Как работает VR? Разбор

У VR есть такая особенность. Все, кто попробовал нормальный VR обязательно хотят подсадить на эту тему всех своих друзей и близких. Всё дело в том, что VR — это потрясающие ощущения, о которых невозможно рассказать. Это обязательно надо пробовать самому.

Но VR — это не только крутой опыт. Это еще и крутые технологи, которые какие-то 10 лет назад назвали бы фантастикой, а теперь они доступны нам в домашних условиях.

Сегодня мы расскажем вам про все крутые технологические фишки в современных VR-девайсах. А поможет мне в этом первая в мире модульная VR система — HTC Vive Cosmos Elite.

Трекинг

Как понимаете, подменить нашу реальность на виртуальную — задача непростая. Поэтому в мире VR применяются очень хитрые технологии. И первый интересный набор технологий, который используется в VR шлемах — это трекинг.

К трекингу в современных VR шлемах есть два кардинально разных подхода. Первый называется inside-out tracking или внутренний трекинг. Он работает незамысловато.

На шлеме размещаются несколько камер с широким углом обзора, которые отслеживают ваши контроллеры и положение шлема относительно предметов окружающей среды. А чтобы контроллеры точно были видны — они подсвечиваются. Плюс такого подхода, в том что он дешевый и простой в настройке и использовании.

Минус — такой трекинг не самый точный, а также камеры не могут фиксировать положение рук когда они вне обозрения — например, за спиной. А руки за спиной в VR-играх — это не редкость. Например, когда вы машете лазерным мечами like-a-pro в Beat Saber. Также там часто прячут инвентарь и тяжелое оружие.

Такая система трекинга используется в Oculus Rift S и Quest, а также у младшего HTC Vive Cosmos.

Другая система называется Lighthouse, что переводится на русский как маяк. Но проще всего систему назвать внешний трекинг. В ней маяки или базовые станции ставятся друг напротив друга очерчивая вашу игровую зону и поехали.

Сначала первая базовая станция мигает инфракрасным светом. Сразу за ним испускается широкий падающий лазерный луч. Каждое ИК-мигание это начало отсчета. И так 60 раз в секунду.

С момента получения первого мигания шлем и контроллеры начинают отсчет 1,2,3 и так далее. Затем их датчики улавливают лазерный луч. Но из-за смещения датчиков в пространстве один датчик уловит луч на отсчете 3, другой на 5, третий, например, на 11. И как раз базируясь на этой задержке в отсчете от датчиков и рассчитывается положение шлема и контроллеров в пространстве.

Внешний треккинг куда более точный и надежный. Но в начале немного времени придется потратить на установку маяков — я их поставил на штативы, но можно положить на полку или прикрепить к стене.

Такая система используется в Oculus Rift, Valve Index, HTC Vive первой волны, и в текущем HTC Vive Cosmos Elite. Но конкретно с Vive Cosmos есть нюансы.

В самом начале я вам сказал, что Vive Cosmos — это целая модульная экосистема. Которая состоит на данный момент состоит из двух предложений:

  • Обычный Cosmos
  • Премиальный Cosmos Elite

В обеих версиях используется один и тот же шлем, но в них используются разные модули. Так в базовой комплектации в шлеме установлена передняя панель с внутренним трекингом. На ней целых шесть камер с широким обзором на 310 градусов. Также в комплекте нет маяков и контроллеры соответственно там для внутреннего трекинга — светящиеся.

А в Elite в комплекте идут все модули для внешнего трекинга. Но весь прикол в том, что меняя модули одну модель можно превратить в другую.

Например, можно проапгрейдиться с младшей модели на старшую. А можно пойти дальше и подключить к старшей модели самые продвинутые контроллеры с трекингом всех пальцев Knuckles от Valve Index. Представляете, они прекрасно будут работать, если вы конечно где-то их найдёте.

Экраны

Следующая важная технология — это экраны. Критичным для экрана в VR является время задержки отображения. OLED-экраны самые быстрые, поэтому с них и началось освоение. Но с ними возникла другая проблема.

Дело в том, что когда вы используете VR шлем, ваши глаза находятся очень близко к дисплеям и крайне важно иметь очень высокое разрешение и плотность пикселей. Поэтому OLED-дисплеи для VR сегодня — не лучший выбор. В OLED диоды находятся на почтенном расстоянии друг от друга и используется PenTile-раскладка. Поэтому такие дисплеи выглядят зернистыми и появляется эффект москитной сетки. В будущем эти проблемы скорее всего решит microLED.

А пока лучший выбор для VR — это именно Super-Fast LCD. По сути, это тот же IPS только быстрый. Именно такой стоит в HTC Vive Cosmos Elite.

Второй важный параметр — это частота обновления она должна быть минимум 80 Гц, а лучше 90 или выше. Сейчас самая высокая частота у шлема Valve Index — 144 Гц, но на практике вряд ли вы найдет компьютер, который может выдавать такой FPS, ведь в VR нужно рендерить две разные картинки одновременно, для левого и правого глаза.

Что мы имеем в Vive Cosmos Elite? Те самые Super-Fast LCD дисплеи, частота обновления 90 Гц и самое высокое на потребительском рынке разрешение 1440 × 1700 пикселей для каждого дисплея, в итоге получается 2880 x 1700 пикселей.

В Valve Index и HTC Vive Pro разрешение немногим меньше — 1440 × 1600, то есть разница всего 100 пикселей в высоту. И кажется что это немного, но в VR-шлеме эта разница ощущается и в том числе играет в пользу угла обзора.

Это третий важный параметр в VR. Тут он 110 градусов благодаря линзам, которые наложены на экран для придания изображению сферической картины, привычной нашему глазу.

Чем больше угол обзора, тем меньше выражается эффект «экранного окна» и мы больше приближаемся к полному охвату человеческого зрения. Более того в HTC Vive Pro был OLED-экран, поэтому переход на IPS (Super Fast LCD) и увеличение разрешения тут очень заметны.

Еще одна крутая технология, о которой хотелось бы рассказать, сейчас есть в профессиональных решениях от HTC. Это система трекинга глаз — Vive Pro Eye и она позволяет реализовать технологию фовеального рендеринга.

Дело в том, что наш глаз видит четко только ту область куда он сфокусирован, все что вокруг он воспринимает чуть размыто. Зная, куда направлен взгляд в тот или иной момент, можно отображать эту область с максимально возможным качеством. А остальную область на экране можно не рендерить в полном качестве. В итоге такой лайфхак дает серьезной серьезное улучшение картинки при одинаковом железе. Это очень крутая технология. Сейчас даже научились отслеживать саккады.

Беспроводные технологии

Окей идём, дальше. Как вы считаете, что больше всего мешает погружению в виртуальную реальность. Думаете невысокое разрешение? Нет, это не так. Самое большое ограничение сегодня — провода!

И вот у HTC есть огромный козырь в рукаве. Существует беспроводной набор — VIVE Cosmos Wireless Adapter Attachment Kit. Эта штука работает на особенном стандарте Wi-Fi — 802.11ad. Это не Wi-Fi 6 и не Wi-Fi 5. Стандарт называется WiGig и работает он на частоте 60 ГГц, поэтому скорость фантастическая и нет задержек.

Правда батарейки хватает всего на 2 -2 ,5 часа игры, и в компьютер нужно вставить отдельную плату PCI express. Но в любом случае на сегодня это самое передовое решение, чтобы играть без проводов. И хоть конструкция кажется немного громоздкой, это дает совершенно новый опыт -полноценный VR без проводов.

Игры

Но самая главная VR-технология — это игры! Поэтому подрубаем всё и играем!

Один из Мифов VR, что не во что играть, а это вообще не так. У HTC есть свой сервис подписки Viveport. Cейчас там 1168 тайтлов, совместимых с Cosmos Elite. При этом 2 месяца подписки вам сразу дают в подарок. Но если сразу с головой пустить в VR, то это безусловно Half Life Alyx!

Поверьте мне, только ради этого одного стоит попробовать VR. Когда я впервые включил Alyx, я минут сорок стоял в первой локации на балконе кидал вниз банки разглядывал все вокруг и просто восторгался.

Многих волнует вопрос укачивания в шлемах виртуальной реальности. Проблема может возникать от нескольких параметров — низкая точность трекинга или например высокая задержка — тут с этим проблем нет. В играх, где вы стоите на месте, например, в том же Beat Saber, я сразу чувствовал себя комфортно!

Но при этом, если вы хотите чувствовать себя как рыба в воде в любом VR мире, вестибулярку придется подучить. Это больше касается моментов, когда ваш персонаж в игре перемещается, а вы стоите или сидите на месте. Именно от этого и возникает конфликт: мозг не понимает, как такое может быть. Поэтому для плавного погружения лучше выбирать режим перемещения «телепорт», а потом плавно пробовать полное перемещение, мне хватило недели, играя час в день, чтобы весь дискомфорт прошел. Потом остается только кайфовать — и это того стоит!

Half Life Alyx отлично подходит для такого обучения — но это всего один проект, который при этом безусловно лучший. Я уверен, что будут появляться проекты еще круче, они уже в разработке.

Другой отличный пример Walking Dead: Sins and Sinners. Но этот проект я не рекомендую людям со слабыми нервами. Ещё есть вирусный Beat Saber, в котором я провел немало часов. В общем и целом, игр хватит не на один месяц игры.

Кстати, чего не хватает во многих шлемах, это связи с внешним миром. В HTC Vive Cosmos можно «открыть забрало» — откинуть экран и посмотреть, что происходит вокруг.

Будущее VR

Но давайте заглянем, куда же будет двигаться в VR в ближайшие годы. Естественно, мы хотим полного погружения в виртуальные миры как в фильме Get Ready Player One или в русском переводе «Первому игроку приготовиться». Поэтому уже сейчас начали появляться VR-костюмы с отдачей, либо их можно собрать самому.

Экосистема Vive Cosmos подразумевает подключение дополнительных модулей, которые можно закрепить на ногах или других частях тела. Это даст вашему аватару еще больше живости. Уже сейчас некоторые энтузиасты используют такие модули для VR-чата и в других социальных VR-платформах. История с Covid только подталкивает это развитие вперед.

Лично я уже посетил несколько VR-ивентов, презентаций, концертов, даже ходил в кино с друзьями. Это целый мир, который появляется и быстро развивается при нас. Мир с безграничными возможностями не только в играх.

Кроме общения вы можете творить в VR, создавая 3D-модели, как скульпторы, архитекторы, аниматоры.

Говоря о кино, Джон Фавро при съемках Маугли активно использовал VR для погружения актеров в мир будущего фильма. И с каждым днем появляется все больше профессионального софта для разных областей. Уверен, что скоро появятся профессии, которые будут существовать только в VR.

Понятно что сейчас VR — это дорогое удовольствие. Шлем HTC Vive Cosmos Elite в России стоит 100 тысяч рублей. При этом можно докупить беспроводной адаптер. Не стоит забывать, что для игр в VR понадобится и еще и мощный ПК.

Порог входа — высокий, но за билет в будущее иногда стоит заплатить, особенно когда хочется попасть туда раньше остальных.

 

Источник

, , , , , , , , ,

Читайте также

Меню