Výzvy s virtuální realitou

Spotřebitelská virtuální realita je stále lehčí, levnější a vybroušenější, ale stále musí překonat řadu technických překážek, aby skutečně dosáhla svého potenciálu masového spotřebitele. Naštěstí obnovený zájem o virtuální realitu v posledních letech vedl k přílivu investic do oboru, což by mělo urychlit odkrývání řešení. Následující informace se zabývají některými z hlavních problémů, kterým dnes virtuální realita čelí a jak některé společnosti pracují na jejich řešení.

Výzva virtuální reality 1: Nemoc ze simulátoru

Raná zařízení HMD vyvolala rozsáhlé stížnosti uživatelů na kinetózu. Tento problém sám o sobě stačil k tomu, aby vykolejil raná zařízení pro masové spotřebitele virtuální reality, jako je virtuální realita Sega a Nintendo's Virtual Boy. Je to problém, se kterým se moderní výrobci náhlavních souprav stále potýkají.

Nevolnost z pohybu se může objevit, když existují nekonzistentní signály mezi vestibulárním smyslem pohybu vašeho vnitřního ucha a tím, co vidí vaše oči. Protože váš mozek cítí, že tyto signály jsou nekonzistentní, předpokládá, že vaše tělo je nemocné, potenciálně kvůli toxinu nebo nějakému jinému postižení. V tu chvíli se váš mozek může rozhodnout vyvolat bolesti hlavy, závratě, dezorientaci a nevolnost. Používání náhlavní soupravy pro virtuální realitu může vyvolat typ kinetózy, která nemusí nutně zahrnovat žádný skutečný pohyb; výzkumníci to nazvali simulátorová nemoc.

Existuje řada způsobů, jak bojovat s nemocí simulátoru, včetně některých nekonvenčních přístupů. Jedna studie katedry počítačové grafiky na Purdue University navrhla přidat „virtuální nos“ do každé aplikace virtuální reality, aby se přidal stabilizační efekt pro uživatele. Virtualis LLC komercializuje tento virtuální nos a pojmenuje ho nasum virtualis. Zapuštění nosu do zorného pole uživatele funguje jako pevný referenční bod pro zmírnění nemoci z virtuální reality. Váš fyzický nos se v reálném životě objevuje ve vašem zorném poli, ale často ho tam nevnímáte. Podobně většina uživatelů ve studiích Virtualisu si virtuálního nosu ve virtuální realitě ani nevšimla, ale zaznamenali 13,5procentní pokles závažnosti nemoci a prodloužení doby strávené v simulátoru.

Tento obrázek ukazuje, jak se virtuální nos může jevit uživatelům ve virtuální realitě.

Použití virtuálního nosu k prevenci nemoci simulátoru.

Nejúčinnějším způsobem, jak mohou vývojáři virtuální reality bojovat s nemocí simulátoru, je však minimalizovat latenci mezi fyzickým pohybem uživatele a reakcí náhlavní soupravy. V reálném světě neexistuje žádná latence mezi pohybem naší hlavy a vizuální odezvou světa kolem nás. Reprodukce této nedostatečné latence v náhlavní soupravě je nesmírně důležitá.

Vzhledem k rozšiřování virtuální reality na mobilních zařízeních s nízkou spotřebou je důležitější než kdy jindy udržet počet snímků za sekundu (FPS), který může každý headset zobrazit, co nejvyšší. Díky tomu zůstane obraz v náhlavní soupravě v souladu s pohybem uživatele.

Zde je několik dalších návrhů, jak se vyhnout nemoci ze simulátoru při vytváření nebo používání aplikací pro virtuální realitu:

• Ujistěte se, že je náhlavní souprava správně nastavena. Pokud se vám virtuální svět při pokusu o nasazení náhlavní soupravy zdá rozmazaný, je pravděpodobně nutné náhlavní soupravu upravit. Většina náhlavních souprav umožňuje uživatelům vyladit přizpůsobení zařízení a vzdálenost od očí, aby se eliminovalo jakékoli rozmazání. Než se pustíte do jakékoli virtuální reality, ujistěte se, že jsou vaše sluchátka správně nastavena.
• Sedni si. Některým lidem pocit stability, který sezení poskytuje, pomáhá překonat jejich pohybovou nevolnost.
• Udržujte text čitelný. Vyhněte se čtení nebo používání textu s malým písmem ve virtuální realitě a omezte používání textu na minimum (pouze pár slov najednou).
• Žádný nečekaný pohyb. Při vyvolávání nikdy nepohybujte fotoaparátem bezdůvodně programově. Uživatel by měl cítit, že k pohybu dochází v důsledku jeho vlastního pohybu nebo spuštěného prostřednictvím interakce.
• Vyvarujte se zrychlení. Je možné pohybovat virtuálními kamerami bez spouštění nemoci simulátoru, ale tento pohyb musí být plynulý. Vyhněte se zrychlování nebo zpomalování uživatele, když je třeba, aby došlo k pohybu ve virtuálním prostoru.
• Vždy sledujte pohyby uživatele. Necouvejte kamerou proti pohybu uživatele ani nepřestávejte sledovat polohu hlavy uživatele. Pohled uživatele se musí aktualizovat pohybem hlavy.
• Vyhněte se položkám s pevným zobrazením. Položky s pevným zobrazením (položky, které se nemění při změně zobrazení, jako je vyskakovací okno informující uživatele o něčem uprostřed obrazovky nebo head-up displej [HUD]) jsou dnes ve 2D hraní poměrně běžné. . Tato mechanika však nefunguje dobře ve virtuální realitě, protože to není něco, na co jsou uživatelé ve skutečném světě zvyklí.

Jak se zařízení stávají výkonnějšími, nemoc simulátoru kvůli nízké FPS by teoreticky měla být méně častá. Čím výkonnější je zařízení, tím lepší je schopnost sledovat obraz a pohyb virtuálního světa podle fyzického pohybu uživatele, což snižuje hlavní příčinu nevolnosti simulátoru.

Přestože jsme daleko překonali výpočetní výkon starých počítačů, stále narážíme na software, který často běží pomaleji než hry před 20 lety. Obecně platí, že čím výkonnější je náš hardware, tím více po něm máme tendenci požadovat. Lepší vizuální efekty! Více položek na obrazovce! Větší zorná pole! Více efektů! Znalost potenciálních příčin nemoci simulátoru by vám měla pomoci se v těchto problémech orientovat, pokud se objeví.

Výzva virtuální reality 2: Efekt obrazovky-dveře

Nasaďte si jakákoli starší náhlavní souprava pro virtuální realitu nebo některá ze současných náhlavních souprav pro virtuální realitu poháněná chytrým telefonem a pozorně se podívejte na obraz vytvořený v náhlavní soupravě. V závislosti na rozlišení zařízení, které používáte, si můžete všimnout „čar“ mezi zobrazenými pixely. Jako dítě jste si možná všimli toho samého, pokud jste seděli příliš blízko ke své starší televizi. Tento problém se nazývá efekt screen-door, pro jeho podobnost s pohledem na svět skrz síťové dveře. Ačkoli je tento problém u dnešních televizorů s extrémně vysokým rozlišením již dávno vyřešen, byl znovu zaveden do některých headsetů pro virtuální realitu.

Obrázek níže zobrazuje příklad přehnaného příkladu efektu obrazovky-dveře, jak je vidět ve virtuální realitě. (Skutečný efekt dvířek obrazovky by nastal na základě pixelu po pixelu, zde není zobrazen.) Když je displej tak blízko obličeje uživatele, může se začít objevovat mřížka prostoru mezi pixely.

Efekt obrazovky-dveře ve virtuální realitě.

Tento efekt je nejvíce patrný u displejů s nižším rozlišením, jako jsou starší náhlavní soupravy nebo některé smartphony, z nichž mnohé nebyly nikdy zamýšleny primárně jako stroje pro virtuální realitu, držené palce od nosu a zvětšované pomocí optických čoček.

K vyřešení tohoto problému byly předloženy různé návrhy. Například společnost LG navrhla umístit „světelný difuzér“ mezi obrazovku a čočky, ačkoli většina lidí souhlasí, že skutečnou opravou budou displeje s vyšším rozlišením. Displeje s vysokým rozlišením by měly zmírnit efekt dvířek obrazovky, jako je tomu u TV, ale budou vyžadovat větší výpočetní výkon. Stejně jako u simulátorové nemoci je naděje, že čím lepší hardware, tím menší pravděpodobnost výskytu tohoto efektu. S trochou štěstí by se efekt obrazovky-dveře měl stát reliktem minulosti v rámci příští nebo dvou náhlavních souprav pro virtuální realitu.

Virtuální realita Challenge 3: Pohyb ve VIRTUAL REALITY

Pohyb v digitálním prostředí virtuální reality je stále problém. Náhlavní soupravy vyšší třídy, jako jsou Vive a Rift, umožňují sledování uživatelů v celé místnosti, ale ne o moc dál. Cokoli navíc vyžaduje nějakou mechaniku pohybu zabudovanou do samotné aplikace nebo specializovaný hardware nad rámec toho, co má většina spotřebitelů pravděpodobně k dispozici.

Pohyb na velké vzdálenosti ve virtuální realitě bude pro vývojáře aplikací pravděpodobně trvalým logistickým problémem. I při použití některých z výše uvedených řešení může pohyb ve virtuální realitě, který neodpovídá fyzickému pohybu, u některých uživatelů vyvolat nemoc simulátoru. A i když byste mohli zaručit, že všesměrový běžecký pás bude pro každého uživatele sledovat jeho pohyb, často existují velké vzdálenosti, které uživatelé nebudou chtít překonat chůzí. Uživatelé s omezenou pohyblivostí navíc nemusí být schopni překonat vzdálenosti pěšky. Pohyb je problém, na jehož vyřešení budou muset vývojáři hardwaru a softwaru spolupracovat. A existují řešení.

Výzva virtuální reality 4: Účinky na zdraví

Zdravotní rizika jsou možná největší neznámou na tomto seznamu. Pokyny pro zdraví a bezpečnost pro Oculus Rift varují před používáním, pokud je uživatelka těhotná, starší, unavená nebo trpí srdečními chorobami. Varují také, že uživatelé mohou pociťovat silné závratě, záchvaty nebo ztrátu vědomí. Děsivě znějící věci! Existují také velké neznámé, pokud jde o dlouhodobé zdravotní účinky virtuální reality. Výzkumníci musí ještě důkladně prostudovat dopad dlouhodobého používání náhlavních souprav pro virtuální realitu na zrak a mozek.

Počáteční studie obecně ukázaly, že většina nepříznivých zdravotních účinků je krátkodobá, s malým trvalým dopadem na uživatele. Jakmile však uživatelé začnou v prostoru virtuální reality zůstávat delší dobu, bude zapotřebí dalších studií, aby se objevily jakékoli dlouhodobé účinky používání virtuální reality.

Mezitím se zdá, že společnosti zabývající se virtuální realitou chybují na straně opatrnosti ohledně potenciálních dlouhodobých účinků. Jak řekla Sarah Sharplesová, prezidentka Chartered Institute of Ergonomics and Human Factors, v rozhovoru pro The Guardian: „Používání virtuální reality má potenciálně negativní dopady. Nejdůležitější věcí, kterou bychom měli udělat, je být opatrní a rozumní. Ale neměli bychom se nechat odradit od využívání obrovského potenciálu, který tato technologie také nabízí.“

Výzva virtuální reality 5: Kanibalizace trhu

Jedna poslední obava souvisí s trhem virtuální reality jako celkem. Mobilní trh (a konkrétně nejlevnější implementace, Google Cardboard) má oproti náhlavním soupravám vyšší třídy obrovskou výhodu při adopci (viz tabulka 2-3). A možná z dobrého důvodu. Pro spotřebitele je snazší strávit 20 dolarů nákupem low-endové náhlavní soupravy pro mobilní virtuální realitu, než ušetřit pár set dolarů za vyšší model.

Jak se dalo očekávat, náhlavní soupravy nižší třídy mají tendenci nabízet zážitky nižší třídy. Uživatel může odmítnout systém virtuální reality nižší třídy jako něco víc než hračku a věřit, že představuje současnou úroveň ponoření do virtuální reality, kdy nic nemůže být dále od pravdy. Vnímání se však často může stát skutečností. Mohlo by šíření low-end implementací virtuální reality z dlouhodobého hlediska poškodit přijetí virtuální reality a kanibalizovat její vlastní trh?

Údaje o prodeji zařízení nižší třídy pravděpodobně přiměly některé společnosti, aby se posadily a vzaly na vědomí. Zdá se, že mnoho výrobců se soustředí na víceúrovňovou strategii pro svou příští generaci náhlavních souprav, která spotřebitelům nabízí zážitky od low-end až po high-end. Například spoluzakladatel Oculus Nate Mitchell v rozhovoru pro Ars Technica tvrdil, že Oculus se zaměří na strategii tří náhlavních souprav pro svou příští generaci spotřebitelských náhlavních souprav, přičemž samostatný Oculus Go, který má být uveden na trh v roce 2018, jako jeho nižší -end samostatné zařízení, po kterém následuje Oculus Santa Cruz, náhlavní souprava střední třídy. Podobně HTC vydalo HTC Vive Pro jako zařízení vyšší třídy se samostatným HTC Vive Focus (vydaným v Číně), zaměřeným spíše na trh střední třídy.

Z dlouhodobého hlediska existuje pravděpodobně dostatečně široká základna trhu na podporu všech variant virtuální reality. S příchodem další generace náhlavních souprav bude zajímavé sledovat, která zařízení u spotřebitelů nejvíce pronikají. Blízká budoucnost pravděpodobně přinese nárůst náhlavních souprav pro mobilní zařízení střední třídy, zatímco externí náhlavní soupravy na bázi PC vyšší třídy uspokojí ty, kteří jdou all-in na špičková zařízení. Poslední jmenovaný je menší demografická skupina, která je však ochotna utratit více, aby získala nejlepší zážitek ve své třídě, jaký může virtuální realita nabídnout.