Как работает Oculus Rift и зачем он вам нужен

Вы не знаете, почему люди так шумились об Oculus Rift

? Это понятно.

Много систем, от Kinect

в 3D фильмы

, заявляли, что они были «иммерсивными» на протяжении многих лет, но ни один из них не настолько особенный — и в прошлый раз, когда вы пробовали виртуальную реальность, вас тошнило, и это было не так весело.

Итак, почему вы должны быть взволнованы для Oculus Rift, устройства, которое показывает все признаки того, чтобы быть глупым трюком? Трудно объяснить, если вы на самом деле не надели его и не попробовали сами, но я все равно попробую.

Давайте немного поговорим о том, что такое Разлом, как он делает то, что он делает, и почему вы полюбите его.

Виртуальная реальность в двух словах

Проще говоря, цель виртуальной реальности (VR) состоит в том, чтобы заставить ваш мозг воспринимать виртуальный мир как реальный.

Обратите внимание, что я говорю «воспринимать», а не «верить». Технология не может заставить вас забыть, что вы на самом деле носите бестолковые очки и стоите в своей гостиной. Что он может сделать, так это обмануть ваши чувства, чтобы никакое сознательное знание не могло поколебать иллюзию.

Так же, как американские горки страшны, даже если вы знаете, что они безопасны, VR чувствует себя реальным, даже если вы знаете, что это не так.

Это увлекательно, потому что это все или ничего. Если мозг достаточно хорошо одурачен, можно столкнуться с очень мощными, близкими к реальным сценариями. Если он недостаточно одурачен, то тогда у вас усталость глаз и укачивание.

Если виртуальная реальность не сделана идеально, ее вообще не стоит делать.

Вот почему так много людей смущены внезапным возрождением виртуальной реальности. Технологии, используемые в Rift, по сути являются модернизированными версиями старых VR-аркадных игр.

Таким образом, можно ожидать небольшого улучшения опыта в лучшем случае — но все вместе, эти достижения улучшили опыт достаточно, чтобы преодолеть этот невидимый порог в мозгу между «тошнотворным» и «удивительным».

Вот почему люди взволнованы, и именно поэтому сегодня так много денег тратится на виртуальную реальность.

Как работает виртуальная реальность

Так как же мозг и чувства так хорошо обмануты? Оказывается, это действительно сложно — настолько сложно, что требует нескольких хитрых уловок по всем направлениям.

Дисплей и Оптика

Давайте начнем с самой простой проблемы, которую должны решить разработчики виртуальной реальности: как на самом деле поместить изображение перед глазами пользователя.

Rift использует две панели дисплея и две линзы, каждый экран покрывает разные глаза, что создает эффект 3D. Обратите внимание, что это отличается от 3D-фильмов, которые разработаны, зная точно, где находятся глаза пользователя (и, следовательно, зная правильную перспективу для подражания).

В 3D-фильме вы должны показывать одно и то же стереоизображение всем, независимо от того, где они сидят, и это означает, что оно никогда не бывает идеальным. Объекты не выглядят так, как будто они нужного размера, и многие люди испытывают усталость глаз, если они не сидят в точном центре театра.

Экраны Rift — OLEDs — та же самая технология, которая используется в экранах смартфонов высокого класса.

— и сидеть в нескольких дюймах от лица пользователя. Чтобы избежать утомления глаз, линзы перефокусируют свет так, как если бы он шел издалека. Эти линзы также увеличивают экран, чтобы охватить больше вашего зрения, что немного искажает изображение.

Старый подход к решению этой проблемы заключался в использовании второго набора линз для устранения искажений, но это добавило вес и стоимость гарнитуре. Oculus Rift решает проблему путем искажения изображения на компьютере, чтобы оно выглядело нормальным при просмотре через объективы.

Отслеживание и рендеринг

Rift также должен знать, когда движется голова пользователя, чтобы правильно обновить изображение на экране — и эта информация должна быть известна быстро и точно. Когда пользователь двигается или поворачивается, Rift имеет только около двадцать миллисекунд чтобы изменить изображение на экране, чтобы мозг не заметил задержку.

Если изображение обновляется слишком медленно, погружение нарушается, и пользователь чувствует себя плохо.

Двадцать миллисекунд это не много времени. Если вы выполняете рендеринг со скромными 30 кадрами в секунду (кадры в секунду), простая математика говорит, что каждый новый кадр занимает 33 миллисекунды. Это уже слишком медленно, и это без учета времени, которое требуется для измерения движения, отправки данных на дисплей и изменения пикселей.

Поэтому для виртуальной реальности требуется быстрый рендеринг, и поэтому ему нужен такой мощный компьютер. Rift работает на скорости 90 FPS, что быстрее, чем в большинстве компьютерных игр высокого класса.

При такой скорости каждый кадр отрисовывается за 11 миллисекунд, а для обработки всего остального — 9 миллисекунд. OLED-экраны могут переключать пиксели примерно за 1 миллисекунду, оставляя 8 миллисекунд, чтобы измерить положение головки и передать все данные назад и вперед по кабелю.

Как оказалось, ни один существующий датчик тока не является достаточно быстрым и точным для VR. Быстрые слишком неточные, а точные слишком медленные. Таким образом, Rift фактически использует два датчика: один быстрый и один точный.

Быстрый — это акселерометр, похожий на тот, что в вашем смартфоне, который может обнаруживать движение и вращение с чрезвычайно высокой частотой обновления, но, как известно, неточен. Медленная — это камера, которая отслеживает мигающие инфракрасные лучи на гарнитуре, которая может объективно определять положение, но полагается на медленную обработку изображения.

Программное обеспечение Rift объединяет эти источники данных и использует медленный для исправления быстрого, когда они расходятся слишком сильно. Вместе они обеспечивают высокоточное отслеживание с малой задержкой.

Контроллеры

Rift будет поставляться с контроллером Xbox One, так как большинство его версий запуска предназначены для геймпада. Тем не менее, геймпад далек от первоочередного и окончательного ввода VR.

В идеале вам понадобится контроллер движения, а не неточная волнистая ручка, как Wiimote

, Вы хотите что-то, что действительно заставляет вас чувствовать, что ваши руки находятся в виртуальной реальности.

Войдите в Oculus Touch, опциональное дополнение для Rift.

Эти устройства представляют собой небольшие контроллеры, которые оборачиваются вокруг ваших рук, а также отслеживаются с помощью внешней камеры. Это позволяет осуществлять такое же высокоточное слежение с низкой задержкой. Touch имеет несколько кнопок, джойстик и триггер и может отслеживать ваш большой, указательный и средний пальцы, позволяя вам жестикулировать и подбирать объекты в виртуальной реальности.

Другие хитрости

Пока хорошее начало … но этого недостаточно.

Одной из проблем, которую большинство людей упускают из виду, является так называемое «постоянство размытия». Когда вы рисуете рамку на экране Rift, это верно только в течение первой или двух миллисекунд. После этого он устарел и нуждается в обновлении, но его все еще таскают головой. Для пользователя это выглядит как размытие движения.

Решение? Стробируйте дисплей очень быстро.

Когда кадр отображается, он обращается к гарнитуре, где он остается видимым в течение миллисекунды или двух. Затем дисплей полностью отключается, пока не будет готов следующий кадр. Поскольку это происходит при 90 FPS, мы не видим мерцания. На самом деле, это выглядит нормально, хотя экран в большинстве случаев черный.

Это называется «режим низкой стойкости».

Есть также несколько тонких проблем при разработке виртуальной гарнитуры VR, которая удобна в течение длительных периодов времени. Он должен соответствовать всей этой технологии, не будучи слишком тяжелым (в идеале, менее одного фунта).

По этой причине потребительская версия Rift частично сделана из прочной ткани, чтобы уменьшить ее вес. Я лично не пользуюсь потребительской версией, но последний доступный прототип уже удивительно легок.

От игрушки к необходимости

Восемь лет назад, когда состоялась первая премьера iPhone, его высмеивали как дорогую игрушку для ботаников, не представляющую практической ценности. Сегодня никто в возрасте от 15 до 85 лет не был бы убит без смартфона. Именно так работают технологии.

Oculus Rift абсолютно собирается революционизировать игры

но это еще не все, для чего это хорошо. Отнюдь не.

Рассматривать Rift как игровое устройство — все равно что смотреть на iPhone как на устройство Angry Birds. Вы не ошибаетесь, но вы упускаете суть. Реальный переломный момент здесь — это возможное влияние Rift на повседневное общение.

В настоящее время Skype постепенно вытесняет телефон в качестве предпочтительного средства удаленного общения в режиме реального времени. VR может предоставить опыт, который оставляет их обоих в пыли. Потребительский Oculus Rift может захватить ваш голос и движения вашей головы, рук и пальцев.

Этого уже достаточно, чтобы облегчить такие впечатления, как демонстрация Oculus Toybox, которая позволяет двум пользователям совместно использовать пространство и играть с игрушками вместе.

В более долгосрочной перспективе гарнитуры могут в конечном итоге отслеживать выражения лица и язык тела, что позволяет использовать социальные сети для виртуальных машин следующего поколения.

которые практически неотличимы от реальности. Это тот тип радикальной функциональности, который изменит жизни людей во всем мире.

Прямо сейчас, Rift более чем грубый по краям. Он громоздкий, проводной, и вам нужен мощный ПК для его управления. Это также дорого, ново, и все в нем все еще находится в стадии формирования. Во многих отношениях это первая открытая бета-версия будущего

,

Так что, может быть, вы еще не продали его, но если у вас есть возможность попробовать его, не стесняйтесь делать это. Я гарантирую, вы будете удивлены.

Вы взволнованы по поводу будущего VR? Или вы уверены, что это преходящее увлечение? Дайте нам знать об этом в комментариях. Мы хотели бы услышать, что вы думаете!