Obsah

• Definice virtuální reality
• Vidět znamená věřit
• Pohyb a interakce
• Síla zvuku
• Síla potřebná pro virtuální realitu
• Budoucnost virtuální reality a Android
• Zabalit

Virtuální realita je v současné době v technice nová věc. Google a spoustu dalších společností daly hodně času (a peněz) do vývoje VR technologie, jako je Google Daydream a Samsung Gear VR. Jak to však funguje a jak bude implementováno v systému Android? Pojďme to zjistit.

Definice virtuální reality

Virtuální realita umožňuje uživateli ponořit se do virtuálního světa, na rozdíl od běžných obrazovek před uživatelem, které takový zážitek neumožňují. VR může zahrnovat 4 z 5 smyslů, včetně zraku, sluchu, dotyku a případně i zápachu. Díky této síle může VR vzít lidi do virtuálního světa docela snadno. Jedinými současnými problémy jsou dostupnost takového hardwaru a cena, za kterou lze zakoupit. Google s tím bojuje pomocí Google Cardboard a ekosystému Daydream. Ale za současného stavu není možné dosáhnout vysoce kvalitního VR bez toho, že byste utratili docela dost peněz za to, abyste si pořídili výkonný počítač a sluchátka s ním. Vzhledem k tomu, že ceny klesají na grafických kartách, které mohou běžet na stolním počítači VR v požadovaném nastavení as tím, jak Google vytváří ekosystém Daydream, nebude to dlouho trvat, než bude k dispozici vysoce kvalitní obsah.

Vidět znamená věřit

Nebo ne, virtuální realita přiměje váš mozek, aby věřil, že jste ve 3D světě. První způsob, jak to VR dělá, je se stereoskopickým displejem. Funguje to tak, že do každého oka se zobrazují dva mírně odlišné úhly scény, což simuluje hloubku. To spolu s dalšími způsoby simulace hloubky, jako je paralaxa (další objekty se zdají být pomalejší), stínování a techniky vytvářejí téměř život jako zážitek. Příklad toho, jak vypadá stereoskopický displej, naleznete výše.

Jak vidíte, úhel zbraně je na každé straně mírně odlišný, stejně jako nitkový kříž, ale když ve skutečnosti nasadíte headset a hrajete hru, všechno se dokonale vyrovná. Způsob, jakým stereoskopická obrazovka vypadá, se liší v závislosti na platformě, protože každá náhlavní souprava se trochu liší ve způsobu zobrazení obsahu. Výše ​​uvedený obrázek je ze hry vytvořené pro Google Cardboard pomocí Unreal Engine.

Vive a Rift představují dvě nejznámější VR zařízení v současnosti na trhu.

Různé platformy VR mají také různé specifikace na samotných náhlavních soupravách. HTC Vive a Oculus Rift mají displeje 90 Hz, zatímco Playstation VR má displej 60 Hz. Je pravidlem, že chcete, aby vaše snímky za sekundu odpovídaly obnovovací frekvenci vašeho monitoru, proto se doporučuje, aby Vive i Rift udržovaly 90 FPS, zatímco PSVR 60 FPS. Mobilní je jiný příběh, protože různé telefony mají různá rozlišení, ale cílem je udržení alespoň 60 FPS. Dostaneme se přesně k tomu, co to znamená dále.

Další informace o tom, jak FPS a obnovovací frekvence fungují, jsou FPS a obnovovací frekvence monitoru dvě samostatné věci, které jsou na sobě nezávislé. Snímky za sekundu je rychlost, jakou může GPU zobrazovat obrázky za sekundu. 60 FPS znamená, že GPU vydává 60 sekund každou sekundu. Obnovovací frekvence monitoru je, jak rychle může monitor zobrazovat obrázky za sekundu, měřeno v hertzech (Hz). To znamená, že pokud hrajete hru a FPS je 120, ale obnovovací frekvence vašeho monitoru je 60 Hz, budete moci zobrazit pouze 60 FPS. V podstatě ztrácíte polovinu snímků, což není dobré, protože může dojít k „trhání“.

Roztržení je jev, kdy se objekty ve hře rozpadají na několik kusů a jsou zobrazeny na dvou různých místech podél osy X, což způsobuje roztržení. Zde přichází Vertical Sync (VSync). To omezuje rychlost snímkování na obnovovací frekvenci vašeho monitoru. Tímto způsobem nejsou ztraceny žádné snímky a na druhé straně nedochází k roztržení. To je důvod, proč pro nejlepší zážitek s VR je třeba dosáhnout stejného počtu snímků a obnovovací frekvence, nebo může nastat nemoc.

• HTC Vive - vše, co potřebujete vědět
• Oculus Rift - vše, co potřebujete vědět
• Google Daydream - vše, co potřebujete vědět

Daydream představuje budoucnost mobilního VR.

Existují také další komponenty, které procházejí celým zážitkem VR, včetně zorného pole zorného pole (FOV) a latence. Ty hrají hlavní roli v tom, jak vnímáme VR, a pokud se to neudělá správně, může také způsobit pohybovou nemoc. Podívejme se.

Zorné pole je rozsah viditelného světa, který lze vidět v daném okamžiku. Například lidé mají přibližně 180 stupňů FOV při pohledu přímo vpřed a 270 stupňů s pohybem očí. Toto je důležitá funkce ve VR, protože budete nosit sluchátka, aby vás přenesli do virtuálního světa.

Lidské oko je velmi dobré v tom, že si všimne nedokonalostí zraku, přičemž příkladem takových jevů je vidění v tunelu. I když náhlavní souprava VR měla 180 stupňů FOV, stále budete moci určit rozdíl. Vive a Rift mají 110 stupňů FOV, Cardboard má 90, GearVR má 96 a říká se, že Daydream může mít až 120. To by obecně mělo mít výrazný vliv na zážitek s VR a mohlo by způsobit nebo poškodit určitou náhlavní soupravu pro lidi, nemluvě o zdravotních problémech, kterým se budeme později zabývat.

Nedodržení přijatelné obnovovací frekvence, FOV nebo latence může způsobit pohybovou nemoc.

Latence je také faktorem, který může způsobit nebo přerušit VR, přičemž cokoli přes 20 milisekund není dostatečně rychlé, aby přimělo váš mozek, aby si myslel, že jste v jiném světě. Existuje mnoho proměnných, které přecházejí do latence, včetně CPU, GPU, obrazovky, kabelů atd. Obrazovka bude mít průměrnou latenci, například 4-5 ms v závislosti na obrazovce. Doba potřebná k přepnutí celého pixelu je další 3 ms a motor může také trvat několik. S pouhými třemi proměnnými se v některých případech díváte na latenci dvouciferných číslic. Klíčem ke snížení latence je obnovovací frekvence monitoru. Vzorec je následující: 1000 (ms) / obnovovací frekvence (hz). Takže zatímco problém s latencí by mohl být vyřešen monitorem 90 Hz místo monitorem 60 Hz, není to tak snadné, jak jsme diskutovali. Později si povíme o hardwarových požadavcích na PC pro virtuální realitu.

Nesplnění přijatelné obnovovací frekvence, FOV nebo latence může způsobit nemoc z pohybu. Stává se to dost na to, aby se ve skutečnosti vytvořilo vlastní jméno, známé jako „kybernetičnost“. Všechny tři z těchto konceptů je třeba splnit, aby se omezily změny kybernetického stavu. Bez správných snímků za sekundu s obnovovací frekvencí displeje je možné přeskakování snímků, mikroškrty a zpoždění. Latence může být dokonce větším problémem, protože pohyb a interakce zpoždění způsobené pomalými dobami odezvy hardwaru, je možné úplně ztratit smysl pro směr a být dezorientovaný. Přestože je zorné pole důležité, nemělo by způsobovat tolik problémů, kolik jich ostatní zmínili, ale určitě to vzejde ze zkušenosti a může způsobit dezorientaci.

Pohyb a interakce

Toto je pravděpodobně jedna z nejdůležitějších částí virtuální reality. Je to jedna věc, jen se rozhlédnout po 3D prostoru, ale být schopen pohybovat se kolem něj a dotýkat se a interagovat s objekty je úplně jiná koule. V Androidu se akcelerometr telefonu, gyroskop a magnetometr používají k dosažení pohybu headsetu. Akcelerometr se používá k detekci trojrozměrného pohybu, přičemž gyroskop se používá k detekci úhlového pohybu následovaného magnetometrem pro polohu vzhledem k Zemi.

Pomocí těchto senzorů může váš telefon přesně předpovídat, kde se nacházíte, v daném okamžiku při používání VR. Díky oznámení Google Daydream budou uživatelé Android VR moci používat samostatný telefon jako ovladač pro pohyb a interakci v prostředí. Desktop VR, jako je HTC Vive nebo Oculus Rift, používají pro různé účely řadič nebo řadiče připomínající Wiimote. Pomocí počítačového vidění (zde vysvětleno) lze přesnost VR výrazně zlepšit tím, že necháte kamery a další senzory nastaveny v místnosti, ve které používáte náhlavní soupravu VR.

Jak je uvedeno výše, náhlavní soupravy VR mohou mít speciální ovladače, ale jak přesně fungují? Při pohledu na HTC Vive jsou v krabici dva infračervené senzory a dva regulátory, které spolu s náhlavní soupravou tvoří celkem 70 různých senzorů. To vše sleduje vás a vaše ovladače, což vám umožňuje volný pohyb po místnosti při hraní her. Všimněte si, jak mají ovladače Vive kruhový výřez? To je více než pravděpodobné pro účely sledování. Oculus Rift nabízí jiný zážitek při použití stejné technologie.

Po vybalení Rift skutečně používá řadič Xbox One. Existuje však volitelná sada ovladačů, které nabízejí podobné funkce jako Vive, známé jako „Touch by Oculus“. Tyto dva ovladače mění uspořádání tlačítek jednoho ovladače na to, co lze popsat pouze jako přední úchyty s velkými kroužky zakrývajícími vaše prsty. Oculus udržuje způsob, jakým tyto práce fungují, v těsných obalech, ale balíček obsahuje dva senzory podobné Vive, takže pravděpodobně fungují podobným způsobem, mohou mít také akcelerometry a gyroskopy.

Síla zvuku

Bez zvuku by zážitek nebyl úplný. Protože se jedná o virtuální svět, chcete, aby byl zvuk co nejblíže skutečnému životu. Toto je děláno prostorovým zvukem, také známý jako 3D zvuk, který je virtuální umístění zvuku v trojrozměrném prostředí emulovat zvuky z různých úhlů. Udělal jsem rychlou reprezentaci v Unreal Engine, abych ukázal, jak by různé reproduktory mohly být umístěny v prostředí emulovat různé zvuky přicházející z jakéhokoli místa na scéně. S touto technologií se virtuální realita stává ponořenějším zážitkem a celkově zlepšuje kvalitu VR o trochu.

Síla potřebná pro virtuální realitu

Konkrétně na ploše vyžaduje VR hodně výkonu pro hladký a konzistentní zážitek. Ve skutečnosti většina lidí, kteří vlastní stolní počítače, nemůže používat virtuální realitu, protože jejich počítače nejsou dostatečně výkonné.Steam doporučuje pro bezproblémový provoz Intel i5 Haswell nebo novější a Nvidia GTX 970 nebo AMD Radeon R9 290.

Hlavním problémem, kterému čelí hardware, je to, že pro Vive and Rift nemusí váš počítač spouštět pouze 1080p hru při 60 FPS, musí pracovat s vyšším rozlišením při 90 FPS. Většina hardwaru to nemůže udělat.

Ukazuje se, že existuje velmi omezený počet počítačů s těmito specifikacemi nebo lepšími, takže to více než pravděpodobné zpomalí přijetí VR na plochu. U mobilních telefonů by však žádný telefon se systémem Android s KitKat (4.4) nebo vyšší neměl mít problémy se základní funkčností VR. Funkce Daydream však v době psaní vyžadují alespoň Nexus 6P.

Budoucnost virtuální reality a Android

Google byl v popředí, pokud jde o VR na mobilu. Souprava Google VR SDK a NDK, která je nyní k dispozici, umožňují velmi silný vývoj VR. S vydáním Google Daydream koncem tohoto roku uvidí mobilní VR další skok v tom, co je možné. Samsung také uspěl s Gear VR. Motory třetích stran také integrují Google VR do jejich motorů. Unreal Engine nyní podporuje Google VR v 4.12 a Unity je také Google VR připraven a Daydream připraven.

Zabalit

Virtuální realita má velký potenciál a díky nižším cenám a většímu tlaku ze strany společností může být VR velkým úspěchem. Způsob, jakým VR pracuje, je velmi inteligentní kombinací různých technologií, které společně pracují na vytvoření skvělého zážitku. Od stereoskopických hledisek po 3D audio je VR budoucností nyní a může se jen vylepšit. Pokud si myslíte, že VR je další velká věc, dejte nám vědět v komentářích! Nezapomeňte zůstat naladěni a zdroj VR pro vše VR! /