Содержание
Шлем виртуальной реальности: как работает
Технологии виртуальной реальности впервые появились в середине прошлого столетия. Их создателем считается Мортон Хейлиг, кинематографист из Голливуда. Он придумал мультисенсорный симулятор, состоящий из трех стереоскопических мониторов. Технологии развивались и совершенствовались. Пользователи нередко задаются вопросом, шлем виртуальной реальности как работает. Устройства, которые предлагают производители, значительно отличаются от тех, что были изначально.
Виртуальная реальность представляет собой искусственный мир, где пользователь может быть не наблюдателем, а непосредственным участником событий. У человека создается иллюзия, что он находится в другом мире и может управлять предметами, выполнять определенные действия. Нередко он может даже манипулировать объектами.
Виртуальная реальность характеризуется такими особенностями, как:
- реалистическая имитация окружающего мира;
- поддержка как одного игрока, так и нескольких;
- моделирование;
- интерактивность;
- стереоскопическое изображение.
То, как работает шлем виртуальной реальности, зависит от его конструкции. Современные устройства оснащены экранами и датчиками, которые реагируют на изменение положения пользователя. Трехмерное изображение получается благодаря тому, что экран разделен на две части. Изображение на них почти не отличается, но смотрится с разного ракурса. Благодаря этому создается эффект объема.
Большое значение имеет то, с какой частотой изображение обновляется. В первых моделях данный параметр был низкий. Из-за этого пользователи отмечали ухудшение в самочувствии. В VR-приборах установлены гироскопы и акселерометры. Благодаря им можно не только переворачивать изображение, но и пользоваться различными опциями, которые помогают изменять положение в пространстве.
Шлем виртуальной реальности
Шлем виртуальной реальности описание может иметь разное. Приборы делятся на две группы. Первые работают через компьютеры или приставки. Для работы приборов из второй группы необходим смартфон. Оборудование различается и по параметрам.
Для шлемов виртуальной реальности из первой группы характерно высокое качество изображения. Это происходит благодаря тому, что ПК может генерировать большой объем данных. В смартфонах параметры хуже, поэтому ниже и качество картинки.
VR-системы встречаются интерактивные и те, с которыми взаимодействие минимальное. Последние напоминают обычный просмотр стереоскопических фильмов. Пользователь не имеет возможности ни на что влиять в виртуальном мире. Интерактивная среда позволяет взаимодействовать с предметами. В систему VR-реальности включено несколько компонентов. Одним из них являются математические модели объектов и их окружения. Разработчики программируют набор формул и уравнений, которые воспроизводят элементы реальности и то, как они себя ведут. Хорошая реалистичность обычно доступна только на компьютерах с высокими производительными характеристиками.
Еще одним важным компонентом является программный модуль. Он преобразует параметры в видеоданные и команды для отображения.
Подсистема обратной связи пользователя предусмотрена в интерактивных системах виртуальной реальности. VR-шлем помогает пользователю оказаться в другом мире. Технология предназначена для того, чтобы оператор мог взаимодействовать с предметами в виртуальной реальности. Она постоянно улучшается и совершенствуется, благодаря чему перед пользователями открываются новые возможности.
Как работают очки дополненной реальности и кто их использует
Фото: Justin Sullivan / Getty Images
Как дотронуться до человека, который находится на другом конце света, и почему очки смешанной реальности — это дорого, выяснил ведущий YouTube-канала «РБК Тренды» Николай Дубинин
Как работают очки смешанной реальности
Чтобы понять, как работают очки смешанной реальности, нужно разобраться, какие еще существуют варианты погружения в другие пространства с помощью технологий.
Выпуск канала «РБК Тренды»
Идея очков виртуальной реальности (Virtual Reality) заключается в том, чтобы полностью перенести пользователя в нарисованный мир, совершенно отключить его от реальности.
Очки дополненной реальности (Augmented Reality) накладывают на реальный мир проекцию или голограмму, но не дают никакой возможности взаимодействовать со всем, что происходит в реальности. Например, как в случае с приложением AR Hunter, которое восстанавливает стертые граффити на постройках.
Смешанная реальность (Mixed Reality) — это наиболее прогрессивный формат взаимодействия, когда реальные и виртуальные объекты становятся частью одного мира. Наглядно продемонстрировать работу MR может сборка двигателя. Допустим, сам двигатель находится около вас, тогда очки смогут спроектировать недостающие детали и по типу инструкции показать, куда их поставить.
Где используют такие очки
Сегодня очки смешанной реальности на практике применяют в хирургии. Благодаря такой технологии врачи проводят для своих коллег трансляцию операций, а также могут с большей эффективностью оценить ситуацию и увидеть всю информацию о пациенте в реальном времени — например, снимки КТ или УЗИ.
В феврале 2021 года Microsoft провела онлайн-трансляцию 12 операций, выполненных в смешанной реальности
В армии США очки используют пока что только для тренировок, но в будущем планируют полноценно ввести их в оборот. Компания Microsoft уже занялась разработкой шлема для военных. В прототипе все, что видно внутри шлема, напоминает игру Call of Duty. В реальности он будет напоминать компьютер на голове и сможет сканировать местность и составлять карту, помогать разрабатывать тактику, определять местонахождения членов команды, выводить на экран компас. Основная задача для разработчиков заключается в том, чтобы сделать шлем безопасным для использования в армии: добавить ему автономности и прочности.
Репортаж ABC News о разработке AR-устройства для американских солдат
В бизнесе технологию можно применять на конференциях: команды могут находиться на разных концах планеты, а их голограммы — совещаться в одной комнате.
Технология MR также будет полезна дизайнерам и архитекторам при проектировании, а еще строителям и людям на больших производствах.
За счет визуализации всех процессов очки смешанной реальности позволяют быстрее и эффективнее пройти обучение сложным этапам сборки конструкций и деталей.
В 2018 году очки Microsoft даже использовали на презентации автомобиля Volkswagen Teramont. С помощью них производители показали несколько вариантов эксплуатации пространства внутри машины. Например, вместимость при перевозке строительных материалов и крупногабаритных объектов.
Почему MR-очки — это дорого
Написать софт и вложить хороший процессор внутрь очков несложно. Высокая стоимость очков упирается в линзы: чтобы увеличить угол обзора хотя бы на 30% при разработке HoloLens 2, Microsoft Research потребовалось четыре года.
Тем не менее, заменить линзы на что-то более дешевое пока не получится. Еще нет оптических технологий, которые могли бы выводить сложную проекцию на глаза и делать угол обзора безрамочным.
Рынок MR-очков
Сейчас рынок очков смешанной реальности не такой большой. Наряду с HoloLens существуют также Magic Leap с меньшим углом обзора.
Возможно, скоро MR-очков станет больше. Недавно компания Lynx выпустила демо-ролик подобного гаджета, но разработчики ничего не рассказали про даты выхода очков:
Такая же ситуация и у компании Apple. Скорее всего, разработчики «яблочных гаджетов» сделают что-то вроде солнечных очков, которые, как и Apple Watch, будут выносить дополнительную информацию на экран перед глазами, но не смогут отслеживать движения рук и открывать ресурсозатратные приложения.
Как работают гарнитуры виртуальной реальности?
Виртуальная реальность (VR) в настоящее время является самым быстрорастущим сегментом контента в мире.
Исследование PwC показало, что в период с 2021 по 2025 год VR-контент будет расти в среднем на 30% в год, опережая OTT-видео, видеоигры и даже традиционное кино. Гарнитуры
VR могут позволить пользователям потреблять VR-контент, предоставляя им захватывающий трехмерный опыт.
Что такое гарнитура виртуальной реальности?
Гарнитура VR — это устройство для крепления на голове, которое включает в себя экран дисплея, стереозвук, датчики и совместимые контроллеры для обеспечения захватывающего и интерактивного аудиовизуального опыта.
Когда пользователь надевает гарнитуру VR, он больше не может видеть окружающий мир, а вместо этого видит только VR-контент, проецируемый на экран дисплея, например 360-градусное видео и VR-игры, рабочие места или конференц-залы для других занятий. .
В отличие от гарнитур дополненной реальности (AR) или гарнитур смешанной реальности (MR), гарнитуры VR не позволяют пользователям видеть какие-либо элементы внешнего физического мира.
Наряду с самой гарнитурой пользователь будет полагаться на набор контроллеров виртуальной реальности для навигации. Как уже упоминалось, устройство предлагает интерактивный опыт, требующий, чтобы контроллер указывал на объекты, выбирал, перетаскивал и опускал, прокручивал вверх или вниз, перемещался между различными VR-пространствами, разграничивал границы и выполнял другие функции.
В большинстве гарнитур виртуальной реальности, доступных на рынке, используются портативные контроллеры, которые работают аналогично джойстикам.
В более футуристических моделях могут быть тактильные перчатки, в которых пользователи могут перемещаться по виртуальному миру с помощью пальцев, жестов, прикосновений и других естественных движений.
Все гарнитуры VR состоят из следующих четырех компонентов:
Основные компоненты гарнитур VR
Набор датчиков
В отличие от 2D-видео, виртуальная реальность не является пассивным опытом. Пользователи взаимодействуют с виртуальными мирами, которые адаптируются в соответствии с постоянным вводом данных пользователем.
Для этого гарнитуры VR поставляются с рядом датчиков, а некоторые устройства даже имеют систему с шестью степенями свободы (6DoF) для отслеживания головы.
Используя гироскопы, акселерометры и другие датчики, система 6DoF отслеживает движения головы и соответствующим образом перемещает дисплей. Некоторые гарнитуры также имеют датчики отслеживания взгляда, которые могут понять, когда глаза фокусируются на объекте или местоположении виртуальной реальности.
Линзы и экраны
Линзы и экраны составляют основную часть оборудования гарнитуры VR. Между экраном и вашими глазами расположены стереоскопические линзы, которые искажают изображение, делая его трехмерным.
Через линзу проходят два изображения, по одному для каждого глаза, подобно тому, как наши глаза воспринимают и обрабатывают визуальные эффекты в реальном мире. Кроме того, кажется, что изображения в гарнитурах VR перемещаются из стороны в сторону, чтобы воссоздать 360-градусный обзор, и достигается за счет тонкого перемещения содержимого дисплея в ответ на данные отслеживания головы.
Иммерсивный звук
Стереозвук поступает с двух направлений или по одному для каждого уха, но в реальном мире пользователи имеют гораздо более многоуровневый опыт звука, где звук напрямую связан с нашим восприятием расстояния и пространства.
Гарнитуры виртуальной реальности имитируют этот опыт, используя технологию 360-градусного или иммерсивного звука.
Бинауральное аудио — одна из таких технологий, а новое пространственное аудио, разработанное такими компаниями, как Apple, знаменует собой еще одну веху в инновациях в области VR-аудио.
Контроллеры
Наконец, контроллеры виртуальной гарнитуры — это ваш мост между реальным и виртуальным мирами. Интересно, что вы можете использовать различные контроллеры, помимо обычного набора из двух портативных контроллеров, которые поставляются с большинством гарнитур.
Например, Samsung предлагает одноручный контроллер движения для своего комплекта Gear VR, а HTC VIVE также предлагает одноручные контроллеры, похожие на джойстики, которые поставляются с базовой станцией для их стыковки.
Meta, как сообщается, разработала набор тактильных контроллеров, которые могут обеспечить сенсорное управление и навигацию, чувствительные к давлению. Кроме того, у Valve Index есть уникальный взгляд на контроллеры, который включает в себя дизайн захвата кулака.
Принцип работы гарнитуры виртуальной реальности
Все эти компоненты вместе со сложным программным обеспечением виртуальной реальности обеспечивают правильную работу гарнитуры.
После загрузки гарнитуры пользователей встречает реалистичная виртуальная среда, которая действует как лобби и эквивалентна домашней странице компьютера. Находясь там, пользователи могут выбирать различные приложения, общаться с другими виртуальными людьми, изменять настройки, обновлять устройства и использовать другие функции из этого пространства.
Тем временем изображения передаются через источник видео, например смартфон, рабочий стол или, что более вероятно, через облако в современных гарнитурах. Объектив разделит видеоизображение на две части и откалибрует их в стереоскопическое 3D-изображение, которое вы видите на экране. Благодаря встроенным датчикам окружающая среда незаметно меняется, когда вы смотрите по сторонам, перемещаете фокус своего взгляда или поднимаете руки.
Помимо этой базовой функциональности, гарнитуры VR чрезвычайно эффективны. Например, существуют приложения для повышения производительности, которые позволяют создавать проекты продуктов в виртуальной реальности и сохранять их в виде 3D-файлов в облаке.
Сложные гарнитуры виртуальной реальности имеют очень высокую частоту обновления экрана для мгновенного отображения и обновления контента.
Что делает хорошую гарнитуру виртуальной реальности?
Есть несколько ключевых особенностей, которые характеризуют хорошую гарнитуру VR, например:
● Легкий форм-фактор — экран и датчики могут увеличивать объем гарнитуры, а все, что тяжелее 500-600 граммов, будет трудно использовать на ней. на регулярной основе. Вот почему предстоящая гарнитура смешанной реальности Apple (MR) с нынешним весом 150 граммов является таким прорывом.
● Простые в использовании контроллеры. Контроллеры неизбежно будут иметь множество кнопок, колесиков и джойстиков, помогающих перемещаться в виртуальной реальности. Они должны иметь эргономичный дизайн и обеспечивать удобство использования.
● Встроенная память. Хотя большинство гарнитур виртуальной реальности используют Интернет и облачные технологии, полезно иметь как минимум 32 ГБ встроенной памяти для установки приложений, обеспечения своевременных обновлений и хранения нескольких файлов без замедления работы системы.
После того, как в 2021 году было отгружено 9,36 миллиона штук, ожидается, что поставки VR-гарнитур достигнут 13,59.миллионов во всем мире к 2022 году, согласно отчету IDC за декабрь 2021 года. По мере роста спроса мы можем ожидать новых инноваций, основанных на этих существующих основных функциях, для создания более обогащающих, бесшовных и доступных виртуальных впечатлений.
Блог Immersive Experience Meta Quest VR Headsets
Что такое виртуальная реальность и как она работает?[2021]
Бенджамин Аранго
30 августа 2022 г.• Проверенные решения
Виртуальная реальность становится очень востребованной концепцией, и с таким количеством новых устройств и камер, которые демонстрируют эту технологию, можно легко почувствовать себя обделенными. Поскольку виртуальная реальность все еще относительно нова, возможно, вы еще не сталкивались с ней. В этой статье мы объясним, что такое технология виртуальной реальности и какие типы приложений она может иметь в будущем.
Вам также могут понравиться:
Как использовать телефоны Android для просмотра VR или 360 видео
Краткая история виртуальной реальности
Технология виртуальной реальности: текущее состояние и будущие вызовы
Что такое виртуальная реальность?
Виртуальную реальность можно считать чрезвычайно захватывающим опытом, которым вы можете безопасно наслаждаться и имитировать что-то реальное. Используя гарнитуру виртуальной реальности или соответствующее приложение, вы можете участвовать в специальных симуляциях. Эти симуляции предназначены для чрезвычайно захватывающего опыта, с которым пользователь может взаимодействовать и исследовать. Зритель контролирует окружающую среду и имеет возможность смотреть вокруг на любую сцену, а также потенциально взаимодействовать с объектами в сцене.
Виртуальная реальность обычно имеет место в компьютерных симуляциях, в которых вся трехмерная среда визуализируется максимально близко к симуляции.
Затем человек может использовать различное электронное оборудование для взаимодействия со сценой и управления окружающей средой.
В целом, виртуальная реальность означает создание симуляции опыта реального мира, в которую человек может войти и выйти в любое время с помощью технологий. По мере того, как VR продолжает развиваться, мы будем видеть, как эти симуляции становятся все более глубокими и реальными. Эта технология также продолжает миниатюризироваться и дешеветь, выводя виртуальную реальность на позицию, в которой практически каждый может ее опробовать.
Как работает ВР?
Однако основой действительно хорошего опыта виртуальной реальности является гарнитура.
Виртуальная гарнитура — это головной дисплей (HMD), который блокирует внешний мир и отображает трехмерный мир или совмещенные изображения для создания симуляции для пользователя.
Шлемы виртуальной реальности блокируют внешний мир и представляют пользователю совершенно новый вид. Во многих случаях экран настроен на фокусировку, чтобы заполнить все наше периферийное зрение и заблокировать внешний мир. Когда вы надеваете гарнитуру виртуальной реальности профессиональной серии, вы должны чувствовать, что находитесь на сцене и взаимодействуете с ней.
Процесс запуска VR-симуляции начинается с надевания этой гарнитуры. Пользователи обычно запускают приложение или просят кого-нибудь запустить игру или приложение на ПК или консоли. Затем подключается гарнитура VR, и пользователь может переключиться на гарнитуру, чтобы полностью погрузиться в происходящее. После того, как гарнитура будет помещена на голову пользователя и отрегулирована так, чтобы заполнить его периферийное зрение, он может использовать элементы управления движением для управления изображением на экране или движением собственного тела для перемещения по сцене. Когда пользователь смотрит вокруг, элементы управления движением в гарнитуре будут управлять сценой, когда она перемещается по экрану.
Пока пользователь держит гарнитуру, сцена будет продолжать двигаться и взаимодействовать с ним, когда он двигает головой или использует контроллеры, чтобы оглядываться и взаимодействовать.
Технология VR также продолжает совершенствоваться с погружением. Новые гарнитуры, такие как Oculus Rift, система Samsung Gear VR, доступны для использования практически в каждом доме. Oculus Rift считается одной из лучших систем для домашнего использования, а Samsung Gear VR работает с новейшими смартфонами Samsung Galaxy, превращая экран любого смартфона в виртуальную реальность. Поскольку все больше конкурентов продолжают разрабатывать продукты, будет интересно посмотреть, как развивается рынок и какие типы продуктов будут доступны пользователям в ближайшем будущем.
К основным особенностям VR-систем относятся:
- Погружение
Цель любой VR-системы — полностью погрузить пользователя в новую среду моделирования. Это означает заполнение их периферийного зрения с помощью визора, введение наушников с объемным звуком с шумоподавлением, которые могут поместить их в сцену и дать им контроль над сценой с помощью движений головы.