Гарнитура виртуальной реальности — Virtual reality headset
A виртуальная реальность гарнитура — это закрепляемое на голове устройство, которое обеспечивает виртуальную реальность для пользователя. Гарнитуры виртуальной реальности (VR) широко используются в видеоиграх , но они также используются в других приложениях, включая симуляторы и тренажеры. Они включают в себя стереоскопический головной дисплей (обеспечивающий отдельные изображения для каждого глаза), стереозвук и датчики отслеживания движения головы (которые могут включать гироскопы , акселерометры , магнитометры , системы структурированного света и т. Д.). Некоторые VR-гарнитуры также имеют датчики отслеживания взгляда и игровые контроллеры .
Содержание
История
Sega VR , анонсированная в 1991 году и представленная в начале 1993 года на зимней CES , никогда не выпускалась для консолей, но использовалась для Sega VR-1 motion. симулятор аркадный аттракцион в 1994 году. Еще одна ранняя гарнитура VR, Forte VFX1 , была анонсирована на выставке CES в 1994 году. VFX-1 имеет стереоскопические дисплеи, 3-осевое отслеживание движения головы и стереонаушники. Sony , еще один пионер, выпустил Glasstron в 1997 году, который имеет дополнительный датчик положения, позволяющий пользователю наблюдать за окружающей обстановкой, перемещая перспективу при движении его головы. давая глубокое ощущение погружения. Эти гарнитуры виртуальной реальности дали игрокам MechWarrior 2 новую визуальную перспективу — увидеть поле битвы из кабины своего корабля. Однако эти ранние гарнитуры потерпели неудачу из-за их ограниченной технологии, и Джон Кармак описал их как «просматривающие трубки от туалетной бумаги».
В 2012 году краудфандинг началась кампания по выпуску гарнитуры виртуальной реальности Oculus Rift ; Проект возглавляли несколько известных разработчиков видеоигр, в том числе Кармак, который позже стал техническим директором компании. В марте 2014 года материнская компания проекта Oculus VR была приобретена Facebook за 2 миллиарда долларов. Окончательная версия Oculus Rift, ориентированная на потребителей, началась 28 марта 2016 года.
В марте 2014 года Sony продемонстрировала прототип гарнитуры для PlayStation 4 , которая позже была названа PlayStation VR . В 2014 году Valve продемонстрировала несколько прототипов гарнитуры, что привело к партнерству с HTC по производству Vive , ориентированного на виртуальную среду «в масштабе комнаты», которую пользователи может естественным образом перемещаться внутри и взаимодействовать с. Vive был выпущен в апреле 2016 года, а PlayStation VR — в октябре 2016 года.
Гарнитуры и средства просмотра виртуальной реальности также были разработаны для смартфонов . В отличие от гарнитур со встроенными дисплеями, эти устройства представляют собой корпуса, в которые можно вставить смартфон. Контент виртуальной реальности просматривается с экрана самого устройства через линзы, действующие как стереоскоп , а не через специальные внутренние дисплеи. Google выпустила серию спецификаций и связанных наборов DIY для зрителей виртуальной реальности, известных как Google Cardboard ; эти телезрители могут быть построены с использованием недорогих материалов (и смартфона с гироскопом), таких как картон (отсюда и название). Samsung Electronics объединилась с Oculus VR для совместной разработки Samsung Gear VR (который совместим только с недавними устройствами Samsung Galaxy ), а LG Electronics разработала гарнитуру со специальными дисплеями для своего смартфона LG G5 , известного как LG 360 VR. Азиатские производители оборудования, такие как Xion и Kolke, разработали недорогие гарнитуры виртуальной реальности. В 2017 году китайская компания Tencent объявила, что готовится к запуску в этом году своей гарнитуры виртуальной реальности. По состоянию на 2019 год Oculus и PlayStation VR доминируют на рынке гарнитур VR.
В июне 2019 года Valve выпустила свою собственную гарнитуру Valve Index без партнерства с HTC.
Ограничения
Требования к задержке
Гарнитуры виртуальной реальности имеют значительно более высокие требования к задержке — времени, которое требуется от изменения входных данных до появления визуального эффект — чем в обычных видеоиграх. Если система слишком медлительна, чтобы реагировать на движение головы, это может вызвать у пользователя болезнь виртуальной реальности , своего рода укачивание. По словам инженера Valve, идеальная задержка составляет 7-15 миллисекунд .
. Графический процессор (GPU) также должен быть достаточно мощным для рендеринга необходимого количества кадров. Oculus сослался на ограниченную вычислительную мощность Xbox One и PlayStation 4 в качестве причины, по которой они нацелены на рынок компьютерных игр со своими первыми устройствами.
Рендеринг с фове — это новый метод снижения нагрузки на рендеринг. Он использует аппаратное обеспечение слежения за глазами , чтобы определить, в какую точку смотрит пользователь, и снижает разрешение рендеринга вдали от взгляда пользователя. Это может быть незаметно для пользователя, потому что человеческое периферическое зрение гораздо менее чувствительно, чем ямка .
Разрешение и качество отображения
Существуют различные оптические и визуальные качества, которые влияют на как человек воспринимает качество изображения и как он воспринимает виртуальный мир. Четкость изображения зависит от разрешения дисплея, качества оптики, частоты обновления и поля зрения.
Поскольку гарнитуры виртуальной реальности растягивают один дисплей на широкое поле зрения (до 110 ° для некоторых устройств по словам производителей), коэффициент увеличения делает недостатки в технологии отображения намного более очевидными. Одной из проблем является так называемый эффект двери-экрана , когда становятся видимыми промежутки между строками и столбцами размером пикселей , что-то вроде просмотра через дверь-экран . Это было особенно заметно в более ранних прототипах и наборах для разработки, которые имели более низкое разрешение , чем розничные версии.
Линзы
линзы гарнитуры отвечают за отображение изображения на близком расстоянии с широким полем зрения, а также обеспечивает более удобную удаленную точку фокусировки . Одной из проблем является обеспечение согласованности фокусировки: поскольку глаза могут свободно вращаться в гарнитуре, важно избегать повторной фокусировки, чтобы предотвратить напряжение глаз .
линзы Френеля обычно используются в гарнитурах виртуальной реальности за счет их компактности и легкости конструкции. В линзах не используется несколько кусков материала, как в других линзах, но линза будет разбита на секции, что позволит человеку иметь более широкий диапазон обзора. Проблема с линзами заключается в том, что при неправильном расположении гарнитуры на голове видны выступы линз.
Линзы вызывают искажение и хроматическую аберрацию , которые обычно исправляются в программе . Линзы также можно динамически регулировать в соответствии с рецептом очков пользователя, чтобы пользователь мог использовать гарнитуру без корректирующих очков.
Контроллеры
Nintendo игровая консоль Wii , позволяющая игроку использовать контроллер для взаимодействия с игрой по своему выбору, часто это спортивные игры. Вскоре после выпуска Nintendo Wii Microsoft Xbox получила систему чтения всего тела под названием Kinect , а Sony PlayStation получила аналогичную устройство виртуальной реальности под названием PlayStation Move . Эти игровые устройства используют виртуальную реальность для управления аватарами в игре, где движения игрока копируются аватаром для завершения игры. Это означает, что игрок на самом деле не вовлечен в мир виртуальной реальности.
Используется в различных областях
Медицинское обучение
В настоящее время гарнитуры виртуальной реальности используются в качестве средства для обучения студентов-медиков хирургии . Это позволяет им выполнять важные процедуры в виртуальной контролируемой среде. Студенты проводят операции на виртуальных пациентах, что позволяет им приобретать навыки, необходимые для проведения операций на реальных пациентах. Это также позволяет студентам пересмотреть операции с точки зрения ведущего хирурга .
Традиционно студентам приходилось участвовать в операциях, и часто они пропускали важные части. Теперь, используя гарнитуры VR, студенты могут наблюдать за хирургическими процедурами с точки зрения ведущего хирурга, не упуская при этом важных частей. Студенты также могут приостанавливать, перематывать и перематывать операции вперед. Они также могут совершенствовать свои методы моделирования в реальном времени в безопасной среде.
Помимо учебных целей, гарнитуры дополненной реальности уже используются для хирургии под визуальным контролем .
Военные обучение
Гарнитуры виртуальной реальности использовались вооруженными силами США . Это особенно полезный инструмент для обучения военнослужащих, не подвергая их опасности.
Гарнитура виртуальной реальности позволяет военнослужащим взаимодействовать с людьми виртуальной реальности, чтобы они чувствовали себя реальными. Они могут разговаривать друг с другом и выполнять различные действия, чтобы в мире виртуальной реальности казалось, что они действительно находятся в этой ситуации. Есть и недостатки и преимущества использования гарнитуры военнослужащими. Недостатком является то, что гарнитура предназначена для использования в помещении, с прохладной окружающей средой и вдали от жары, поэтому, когда у военнослужащих только гарнитура, без военной техники, это не похоже на их базовую подготовку. Преимущества состоят в том, что ситуации повторяются несколько раз, а стоимость использования гарнитуры ниже, поскольку не требуется военного оборудования.
Источник
Гарнитура виртуальной реальности – как выбрать лучшую
Устройства погружения в виртуальную реальность уже не сенсация. Прототипы и выставочные образцы пошли в серийной производство. Сегодня на рынке можно найти VR очки в чрезвычайно широком ценовом диапазоне. Картонные 3D очки можно купить за 300-500 рублей. А новейшие разработки в области виртуальных погружений обойдутся в несколько сот долларов.
Гарнитура виртуальной реальности модернизируется с такой скоростью, что некоторые прототипы успевают устареть, так и не добравшись до конвейера. Преобразованная в мир бесконечных возможностей, оцифрованный и виртуальный, реальность перестает быть серой и унылой. В начале двухтысячных американец Палмер Фримен Лаки организовал на краудфандинговой платформе Kickstarter кампанию по сбору средств на шлем виртуальной реальности Oculus. Собрав больше 90 миллионов долларов, устройство запустили в серийный выпуск. Потенциал разработки оценил Марк Цукерберг, который в 2014 году купил компанию Oculus VR за 2 миллиарда долларов. А с выходом на рынок таких производителей, как HTC, Microsoft, Samsung, Sony видео очки перешли на качественно новый уровень, трансформировавшись в настоящие порталы, ведущие в виртуальные измерения.
Условно устройства виртуальной реальности можно разделить на несколько типов:
Очки, создающие эффект объемного (трехмерного) изображения и видеоочки
Эти устройства в первую очередь предназначены для просмотра фильмов. Но только для просмотра. Пользователь в них сторонний наблюдатель. Зато с их помощью можно посмотреть фильм в высоком качестве или 3D формате, не выходя из дома, или отлично провести время за просмотром нового или классического кино-шедевра во время долгого перелета. Обратите внимание на 3D-видео очки YesVR Classic. Компактное и стильное устройство специально разработано для совместного использования со смартфоном. Гаджет имеет опцию преобразования любого двухмерного изображения в 3D-формат и поддерживает панорамные 360-градусные видео.
Устройства дополненной реальности
В массовое производство ни один из концептов не пошел, но многие компании активно разрабатывают данное направление (к примеру, Microsoft Hololens). Идея заключается в том, что человек надевает обычные с виду очки, чуть более массивнее солнцезащитных, через которые четко видно окружающий мир. Но на изображение накладывается картинка или текст. Эта идея частенько эксплуатируется в художественных фильмах. Вспомните, хотя бы, Терминатора или Робокопа.
Очки виртуальной реальности
Очки виртуальной реальности, VR-очки – устройства, которым для работы нужен смартфон. Их еще называет держателями смартфонов. Такие гаджеты (за исключением Samsung Gear VR) не имеют встроенных датчиков. Управление осуществляется силами гироскопа, акселерометра и процессора смартфона. Не стоит ожидать от них суперкачества и полного погружения в виртуальный мир. Зато на рынке доступны самые разные VR очки, купить их можно буквально за несколько сотен рублей. К тому же, если пару лет назад в виртуальных очках можно было посмотреть разве что небольшой ролик о природе или мини-экскурсию по музею, то сегодня и Google Play, и iOS App Store предлагают десятки бесплатных игр и приложений, а на YouTube доступны сотни видео с меткой 3D или 360⁰.
Самый известный, простой и доступный их представитель – знаменитые гугловские картонные виртуальные очки Google Cardboard. Совместимы со всеми смартфонами, подходящего размера. Картонная выкройка, пара линз и магнитик, действующий как управляющая кнопка.
Очки шлем VR BOX тоже используется со смартфоном, но в отличие от картонных моделей, выполнены из легкого пластика. Очки VR BOX сочетают доступную цену и возможность настройки расстояния до экрана. Регулировка линз по горизонтали, левый боковой вход для наушников и раздвижная, вращающаяся передняя панель – все это доступно в VR BOX, купить очки можно в нескольких версиях. У модернизированной модели VR BOX 2.0 отличный дизайн – обтекаемый и стильный. Изнутри виртуальные очки VR BOX проложены мягкой тканью. Крепятся несколькими ремнями, которые идут в комплекте.
Более дорогие модели смартфонодержателей изготовлены из пластика или алюминизированного сплава, оснащены дополнительными функциями и системой ременной фиксации. Это самая многочисленная категория устройств погружения в виртуальную реальность.
Прежде чем купить ВР очки, убедитесь, что они будут работать с вашим смартфоном. Например, очки VR реальности Samsung Gear VR, которые совместимы только с самсунговскими смартфонами, причем исключительно из последнего модельного ряда (Note5, Galaxy S7, S6, S6 Edge, S6 Edge+, S7 Edge). Но зато обладатели этих смартфонов с крупным AMOLED экраном, смогут наслаждаться высококачественным изображением в разрешении 2560х1440. В корпус Samsung Gear VR встроен гироскоп, акселерометр и бесконтактные датчики.
Беспроводная гарнитура для виртуальных погружений Homido работает с любыми смартфонами с диагональю экрана от 4,5 до 6 дюймов. Разработана во Франции. В 2017 году презентовано второе поколение очков. VR очки виртуальной реальности имеют 100-градусный угол обзора, комплектуются фирменным боксом-переноской, успешно работают с Android-устройствами и iPhone 7 Plus. Пользователю предоставляется возможность настроить расстояние между линзами и фокусное расстояние. В комплекте специальная чистящая салфетка. Еще в ассортименте компании есть забавные складные ВР очки Homido Mini, представляющие собой две линзы со100-градусным полем зрения, за которыми в специальное крепление вставляется смартфон.
В линейке компании Xiaomi не одни VR очки для смартфона, а целая линейка. Плюс еженедельное обновление контента. К услугам пользователя открытая VR-платформа и множество игр и видео. В модели Xiaomi Mi VR 2 время отклика всего 16 миллисекунд и мощный процессор с частотой обновления 1600 Гц, а в комплекте беспроводной контроллер.
Молодая китайская компания GZ electronics, уже успевшая заработать имя на инновационных digital-гаджетах, выпустила гарнитуру VR Helmet GZ-VG7. В дополнение к небольшому весу, в эти ВР очки смартфон вставляется и извлекается молниеносно, благодаря оригинальной системе креплений.
Российский стартап FIBRUM собрал множество восторженных отзывов, еще до выхода в серийное производство. Ультралегкий компактный складной корпус, футуристический двухцветный дизайн, совместимость с любым смартфоном, диагональ экрана которого 4-6 см, широкий 110-градусный угол обзора, стеклянные линзы. Вдобавок к этому пользователю предлагается множество приложений, дополняемых новинками еженедельно.
Шлемы виртуальной реальности
Это совершенно самостоятельные устройства, не нуждающиеся в смартфоне. Все еще достаточно громоздкие, но обеспечивающие хорошую изоляцию от окружающего мира. Но они «привязаны» к игровой консоли (Sony PlayStation VR) или компьютеру (Oculus, HTC). В них интегрируют множество датчиков и экраны высокого разрешения. У них большой угол обзора по всем направлениям и высокая скорость частоты обновления кадра. Часто такие устройства нуждаются в контроллерах движения и требовательны к совместимому ПК. В комплекте с Oculus идет геймпад Xbox One.
Компания ACV позиционирует свой VR шлем HYPE SNR-FHD, как автономную интерактивную развлекательную систему. Шлем оснащен трекинговой системой, фиксирующей движения устройства и оригинальной системой линз. Благодаря программе комплексной обработки данных от гироскопа, магнитометра и акселерометра, шлем практически мгновенно реагирует на изменение головы, пользователя (повороты, наклоны) и тут же подстраивает картинку.
Основное достоинство шлемов виртуальной реальности в том, что они предлагают пользователю не ограничиваться взглядом со стороны. Не просто выбрать VR, купить и смотреть, а непосредственно участвовать в виртуальных событиях. Позиционный захват, осуществляющийся с помощью системы маркер-внешняя камера (Oculus) или лазерного слежения (HTC), позволяет перемещаться внутри параллельной реальности. Производители виртуальных шлемов, обычно, предлагают разноплановую линейку фирменных игр.
Практически все гарнитуры виртуальной реальности можно носить на очки для коррекции зрения. Многие модели предоставляют возможность отрегулировать расстояние между лицом и линзами. Там же, где этого сделать нельзя, очки могут давить на переносицу.
Если еще пару лет назад в сегменте топовых шлемов виртуальной реальности схлестнулись Oculus и HTC Vive, то сегодня игроков на рынке заметно прибавилось. HP объединились с Acer и анонсировали доступный шлем VR, цена которого, ориентировочно будет не более 400 долларов. Microsoft заключили партнерское соглашение с Dell и разрабатывают свою версию ВР очков. В Intel презентовали виртуальный шлем Project Alloy, а в Sony – PlayStation VR. Oculus обещает в ближайшем времени запустить в продажу шлем VR Santa Cruz. А HTC готовит обновленный Vive 2.
Компания IMAX в 2015 году вложила в подразделение, занимающееся VR-кинематографией и VR-аттракционы более 50 миллионов долларов. Весной 2016 года в Амстердаме открыли кинотеатр виртуального погружения. Зритель сидит в кресле, вращающемся на 360 градусов в виртуальном шлеме Samsung Galaxy Gear VR, в котором установлен смартфон Galaxy S6. Пока к просмотру доступны документальные фильмы про живую природу и, как ни странно, фильмы ужасов.
Из забавной игрушки, громоздкой и вызывающей приступы головной боли, очки виртуальной реальности очки выходят на более высокий уровень. Об их перспективах в области компьютерных игр и говорить не стоит. Полнейшее погружение, панорамная картинка, эффект живого присутствия – мечта любого игромана. Достоинства очков дополненной реальности оценили музейные работники. К ним внимательно присматриваются создатели обучающих курсов. Возможности погружения в трехмерное пространство пришлись по вкусу дизайнерам. Американская компания Firsthand Technology и российский стартап Homunculus разработали программы использования VR очков в терапевтических программах реабилитации пациентов.
Источник