загруженные и снятые видео, находящиеся в памяти смартфона.

Отрицательные стороны виртуального оборудования от Samsung

Чем же разочаровывают пользователей очки виртуальной реальности? Отзывы потенциальных покупателей касаются высокой стоимости оборудования от Samsung. Устройство стоит в пределах 250 долларов, и для его работы необходимо иметь смартфон этой же фирмы Samsung Galaxy S6.

Приемлемая альтернатива

Тем пользователям, которые не хотят или просто не могут тратить большие деньги на оборудование от Samsung или других крупных производителей, рекомендуется обратить внимание на бюджетные очки виртуальной реальности VR Box 2 0. Отзывы уже купивших такое устройство говорят о его доступности. Стоимость подобного оборудования находится в пределах 2500 рублей.

Чем объясняется то факт, что к столь низкой ценовой категории относятся очки виртуальной реальности VR Box? Отзывы специалистов поясняют, что это оборудование является творением китайских дизайнеров и инженеров, которые создали уже вторую версию бюджетного варианта подобного устройства. Однако пользователям не стоит беспокоиться. Низкая стоимость виртуальных очков не означает их низкое качество. Дело в том, что оборудование от крупных мировых производителей буквально напичкано дорогими динамиками, процессорами и видеокартами от производителя. Куда более аскетичную конструкцию имеют китайские 3D VR Box очки виртуальной реальности. Отзывы специалистов говорят о том, что самым дорогим элементом такого оборудования являются высококачественные линзы. Электроника в таких очках отсутствует вовсе.

Конструкция китайского VR-гаджета

Бюджетный вариант виртуальных очков раскрывает свой функционал путем минимальных затрат. Какое основное конструктивное отличие имеют очки виртуальной реальности VR Box? Отзывы пользователей указывают на то, что в них отсутствует собственный дисплей. Функция данной детали полностью возложена на экран смартфона.

По сравнению с первой версией, дизайн передней панели этого шлема лишен острых углов. Небольшим, но очень приятным дополнением является и съезжающая крышка. Она необходима для переключения на игровой режим. В первой версии такая крышка была расположена неудобно для пользователя. Ее было сложно отсоединять от корпуса.

Чем еще удобны очки виртуальной реальности VR Box 2? Отзывы пользователей указывают на наличие сеточки, которая обтягивает поролон. Такая конструкция деталей, соприкасающихся с кожей лица, позволяет сделать оборудование максимально комфортным.

Возможность работы с ПК

Оборудование китайского производителя может работать совместно с персональным компьютером. Для этого на ПК понадобится установить специальную программу Trinus VR. Одновременно она должна быть размещена и на телефоне, в который вставлены очки. Программа будет транслировать изображение на смартфон с ПК.

Каким образом будет достигаться эффект 3D? При вхождении в VR-режим на экране телефона появятся два изображения, дублирующие друг друга. Левая картинка будет попадать на левую линзу. Правая же, соответственно, на правую. Благодаря небольшому смещению, мозг человека воспримет получаемое изображение в формате 3D. Стоит иметь в виду, что ПК можно будет использовать только в том случае, если игра поддерживает технологию гироскопа, то есть выполняет ориентировку оборудования в пространстве.

В целом, пользователи довольны очками для создания виртуальной реальности от китайского производителя. Единственным их минусом они называют лишь отсутствие динамиков, которые легко заменяются собственными наушниками. В остальном же шлем комфортен и удобен для пользователя. А потенциальных покупателей этот VR-гаджет привлекает своей ценой, которая в десятки раз ниже, чем у оборудования ведущих производителей.

Начиная наш разговор о виртуальной реальности, нельзя не упомянуть такие культовые картины, как «Джонни Мнемоник» и «Газонокосильщик». Технические достижения, показанные в них, были настоящей фантастикой в свое время. И даже сейчас, несмотря на рывок технологий, виртуальный мир все еще далек от обычной «рабочей среды» Мнемоника.

Тем не менее, прогресс имеется, и весьма заметный. В качестве примера можно вспомнить известное устройство Oculus Rift. Возможно, многие из вас видели его в действии в связке с дополнительными контроллерами, позволяющими бегать по миру Fallout 4. К сожалению, такое решение пока что доступно не каждому: слишком высока стоимость полного набора, в который также следует включить мощный компьютер. Да и сам «пробег» лишь играет роль демонстрации.

Более доступным примером можно назвать очки виртуальной реальности. Поставщиком контента в них является смартфон, что позволяет не учитывать стоимость компьютера при покупке комплекта. Правда, сравнивать результаты работы двух устройств – это все равно, что сравнить встроенную и дискретную видеокарты. Однако общее представление о виртуальной реальности можно получить и таким образом.

Итак, в данном обзоре мы будем говорить о самом простом способе попасть в нарисованный мир. В этом нам поможет смартфон под управлением Android в связке со шлемом, а точнее – с очками виртуальной реальности VR HeadSet RIEM 2. Также уделим внимание программной части, благо приложений в магазине Play Market более чем достаточно.

Технологии виртуальной реальности

Для начала разделим компьютерные реальности на дополненную и виртуальную. Дополненная реальность является своеобразным гибридом: на настоящую картинку, получаемую при помощи камер, накладываются дополнительные элементы. Так, каждый владелец смартфона может установить специальное приложение для камеры и увидеть на экране телефона «живых» динозавров, разгуливающих по столу. Другой пример, уже привычный - цветные линии, которые используют при показе спортивных передач для обозначения лидирующих спортсменов.


Дополненная реальность не является предметом данной статьи, хотя к этому разговору мы обязательно вернемся. Пока что хочется отметить, что у технологии очень большое будущее с самыми разнообразными вариантами применения. Кстати, над одним из них работает Microsoft – на данный момент продукт известен как HoloLens.


Теперь к нашей главной теме – виртуальной реальности. Если говорить сухим языком известной энциклопедии, 3D виртуальная реальность является искусственной реальностью, которая при помощи технических средств влияет на ощущения человека. За примером далеко ходить не надо. Простейший аттракцион парка отдыха в виде экрана с динамиками, руля, двигающегося кресла и программы-симулятора гоночного автомобиля уже можно назвать системой виртуальной реальности. Пусть примитивной, грубой, но все же работоспособной.


В основе современной технологии виртуальной реальности, о которой мы будем говорить, лежит давно изученный эффект стереоскопии. Говоря предельно упрощенно, видеоряд формируется двумя отдельными изображениями для правого и левого глаза, в результате чего наш мозг воспринимает плоскую картинку как объемную. Этот же эффект используется и в стереокинематографе, но для его достижения необходимы специальные очки.

В результате рецепт «как смотреть виртуальную реальность» относительно прост. Во-первых, это один, а лучше два экрана, изображение с которых должно охватывать все поле зрения и быть достаточно четким. Во-вторых – звук. Но самое главное заключается в реакции виртуальной реальности на ваше воздействие, иными словами – в возможности «осматриваться» вокруг себя, поворачивая голову. Это достигается набором датчиков, размещенных как на самом устройстве, так и в помещении.

Очки виртуальной реальности

Самым известным устройством, обеспечивающим доступ в виртуальную реальность, является Oculus Rift. Первые модели были оснащены только одним экраном размером от 5,6 до 7 дюймов.


Однако так как экран должен одновременно показывать сразу два изображения для правого и левого глаза соответственно, то каждый на глаз приходилось в лучшем случае половина разрешения всего экрана. Поэтому следующим этапом является разработка очков с двумя 4K-экранами.


В настоящее время для предзаказа доступна первая потребительская модель Oculus Rift Consumer Version (CV1). Очки оснащены OLED экраном разрешением 2K, то есть 2160?1200 пикселей или условно говоря 1K для каждого глаза. Стоимость комплекта составляет порядка $600 на момент обзора, при этом очередь на получение устройства растянулась до лета 2016 года.


Конкурентом Oculus Rift стали представленные в начале 2016 года очки HTC Vive. Это совместный проект компаний HTC и Valve - известного разработчика игр Half-Life и Counter-Strike, а также сервиса Steam. Как и Oculus Rift, очки оснащены дисплеем с 2160x1200 пикселей и частотой обновления 90 Гц. Компания HTC утверждает, что за первые 10 минут после открытия предзаказа было получено больше 15 тысяч оплаченных заявок.

Однако следует помнить, что подобные очки виртуальной реальности – это всего лишь экран с набором датчиков. Поставщиком изображения является компьютер, и в силу игровой направленности устройства требования к нему высоки. Так, для полноценного использования Oculus Rift понадобится «машина» с эквивалентом Intel Core i5-4590, видеокартой NVIDIA GeForce GTX 970 или AMD Radeon R9 290 и 8 Гбайт оперативной памяти. Аналогичные требования предъявляются и к Vive, и это только минимально необходимый набор.

Второй вариант как сделать виртуальную реальность – очки с возможностью установки смартфона или планшета. По сути, очки являются лишь внешней оболочкой, корпусом с парой линз безо всякой начинки, тогда как за все остальное отвечает смартфон. В принципе, сравнение таких очков и даже первых моделей Oculus Rift выглядит как сравнение автомобиля-мотоколяски из фильма «Операция «Ы» и другие приключения Шурика» и автомобиля бизнес-класса. Однако некоторое представление о виртуальной реальности можно получить и таким недорогим способом.


Арсенал таких устройств весьма велик, китайские магазины буквально изобилуют различными предложениями, как простейшими, так и навороченными. Однако суть таких очков все та же: удобный футляр-перегородка для смартфона. Более того, для этих целей вполне подойдет лист обычного картона, сложенный особым образом и дополненный линзами – все, погружаться в мир виртуальной реальности можно без лишних сложностей.


Это было доказано разработчиками компании Google, которые в 2014 году представили свой проект Google Cardboard – шлем, собранный из картона, линз и липучек для крепления на голове. А при желании сэкономить еще больше вы можете купить набор из линз и креплений в одном из китайских магазинов, а корпус очков вырезать и собрать из картона по схемам, которых полно в сети.


Есть и более серьезные варианты, например, Samsung Gear VR. Эти очки снабжены хорошей оптикой с большим набором регулировок, включая коррекцию линз под разное зрение. Из минусов – такие очки поддерживают довольно скромный набор смартфонов Samsung Galaxy S6 и S6 edge, Galaxy Note 5 и edge+. Ограничение понятно – эти смартфоны оснащены экранами с высоким разрешением, что позволяет получить более качественную объемную картинку.

Обзор шлема виртуальной реальности VR HeadSet RIEM 2

Теперь приступим к обзору героя сегодняшнего дня – шлему-очкам VR HeadSet RIEM 2. Именно с их помощью можно сделать дешевую виртуальную реальность для смартфона. Судя по сведениям из инструкции, очки поддерживают телефоны с экраном от 3,5 до 6,0 дюймов.


В нашем случае в качестве опытного образца был использован телефон с 5-дюймовым экраном разрешением 1920х1080 пикселей. Забегая вперед, можно отметить, что даже такого разрешения, обеспечивающего плотность точек 441 ppi, было недостаточно для получения четкой картинки.


Итак, что представляют собой очки виртуальной реальности стоимостью порядка $15? Для начала посмотрим на комплект:


  • очки;
  • ремень для крепления;
  • магнит;
  • инструкция.


Сами очки весьма габаритные, массивные и выглядят тяжелыми, хотя на самом деле таковыми не являются. Следует отдать должное неплохой системе крепления на голове. Вместе со смартфоном вся конструкция обретает заметный вес, но неудобства это не вызывает.


Смартфон крепится на откидывающейся крышке, снабженной набором присосок.


С одной стороны, такой подход позволяет легко установить телефон любого размера. К тому же, если вам понадобится доступ к смартфону для выбора другого приложения, то достаточно откинуть крышку, не извлекая сам аппарат.


В самой крышке предусмотрены отверстия для подключения наушников и зарядного устройства.


Минус заключается в том, что присоски удерживают телефон слишком крепко – для его извлечения придется приложить силу, и немалую. Кроме того, здесь нет никаких ориентиров для определения правильного горизонтального положения, все приходится делать «на глазок».


Набор регулировок RIEM 2 заключается в двух ползунках, позволяющих изменить расстояние между линзами. Кроме того, с левого торца располагается магнит для воздействия на магнитное поле магнитомера телефона.


В целом, к самим очкам и к их эксплуатации у нас не возникло никаких серьезных претензий.


Единственное, что хотелось бы порекомендовать – дополнить комплект джойстиком или геймпадом. Без дополнительных устройств управление происходящим на экране становится как минимум неудобным. Также телефон должен быть снабжен гироскопом для более точного ориентирования в пространстве. Это условие не обязательное, но желательное.

А так предлагаем посмотреть видеообзор этого шлема на нашем канале :

Виртуальная реальность на Android

Приложений для знакомства с «карманной» виртуальной реальностью в Play Market очень много. В первую очередь, конечно, это игры – аттракционы на подобие известного Roller Coaster, зомби-шутеры, космические полеты и десятки других жанров.

Следующий набор программ виртуальной реальности можно охарактеризовать как демонстрационные. Это прогулки по различным городам и красивым местам, симуляторы, исследования подводного мира и так далее. Как правило, принцип действия в большинстве таких приложений заключается в просмотре фотографий, сделанных при помощи камер с 360-градусным обзором.

Наконец, в немалой степени виртуальная реальность – это видео. Основным поставщиком контента выступает YouTube – здесь можно отыскать сотни роликов для просмотра в режиме Side-by-side, то есть с разделением на два изображения для каждого глаза, или покрутить головой в панорамном 360-градусном видео. Полагаем, скоро появятся и фильмы виртуальной реальности

Однако перед тем, как приступить к поискам того или иного приложения, рекомендуем познакомиться с сервисом компании Google – Google Cardboard. Вполне возможно, изучение его возможностей займет у вас не один час.

Игры для очков виртуальной реальности

Так как в нашем случае в комплект очков не был включен джойстика, а сам телефон не был оснащен гироскопом, то управление в большинстве игр стало серьезной проблемой. Поэтому хотелось бы еще раз заострить ваше внимание на этом моменте: в виртуальную реальность следует вступать подготовленным.

Владельцам Oculus Rift и Samsung Gear VR скучать не придется: помимо Play Market, свои услуги предлагает магазин приложений Oculus. Всем остальным придется довольствоваться только магазином от Google.


Хотя и здесь есть на что посмотреть. В первую очередь это приложения от компании FIBRUM, которая является разработчиком не только ПО для виртуальной реальности, но и создателем одноименных очков. Игра Roller Coaster VR , к которой многие Android-путешественники начинают свой виртуальный путь – творение именно FIBRUM.


Еще одна игра компании – виртуальные качели VR Swing . На экране телефона двойное изображение смотрится не более, чем забавно, но в очках полет над городом выглядит совершенно иначе. К сожалению, ни изображениями, ни видео такие ощущения не передаются.


В большинстве игр наподобие зомби-шутеров необходимо управление при помощи дополнительных манипуляторов. Без них ваш герой будет просто стоять на одном месте.



Некоторые игры автоматически обнаруживают отсутствие гироскопа на телефоне, после чего блокируют режим просмотра Side-by-side. Поиграть можно, но уже не в очках.


Различные гонки – обычные, космические, водные - весьма популярный жанр игр для очков виртуальной реальности. При этом гонкам вовсе не обязательно напоминать графику Need for Speed – простейшая картинка при наличии очков доставляет немало удовольствия.

Демонстрации

Немалую долю общего количества приложений для очков виртуальной реальности занимают приложения демонстрационного или обучающего характером. Это всевозможные прогулки и экскурсии – ночной Токио, шаттл Буран, подводный или доисторические миры со всевозможными их обитателями, и так далее.


Некоторые приложения состоят из набора качественных фотографий. Вы можете рассматривать окружающую вас местность, вращая головой, как будто вы действительно стоите в центре этого города. В качестве примера можно выделить приложения Sites in VR от разработчика Ercan Gigi – и VR Cities от Smart2VR - они привлекают большим количеством качественных фотографий.


Во многих других приложениях красивые виды созданы искусственно, но просмотр не становится менее интересным. В некоторых случаях наоборот, фантазия разработчиков позволяет им добиться интересных результатов. Например, прогулки в космосе.




Некоторые приложения позволяют упростить поиск на YouTube, сразу демонстрируя весь список соответствующих роликов. Приложения некоторых разработчиков, например Qwellcode , немного мухлюют: после выбора понравившегося ролика запускается приложение YouTube.



Наконец, в Play Market присутствует некоторое количество приложений с «собственным видео», которого не найти на YouTube. Особой популярностью пользуется видео с эффектом присутствия – как правило это или фильмы ужасов, или ролики с красивыми девушками восточного происхождения.

Виртуальная реальность и iOS

В мае прошлого 2015 года Google подсуетилась и создала приложение Google Cardboard для iOS. В частности, поддерживаются модели начиная с iPhone 5 и выше. .

Возможности Google Cardboard все те же, что и для Android. Приложение включает несколько функций: Exhibit – посещение музеев и выставок, Explorer – исследований различных локаций, и Urban Hike – виртуальные туры по городам. Разумеется, для полноценного использования приложения рекомендуется обзавестись очками виртуальной реальности Google Cardboard или аналогом.

В целом, набор приложений, связанных с виртуальной реальностью, для iOS такой же, как и для Android, разве что слегка уступает последнему в размерах. Найти списки игр с подробным описанием, изображениями и отзывами в социальных сетях не составит труда.

Резюме

Очки виртуальной реальности, в которых главную роль играет смартфон, мы считаем недорогим, интересным, но недолговечным развлечением. Разумеется, против Oculus Rift у таких очков нет ни одного шанса, но разница в цене такова, что это даже не смешно: примерно 3 тысячи рублей за комплект (очки + манипулятор) против как минимум 43 тысяч.

При покупке очков следует убедиться, что в комплект включен манипулятор. Если нет, то его следует приобрести отдельно. Также желательно, чтобы сам смартфон должен быть оснащен экраном размером не менее 5 дюймов с разрешением не ниже Full HD, наличие гироскопа обязательно. Только в этом случае погружение в виртуальную реальность будет приятным.

Как работает виртуальная реальность?

Как работает виртуальная реальность? Как объяснить технологию, благодаря которой вы можете перемещаться по поверхности Марса, на самом деле переходя из кухни в ванную? Сегодня мы будем объяснять, каким образом функционируют различные гарнитуры виртуальной реальности. Давайте начнем с некоторых основ.

Использование гарнитуры в настоящее время ассоциируется с компаниями Oculus, Sony, Samsung и Google. Для подключения в мир виртуальной реальности, как правило, требуется три вещи. ПК, консоль или смартфон, чтобы запустить приложение, гарнитура, обеспечивающая отображение смоделированного мира в ваших глазах и какой-нибудь адаптер, который отвечает за отслеживание головы, рук и голоса, за контроллеры, включение устройства, а также трекпады.

Полное погружение заключается в том, что гарнитура, запуская различные приложения, делает опыт виртуальной реальности настолько реальным, что пользователь попросту забывает, что все это, на самом деле, искусственно смоделированный мир. Так как же происходит процесс попадания в это пространство?

Основы

VR-гарнитуры, как Oculus Rift и Project Morpheus, часто называют HMD, что на деле означает дисплеи, установленные на голове (head mounted display). Даже без отслеживания звука или движений, надев на голову «картонку» от Google и разместив дисплей вашего смартфона перед лицом, вы сделаете достаточно, чтобы хотя бы наполовину погрузиться в виртуальное пространство.

Цель этих устройств - создать 3D виртуальную среду в натуральную величину и без границ, ассоциируемых обычно с экранами телевизоров и компьютеров. В зависимости от того, куда вы смотрите, экран, установленный напротив лица, следует за вами. Это главное отличие от технологии дополненной реальности, которая в свою очередь накладывает графические элементы на видение реального мира.

Видео передается от консоли управления или компьютера на гарнитуру с помощью кабеля HDMI в случае гарнитур HTC Vive и Rift. Что касается Google Cardboard и Samsung Gear VR, в этих гарнитурах уже находится специальный слот для смартфона.

VR-гарнитуры используют либо два канала, отправленных на один дисплей, либо сразу два ЖК-дисплея, по одному на каждый глаз. Существуют также линзы, которые размещены между вашими глазами и пикселями, что является причиной, по которой устройства называют «очками». В некоторых случаях, они могут корректироваться в соответствии с расстоянием между вашими глазами.

Эти линзы фокусируют и изменяют изображения для каждого глаза и создают стереоскопическое 3D-изображение, поворачивая два 2D-изображения и создавая таким образом имитацию третьего изменения. Для понимания этого на практике попробуйте позакрывать поочередно каждый глаз и наблюдайте за резким перемещением некоторых предметов.

Одним из способов улучшения качества погружения является увеличение поля зрения. Дисплеи на 360 градусов стоили бы немалых затрат, что влияло бы и на их исходную цену. Большинство высококлассных гарнитур предлагают поле зрения в 100-110 градусов, чего вполне достаточно для достижения необходимых ощущений.

И, для пущей реальности показываемого, минимальная частота кадров должна быть около 60 кадров в секунду. Правда, переживать по этому поводу совершенно нет смысла. Современные VR-гарнитуры выходят далеко за пределы 60 fps. Oculus способна выдавать 90 кадров в секунду, а, например, Project Morpheus от компании Sony выжимает все 120.

Отслеживание головы

Отслеживание головы подразумевает, что, когда вы носите VR-гарнитуру, картина перед вами двигается в соответствии с тем, как вы посмотрите вверх, вниз или из стороны в сторону. Система называется 6DoF (шесть степеней свободы), она анализирует размещение головы относительно осей x, y, z для измерения движений головы вперед и назад, из стороны в сторону и от плеча к плечу, иначе известных как тангаж, рыскание и крен.

Также в гарнитуру встроено несколько различных внутренних компонентов, которые могут быть использованы в системе отслеживания головы: гироскоп, акселерометр и магнитометр. Sony Project Morpheus также использует девять светодиодов, размещенных вокруг гарнитуры, чтобы обеспечить 360 градусов отслеживания благодаря внешней камере наблюдения PS4.

Технология отслеживания головы для успешной работы требует низкую задержку - мы говорим о цифре 50мс или меньше, в ином случае пользователь будет ощущать отставание кадров в момент поворота головы. Oculus Rift имеет впечатляюще минимизированное отставание всего на 30 миллисекунд.

Наушники также могут быть использованы для усиления ощущения погружения. Двойной или 3D звук может быть использован в приложениях и играх, чтобы подарить пользователю ощущение реалистичности происходящего (с усилением или затиханием звуков, в зависимости от перемещения по виртуальному миру).

Отслеживание движений


Отслеживание головы - это одно сплошное преимущество. Но пока еще неизданные гарнитуры премиум-класса предлагают эту возможность, более демократичные модели не могут обещать того же. Тут в ход вступает второй важнейший аспект погружения - отслеживание движений. Ведь когда вы одеваете на голову VR-гарнитуру, то первое, что вы хотите сделать, это увидеть свои руки в виртуальном пространстве.

Для этого существует несколько устройств. Одним из первых аксессуаров, позволяющих отслеживать движения рук, является Leap Motion. Устройство использует инфракрасный датчик и присоединяется к гарнитуре виртуальной реальности. Также небезызвестным является Kinect. Но с развитием отрасли начало появляться все больше интересных гаджетов от Oculus, Valve и Sony.

Oculus Touch - это набор беспроводных контроллеров, позволяющих полноценно подключать руки к погружению в виртуальную среду. В каждую руку вы берете по контроллеру и используете кнопки для управления. Так, например, можно стрелять из пистолета или открывать дверь. На каждом контроллере также есть датчики для распознавания различных жестов.

Стоит также отметить технологию Valve Lighthouse и контроллеры HTC для гарнитуры Vive. Устройство включает в себя две базовые станции в частях комнаты, которые пускают через комнату лазеры. Они в свою очередь обнаруживают точное положение вашей головы и рук, и передают информацию на датчики в самой гарнитуре или портативном контроллере. Как и Oculus Touch, датчики оснащены кнопками, а самым невероятным является то, что в одной комнате можно использовать несколько систем Lighthouse от Valve, позволяющих отслеживать несколько пользователей одновременно.

Отслеживание глаз


Отслеживание глаз, пожалуй, является последним кусочком этой головоломки. Функция не доступна на Rift, Vive или Morpheus, но ее предлагает достаточно перспективная краудфандинговая гарнитура FOVE. Итак, как же это работает?

ИК-датчик анализирует, куда смотрят ваши глаза внутри гарнитуры. Главное преимущество этой технологии, помимо более точной реакции игровых персонажей на то, куда вы смотрите, это сделать глубину резкости более реалистичной.

В стандартных VR-гарнитурах все выглядит довольно резко, что отличается от того, как мы привыкли смотреть на мир. Если наши глаза смотрят на объект на расстоянии, например, передний план будет размываться, и наоборот. Отслеживая наши глаза, графический движок FOVE может смоделировать все это в 3D пространстве виртуальной реальности. Соответственно, размытие может быть хорошим.

Гарнитурам следует также увеличить разрешение дисплея, чтобы избежать эффекта «зерна». Кроме того, все, на что будут смотреть наши глаза, должно быть настолько приближенно к жизни, насколько это возможно. В ином случае ваш мозг будет понимать, что что-то не так и вас будет ждать головокружение после получаса игры в гарнитуре.

Где купить

(function(w, d, n, s, t) { w[n] = w[n] || ; w[n].push(function() { Ya.Context.AdvManager.render({ blockId: "R-A-292968-1", renderTo: "yandex_rtb_R-A-292968-1", async: true }); }); t = d.getElementsByTagName("script"); s = d.createElement("script"); s.type = "text/javascript"; s.src = "//an.yandex.ru/system/context.js"; s.async = true; t.parentNode.insertBefore(s, t); })(this, this.document, "yandexContextAsyncCallbacks");

Собрались купить очки виртуальной реальности? Читайте эту статью перед покупкой VR очков.

Устройство, которое переносит человека в виртуальную реальность, называют шлемом виртуальной реальности. Во-первых, нужно знать, что очки виртуальной реальности могут использоваться на разной аппаратуре:
Очки для использования на ПК;
Для использования через смартфон;
Очки для консолей нового поколения;
Очки виртуальной реальности, которые обладают автономным режимом работы.

Но перед тем как выбирать для себя гарнитуру VR (Virtual Reality), нужно знать принцип работы такого устройства.

Принцип работы очков виртуальной реальности

Оболочка, в которую помещено все железо, представляет собой простую коробку, которая может быть сделана из картона, пластика или сплава металлов. Все самое интересное скрывается внутри корпуса. Там расположены линзы, за которыми располагаются экраны. Их количество может быть разным, один или два. Если используется один экран, то он разделен на две зоны передачи изображения специальной перегородкой для того, чтобы две картинки не сливались в одну, хотя они и схожи между собой.

Из-за того, что каждый глаз видит изображение, которое индивидуально для него, как и в нашем организме, получается эффект трехмерного изображения, поскольку один глаз не способен к вычислениям расстояния. Поэтому, для достижения эффекта 3D в кинематографе используются две камеры, которые расположились как глаза, они фиксируют два различных потока видео. После записи видео с левой камеры транслируется для левого глаза и для правого соответственно.
Теперь стало понятно, как достигается эффект 3D, но не стоит забывать, что шлем виртуальной реальности позволяет поворотами головы смотреть по сторонам, и все действия повторяются внутри виртуального мира. Для достижения такого эффекта в очки встроен специальный датчик – гироскоп, задача которого, фиксировать повороты головой и воспроизводить их. Эта же функция используется в новых сенсорных телефонах и планшетах для того, чтобы вы могли переворачивать экран в любом удобном вам направлении.

Что касается подключения шлема, если он не автономный, то это осуществляется с помощью обычного USB и HDMI кабелей. HDMI отвечает за передачу изображения с одного источника к другому, а USB – передача данных между двумя устройствами. Разобравшись со всеми основными характеристиками очков виртуальной реальности, можно подробно рассмотреть каждую категорию таких устройств.

Очки виртуальной реальности для работы с компьютером

Изначально очки виртуальной реальности разрабатывались для ПК, и первые тесты проходил на модели Oculus Rift DK1. Это был всего лишь концепт устройства, изображение передавалось в низком разрешении, и, соответственно, в низком качестве. Из-за этого было заметно пиксели, и пользоваться очками было неудобно. Но при выходе доработанной модели, было внесено несколько изменений:

  1. Улучшено качество изображения, а именно, теперь экран имел разрешение FullHD.
  2. Добавлена внешняя камера, за счет которой можно было, находясь в виртуальном пространстве, делать наклоны и движения головой, и все движения передавались на экран.

С каждой новой моделью шлемов, цены становились выше, из-за того, что постоянно повышалось качество сборки и мощность комплектующих.

Очки виртуальной реальности для ПК имеют как свои плюсы, так и минусы

Рассмотрим все по порядку. Плюсы:
Возможность играть в игры, которые не предназначены для таких очков, но при этом передача 3D изображения будет не полной;
За небольшой период времени уже выпущено несколько игр для 3D гейминга на ПК, которые стоят того, чтобы на них обратили внимание пользователи;
Качество изображения, которое передают очки, будет очень хорошим, при условии, если ваш ПК оснащен мощным железом.
На этом плюсы заканчиваются, поговорим о минусах таких устройств:
Не получится получить полноценную волю передвижения в таких очках, так как ваши движения ограничены длиной кабелей подключения;
Для запуска игр и фильмов в таких очках, потребуется современный компьютер с мощными комплектующими;
Такие очки предназначены только для работы с ПК.
Что же, плюсов и минусов вышло поровну. Так что, если вы обладатель нового, современного мощного ПК, то стоит задуматься о покупке таких очков.

Очки виртуальной реальности для работы со смартфоном

В этом варианте дела обстоят немного по-другому. Дело в том, то современные смартфоны уже имеют экран, гироскоп. А это значит то, что это устройство отлично подходит для того, чтобы сделать из него очки виртуальной реальности, достаточно лишь сделать корпус из любых подручных материалов и купить линзы. Первыми к этому решению пришла компания Google, они выпустили очки Cardboard. После этого качество очков повысилось, ведь вам нужно было платить только за корпус и линзы. Это дало возможность использовать для очков более качественные материалы. Основными критериями выбора очков виртуальной реальности для смартфона является:

  1. Размер вашего смартфона
  2. Предназначение очков (для каких целей вы их покупаете)
  3. Ценовая категория.

Разобрав, что собой представляют очки для смартфонов, можно поговорить об их плюсах и минусах.

Плюсы :
Для комфортной работы очков не нужно покупать современный ПК;
Портативность очков. Вы можете их использовать в любом месте;
Возможность запуска любых мобильных приложений;
Возможность подключать смартфон к ПК и играть в компьютерные игры, но без полноценного 3D изображения.

Минусы :
Отсутствие полноценных игр;
Запуск ПК игр, которые предназначены для VR, невозможен;
Работа только со смартфоном.

Очки виртуальной реальности для использования на консолях нового поколения

К таким очкам относится PlayStation VR, которые предназначен для работы только с консолями. Но разрабатывается возможность и подключения к ПК. Они не портативные, находиться в них можно только возле консоли. Уже выпущено несколько игр, для полноценного 3D гейминга, которые имеют отличную графику. Для осуществления пользования такими очками, вам необходимо уже иметь консоль нового поколения.

Очки виртуальной реальности, которые работают автономно

Что отличает эту модель от других? Такие очки имеют встроенный процессор, физическую память, встроенную память. Это отдельное устройство для работы с дополненной реальностью. Сейчас разрабатывается возможность подключения такого устройства к ПК, а на данный момент, такие очки практически идентичны со шлемами для смартфонов. Плюсом таких очков является портативность, а минусом – невозможность подключения к ПК или консолям.

VR очки – всего лишь уловка, а точнее, несколько уловок, совмещенных вместе в одном аппарате, чтобы обмануть ваше мышление и заставить поверить, что тело находится в совершенно другом месте, нежели на самом деле. Ключевым элементом в этом деле является концепт присутствия или насколько вы ощущаете, что находитесь не в виртуальном окружении, а в непосредственном физическом.

Выделяют несколько видов очков для погружения в VR:

  • для подключения к ПК;
  • для работы со смартфоном;
  • для игровых приставок;
  • автономные шлемофоны.

Конструкция вышеперечисленного оборудования примерно одинакова и в обязательном порядке содержит следующие элементы: линзы; раздельный экран или два отдельных дисплея, гироскоп, корпус, контроллеры.

Представьте следующую ситуацию: когда вы смотрите 3D фильм, например, Тор: Рагнарёк, вы будете погружены в происходящее, пока сфокусированы на экране, но как-только повернете голову в сторону, стены кинозала мигом напомнят, что вы находитесь не в мифическом Асгарде в окружении богов, валькирий, зеленого монстра и огненного Суртура, а в локальном кинотеатре. Чтобы вы оставались погруженными в виртуальный мир, нужно ограничить ваше фактическое окружение – вот для этого и нужны гарнитура и наушники. Теперь давайте разберемся, как работают VR-очки.

Принцип работы очков виртуальной реальности

Внутри VR-гарнитуры есть экран с перегородкой либо два отдельных дисплея с зоной видимости 110 о, а значит, вы не увидите края экрана своим боковым зрением. Каждый экран отображает слегка видоизмененную картинку для каждого глаза, – задействуется эффект стереоскопии. Чтобы лучше понять, о чем речь, проведите небольшой эксперимент:

1) сфокусируйте зрение на конкретном предмете;

2) закройте левый глаз рукой и запомните местоположение предмета;

3) откройте левый глаз, но закройте правый, – если вы все сделали правильно, то наверняка заметили, что объект слегка сместился в сторону.

Глаза находятся под разными углами относительно объекта наблюдения, поэтому видят его с разных ракурсов и с разной глубиной. Но когда оба глаза открыты, ваш умный мозг совмещает исходные данные, чтобы создать единую объемную картинку. Обычная камера не может создать столь реалистичное изображение – придется использовать сразу две камеры, расположенные аналогично глазам, после чего видеопоток с левой камеры направить в левый глаз, с правой – в правый. Именно поэтому в работу вступают VR-очки – они показывают каждому глазу две одинаковые, но немного смещенные относительно друг друга картинки, а остальную работы проделывает мозг.

Как прибор определяет ваше местоположение в виртуальном мире

И так, вот вы виртуальном мире, но где именно? Для этого была создана технология отслеживания. Если вы повернете свою голову и картинка не изменится в следующие 50 миллисекунд максимум, то вас начнет подташнивать. Поэтому информация собирается воедино из нескольких источников, таких как гироскоп, акселерометр, нужный для измерения вашей скорости, и магнитометр для корректировки смещения.

Технология виртуальной реальности в текущем виде существует с середины девяностых, но почему VR-очки только начали приобретать популярность? Главной причиной являются возможные побочные эффекты – ранние версии шлемов буквально укачивали пользователей. Тошнота, которую ощущают некоторые люди во время погружения и пребывания в виртуальной реальности, происходит от несовпадения сенсорной информации, возникающей, когда вы перемещаетесь внутри виртуального мира, а в реальности не двигаетесь. Тело и мозг – это входные данные для внутреннего уха, которое отвечает за работу вестибулярного аппарата, то есть – вашего равновесия. А если тело и мозг не синхронизированы, то у вас будет кружиться голова.

Большинство VR-шлемов покрыты миниатюрными диодами, чьи сигналы передаются на ближайшие камеры – отсюда выслеживается точное расположение вашей гарнитуры, а в следствии, высчитывается ваше местоположение в виртуальном пространстве, что позволяет вам двигаться и исследовать. Камеры незаменимы в комнатах виртуальной реальности. Внутри специального обустроенного помещения пользователь может безопасно перемещаться, не испытывая тошноты пребывая в виртуальном мире.

Похожие статьи