Saturs

• Virtuālās realitātes definīcija
• Redzēt ir ticēt
• Kustība un mijiedarbība
• Skaņas spēks
• Virtuālajai realitātei nepieciešamā jauda
• Virtuālās realitātes un Android nākotne
• Satīt

Virtuālā realitāte šobrīd ir karstā jaunā lieta tehnoloģiju jomā. Google un vēl daudz citu uzņēmumu ir ieguldījuši daudz laika (un naudas) VR tehnoloģijas attīstībā, piemēram, Google Daydream un Samsung Gear VR. Bet kā tas darbojas un kā tas tiks ieviests ar Android? Noskaidrosim.

Virtuālās realitātes definīcija

Virtuālā realitāte ļauj lietotājam iegremdēties virtuālajā pasaulē, atšķirībā no parastajiem ekrāniem lietotāja priekšā, kas nepieļauj šādu pieredzi. VR var ietvert 4 no 5 maņām, ieskaitot redzi, dzirdi, pieskārienu un, iespējams, pat smaku. Izmantojot šo iespēju, VR diezgan viegli var aizvest cilvēkus uz virtuālo pasauli. Vienīgās pašreizējās problēmas ir šādas aparatūras pieejamība un cena, par kādu to var iegādāties. Google to cīnās ar Google Cardboard un Daydream ekosistēmu. Bet pašreizējā situācijā augstas kvalitātes VR nav iespējams, iztērējot diezgan daudz naudas, lai iegūtu jaudīgu datoru un austiņas. Tā kā cenas pazeminās grafikas kartēm, kuras darbina galddatoru VR vajadzīgajos iestatījumos, un, Google izveidojot Daydream ekosistēmu, ilgs laiks nebūs pieejams, kamēr augstas kvalitātes saturs būs viegli pieejams.

Redzēt ir ticēt

Vai nē, virtuālā realitāte liek jūsu smadzenēm ticēt, ka atrodaties 3D pasaulē. Pirmais veids, kā VR to dara, ir ar stereoskopisko displeju. Tas darbojas, parādot divus nedaudz atšķirīgus ainas leņķus katrai acij, imitējot dziļumu. Tas kopā ar citiem veidiem, kā imitēt dziļumu, piemēram, parallaks (šķiet, ka tālākie objekti pārvietojas lēnāk), ēnojums un tehnikas rada gandrīz dzīvi līdzīgu pieredzi. Iepriekš atrodams stereoskopiskā displeja piemērs.

Kā redzat, ieroča leņķis katrā pusē ir nedaudz atšķirīgs, tāpat kā krustu šķērsgriezums, bet, kad jūs faktiski uzliekat austiņas un spēlējat spēli, viss sakrīt perfekti. Stereoskopiskā ekrāna izskats dažādās platformās atšķiras, jo katra austiņa nedaudz atšķiras tajā, kā tiek attēlots saturs. Iepriekš minētais attēls ir no spēles, kas paredzēta Google kartonam, izmantojot Unreal Engine.

Vive un Rift attēlo divas pazīstamākās VR ierīces, kas šobrīd ir tirgū.

Dažādām VR platformām ir arī dažādas specifikācijas pašās austiņās. Gan HTC Vive, gan Oculus Rift displejiem ir 90Hz, savukārt Playstation VR ir 60Hz displeji. Īkšķa noteikums ir tāds, ka vēlaties, lai kadri sekundē atbilstu monitora atsvaidzināšanas frekvencei, tāpēc ieteicams gan Vive, gan Rift uzturēt 90 FPS, bet PSVR - 60 FPS. Mobilais ir atšķirīgs stāsts, jo dažādiem tālruņiem ir atšķirīgas izšķirtspējas, taču mērķis ir saglabāt vismaz 60 FPS. Mēs nokļūsim tieši tajā, ko tas nozīmē nākamais.

Plašāk izpētot, kā darbojas FPS un atsvaidzināšanas frekvence, FPS un monitora atsvaidzes intensitāte ir divas atsevišķas, viena no otras neatkarīgas lietas. Kadri sekundē ir tas, cik ātri GPU var parādīt attēlus sekundē. 60 FPS nozīmē, ka GPU katru sekundi izvada 60 attēlus. Monitora atsvaidzes intensitāte ir tā, cik ātri monitors var parādīt attēlus sekundē, mērot hercos (Hz). Tas nozīmē, ka, ja jūs spēlējat spēli un FPS ir 120, bet monitora atsvaidzināšanas frekvence ir 60 Hz, jūs varēsit parādīt tikai 60 FPS. Jūs būtībā zaudējat pusi no saviem kadriem, kas nav laba lieta, jo var notikt “plīsumi”.

Saraušana ir parādība, kad objekti spēlē tiek sadalīti vairākos gabalos un tiek parādīti divās dažādās vietās pa X asi, nodrošinot asarošanas efektu. Šeit nāk vertikālā sinhronizācija (VSync). Tas ierobežo kadru ātrumu līdz monitora atsvaidzināšanas frekvencei. Tādā veidā netiek zaudēti kadri, un, savukārt, netiek piedzīvota plīsumi. Tāpēc vislabākajai VR pieredzei ir jāpanāk vienāds kadru frekvences un atsvaidzināšanas frekvences skaitlis, vai arī var rasties slimība.

• HTC Vive - viss, kas jums jāzina
• Oculus Rift - viss, kas jums jāzina
• Google Daydream - viss, kas jums jāzina

Daydream attēlo mobilā VR nākotni.

Ir arī citi komponenti, kas iekļaujas VR pieredzē, ieskaitot redzes lauku (FOV) un latentumu. Tiem ir liela loma tajā, kā mēs uztveram VR, un, ja tie netiek veikti pareizi, tie var izraisīt arī kustību slimības. Apskatīsim

Redzamības lauks ir redzamās pasaules mērogs, ko var redzēt jebkurā brīdī. Piemēram, cilvēkiem ir aptuveni 180 grādu FOV, skatoties taisni uz priekšu, un 270 grādi ar acu kustību. Šī ir svarīga VR iezīme, jo jūs valkāsit austiņas, lai jūs pārvestu virtuālajā pasaulē.

Cilvēka acs ļoti labi pamana redzes nepilnības, un tuneļa redze ir šādu parādību piemērs. Pat ja VR austiņām bija FOV 180 grādu leņķis, jūs joprojām varēsit pateikt atšķirību. Gan Vive, gan Rift ir 110 grādu FOV, kartonam ir 90, GearVR ir 96, un tiek baumots, ka Daydream var būt pat 120. Tam kopumā vajadzētu ievērojami ietekmēt VR pieredzi un tas varētu radīt vai salauzt noteiktas austiņas. cilvēkiem, nemaz nerunājot par visiem veselības jautājumiem, pie kuriem mēs nonāksim vēlāk.

Neatbilstot pieņemamam kadru ātrumam, FOV vai latentums var izraisīt kustību slimības.

Latentums ir arī faktors, kas var padarīt VR sabojātu vai sagraut to; kaut kas vairāk nekā 20 milisekundēs nav pietiekami ātrs, lai jūsu smadzenes pievilinātu domāt, ka atrodaties citā pasaulē. Ir daudz mainīgo, kas nonāk latentā laikā, ieskaitot CPU, GPU, ekrānu, kabeļus un tā tālāk. Ekrānam būs vidēja latentuma spēja, apmēram 4-5 ms, piemēram, atkarībā no ekrāna. Laiks, kas nepieciešams pilna pikseļa nomaiņai, ir vēl 3 ms, un motoram varētu būt nepieciešami arī daži. Izmantojot tikai trīs mainīgos lielumus, dažos gadījumos jūs uzlūkojat latentumu divciparu skaitļos. Latences samazināšanas atslēga ir monitora atsvaidzes intensitāte. Formula ir šāda: 1000 (ms) / atsvaidzes intensitāte (hz). Tātad, lai arī latentuma problēmu var atrisināt ar 90Hz monitoru, nevis 60Hz monitoru, tas nav tik vienkārši, kā mēs esam apsprieduši. Vēlāk mēs runāsim par personālā datora aparatūras prasībām virtuālajai realitātei.

Neatbilstot pieņemamam kadru ātrumam, FOV vai latentums var izraisīt kustību slimības. Tas notiek pietiekami, lai faktiski monētu savu vārdu, kas pazīstams kā “kiberslimība”. Visi trīs šie jēdzieni ir jāievēro, lai samazinātu kiberķermeņa izmaiņas. Ja nav pareizu kadru sekundē ar displeja atsvaidzināšanas ātrumu, ir iespējama kadru izlaišana, mikro stostīšanās un nobīde. Latentums var būt pat lielāka problēma, ja kustības un mijiedarbības kavēšanās, ko izraisa lēns aparatūras reakcijas laiks, var pilnībā zaudēt virziena izjūtu un dezorientēties. Skatu laukam, lai arī tas ir svarīgs, nevajadzētu izraisīt tik daudz problēmu kā citi minētie, bet tas noteikti atņems pieredzi un var izraisīt zināmu dezorientāciju.

Kustība un mijiedarbība

Tas neapšaubāmi ir viena no vissvarīgākajām virtuālās realitātes sastāvdaļām. Viena lieta ir vienkārši palūkoties 3D telpā, bet spēt tajā pārvietoties un pieskarties objektiem un mijiedarboties ar tiem ir pavisam cita bumba. Operētājsistēmā Android austiņu pārvietošanai tiek izmantots tālruņa akselerometrs, žiroskops un magnetometrs. Akselerometru izmanto, lai noteiktu trīsdimensiju kustību, un ar žiroskopu izmanto leņķiskās kustības noteikšanai, kam seko magnetometrs stāvokļa noteikšanai attiecībā pret Zemi.

Izmantojot šos sensorus, tālrunis var precīzi paredzēt, kur jūs skatāties noteiktā laikā, izmantojot VR. Ar paziņojumu Google Daydream Android VR lietotāji varēs izmantot atsevišķu tālruni kā kontrolieri, lai pārvietotos un mijiedarbotos vidē. Darbvirsmas VR, piemēram, HTC Vive vai Oculus Rift, dažādiem mērķiem izmanto vai nu kontrolieri, vai kontrolierus, kas atgādina Wiimote. Izmantojot datora redzi (paskaidrots šeit), VR precizitāti var ievērojami uzlabot, ja kameras un citi sensori ir uzstādīti telpā, kurā izmantojat VR austiņas.

VR austiņās var būt speciāli kontrolieri, kā minēts iepriekš, bet kā tieši tie darbojas? Skatoties uz HTC Vive, kastē ir divi infrasarkanie sensori un divi kontrolieri, kopā ar austiņām ir 70 dažādi sensori. Tas viss seko jums un kontrolieriem, ļaujot brīvi pārvietoties telpā, spēlējot spēles. Ievērojiet, kā Vive kontrolieriem ir apļa izgriezums? Tas ir vairāk nekā iespējams, tur izsekošanas nolūkos. Oculus Rift piedāvā atšķirīgu pieredzi, izmantojot gandrīz to pašu tehnoloģiju.

Izņemot kasti, Rift faktiski izmanto Xbox One kontrolleri. Bet ir arī izvēles kontrolieru komplekts, kas piedāvā līdzīgu funkcionalitāti kā Vive, kas pazīstams kā “Touch by Oculus”. Šie divi kontrolieri viena kontroliera pogas pārkārto uz tām, kuras var raksturot tikai kā priekšķermenes ar lieliem gredzeniem, kas nosedz pirkstus. Oculus uztur šo darbu zem stingriem iesaiņojumiem, bet paketē ietilpst divi sensori, kas līdzīgi Vive, tāpēc, domājams, tie darbojas līdzīgi, tiem var būt arī akselerometri un giroskopi.

Skaņas spēks

Bez audio šī pieredze nebūtu pilnīga. Tā kā šī ir virtuālā pasaule, vēlaties, lai audio būtu pēc iespējas tuvāk reālajai dzīvei. To veic telpiskais audio, pazīstams arī kā 3D audio, kas ir virtuāls skaņas izvietojums trīsdimensiju vidē, kas imitē skaņas no dažādiem leņķiem. Es ātri uzrādīju programmu Unreal Engine, lai parādītu, kā dažādus skaļruņus var ievietot vidē, lai atdarinātu dažādas skaņas, kas nāk no jebkuras skatuves vietas. Izmantojot šo tehnoloģiju, virtuālā realitāte kļūst par ieskaujošāku pieredzi un kopumā diezgan nedaudz uzlabo VR kvalitāti.

Virtuālajai realitātei nepieciešamā jauda

Īpaši darbvirsmā VR prasa daudz zirgspēku vienmērīgai, konsekventai lietošanai. Faktiski lielākā daļa cilvēku, kuriem pieder galddatori, nespēj izmantot virtuālo realitāti, jo viņu datori nav pietiekami jaudīgi.Steam iesaka Intel i5 Haswell vai jaunāku versiju un vai nu Nvidia GTX 970, vai AMD Radeon R9 290, lai vienmērīgi izmantotu pieredzi.

Galvenā problēma, ar kuru saskaras aparatūra, ir tāda, ka Vive un Rift personālajam datoram nav tikai jādarbina 1080p spēle ar ātrumu 60 FPS, bet tam jādarbojas ar augstāku izšķirtspēju ar 90 FPS. Lielākā daļa aparatūras to nevar izdarīt.

Izrādās, ka ir ļoti ierobežots datoru skaits ar šīm specifikācijām vai labāku, tāpēc tas vairāk nekā iespējams palēninās VR ieviešanu uz darbvirsmas. Tomēr mobilajām ierīcēm nevienam Android tālrunim ar KitKat (4.4) vai jaunāku nevajadzētu būt problēmām ar pamata VR funkcionalitāti. Daydream funkcijas rakstīšanas laikā tomēr prasa vismaz Nexus 6P.

Virtuālās realitātes un Android nākotne

Google ir bijis priekšplānā, kad runa ir par VR mobilajās ierīcēs. Tagad pieejamie Google VR SDK un NDK ļauj veikt ļoti jaudīgu VR attīstību, un, ja Google Daydream tiks izlaists vēlāk šajā gadā, mobilais VR redzēs vēl vienu lēcienu iespējamajā. Samsung ir guvis panākumus arī ar Gear VR. Trešo personu motori arī integrē Google VR savos dzinējos. Unreal Engine tagad atbalsta Google VR 4.12. Versijā, un Unity ir arī gatavs Google VR un Daydream.

Satīt

Virtuālajai realitātei ir daudz potenciāla, un ar zemākām cenām un lielāku uzņēmumu spiedienu VR var gūt lielus panākumus. VR darbība ir ļoti gudra dažādu tehnoloģiju kombinācija, kas darbojas kopā, lai radītu lielisku pieredzi. Sākot ar stereoskopiskiem skatpunktiem un beidzot ar 3D audio, VR tagad ir nākotne, un to var tikai uzlabot. Paziņojiet mums komentāros, ja jūs domājat, ka VR ir nākamā lielā lieta! Noteikti sekojiet līdzi VR avotam un visam VR! /