Устройства за виртуална реалност: характеристики

Освен цената и дизайна на слушалките, има и редица различни подходи, които всеки производител предприема по отношение на изживяването във виртуалната реалност, което предлага. Следващата информация разглежда някои от най-важните функции за виртуална реалност.

Мащаб на стая срещу стационарно преживяване във виртуална реалност

Мащабът на стаята се отнася до способността на потребителя да се разхожда свободно из игралната зона на изживяване с виртуална реалност, като движенията му в реалния живот се проследяват в цифровата среда. За устройства за виртуална реалност от първо поколение това ще изисква допълнително оборудване извън слушалките, като инфрачервени сензори или камери, за да наблюдава движението на потребителя в 3D пространство.

Искате ли да се разходите до училището на рибите, плуващи около вас под водата? Да пълзиш по пода на вашия виртуален космически кораб, преследвайки кучето си робот? Разходете се и изследвайте всеки сантиметър от 3D реплика на Давид на Микеланджело ? При условие че вашето физическо пространство в реалния свят има място за това, можете да правите тези неща в изживяване в размер на стаята.

Въпреки че повечето устройства за виртуална реалност от първо поколение изискват външни устройства, за да осигурят изживяване в мащаб на стаята, това бързо се променя в много устройства от второ поколение, които използват проследяване отвътре навън.

А стационарен опит, от друга страна, е точно това, което е звучи като: виртуална реалност опит, където опитът е проектирана по потребителят остава седнал или прав на едно място за по-голямата част от преживяването. Понастоящем устройствата за виртуална реалност от по-висок клас (като слушалките Vive , Rift или WinMR ) позволяват изживяване в размер на стаята, докато изживяванията от по-нисък клас, базирани на мобилни устройства, не.

Изживяванията в мащаб на стаята могат да се почувстват много по-потапящи от стационарните преживявания, тъй като движението на потребителя се превежда в неговата цифрова среда. Ако потребителят иска да премине през цифровата стая, той просто минава през физическата стая. Ако иска да бръкне под масата, тя просто кляка във физическия свят и посяга под масата. Правенето на същото при стационарно изживяване би изисквало движение чрез джойстик или подобен хардуер, което изважда потребителя от изживяването и го прави по-малко потапящ. В реалния свят ние преживяваме нашата реалност чрез движение във физическото пространство; преживяванията във виртуалната реалност, които позволяват на това физическо движение да извърви дълъг път към усещането за по-„реално“.

Мащабът на стаята не е лишен от собствен набор от недостатъци. Изживяванията в мащаб на стаята могат да изискват доста голямо празно физическо пространство, ако потребителят иска да се разхожда във виртуална реалност, без да се натъква на физически препятствия. Наличието на цели стаи с празно пространство, посветени на настройките за виртуална реалност в домовете, не е практично за повечето от нас - въпреки че има различни трикове, които разработчиците могат да използват, за да се борят с тази липса на пространство.

Цифровите изживявания в мащаб на стаята трябва също да включват бариери, показващи къде съществуват физически бариери в реалния свят, за да се попречи на потребителите да се натъкват на врати и стени, показвайки границата в дигиталния свят на мястото, където съществуват границите на физическия свят.

Изображението по-долу илюстрира как слушалките HTC Vive в момента се справят с този проблем. Когато потребител в слушалките се движи твърде близо до реална бариера (както е дефинирана по време на настройката на стаята), прекъсната зелена „холограмна стена“ предупреждава потребителя за препятствието. Това не е идеално решение, но предвид предизвикателствата на движението във виртуалната реалност, работи достатъчно добре за това поколение слушалки. Може би след няколко поколения слушалките ще могат автоматично да откриват препятствия в реалния свят и да ги маркират в дигиталния свят.

Границата на „холограмната стена“, както се вижда в HTC Vive.

Много изживявания с виртуална реалност в мащаб на стаи също изискват от потребителите да пътуват на разстояния, много по-големи, отколкото тяхното физическо пространство може да побере. Решението за пътуване в стационарни преживявания обикновено е прост избор. Тъй като потребителят не може физически да се движи в стационарните си преживявания, или цялото преживяване се случва на едно място, или се използва различен метод на придвижване (например използване на контролер за преместване на герой във видеоигра).

Изживяванията в мащаб на стаята въвеждат различен набор от проблеми. Потребителят вече може да се движи във виртуалния свят, но само на разстоянието, разрешено от уникалната физическа настройка на всеки потребител. Някои потребители може да са в състояние физически да изминат разстояние от 20 фута във виртуална реалност. Зоните за игра на физическата виртуална реалност на други потребители може да са тесни и те може да имат само 7 фута пространство за физически разходки, което може да се емулира във виртуалната среда.

Разработчиците на виртуална реалност вече имат някои трудни избори по отношение на това как да позволят на потребителя да се движи както във физическата, така и във виртуалната среда. Какво се случва, ако потребителят трябва да достигне зона малко извън използваемото физическо пространство в стаята? Или около блока? Или на мили?

Ако потребителят трябва да пътува през стаята, за да вземе предмет, във виртуалната реалност в мащаб на стая той може просто да отиде до обекта. Ако обаче трябва да измине голямо разстояние в мащаб на стаята, започват да възникват проблеми. В тези случаи разработчиците трябва да определят кога да позволят на потребителя да се премести физически до обекти в близост, но също и кога да помогнат на потребителя да достигне до обекти по-далеч. Тези проблеми са разрешими, но тъй като виртуалната реалност все още е в относително начален стадий, най-добрите практики за разработчиците на виртуална реалност по отношение на тези решения все още се експериментират.

Устройства за виртуална реалност: проследяване отвътре навън

Понастоящем само потребителските слушалки от по-висок клас предлагат изживяване в размер на стаята. Тези слушалки от висок клас обикновено изискват кабелна връзка с компютър и потребителите често в крайна сметка неловко прекрачват кабелите, докато се движат в мащаб на стаята. Този проблем с кабел обикновено е двоен: окабеляването е необходимо за дисплея на изображението в слушалките и окабеляването е необходимо за проследяване на слушалките във физическото пространство.

Производителите на слушалки се опитват да решат този проблем с кабелния дисплей и много от второто поколение слушалки за виртуална реалност се разработват с мисъл за безжични решения. Междувременно компании като DisplayLink и TPCast също проучват начини за поточно предаване на видео към слушалки без нужда от кабелна връзка.

От страна на проследяването и Vive, и Rift в момента са ограничени от техните външно базирани системи за проследяване отвън , където слушалките и контролерите се проследяват чрез външно устройство.

Извън слушалките, допълнителен хардуер (наречени сензори или фарове за Rift и Vive, съответно) се поставят около стаята, където потребителят ще се движи, докато е във виртуална реалност. Тези сензори са отделни от самите слушалки. Поставянето им в стаята позволява изключително точно проследяване на слушалките и контролерите на потребителя в 3D пространство, но потребителите са ограничени до движение в зрителното поле на сензора. Когато потребителят се движи извън това пространство, проследяването се губи.

Изображението по-долу показва настройката за HTC Vive от първо поколение, която изисква да монтирате фарове около пространството, което искате да проследявате. След това дефинирате вашето „свиваемо“ пространство, като плъзнете контролерите около наличната зона (която трябва да бъде във видимия обхват на фаровете). Този процес определя зоната, в която можете да се движите. Много слушалки от първо поколение в размер на стаята се справят по подобен начин с определянето на пространството.

Настройка на стаята на HTC Vive.

За разлика от това, проследяването отвътре навън поставя сензорите в самите слушалки, премахвайки необходимостта от външни сензори за проследяване. Той разчита на слушалките за интерпретиране на сигнали за дълбочина и ускорение от реалната среда, за да координира движението на потребителя във виртуалната реалност. Слушалките със смесена реалност на Windows в момента използват проследяване отвътре навън.

Проследяването отвътре навън е „свещеният граал“ за виртуалната реалност; премахването на нуждата от външни сензори означава, че потребителите може повече да не се налага да бъдат ограничени в малка зона за движение. Както всеки избор на технология обаче, той има цена. Понастоящем проследяването отвътре навън осигурява по-малко точно проследяване на околната среда и страда от други недостатъци, като например загуба на следа на контролерите, ако пътуват твърде далеч извън полезрението на слушалките.

Въпреки това, производителите са фокусирани върху изглаждането на тези проблеми, като много слушалки от второ поколение използват проследяване отвътре навън за физическо движение във виртуална реалност. Проследяването отвътре навън може да не ви освобождава напълно от необходимостта да дефинирате „възпроизвеждащо“ пространство за виртуална реалност. Все още ще ви е необходим метод за дефиниране в коя зона е ясна, за да се движите. Въпреки това, стабилното проследяване отвътре навън ще позволи безжични слушалки без външни сензори, голям скок за следващото поколение виртуална реалност.

Въпреки че повечето слушалки за виртуална реалност от първо поколение от висок клас все още изискват свързване към компютър или външни сензори, компаниите намират креативни начини да заобикалят тези проблеми. Компании като VOID са внедрили свои собствени иновативни решения, които предлагат представа за това какви изживявания могат да предложат напълно самостоятелните слушалки за виртуална реалност. VOID е компания за виртуална реалност, базирана на местоположение, предлагаща това, което те наричат хипер-реалност, позволявайки на потребителите да взаимодействат с цифрови елементи по физически начин.

Крайъгълният камък на технологията на VOID е тяхната система за виртуална реалност за раница. Системата за раница/слушалки/виртуално оръжие позволява на VOID да картографира цели складове на стойност физическо пространство и да го наслагва с цифрова среда един към един на физическото пространство. Възможностите, които това създава, са безкрайни. Там, където в реалния свят има обикновена врата, VOID може да създаде съответна цифрова врата, която се стича от слуз и лози. Това, което може да бъде невзрачна сива кутия в реалния свят, може да се превърне в древна маслена лампа, която да осветява пътя на потребителя през напълно цифровото изживяване.

Форм-факторът на раницата, който VOID използва в момента, вероятно няма да постигне успех в масов потребителски мащаб. Това е тромаво, скъпо и вероятно твърде сложно, за да обслужва масова аудитория. Въпреки това, за базираните на местоположението преживявания, които VOID предоставя, той работи добре и дава представа за нивото на потапяне, което виртуалната реалност може да предложи, след като се освободи от кабели и кабели.

Както Vive, така и Rift изглежда се подготвят да доставят безжични слушалки още през 2018 г., като HTC Vive Focus (вече пуснат в Китай) и предстоящите комплекти за разработчици на Santa Cruz на Oculus, използващи проследяване отвътре навън.

Хаптична обратна връзка в устройствата за виртуална реалност

Хаптична обратна връзка, която е усещането за докосване, предназначена да предоставя информация на крайния потребител, вече е вградена в редица съществуващи контролери за виртуална реалност. Контролерът Xbox One, HTC Vive Wands и Oculus Touch контролерите имат опцията да гърмят/вибрират, за да предоставят на потребителя някаква контекстуална информация: Вие избирате елемент. Натискаш бутон. Затворихте врата.

Обратната връзка, която тези контролери предоставят, обаче е ограничена. Обратната връзка, която тези устройства предоставят, е подобна на вибриращото ви мобилно устройство, когато получи известие. Въпреки че това е добра първа стъпка и по-добре от липса на обратна връзка, индустрията трябва да изтласка хаптиката много по-далеч, за да симулира истински физическия свят, докато е във виртуалния. Има редица компании, които искат да решат проблема с докосването във виртуалната реалност.

Go Touch VR разработи сензорна система за виртуална реалност, която да се носи на един или повече пръсти, за да симулира физическо докосване във виртуална реалност. Go Touch VR е малко повече от устройство, което се закрепва към краищата на пръстите ви и се натиска с различни нива на сила към върховете на пръстите ви. Go Touch VR твърди, че устройството може да генерира изненадващо реалистично усещане за грабване на физически обект в дигиталния свят.

Други компании, като Tactical Haptics, се стремят да решат проблема с тактилната обратна връзка в контролера. Използвайки серия от плъзгащи се пластини в повърхностната дръжка на техния контролер Reactive Grip, те твърдят, че могат да симулират видовете сили на триене, които бихте усетили при взаимодействие с физически обекти.

Когато удряте топка с тенис ракета, ще почувствате, че ракетата се натиска надолу към хватката ви. Когато премествате тежки предмети, ще почувствате по-голяма сила при натискане на ръката ви, отколкото при преместване на по-леки предмети. Когато рисувате с четка, ще усетите как четката се придърпва към ръката ви, сякаш я плъзгате по хартия или платно. Tactical Haptics твърди, че може да емулира всеки от тези сценарии много по-прецизно, отколкото простите вибрации, които повечето контролери в момента позволяват.

В далечния край на скалата на хаптиката във виртуалната реалност са компании като HaptX и bHaptics, разработващи пълноценни хаптични ръкавици, жилетки, костюми и екзоскелети.

bHaptics в момента разработва безжичния TactSuit . TactSuit включва хаптична маска, хаптична жилетка и хаптични ръкави. Задвижван от ексцентрични въртящи се масови вибрационни двигатели, той разпределя тези вибрационни елементи върху лицето, предната и задната част на жилетката и ръкавите. Според bHaptics, това позволява много по-изтънчено потапящо изживяване, което позволява на потребителите да „усетят“ усещането за експлозия, откат на оръжие или усещането за удар в гърдите.

HaptX е една от компаниите, изследващи най-далечните точки на хаптика във виртуалната реалност със своята платформа HaptX. HaptX създава интелигентен текстил, който ви позволява да усетите текстурата, температурата и формата на обектите. В момента се създава прототип на хаптична ръкавица, която да приема виртуален вход и да прилага реалистично докосване и принудителна обратна връзка към виртуалната реалност. Но HaptX прави крачка отвъд стандартните вибриращи точки на повечето хаптичен хардуер. HaptX е изобретил текстил, който се притиска към кожата на потребителя чрез вградени микрофлуидни въздушни канали, които могат да осигурят обратна връзка със сила на крайния потребител.

HaptX твърди, че използването на технологията му осигурява много по-добро изживяване в сравнение с тези устройства, които включват само вибрация за симулиране на тактилни действия. Когато се комбинира с визуализацията на виртуалната реалност, системата на HaptX отвежда потребителите една крачка по-близо до напълно потапящи изживявания във виртуалната реалност. Системата на HaptX може да пренесе своята технология до реализирането на хаптична платформа за цялото тяло, която ви позволява наистина да усетите виртуалната реалност. Това изображение показва пример за най-новия прототип на ръкавици на HaptX за виртуална реалност.

С любезното съдействие на
ръкавиците HaptX HaptX VR.