Zawartość

• Definicja rzeczywistości wirtualnej
• Zobaczyć to uwierzyć
• Ruch i interakcja
• Moc dźwięku
• Moc wymagana do rzeczywistości wirtualnej
• Przyszłość rzeczywistości wirtualnej i Androida
• Zakończyć

Rzeczywistość wirtualna jest w tej chwili nowością w technologii. Google i wiele innych firm poświęciło wiele czasu (i pieniędzy) na rozwój technologii VR, takich jak Google Daydream i Samsung Gear VR. Ale jak to działa i jak będzie wdrażane w systemie Android? Dowiedzmy Się.

Definicja rzeczywistości wirtualnej

Rzeczywistość wirtualna pozwala zanurzyć się w wirtualnym świecie, w przeciwieństwie do zwykłych ekranów przed nim, które nie pozwalają na takie wrażenia. VR może obejmować 4 z 5 zmysłów, w tym wzrok, słuch, dotyk, a nawet zapach. Dzięki tej mocy VR może dość łatwo zabrać ludzi do wirtualnego świata. Jedynymi obecnymi problemami są dostępność takiego sprzętu i cena, po jakiej można go kupić. Google walczy z tym za pomocą Google Cardboard i ekosystemu Daydream. Ale w obecnej postaci wysokiej jakości VR nie jest możliwe bez wydawania sporej ilości gotówki na zakup potężnego komputera i zestawu słuchawkowego. Ponieważ ceny spadają na karty graficzne, które mogą uruchamiać VR na komputerach stacjonarnych przy wymaganych ustawieniach, a Google tworzy ekosystem Daydream, nie potrwa długo, zanim zawartość wysokiej jakości będzie łatwo dostępna.

Zobaczyć to uwierzyć

Lub nie, rzeczywistość wirtualna oszukuje twój mózg, aby uwierzyć, że jesteś w świecie 3D. Pierwszy sposób, w jaki VR to robi, to wyświetlanie stereoskopowe. Działa to poprzez wyświetlenie dwóch nieco różnych kątów sceny dla każdego oka, symulując głębię. To wraz z innymi sposobami symulowania głębokości, takimi jak paralaksa (dalsze obiekty wydają się poruszać wolniej), cieniowanie i techniki tworzą wrażenie życia. Przykład tego, jak wygląda wyświetlacz stereoskopowy, można znaleźć powyżej.

Jak widać, kąt broni jest nieco inny z każdej strony, podobnie jak celownik, ale kiedy w rzeczywistości włożysz zestaw słuchawkowy i zagrasz w grę, wszystko będzie idealnie dopasowane. Wygląd stereoskopowego ekranu różni się w zależności od platformy, ponieważ każdy zestaw słuchawkowy różni się dość sposobem wyświetlania treści, powyższy obraz pochodzi z gry stworzonej dla Google Cardboard przy użyciu silnika Unreal Engine.

Vive i Rift to dwa najbardziej znane urządzenia VR obecnie dostępne na rynku.

Różne platformy VR mają również różne specyfikacje samych zestawów słuchawkowych. Zarówno HTC Vive, jak i Oculus Rift mają wyświetlacze 90 Hz, podczas gdy Playstation VR ma wyświetlacz 60 Hz. Zasadą jest, aby liczba klatek na sekundę odpowiadała częstotliwości odświeżania monitora, dlatego zaleca się, aby Vive i Rift utrzymywały 90 FPS, podczas gdy PSVR utrzymuje 60 FPS. Mobile to inna historia, ponieważ różne telefony mają różne rozdzielczości, ale celem jest utrzymanie co najmniej 60 FPS. Zajmiemy się dokładnie tym, co to oznacza dalej.

Więcej informacji na temat działania FPS i częstotliwości odświeżania, FPS i częstotliwości odświeżania monitora to dwie odrębne rzeczy niezależne od siebie. Klatki na sekundę to szybkość, z jaką Twój procesor graficzny może wyświetlać obrazy na sekundę. 60 FPS oznacza, że ​​GPU wysyła 60 obrazów na sekundę. Częstotliwość odświeżania monitora to szybkość, z jaką monitor może wyświetlać obrazy na sekundę, mierzona w hercach (Hz). Oznacza to, że jeśli grasz w grę, a liczba klatek na sekundę wynosi 120, ale częstotliwość odświeżania monitora wynosi 60 Hz, będziesz mógł wyświetlić tylko 60 klatek na sekundę. Zasadniczo tracisz połowę swoich klatek, co nie jest dobre, ponieważ może wystąpić „łzawienie”.

Łzawienie to zjawisko polegające na rozpadaniu się obiektów w grze na kilka części i wyświetlaniu ich w dwóch różnych lokalizacjach wzdłuż osi X, co daje efekt łzawiący. W tym miejscu pojawia się synchronizacja pionowa (VSync). Ogranicza to liczbę klatek na sekundę do częstotliwości odświeżania monitora. W ten sposób żadne ramki nie zostaną utracone, a przez to nie nastąpi rozrywanie. Dlatego, aby uzyskać najlepszą jakość VR, należy uzyskać tę samą liczbę klatek na sekundę i częstotliwość odświeżania, w przeciwnym razie może wystąpić choroba.

• HTC Vive - wszystko, co musisz wiedzieć
• Oculus Rift - wszystko, co musisz wiedzieć
• Google Daydream - wszystko, co musisz wiedzieć

Daydream reprezentuje przyszłość mobilnej VR.

Istnieją również inne elementy, które wpływają na całą rzeczywistość VR, w tym pole widzenia (FOV) i opóźnienie. Odgrywają one istotną rolę w naszym postrzeganiu VR, a jeśli nie są wykonane poprawnie, mogą również powodować chorobę lokomocyjną. Spójrzmy.

Pole widzenia to zasięg widzialnego świata, który można zobaczyć w dowolnym momencie. Na przykład ludzie mają około 180 stopni pola widzenia podczas patrzenia przed siebie i 270 stopni z ruchem oka. Jest to ważna funkcja w VR, ponieważ będziesz nosić zestaw słuchawkowy, aby przenieść Cię do wirtualnego świata.

Ludzkie oko jest bardzo dobre w zauważaniu niedoskonałości wzroku, a widzenie tunelowe jest przykładem takich zjawisk. Nawet jeśli zestaw VR ma pole widzenia 180 stopni, nadal możesz zauważyć różnicę. Zarówno Vive, jak i Rift mają FOV 110 stopni, Cardboard 90, GearVR 96, a pogłoski mówią, że Daydream może mieć aż 120. To powinno, ogólnie rzecz biorąc, znacznie wpłynąć na wrażenia VR i może stworzyć lub złamać pewien zestaw słuchawkowy dla ludzi, nie wspominając o żadnych problemach zdrowotnych, które będziemy omawiać później.

Niespełnienie akceptowalnej liczby klatek na sekundę, FOV lub opóźnienia może spowodować chorobę lokomocyjną.

Opóźnienie jest również czynnikiem, który może tworzyć lub łamać VR, przy czym wszystko, co trwa ponad 20 milisekund, nie jest wystarczająco szybkie, aby oszukać mózg, aby myśleć, że jesteś w innym świecie. Istnieje wiele zmiennych, które ulegają opóźnieniu, w tym procesor, GPU, ekran, kable i tak dalej. Średnie opóźnienie ekranu wynosi około 4-5 ms, w zależności na przykład od ekranu. Czas potrzebny na przełączenie pełnego piksela to kolejne 3 ms, a silnik może również zająć kilka sekund. Z zaledwie trzema zmiennymi, w niektórych przypadkach patrzysz na opóźnienia w podwójnych cyfrach. Kluczem do zmniejszenia opóźnień jest częstotliwość odświeżania monitora. Wzór jest następujący: 1000 (ms) / częstotliwość odświeżania (hz). Chociaż problem opóźnienia można rozwiązać za pomocą monitora o częstotliwości 90 Hz zamiast monitora o częstotliwości 60 Hz, nie jest to tak łatwe, jak omówiliśmy. Później porozmawiamy o wymaganiach sprzętowych dla rzeczywistości wirtualnej.

Niespełnienie akceptowalnej liczby klatek na sekundę, FOV lub opóźnienia może spowodować chorobę lokomocyjną. Dzieje się tak na tyle, aby w rzeczywistości można nazwać własną nazwę, zwaną „cyberprzestępczością”. Wszystkie trzy z tych koncepcji należy spełnić, aby ograniczyć zmiany w cyberprzestrzeni. Bez prawidłowej liczby klatek na sekundę z częstotliwością odświeżania wyświetlacza możliwe jest pomijanie klatek, mikro jąkanie i opóźnienie. Opóźnienie może być nawet większym problemem, ponieważ opóźnienie ruchu i interakcji spowodowane jest powolnym czasem reakcji sprzętu, możliwe jest całkowite utratę orientacji i dezorientacja. Pole widzenia, choć ważne, nie powinno powodować tylu problemów, jak inne wspomniane, ale na pewno odbierze to doświadczenie i może spowodować dezorientację.

Ruch i interakcja

Jest to prawdopodobnie jedna z najważniejszych części rzeczywistości wirtualnej. Rozglądanie się po przestrzeni 3D to jedna rzecz, ale możliwość poruszania się po niej oraz dotykania i interakcji z obiektami to zupełnie inna gra w piłkę. W Androidzie akcelerometr, żyroskop i magnetometr telefonu służą do poruszania się zestawu słuchawkowego. Akcelerometr służy do wykrywania ruchu trójwymiarowego, a żyroskop służy do wykrywania ruchu kątowego, a następnie magnetometru określającego położenie względem Ziemi.

Korzystając z tych czujników, Twój telefon może dokładnie przewidzieć, gdzie patrzysz w danym momencie podczas korzystania z VR. Wraz z ogłoszeniem Google Daydream użytkownicy Androida VR będą mogli używać osobnego telefonu jako kontrolera do poruszania się i interakcji w środowisku. Komputer stacjonarny VR, taki jak HTC Vive lub Oculus Rift, używa kontrolera lub kontrolerów przypominających Wiimote do różnych celów. Korzystając z wizji komputerowej (wyjaśnionej tutaj), dokładność VR można znacznie poprawić, ustawiając kamery i inne czujniki w pomieszczeniu, w którym używasz zestawu VR.

Zestawy VR mogą mieć specjalne kontrolery, jak wspomniano wcześniej, ale jak dokładnie działają? Patrząc na HTC Vive, w zestawie znajdują się dwa czujniki podczerwieni i dwa kontrolery, łącznie 70 różnych czujników z zestawem słuchawkowym. Wszystko to śledzi ciebie i twoich kontrolerów, pozwalając ci swobodnie poruszać się po pokoju podczas grania w gry. Zauważ, że kontrolery Vive mają wycięcie koła? Jest to bardziej niż prawdopodobne w celach śledzenia. Oculus Rift oferuje inne wrażenia przy użyciu blisko tej samej technologii.

Po rozpakowaniu Rift używa kontrolera Xbox One. Istnieje jednak opcjonalny zestaw kontrolerów, które oferują podobną funkcjonalność do Vive, znanego jako „Touch by Oculus”. Te dwa kontrolery zmieniają rozmieszczenie przycisków kontrolera One na coś, co można określić tylko jako uchwyty z dużymi pierścieniami zakrywającymi palce. Oculus zachowuje sposób, w jaki działają one w ciasnych opakowaniach, ale pakiet zawiera dwa czujniki podobne do Vive, więc prawdopodobnie działają one w podobny sposób, mogą również mieć akcelerometry i żyroskopy.

Moc dźwięku

Doświadczenie nie byłoby kompletne bez dźwięku. Ponieważ jest to świat wirtualny, chcesz, aby dźwięk był jak najbardziej zbliżony do prawdziwego życia. Odbywa się to za pomocą dźwięku przestrzennego, znanego również jako dźwięk 3D, który jest wirtualnym umieszczeniem dźwięku w trójwymiarowym środowisku emulującym dźwięki pod różnymi kątami. Zrobiłem szybką reprezentację w Unreal Engine, aby pokazać, jak różne głośniki można umieścić w środowisku, aby emulować różne dźwięki dochodzące z dowolnego miejsca na scenie. Dzięki tej technologii rzeczywistość wirtualna staje się bardziej wciągająca i ogólnie poprawia jakość VR.

Moc wymagana do rzeczywistości wirtualnej

W szczególności na komputerze wirtualna rzeczywistość wymaga dużej mocy, aby zapewnić płynne i spójne wrażenia. W rzeczywistości większość osób posiadających komputery nie jest w stanie korzystać z wirtualnej rzeczywistości, ponieważ ich komputery nie są wystarczająco wydajne.Steam zaleca Intel i5 Haswell lub nowszy oraz Nvidia GTX 970 lub AMD Radeon R9 290, aby zapewnić płynne działanie.

Głównym problemem związanym ze sprzętem jest to, że w przypadku Vive i Rift komputer nie musi po prostu uruchamiać gry 1080p przy 60 FPS, musi działać w wyższej rozdzielczości przy 90 FPS. Większość sprzętu nie może tego zrobić.

Okazuje się, że istnieje bardzo ograniczona liczba komputerów z tymi specyfikacjami lub lepszymi, więc to bardziej niż prawdopodobne spowolni przyjęcie VR na pulpicie. Jednak w przypadku urządzeń mobilnych żaden telefon z Androidem KitKat (4.4) lub nowszym nie powinien mieć żadnych problemów z podstawową funkcjonalnością VR. Jednak funkcje Daydream wymagają co najmniej Nexusa 6P w momencie pisania.

Przyszłość rzeczywistości wirtualnej i Androida

Google jest liderem, jeśli chodzi o VR na urządzeniach mobilnych. Dostępny teraz Google VR SDK i NDK pozwalają na bardzo potężne tworzenie VR, a wraz z wydaniem Google Daydream w tym roku, mobilna VR zobaczy kolejny skok w tym, co jest możliwe. Samsung odniósł również sukces z Gear VR. Silniki innych firm również integrują Google VR ze swoimi silnikami. Unreal Engine obsługuje teraz Google VR w wersji 4.12, a Unity jest również przystosowany do Google VR i Daydream.

Zakończyć

Rzeczywistość wirtualna ma duży potencjał, a dzięki niższym cenom i większemu naciskowi ze strony firm VR może być wielkim sukcesem. Sposób działania VR to bardzo inteligentne połączenie różnych technologii, które współpracują ze sobą, aby zapewnić wspaniałe wrażenia. Od stereoskopowych punktów widzenia po dźwięk 3D, VR jest teraz przyszłością i może być tylko lepszy. Daj nam znać w komentarzach, jeśli uważasz, że VR to kolejna wielka rzecz! Bądź na bieżąco i źródło VR dla wszystkiego VR! /