Virtual Reality-enheder: Funktioner

Udover pris og headsetdesign er der også en række forskellige tilgange, hver producent tager i forhold til den virtual reality-oplevelse, den tilbyder. Følgende oplysninger ser på nogle af de vigtigste virtual reality-funktioner.

Rumskala versus stationær oplevelse i virtual reality

Rumskala refererer til en brugers evne til frit at gå rundt i legeområdet i en virtual reality-oplevelse, med hans virkelige bevægelser sporet ind i det digitale miljø. For førstegenerations virtual reality-enheder vil dette kræve ekstra udstyr uden for headsettet, såsom infrarøde sensorer eller kameraer, for at overvåge brugerens bevægelse i 3D-rum.

Vil du slentre over til fiskestimerne, der svømmer omkring dig under vandet? Kravl rundt på gulvet i dit virtuelle rumskib og jagter efter din robothund? Gå rundt og udforske hver tomme af en 3D-replika af Michelangelos David? Forudsat at dit fysiske rum i den virkelige verden har plads til dig at gøre det, kan du gøre disse ting i en oplevelse i rumskala.

Selvom de fleste af førstegenerations virtual reality-enheder kræver eksterne enheder for at give en oplevelse i rumskala, ændrer dette sig hurtigt i mange andengenerationsenheder, som anvender indefra-ud-sporing.

En stationær oplevelse er på den anden side lige hvad det lyder som: en virtual reality-oplevelse, hvor oplevelsen er designet omkring, at brugeren bliver siddende eller står på et enkelt sted for størstedelen af ​​oplevelsen. I øjeblikket tillader de avancerede virtual reality-enheder (såsom Vive , Rift eller WinMR-headsettet ) rumskalaoplevelser , mens de lavere , mobilbaserede oplevelser ikke gør det.

Oplevelser i rumskala kan føles meget mere fordybende end stationære oplevelser, fordi en brugers bevægelse omsættes til deres digitale miljø. Hvis en bruger ønsker at gå hen over det digitale rum, går hun blot hen over det fysiske rum. Hvis hun vil nå under et bord, sætter hun sig simpelthen på hug i den fysiske verden og rækker ind under bordet. At gøre det samme i en stationær oplevelse ville kræve bevægelse via et joystick eller lignende hardware, som trækker brugeren ud af oplevelsen og får den til at føles mindre medrivende. I den virkelige verden oplever vi vores virkelighed gennem bevægelse i det fysiske rum; de virtuelle virkelighedsoplevelser, der tillader den fysiske bevægelse, langt hen imod at føle sig mere "rigtig".

Rumskala er ikke uden sit eget sæt af ulemper. Oplevelser i rumskala kan kræve et ret stort tomt fysisk rum, hvis en bruger vil gå rundt i virtual reality uden at støde ind i fysiske forhindringer. At have hele rum med tomt rum dedikeret til virtual reality-opsætninger i hjemmet er ikke praktisk for de fleste af os - selvom der er forskellige tricks, som udviklere kan bruge til at bekæmpe denne mangel på plads.

Digitale oplevelser i rumskala skal også omfatte barrierer, der angiver, hvor der findes fysiske barrierer i den virkelige verden, for at forhindre brugere i at løbe ind i døre og vægge, og vise grænsen i den digitale verden for, hvor grænserne for den fysiske verden findes.

Billedet nedenfor illustrerer, hvordan HTC Vive-headsettet i øjeblikket løser dette problem. Når en bruger i headset vandrer for tæt på en virkelig barriere (som defineret under opsætning af lokalet), advarer en stiplet grøn "hologramvæg" brugeren om forhindringen. Det er ikke en perfekt løsning, men i betragtning af udfordringerne ved bevægelse i virtual reality, fungerer det godt nok til denne generation af headset. Måske et par generationer nede ad vejen vil headset automatisk kunne registrere forhindringer i den virkelige verden og markere dem i den digitale verden.

"Hologramvæggen"-kanten som set i HTC Vive.

Mange rum-skala virtual reality-oplevelser kræver også, at brugerne rejser langt større afstande, end deres fysiske rum kan rumme. Løsningen til at rejse i stationære oplevelser er generelt et simpelt valg. Fordi en bruger ikke fysisk kan bevæge sig i sine stationære oplevelser, foregår enten hele oplevelsen på et enkelt sted, eller en anden bevægelsesmetode bruges hele vejen igennem (f.eks. ved at bruge en controller til at flytte en karakter i et videospil).

Erfaringer i rumskala introducerer et andet sæt problemer. En bruger kan nu bevæge sig rundt i den virtuelle verden, men kun den afstand, der tillades af hver brugers unikke fysiske opsætning. Nogle brugere kan være i stand til fysisk at gå en afstand på 20 fod i virtual reality. Andre brugeres fysiske virtual reality-legeområder kan være trange, og de har muligvis kun 7 fod plads til fysisk at gå, som kan efterlignes i det virtuelle miljø.

Virtual reality-udviklere har nu nogle svære valg at træffe med hensyn til, hvordan man gør det muligt for brugeren at bevæge sig rundt i både de fysiske og virtuelle miljøer. Hvad sker der, hvis brugeren skal nå et område lidt uden for det brugbare fysiske rum i rummet? Eller rundt om blokken? Eller miles væk?

Hvis en bruger skal rejse på tværs af lokalet for at hente en genstand, kan han i rumskala virtual reality muligvis bare gå hen til objektet. Hvis han har brug for at rejse en stor afstand i rumskala, begynder der dog at opstå problemer. I disse tilfælde skal udviklere bestemme, hvornår de skal lade en bruger fysisk flytte til objekter i nærheden, men også hvornår de skal hjælpe en bruger med at nå objekter længere væk. Disse problemer kan løses, men med virtual reality stadig i sin relative vorden, eksperimenteres der stadig med bedste praksis for virtual reality-udviklere vedrørende disse løsninger.

Virtual reality-enheder: Sporing indefra og ud

I øjeblikket er det kun de avancerede forbruger-headset, der tilbyder oplevelser i rumskala. Disse avancerede headsets kræver typisk en kablet forbindelse til en computer, og brugere ender ofte med at træde akavet over ledninger, når de bevæger sig i rumskala. Dette kablede problem er generelt dobbelt: Ledning er påkrævet til billedvisningen i headsettet, og ledning er påkrævet for at spore headsettet i det fysiske rum.

Headset-producenter har forsøgt at løse dette problem med kablet skærm, og mange af anden generation af virtual reality-headset er ved at blive udviklet med trådløse løsninger i tankerne. I mellemtiden undersøger virksomheder som DisplayLink og TPCast også måder at streame video til et headset uden behov for en kablet forbindelse.

På sporingssiden er både Vive og Rift i øjeblikket begrænset af deres eksternt baserede udefra-ind- sporingssystemer, hvor headsettet og controllere spores via en ekstern enhed.

Uden for headsettet er yderligere hardware (kaldet sensorer eller fyrtårne for henholdsvis Rift og Vive) placeret rundt i det rum, hvor brugeren vil bevæge sig rundt i virtual reality-rummet. Disse sensorer er adskilt fra selve headsettet. At placere dem omkring rummet giver mulighed for ekstremt nøjagtig sporing af brugerens headset og controllere i 3D-rum, men brugere er begrænset til bevægelse inden for sensorens synsfelt. Når brugeren bevæger sig uden for dette område, går sporingen tabt.

Billedet nedenfor viser opsætningen for den første generation af HTC Vive, som kræver, at du monterer fyrtårne ​​omkring det rum, du vil spore. Du definerer derefter dit "spilbare" rum ved at trække controllerne rundt i det tilgængelige område (som skal være inden for synligt område af fyrtårnene). Denne proces definerer det område, du kan bevæge dig i. Mange førstegenerations headset i rumskala håndterer deres rumdefinition på samme måde.

HTC Vive rumopsætning.

I modsætning hertil placerer sporing indefra og ud sensorerne i selve headsettet, hvilket fjerner behovet for eksterne sporingssensorer. Det er afhængigt af headsettet til at fortolke dybde- og accelerationssignaler fra det virkelige miljø for at koordinere brugerens bevægelse i virtual reality. Windows Mixed Reality-headset bruger i øjeblikket sporing indefra og ud.

Inside-out sporing har været en "hellig gral" for virtual reality; fjernelse af behovet for eksterne sensorer betyder, at brugerne muligvis ikke længere behøver at være begrænset til et lille område for bevægelse. Ligesom ethvert teknologivalg har det dog en pris. I øjeblikket giver sporing indefra og ud mindre nøjagtig miljøsporing og lider af andre ulemper, såsom at miste overblikket over controllerne, hvis de rejser for langt uden for headsettets synslinje.

Producenterne er dog fokuserede på at løse disse problemer, med mange andengenerations headset, der bruger indefra-ud-sporing til fysisk bevægelse i virtual reality. Inside-out-sporing fritager dig muligvis ikke helt for at skulle definere et "spilbart" rum til virtual reality. Du har stadig brug for en metode til at definere, hvilket område der er frit for dig at bevæge dig rundt i. Solid sporing indefra og ud vil dog give mulighed for trådløse headset uden eksterne sensorer, et stort spring for den næste generation af virtual reality.

Selvom de fleste avancerede førstegenerations virtual reality-headset stadig kræver binding til en computer eller eksterne sensorer, er virksomheder ved at finde kreative måder at løse disse problemer på. Virksomheder som VOID har implementeret deres egne innovative løsninger, der giver et glimt af, hvilken slags oplevelser et fuldt selvstændigt virtual reality-headset kan tilbyde. VOID er en lokationsbaseret virtual reality-virksomhed, der tilbyder, hvad de kalder hyper-reality, hvilket giver brugerne mulighed for at interagere med digitale elementer på en fysisk måde.

Hjørnestenen i VOIDs teknologi er deres rygsæk virtual reality-system. Rygsækken/headsettet/det virtuelle våbensystem gør det muligt for VOID at kortlægge hele varehuse til en værdi af fysisk plads og overlejre det med et en-til-en digitalt miljø i det fysiske rum. Mulighederne dette skaber er uendelige. Hvor der er en almindelig dør i den virkelige verden, kan VOID skabe en tilsvarende digital dør, der oser af slim og vinstokke. Hvad der kunne være en ubestemmelig grå boks i den virkelige verden, kan blive en gammel olielampe til at lyse brugerens vej gennem den fuldt digitale oplevelse.

Den rygsækformfaktor, som VOID i øjeblikket bruger, er sandsynligvis ikke en, der vil få succes i en masseforbrugerskala. Det er besværligt, dyrt og sandsynligvis for komplekst til at betjene et massepublikum. Men for de lokationsbaserede oplevelser, som VOID giver, fungerer det godt og giver et glimt af niveauet af fordybelse, virtual reality kan tilbyde, når den er løsnet fra ledninger og kabler.

Både Vive og Rift ser ud til at være klar til at sende trådløse headsets allerede i 2018, hvor både HTC Vive Focus (allerede udgivet i Kina) og Oculus’ kommende Santa Cruz-udviklersæt bruger indvendig sporing.

Haptisk feedback i virtual reality-enheder

Haptisk feedback, som er følesansen designet til at give information til slutbrugeren, er allerede indbygget i en række eksisterende virtual reality-controllere. Xbox One-controlleren, HTC Vive Wands og Oculus Touch- controllere har alle mulighed for at rumle/vibrere for at give brugeren nogle kontekstuelle oplysninger: Du samler en genstand op. Du trykker på en knap. Du har lukket en dør.

Den feedback, som disse controllere giver, er dog begrænset. Den feedback, som disse enheder giver, svarer til, at din mobilenhed vibrerer, når den modtager en notifikation. Selvom det er et godt første skridt og bedre end ingen feedback overhovedet, er industrien nødt til at skubbe haptik meget længere for virkelig at simulere den fysiske verden, mens den er inde i den virtuelle. Der er en række virksomheder, der ønsker at løse problemet med berøring inden for virtual reality.

Go Touch VR har udviklet et virtual reality touch-system, der skal bæres på en eller flere fingre for at simulere fysisk berøring i virtual reality. Go Touch VR er lidt mere end en enhed, der spænder fast til enderne af dine fingre og skubber med forskellige niveauer af kraft mod dine fingerspidser. Go Touch VR hævder, at enheden kan generere en overraskende realistisk fornemmelse af at gribe et fysisk objekt i den digitale verden.

Andre virksomheder, såsom Tactical Haptics, søger at løse problemet med haptisk feedback i controlleren. Ved at bruge en række glideplader i overfladehåndtaget på deres Reactive Grip-controller hævder de at være i stand til at simulere de typer friktionskræfter, du ville føle, når du interagerer med fysiske objekter.

Når du slår en bold med en tennisketsjer, vil du mærke ketsjeren presse ned mod dit greb. Når du flytter tunge genstande, vil du føle større kraft, der skubber mod din hånd, end når du flytter lettere genstande. Når du maler med en pensel, vil du mærke penslen trække mod din hånd, som om du trak den hen over papir eller lærred. Tactical Haptics hævder at være i stand til at efterligne hvert af disse scenarier langt mere præcist end den simple vibration, de fleste controllere tillader i øjeblikket.

I den yderste ende af skalaen for haptics i virtual reality er virksomheder som HaptX og bHaptics, der udvikler fuld-blæste haptiske handsker, veste, jakkesæt og exoskeletons.

bHaptics er i øjeblikket ved at udvikle den trådløse TactSuit . TactSuit inkluderer en haptisk maske, haptisk vest og haptiske ærmer. Drevet af excentriske roterende massevibrationsmotorer fordeler den disse vibrationselementer over forsiden, for- og bagsiden af ​​vesten og ærmer. Ifølge bHaptics giver dette mulighed for en meget mere raffineret fordybende oplevelse, der giver brugerne mulighed for at "føle" fornemmelsen af ​​en eksplosion, af et våbenrekyl eller fornemmelsen af ​​at blive slået i brystet.

HaptX er en af ​​de virksomheder, der udforsker de fjerneste rækker af haptics i virtual reality med sin HaptX-platform. HaptX skaber smarte tekstiler, så du kan mærke tekstur, temperatur og form på objekter. Det er i øjeblikket ved at lave en prototype af en haptisk handske til at tage virtuelle input og anvende realistisk berøring og tvinge feedback til virtual reality. Men HaptX tager et skridt ud over standard vibrerende punkter for de fleste haptiske hardware. HaptX har opfundet et tekstil, der skubber mod en brugers hud via indlejrede mikrofluidiske luftkanaler, der kan give force feedback til slutbrugeren.

HaptX hævder, at dets brug af teknologi giver en langt overlegen oplevelse i forhold til de enheder, der kun inkorporerer vibrationer for at simulere haptik. Når det kombineres med det visuelle fra virtual reality, tager HaptX's system brugerne et skridt tættere på fuldt fordybende virtual reality-oplevelser. HaptX's system kunne føre sin teknologi igennem til realiseringen af ​​en helkrops haptisk platform, der giver dig mulighed for virkelig at føle virtual reality. Dette billede viser et eksempel på HaptX's seneste handskeprototype til virtual reality.

Udlånt af HaptX
HaptX VR handsker.