Содержание

• Определение виртуальной реальности
• Видеть значит верить
• Движение и взаимодействие
• Сила звука
• Мощность, необходимая для виртуальной реальности
• Будущее виртуальной реальности и Android
• Заворачивать

Виртуальная реальность - горячая новая вещь в технологии в настоящее время. Google и куча других компаний потратили много времени (и денег) на разработку технологии виртуальной реальности с такими устройствами, как Google Daydream и Samsung Gear VR. Но как это работает и как это будет реализовано с Android? Давайте разберемся.

Определение виртуальной реальности

Виртуальная реальность позволяет пользователю погрузиться в виртуальный мир, в отличие от обычных экранов перед пользователем, которые не допускают такого опыта. VR может включать в себя 4 из 5 чувств, включая зрение, слух, осязание и, возможно, даже запах. Благодаря этой возможности виртуальная реальность может довольно легко перенести людей в виртуальный мир. Единственными актуальными проблемами являются доступность такого оборудования и цена, по которой его можно приобрести. Google борется с этим с помощью Google Cardboard и экосистемы Daydream. Но в настоящее время высокое качество виртуальной реальности невозможно, не потратив немало денег на приобретение мощного компьютера и гарнитуры. Поскольку цены падают на видеокарты, которые могут запускать настольную виртуальную реальность с необходимыми настройками, а Google создает экосистему Daydream, скоро появится высококачественный контент.

Видеть значит верить

Или нет, виртуальная реальность заставляет ваш мозг поверить, что вы находитесь в трехмерном мире. Первый способ VR сделать это с помощью стереоскопического дисплея. Это работает, отображая два немного разных угла сцены для каждого глаза, имитируя глубину. Это наряду с другими способами имитации глубины, такими как параллакс (кажется, что более удаленные объекты движутся медленнее), затенение и методы создают почти жизненный опыт. Пример того, как выглядит стереоскопический дисплей, можно найти выше.

Как вы можете видеть, угол наклона оружия немного отличается с каждой стороны, как и перекрестие, но когда вы на самом деле надеваете гарнитуру и играете в игру, все выстраивается идеально. Внешний вид стереоскопического экрана варьируется от платформы к платформе, так как каждая гарнитура немного отличается по способу отображения контента, приведенное выше изображение относится к игре, созданной для Google Cardboard с использованием Unreal Engine.

Vive и Rift представляют собой два самых известных VR-устройства на рынке.

Различные VR-платформы также имеют разные характеристики самих гарнитур. HTC Vive и Oculus Rift оснащены дисплеями с частотой 90 Гц, а Playstation VR - с дисплеем с частотой 60 Гц. Это практическое правило, согласно которому частота кадров в секунду должна соответствовать частоте обновления вашего монитора, поэтому рекомендуется, чтобы Vive и Rift поддерживали 90 FPS, а PSVR - 60 FPS. Мобильный телефон - это отдельная история, поскольку у разных телефонов разное разрешение, но цель - поддерживать не менее 60 FPS. Мы разберемся, что именно это означает дальше.

Более подробно о том, как работают FPS и частота обновления, FPS и частота обновления монитора - это две разные вещи, независимые друг от друга. Кадры в секунду - это скорость, с которой ваш графический процессор может отображать изображения в секунду. 60 FPS означает, что графический процессор выдает 60 изображений каждую секунду. Частота обновления монитора - это скорость, с которой монитор может отображать изображения в секунду, измеряемые в герцах (Гц). Это означает, что если вы играете в игру, и FPS равен 120, а частота обновления вашего монитора составляет 60 Гц, вы сможете отображать только 60 FPS. По сути, вы теряете половину своих кадров, что не очень хорошо, так как может произойти «разрыв».

Разрыв - это явление, когда объекты в игре разбиваются на несколько частей и отображаются в двух разных местах вдоль оси X, создавая эффект разрыва. Именно здесь и используется Vertical Sync (VSync). Это ограничивает частоту кадров до частоты обновления вашего монитора. Таким образом, никакие кадры не теряются, и, в свою очередь, не происходит разрыв. Вот почему для лучшего восприятия виртуальной реальности необходимо достичь одинакового числа для частоты кадров и частоты обновления, иначе может возникнуть недомогание.

• HTC Vive - все, что вам нужно знать
• Oculus Rift - все, что вам нужно знать
• Google Daydream - все, что вам нужно знать

Daydream представляет будущее мобильного VR.

Есть и другие компоненты, которые входят в общий опыт VR, включая поле зрения (FOV) и задержку. Они играют важную роль в том, как мы воспринимаем VR, и, если не все сделано правильно, могут также вызвать укачивание. Давайте взглянем.

Поле зрения - это степень видимого мира, который можно увидеть в любой момент времени. Например, люди имеют угол обзора около 180 градусов при взгляде прямо перед собой и 270 градусов при движении глаз. Это важная функция в виртуальной реальности, так как вы будете носить гарнитуру, чтобы перенести вас в виртуальный мир.

Человеческий глаз очень хорошо замечает недостатки зрения, и туннельное зрение является примером такого явления. Даже если гарнитура VR имеет угол обзора 180 градусов, вы все равно сможете заметить разницу. У Vive и Rift есть FOV на 110 градусов, у Cardboard - 90, у GearVR - 96, и ходят слухи, что у Daydream может быть целых 120. Это должно, вообще говоря, сильно повлиять на восприятие виртуальной реальности и может создать или сломать определенную гарнитуру. для людей, не говоря уже о проблемах со здоровьем, с которыми мы столкнемся позже.

Несоответствие допустимой частоте кадров, FOV или задержка может вызвать укачивание.

Задержка также является фактором, который может создавать или разрушать виртуальную реальность, когда что-то более 20 миллисекунд недостаточно быстрое, чтобы заставить ваш мозг думать, что вы находитесь в другом мире. Существует множество переменных, которые влияют на задержку, в том числе процессор, графический процессор, экран, кабели и так далее. Экран будет иметь среднюю задержку, около 4-5 мс в зависимости от экрана, например. Время, необходимое для переключения полного пикселя, составляет еще 3 мс, и двигатель также может занять несколько секунд. Имея всего три переменные, в некоторых случаях вы видите задержку в двузначных числах. Ключом к уменьшению задержки является частота обновления монитора. Формула выглядит следующим образом: 1000 (мс) / частота обновления (Гц). Поэтому, хотя проблему задержки можно решить с помощью монитора с частотой 90 Гц вместо монитора с частотой 60 Гц, это не так просто, как мы обсуждали. Позже мы поговорим о требованиях к оборудованию ПК для виртуальной реальности.

Несоответствие допустимой частоте кадров, FOV или задержка может вызвать укачивание. Этого достаточно, чтобы на самом деле присвоить себе собственное имя, известное как «киберзащита». Все три из этих концепций должны быть выполнены, чтобы сократить изменения кибер-болезни. Без правильных кадров в секунду с частотой обновления дисплея возможны пропуск кадров, микро заикание и задержка. Задержка может быть даже более серьезной проблемой: с задержкой движения и взаимодействия, вызванной медленным временем отклика оборудования, можно полностью потерять чувство направления и стать дезориентированным. Поле зрения, хотя и важно, не должно вызывать столько проблем, сколько упомянуто другими, но определенно лишит его опыта и может вызвать некоторую дезориентацию.

Движение и взаимодействие

Это, пожалуй, одна из самых важных частей виртуальной реальности. Одно дело просто смотреть вокруг трехмерного пространства, но иметь возможность перемещаться вокруг него, касаться и взаимодействовать с объектами - это совершенно другая игра в мяч. На Android акселерометр, гироскоп и магнитометр вашего телефона используются для достижения движения гарнитуры. Акселерометр используется для обнаружения трехмерного движения, а гироскоп используется для обнаружения углового движения, за которым следует магнитометр для определения положения относительно Земли.

Используя эти датчики, ваш телефон может точно предсказать, где вы смотрите в любой момент времени при использовании VR. С анонсом Google Daydream пользователи Android VR смогут использовать отдельный телефон в качестве контроллера для перемещения и взаимодействия в среде. Настольные VR, такие как HTC Vive или Oculus Rift, используют контроллер или контроллеры, напоминающие Wiimote, для различных целей. Используя компьютерное зрение (объяснено здесь), точность VR можно значительно улучшить, установив камеры и другие датчики в комнате, где вы используете гарнитуру VR.

VR-гарнитуры могут иметь специальные контроллеры, как упоминалось ранее, но как именно они работают? Если посмотреть на HTC Vive, то в коробке есть два инфракрасных датчика и два контроллера, всего 70 различных датчиков с гарнитурой. Все это позволяет вам и вашим контролерам свободно перемещаться по комнате, играя в игры. Заметьте, как контроллеры Vive имеют вырез по кругу? Это более чем вероятно для целей отслеживания. Oculus Rift предлагает другой опыт, используя близкие к той же технологии.

Из коробки Rift фактически использует контроллер Xbox One. Но есть дополнительный набор контроллеров, которые предлагают схожую функциональность с Vive, известный как «Touch by Oculus». Эти два контроллера переставляют кнопки контроллера One на то, что можно описать только как передние ручки с большими кольцами, покрывающими ваши пальцы. Oculus хранит способ, которым они работают в жестких условиях, но пакет включает в себя два датчика, похожих на Vive, так что, предположительно, они работают аналогичным образом, у них также могут быть акселерометры и гироскопы.

Сила звука

Опыт не будет полным без звука. Поскольку это виртуальный мир, вы хотите, чтобы звук был как можно ближе к реальной жизни. Это делается с помощью пространственного звука, также известного как трехмерный звук, который представляет собой виртуальное размещение звука в трехмерной среде, имитирующей звуки под разными углами. Я сделал небольшое представление в Unreal Engine, чтобы показать, как разные колонки могут быть размещены в среде для имитации разных звуков, исходящих из любого места на сцене. С этой технологией виртуальная реальность становится более захватывающей и в целом значительно улучшает качество виртуальной реальности.

Мощность, необходимая для виртуальной реальности

Специально для настольных ПК VR требует большого количества лошадиных сил для плавного и последовательного взаимодействия. Фактически, большинство людей, которые владеют рабочими столами, не могут использовать виртуальную реальность, поскольку их компьютеры недостаточно мощны.Steam рекомендует использовать Intel i5 Haswell или более новую версию, а также Nvidia GTX 970 или AMD Radeon R9 290 для более удобной работы.

Основная проблема, с которой сталкиваются аппаратные средства, заключается в том, что для Vive и Rift ваш компьютер должен не просто запускать игру 1080p со скоростью 60 кадров в секунду, он должен работать с более высоким разрешением со скоростью 90 кадров в секунду. Большинство оборудования не может этого сделать.

Оказывается, существует очень ограниченное количество компьютеров с этими или более высокими характеристиками, поэтому это, скорее всего, замедлит внедрение VR на настольных ПК. Однако для мобильных устройств любой телефон Android с KitKat (4.4) или выше не должен иметь проблем с базовой функциональностью VR. Однако для работы с Daydream требуется как минимум Nexus 6P.

Будущее виртуальной реальности и Android

Google был в авангарде, когда речь заходит о виртуальной реальности на мобильных устройствах. Доступные в настоящее время Google VR SDK и NDK допускают очень мощную разработку VR, а с выходом Google Daydream в конце этого года мобильная VR увидит еще один скачок в том, что возможно. Samsung также имел успех с Gear VR. Сторонние движки также интегрируют Google VR в свои движки. Unreal Engine теперь поддерживает Google VR в 4.12, а Unity также поддерживает Google VR и Daydream.

Заворачивать

Виртуальная реальность имеет большой потенциал, и при более низких ценах и большем влиянии со стороны компаний VR может иметь большой успех. Принцип работы VR - это очень умное сочетание различных технологий, работающих вместе, чтобы создать отличный опыт. VR - это будущее, от стереоскопических точек зрения до 3D-звука, и оно может стать только лучше. Дайте нам знать в комментариях, если вы думаете, VR это следующая большая вещь! Обязательно следите за обновлениями и источником VR для всего VR! /