ГлавнаяТелекомСтатьиПогружение в виртуальную реальность! Когда это будет возможно?

Погружение в виртуальную реальность! Когда это будет возможно?

Термин «виртуальная реальность» уходит своими корнями в начало 90-х годов прошлого года, правда, тогда это понятие больше ассоциировалось с фантастическими фильмами в жанре киберпанк. Но уже в то время на полках западных магазинов стали появляться устройства, представленные как инструменты для VR (Virtual Reality). Вид их был очень несуразен, а цены надолго отпугивали рядовых покупателей. Шли годы, индустрия технологий развивались бурными темпами, однако, трудно было сказать, что производители ставили в число своих приоритетных задач совершенствование устройств виртуальной реальности. Конечно, в рамках закрытых военных и исследовательских проектов работа над VR продолжалась, однако, массовый потребитель довольствовался разве только редкими, дорогостоящими и утомляющими глаза моделями «очков для виртуальной реальности». Но за последний год интерес индустрии к VR возрос настолько, что можно говорить о возрождении и даже перерождении данного рынка. Но прежде, чем мы познакомимся с уже доступными и готовящимся к выходу моделями, давайте разберемся, что именно представляют собой данные устройства или, как их принято называть, шлемы виртуальной реальности (Head Mounted VR-Display, HMD).

Zeiss VR One 1

Большинство HMD-устройств — это небольшой компьютерный экран, интегрированный в головной шлем. Инженерная мысль в данном случае заключается в том, что изображение всегда будет находиться перед глазами пользователями, независимо от положения головы. Как правило, экранов в таких шлемах бывает установлено два, отдельно для каждого глаза. Но это не является правилом. В современных VR-шлемах используются LCD-экраны, хотя первые прототипы предусматривали еще старую технологию CRT. Ряд производителей уже начал выпуск моделей с LED-экранами, а также на базе экранной технологии Virtual Retinal Displays (VRD, виртуальный ретина-дисплей), разработанной специально для шлемов. Правда, в настоящее время VRD еще не полностью оправдывают себя в виду ограничений на передаваемую яркость и контрастность. К тому же эта технология пока что довольно дорога. В большинстве случаев в VR-шлемы встраиваются наушники и микрофон для полноценной передачи звуковой информации. Одной из основных составляющих HMD-устройств также являются гироскопические датчики, позволяющие фиксировать положение головы в пространстве и благодаря этому формировать нужное изображение от первого лица. Стоит также отметить, что для получения эффекта погружения и создания виртуальной реальности в учебных и промышленных целях уже могут использоваться не только шлемы и очки, а большие проекционные системы, например, CAVE-дисплеи. Схожая система используется, например, для создания трехмерного пространства в авиационных тренажерах (читайте наш репортаж из Национальной Академии Авиации в февральском номере InfoCity за этот год).

Пионером в области производства виртуальных шлемов стала компания Forte, представившая в 1994 году на выставке CES свое HMD-устройство под названием VFX-1. Оно было оснащено двумя встроенными экранами, трехпозиционными датчиком положения головы и стерео-наушниками. Целевой аудиторией гаджета были геймеры, однако, в то время число игр с трехмерной графикой было весьма ограничено. Кроме того, шлем VFX-1 очень быстро утомлял глаза, так как использовал технологию на базе электронно-лучевых трубок. Спустя несколько лет Forte была приобретена компанией Vuzix и под новым брендом на рынке появилась обновленная модель VFX3D с более высоким разрешением. В течение последующих нескольких лет компания переориентировалась на выпуск оборудования для военных и медицинских целей, но уже в 2011 году объявила о том, что работает над очками для дополненной реальности (AR, Augmented Reality) под названием Star 1200. Встроенный в очки дисплей соответствовал экрану телевизора диагональю 75”, просматриваемому с расстояния трех метров. При этом заявленная цена устройства выглядела астрономической и составляла порядка 5000 долларов. Интересно, что после выпуска устройства, в описании на официальном сайте был сделан уклон не столько на возможности Augemented Reality, как «непередаваемое впечатление при просмотре фильмов в высоком качестве». В настоящее время выпуск Star 1200 приостановлен по вполне объективным причинам — он просто не нашел покупателей.

VUZIX CORPORATION STAR 1200 XL

Также, в числе первых производителей, кто попытался занять данную нишу в конце прошлого века, стал индустриальный гигант Sony, представивший в 1997 году устройство под названием HMD Glasstron. Стоит отметить, что сенсор положения головы для этого шлема продавался отдельно. Возможности шлема были продемонстрированы на примере игры в MechWarrior 2, где управляя роботом можно было ощутить себя в кабине «пилота». Позже компания Sony представила еще несколько моделей шлемов и 3D-очков, ориентированных на просмотр фильмов.

HMD Glasstron

В последующие несколько лет очки и шлемы виртуальной реальности выпускались лишь для того, чтобы удовлетворить капризы заядлых геймеров. В продажу поступали модели и от мирового производителя графических процессоров NVIDIA (очки 3D Vision), но они требовали соответствующей поддержки видеокарт. Массовое возрождение 3D-технологий в киноиндустрии в начале второго десятилетия XXI века, а также рост реалистичности виртуальных миров, которые способны воссоздать современные видеокарты для домашних компьютеров, в конечном итоге послужили тому, что интерактивное погружение в происходящее по ту сторону монитора стало можно представить совершенно по-новому.

Oculus Rift

AFP 461621859 A SCI TCG USA NV

В 2012 году малоизвестная компания Oculus представила на краудфандинговом сайте Kickstarter проект шлема виртуальной реальности с широким полем зрения и возможностью полного погружения под названием Rift. Разработчикам всего за месяц удалось собрать около 2,5 млн. долларов на Kickstarter и порядка 90 млн. долларов от других инвесторов. Первая версия шлема была выпущена в ограниченном тираже и продавалась исключительно для разработчиков приложений примерно за 300 долларов. Большой интерес к устройству проявил основатель студии id Software Джон Кармак. На одной из игровых выставок он заявил о планирующемся выходе легендарной игры Doom с поддержкой очков Oculus. А 25 марта 2014 года компания Facebook заключила сделку по приобретению проекта Oculus за 2 млрд. долларов, при этом глава Facebook Марк Цукерберг объявил, что видит в Oculus Rift и устройствах виртуальной реальности основу для нового поколения компьютерных технологий, которое придет на смену смартфонам. Вторая версия шлема Rift (DK2) стала доступна для разработчиков в июле 2014 года. В массовые сети продаж Oculus Rift должен поступить в конце 2014 или начале 2015 года, однако, принцип и характеристики устройства уже обнародованы разработчиками, у которых устройство находится на тестировании.

Oculus Rift 2

В первой версии шлема (DK1) для подключения к компьютеру использовался разъем DVI, а также была предусмотрена возможность подключения по кабелю HDMI. Передача данных и подача питания осуществлялась через порт USB. Все кабели подключались к компактному внешнему контроллеру, соединенному с очками лишь одним проводом. Во второй же модели от внешнего контроллера отказались. Теперь шлем подключается только активным HDMI-кабелем и по USB. В отличие от телевизионных 3D-технологий, в Oculus Rift для формирования стереоэффекта не используются затворы или поляризаторы. Изображения для каждого глаза выводятся на один дисплей, а затем геометрия изображения корректируется при помощи линз для увеличения поля зрения. В первых прототипах шлема использовался LCD-дисплей с диагональю 5,6”, однако после успешной кампании на Kickstarter, было решено использовать 7” дисплей, из-за чего новая модель стала несколько больше. Стереоскопический эффект на новом дисплее усилен из-за того, что поле зрения для правого и левого глаза не перекрываются на 100 %. Для левого глаза доступен небольшой дополнительный фрагмент картинки слева, а для правого — справа, что приближает изображение в Rift к тому, что при нормальных условиях видит человеческий глаз. Поле зрения имеет размеры 1100 по диагонали, что примерно в 2 раза больше, чем у массово производившихся ранее видеоочков и шлемов виртуальной реальности. Разрешение дисплеев новой версии Oculus Rift соответствует Full HD 1080p (ранее разрешение составляло 1280×800 пикселей). Как заявляют производители, в потребительской версии оно будет еще выше. Вес шлема составляет всего 380 гр. Устройство требует индивидуальной настройки для использования, а также разовой предварительной калибровки магнитного сенсора. В шлеме Rift также предусмотрена внешняя инфракрасная камера для дополнительного отслеживания позиции головы в пространстве. Шлем Rift был протестирован с такими видеоиграми как Half-Life 2, Team Fortress 2, Mirror’s Edge, War Thunder, Euro Truck Simulator 2, Minecraft, Live For Speed и другие, однако, с полным перечнем доступных игр мы сможем ознакомиться только после официального поступления устройства в продажу.

Sony Project Morpheus

Sony Project Morpheus

Помимо устройств от Oculus, в списке интересных разработок числится Project Morpheus — проект компании Sony по созданию собственного шлема виртуальной реальности для игровой приставки PlayStation. Первая информация о Morpheus появились в сентябре 2013 года, когда соответствующие патенты компании были обнаружены в реестре США. Официальная презентация устройства состоялась 18 марта 2014 года на игровой конференции Game Developers Conference. Шлем получил название Project Morpheus VR, однако, в руках компании на тот момент был лишь прототип устройства. Разработчики, которым удалось вживую ознакомиться с VR сообщили, что качество изображения модели от Sony пока что уступает Oculus Rift, а эффект погружения у последнего выше. Тем не менее, сами же создатели Oculus Rift положительно отозвались о проекте Sony, отметив, что подобная поддержка виртуальной реальности от столь крупной компании поможет всеобщему развитию технологии. Пока в Sony не называют цен и точных дат выхода виртуального шлема, ряд игровых студий уже приступил к адаптации своих разработок под требования нового гаджета. Например, создателями игры EVE: Valkyrie заявлена поддержка Project Morpheus в версии игры для PlayStation 4, а разработчики игры EverQuest Next высказали большую заинтересованность в проекте, хоть их игра и создается пока только для настольных компьютеров.

Виртуальные шлемы из смартфона

Пока создатели Oculus Rift и Sony VR работают над совершенствованием самых ожидаемых устройств виртуальной реальности, другие производители сообщают о готовящемся выпуске их аналогов. Среди них стоить отметить и такое гибридное устройство, как Samsung Gear VR. В этом гаджете, анонсированном на прошедшей в сентябре выставке IFA 2014, в роли дисплея в шлеме виртуальной реальности предполагается использовать смартфон Samsung GALAXY Note 4. В конструкции устройства разработчиками предусмотрен отсек, куда пользователь должен будет установить смартфон с 5,7” дисплеем Super AMOLED и разрешением 2560х1440 пикселей. Gear VR обеспечивает поле зрения в 960. Предусмотрена возможность регулировки фокуса для пользователей с близорукостью и дальнозоркостью. Поставки Samsung Gear VR стартуют уже в начале следующего месяца, а по сообщениям ряда корейских источников, его цена составит приблизительно 190 долларов. Разумеется, в цену не включен смартфон GALAXY Note 4.

Samsung-Gear-VR-infographic

Аналогичное Samsung Gear VR устройство готовится выпустить к концу года и немецкая компания Zeiss, специализирующаяся в области оптики. Новый проект назван VR One и в отличие от Gear VR он теоретически может функционировать с любым смартфоном с диагональю дисплея от 4,7” до 5,2”. Для оптимального расположения экрана сотового аппарата по отношению к оптическим элементам шлема VR One служат специальные лотки, спроектированные под конкретную модель смартфона. Поначалу они будут доступны для iPhone 6 (4,7”) и GALAXY S5 (5,1”). VR One обеспечивает угол поля зрения в 1000. Поместив смартфон внутрь шлема, пользователи смогут по-прежнему подключать аудиоаксессуары. Поначалу Zeiss предложит для VR One два сопутствующих приложения для просмотра 2D- и 3D-контента, совместимых с операционными системами Android и iOS, а для сторонних разработчиков будет доступен SDK-комплект. Свой гаджет Zeiss оценил в 100 долларов.

Zeiss VR One 1

И совсем недавно французский производитель бытовой электроники Archos представил собственный вариант шлема виртуальной реальности, использующего для отображения материалов дисплей обычного смартфона. Модель VR Glasses имеет конструкцию, аналогичную Samsung Gear VR и Zeiss VR One, и работает со смартфонами под управлением Android, Windows Phone или iOS с диагональю дисплея до 6”. Шлем Archos VR Glasses позволит просматривать стереоскопические видеоматериалы и работать с различными приложениями виртуальной реальности, а с дополнительным Bluetooth-манипулятором можно будет играть и в 3D-игры. Для достижения наилучшего качества стереоскопической картинки вкупе с VR Glasses рекомендуется применять смартфоны, оснащенные дисплеем формата Full HD (1920х1080 пикселей) с диагональю около 5” и процессором с четырьмя или большим числом ядер. Ожидается, что в продажу шлем Archos VR Glasses поступит уже в этом месяце по цене, которая составит всего лишь 30 долларов, что гораздо дешевле, чем рассмотренные выше гаджеты от Samsung и Zeiss. В любом случае, сравнивать эти устройства на данный момент можно только теоретически.

Шлем виртуальной реальности в домашних условиях

Корпорация Google на прошедшей в июне этого года ежегодной конференции Google I/O представила весьма оригинальную разработку — шлем виртуальной реальности Cardboard, который можно собрать буквально из подручных материалов. Cardboard состоит из картонного каркаса, пары двояковыпуклых линз, магнитов и липучек. Дополнительно изделие может быть оснащено чипом беспроводной высокочастотной связи малого радиуса действия NFC. На официальном сайте проекта https://developers.google.com/cardboard/ Google предлагает инструкцию, объясняющую, как из куска картона размером 22х56 см изготовить каркас для будущего шлема. Далее, в специальные прорези нужно установить линзы, а перед ними разместить смартфон, работающий под управлением операционной системы Android. На устройство необходимо установить бесплатное приложение Cardboard, предназначенное для отображения на экране смартфона двух картинок: для левого и правого глаз. При их просмотре через картонный шлем создается 3D-эффект. Приложение разделяет картинку на стереопару и даже отслеживает положение головы. Cardboard можно использовать, например, при работе с сервисом Street View или видеохостингом YouTube. Полная совместимость приложения и самодельного VR-шлема гарантирована на смартфонах Google Nexus 4 и 5, Motorola Moto X, Samsung Galaxy S4 и S5, а также Samsung GALAXY Nexus.

Cardboard VR

Виртуальная реальность без шлема

В то время, как многие производители сконцентрировались на воссоздании виртуальной реальности посредством устройств в виде очков и шлемов, высокотехнологическое подразделение в Microsoft Research работает над развитием проекционной технологии под названием RoomAlive. Изначально проект назывался IllumiRoom и представлял комплект из специального устройства, подключаемого к консоли XBOX, который расширял границы телевизора, показывая игровые объекты за его пределами с помощью проекционной системы. Однако, RoomAlive пошел дальше и предлагает полностью отказаться от обычного экрана, превращая всю жилую комнату в виртуальный интерактивный полигон. RoomAlive совмещает в себе сенсоры Kinect и проекционную систему, которые вместе позволяют человеку взаимодействовать с игровыми объектами. Для того, чтобы определять точное положение пользователя в пространстве и изменять окружающую его виртуальную реальность, в RoomAlive используется шесть комплектов Kinect. Но пока что RoomAlive очень далек от коммерческой реализации. Вполне вероятно, что технология так и останется прототипом, способным лечь в основу других разработок Microsoft.

Microsoft RoomAlive

Недостатки виртуальной реальности

Как бы это странно не звучало, но использование современных шлемов виртуальной реальности может вызывать рябь в глазах, морскую болезнь и даже тошноту. Особенно сильно эффекты выражены при первом опыте использования подобных устройств. Одна из причин побочных эффектов заключается в большой задержке между поворотами головы и обновлением изображения на дисплее перед глазами. Для решения этой проблемы требуется использовать сенсор с высокой частотой дискретизации и специальные программные технологии. Работа по устранению подобных недостатков ведется и, например, разработчики проекта Oculus Rift заявляют, что в новых продуктах данная проблема сведена к минимуму. Другой вопрос погружения в виртуальную реальность — это процесс управления. Клавиатура, мышка и традиционные джойстики сбивают пользователя с толку, разрушают иллюзию. Они принадлежат другой системе координат. Производители виртуальных гаджетов, конечно, осведомлены об этом, и в своих исследовательских центрах, наверняка, уже работают над проектами, учитывающими подобные нюансы, но как скоро рядовой потребитель сможет на 100% воссоздать виртуальную реальность в домашних условиях, пока не знает никто.

Новые серверы HP ProLiant Gen9 для решения ваших новых задач
Intel представляет новую платформу для Интернета вещей
Оформление подписки
Оформить подписку на журнал InfoCity вы можете заполнив приведенную
ниже форму. Стоимость одного выпуска — 2 маната.
Ваше имя
Адрес доставки журнала и номер телефона для контактов
Число месяцев подписки
Благодарим вас за подписку!