Uređaji za virtualnu stvarnost: značajke

Osim cijene i dizajna slušalica, postoji i niz različitih pristupa koje svaki proizvođač koristi u pogledu iskustva virtualne stvarnosti koje nudi. Sljedeće informacije govore o nekim od najvažnijih značajki virtualne stvarnosti.

U virtualnoj stvarnosti iskustvo u mjerilu sobe nasuprot stacionarnom

Razmjer sobe odnosi se na sposobnost korisnika da slobodno hoda po igralištu doživljaja virtualne stvarnosti, pri čemu se njegovi pokreti u stvarnom životu prate u digitalnom okruženju. Za uređaje prve generacije virtualne stvarnosti, to će zahtijevati dodatnu opremu izvan slušalica, kao što su infracrveni senzori ili kamere, za praćenje kretanja korisnika u 3D prostoru.

Želite li prošetati do jata riba koje plivaju oko vas pod vodom? Puzati okolo po podu svog virtualnog svemirskog broda jureći za svojim robotskim psom? Prošetati i istražiti svaki centimetar 3D replike Michelangelovog Davida? Pod uvjetom da vaš fizički prostor u stvarnom svijetu ima prostora za to, ove stvari možete raditi u iskustvu veličine sobe.

Iako većina uređaja prve generacije virtualne stvarnosti zahtijeva vanjske uređaje za pružanje iskustva u prostoriji, to se brzo mijenja u mnogim uređajima druge generacije koji koriste praćenje iznutra prema van.

Stacionarni iskustvo, s druge strane, je upravo ono što je zvuči kao: virtualnoj stvarnosti iskustvo u kojem se iskustvo je dizajniran oko korisnika preostalih sjedi ili stoji na jednom mjestu za većinu iskustva. Trenutačno, uređaji više klase virtualne stvarnosti (kao što su Vive , Rift ili WinMR slušalice ) dopuštaju iskustvo u prostoriji, dok doživljaji niže klase , temeljeni na mobilnim uređajima, ne.

Iskustva na razini sobe mogu se osjećati puno upečatljivije od stacionarnih iskustava, jer se kretanje korisnika prevodi u njihovo digitalno okruženje. Ako korisnik želi hodati preko digitalne sobe, jednostavno hoda preko fizičke sobe. Ako želi posegnuti ispod stola, jednostavno čučnu u fizičkom svijetu i posegne ispod stola. Učiniti isto u stacionarnom iskustvu zahtijevalo bi kretanje preko joysticka ili sličnog hardvera, što korisnika izvlači iz iskustva i čini da se osjeća manje imerzivno. U stvarnom svijetu svoju stvarnost doživljavamo kroz kretanje u fizičkom prostoru; iskustva virtualne stvarnosti koja dopuštaju da fizički pokret ide uvelike prema osjećaju "stvarnijeg".

Razmjer sobe nije bez vlastitih nedostataka. Iskustva na razini sobe mogu zahtijevati prilično velik prazan fizički prostor ako korisnik želi hodati uokolo u virtualnoj stvarnosti bez naleta na fizičke prepreke. Imati cijele sobe praznog prostora posvećene postavkama virtualne stvarnosti u domovima nije praktično za većinu nas — iako postoje različiti trikovi koje programeri mogu koristiti za borbu protiv ovog nedostatka prostora.

Digitalna iskustva u prostoriji također moraju uključivati ​​barijere koje ukazuju na to gdje postoje fizičke barijere u stvarnom svijetu, kako bi se spriječilo da korisnici naiđu na vrata i zidove, prikazujući granicu u digitalnom svijetu gdje postoje granice fizičkog svijeta.

Slika ispod ilustrira kako HTC Vive slušalice trenutno rješavaju ovaj problem. Kada korisnik u slušalicama odluta preblizu stvarnoj barijeri (kako je definirano tijekom postavljanja sobe), isprekidani zeleni "hologramski zid" upozorava korisnika na prepreku. Nije savršeno rješenje, ali s obzirom na izazove kretanja u virtualnoj stvarnosti, radi dovoljno dobro za ovu generaciju slušalica. Možda će nekoliko generacija kasnije, slušalice moći automatski detektirati prepreke u stvarnom svijetu i označiti ih u digitalnom svijetu.

Granica "hologramskog zida" kao što se vidi u HTC Viveu.

Mnoga iskustva virtualne stvarnosti u prostoriji također zahtijevaju od korisnika da putuju na udaljenosti daleko veće od one koju njihov fizički prostor može primiti. Rješenje za putovanja u stacionarnim iskustvima općenito je jednostavan izbor. Budući da se korisnik ne može fizički kretati u svojim stacionarnim iskustvima, ili se cijelo iskustvo odvija na jednom mjestu ili se koristi drugačija metoda kretanja (na primjer, korištenje kontrolera za pomicanje lika u videoigri).

Iskustva na razini sobe uvode drugačiji skup problema. Korisnik se sada može kretati u virtualnom svijetu, ali samo na udaljenosti koju dopušta jedinstvena fizička postavka svakog korisnika. Neki korisnici mogu fizički prijeći udaljenost od 20 stopa u virtualnoj stvarnosti. Fizička područja za igru ​​virtualne stvarnosti drugih korisnika mogu biti tijesna i mogu imati samo 7 stopa prostora za fizički hodanje koji se može oponašati u virtualnom okruženju.

Programeri virtualne stvarnosti sada imaju teške odluke o tome kako omogućiti korisniku kretanje u fizičkom i virtualnom okruženju. Što se događa ako korisnik treba doći do područja malo izvan korisnog fizičkog prostora u prostoriji? Ili oko bloka? Ili miljama daleko?

Ako korisnik treba putovati kroz sobu kako bi pokupio predmet, u virtualnoj stvarnosti veličine sobe možda će jednostavno moći prošetati do objekta. Međutim, ako treba prijeći veliku udaljenost u mjerilu sobe, počinju se javljati problemi. U tim slučajevima, programeri moraju odrediti kada će dopustiti korisniku da se fizički premjesti na objekte u neposrednoj blizini, ali i kada će pomoći korisniku da dosegne objekte koji su udaljeniji. Ti su problemi rješivi, ali s obzirom na to da je virtualna stvarnost još u povojima, još uvijek se eksperimentira s najboljim praksama za programere virtualne stvarnosti u vezi s tim rješenjima.

Uređaji za virtualnu stvarnost: praćenje iznutra prema van

Trenutačno samo vrhunske potrošačke slušalice nude iskustvo u prostoriji. Ove vrhunske slušalice obično zahtijevaju žičanu vezu s računalom, a korisnici često na kraju nespretno pregaze žice dok se kreću u prostoriji. Ovaj problem ožičenja općenito je dvojak: ožičenje je potrebno za prikaz slike unutar slušalica, a ožičenje je potrebno za praćenje slušalica u fizičkom prostoru.

Proizvođači slušalica pokušavaju riješiti ovaj problem s žičanim zaslonom, a mnoge druge generacije slušalica za virtualnu stvarnost razvijaju se imajući na umu bežična rješenja. U međuvremenu, tvrtke kao što su DisplayLink i TPCast također istražuju načine za prijenos videa na slušalice bez potrebe za žičnom vezom.

Što se tiče praćenja, i Vive i Rift trenutno su ograničeni svojim vanjskim sustavima za praćenje izvana , gdje se slušalice i kontroleri prate putem vanjskog uređaja.

Izvan slušalica, dodatni hardver (koji se nazivaju senzori ili svjetionici za Rift i Vive, respektivno) postavljen je po prostoriji u kojoj će se korisnik kretati dok je u prostoru virtualne stvarnosti. Ovi senzori su odvojeni od samih slušalica. Njihovo postavljanje po prostoriji omogućuje iznimno precizno praćenje slušalica i kontrolera korisnika u 3D prostoru, no korisnici su ograničeni na kretanje unutar vidnog polja senzora. Kada se korisnik pomakne izvan tog prostora, praćenje se gubi.

Slika u nastavku prikazuje postavku za prvu generaciju HTC Vivea, koja zahtijeva od vas da montirate svjetionike oko prostora koji želite pratiti. Zatim definirate svoj prostor za "igranje" povlačenjem kontrolera po dostupnom području (koje mora biti unutar vidljivog dometa svjetionika). Ovaj proces definira područje u kojem se možete kretati. Mnoge slušalice prve generacije u prostoriji na sličan način rješavaju svoju definiciju prostora.

Postavljanje HTC Vive sobe.

Nasuprot tome, praćenje iznutra prema van postavlja senzore unutar samih slušalica, uklanjajući potrebu za vanjskim senzorima za praćenje. Oslanja se na slušalice za tumačenje znakova dubine i ubrzanja iz stvarnog okruženja kako bi se uskladilo kretanje korisnika u virtualnoj stvarnosti. Windows Mixed Reality slušalice trenutno koriste praćenje iznutra prema van.

Praćenje iznutra prema van bio je "sveti gral" za virtualnu stvarnost; uklanjanje potrebe za vanjskim senzorima znači da korisnici možda više neće morati biti ograničeni na malo područje radi kretanja. Međutim, kao i svaki izbor tehnologije, ima svoju cijenu. Trenutačno praćenje iznutra prema van pruža manje precizno praćenje okoliša i ima druge nedostatke, kao što je gubitak traga kontrolera ako putuju predaleko izvan vidnog polja slušalica.

Međutim, proizvođači su usredotočeni na rješavanje ovih problema, s mnogim slušalicama druge generacije koje koriste praćenje iznutra prema van za fizičko kretanje u virtualnoj stvarnosti. Praćenje iznutra prema van možda vas neće u potpunosti osloboditi potrebe za definiranjem prostora koji se može igrati za virtualnu stvarnost. I dalje će vam trebati metoda definiranja područja kojim se slobodno možete kretati. Međutim, solidno praćenje iznutra prema van omogućit će bežične slušalice bez vanjskih senzora, što je veliki skok za sljedeću generaciju virtualne stvarnosti.

Iako većina vrhunskih slušalica za virtualnu stvarnost prve generacije i dalje zahtijeva povezivanje s računalom ili vanjskim senzorima, tvrtke pronalaze kreativne načine za rješavanje ovih problema. Tvrtke poput VOID-a implementirale su vlastita inovativna rješenja koja nude uvid u to kakva iskustva mogu ponuditi potpuno samostalne slušalice za virtualnu stvarnost. VOID je tvrtka za virtualnu stvarnost bazirana na lokaciji koja nudi ono što oni nazivaju hiper-stvarnost, dopuštajući korisnicima interakciju s digitalnim elementima na fizički način.

Kamen temeljac VOID-ove tehnologije je njihov sustav virtualne stvarnosti ruksaka. Sustav ruksaka/slušalica/virtualnog pištolja omogućuje VOID-u da iscrta cijela skladišta vrijedna fizičkog prostora i prekrije ga digitalnim okruženjem jedan na jedan fizičkog prostora. Mogućnosti koje ovo stvara su beskrajne. Tamo gdje u stvarnom svijetu postoje obična vrata, VOID može stvoriti odgovarajuća digitalna vrata koja curi od sluzi i vinove loze. Ono što bi u stvarnom svijetu mogla biti neobična siva kutija može postati prastara uljanica koja će osvijetliti korisnikov put kroz potpuno digitalno iskustvo.

Faktor oblika ruksaka koji VOID trenutno koristi vjerojatno nije onaj koji će doživjeti uspjeh u masovnoj potrošačkoj skali. Nezgrapno je, skupo i vjerojatno previše složeno da bi služilo masovnoj publici. Međutim, za iskustva temeljena na lokaciji koja VOID pruža, dobro funkcionira i daje uvid u razinu uranjanja koju virtualna stvarnost može ponuditi kada se ne vezuje za kabele.

Čini se da se i Vive i Rift pripremaju za isporuku bežičnih slušalica već 2018., s HTC Vive Focusom (već objavljen u Kini) i Oculusovim nadolazećim kompletima za razvojne programere Santa Cruz koji koriste praćenje iznutra prema van.

Haptička povratna informacija u uređajima virtualne stvarnosti

Haptička povratna informacija, što je osjetilo dodira dizajnirano da pruži informacije krajnjem korisniku, već je ugrađeno u brojne postojeće kontrolere virtualne stvarnosti. Kontroler Xbox One, HTC Vive Wands i Oculus Touch kontroleri svi imaju opciju brujanja/vibriranja kako bi korisniku pružili neke kontekstualne informacije: Odabirete stavku. Pritišćete gumb. Zatvorili ste vrata.

Međutim, povratne informacije koje ti kontroleri pružaju ograničene su. Povratne informacije koje ti uređaji pružaju slične su kao da vaš mobilni uređaj vibrira kada primi obavijest. Iako je to lijep prvi korak i bolje nego da nema bilo kakve povratne informacije, industrija mora pomaknuti haptiku mnogo dalje kako bi uistinu simulirala fizički svijet dok je unutar virtualnog. Postoji niz tvrtki koje žele riješiti problem dodira unutar virtualne stvarnosti.

Go Touch VR razvio je sustav dodira virtualne stvarnosti koji se može nositi na jednom ili više prstiju kako bi se simulirao fizički dodir u virtualnoj stvarnosti. Go Touch VR je nešto više od uređaja koji se veže na krajeve vaših prstiju i gura s različitim razinama sile na vrhove prstiju. Go Touch VR tvrdi da uređaj može generirati iznenađujuće realističan osjećaj hvatanja fizičkog objekta u digitalnom svijetu.

Druge tvrtke, kao što je Tactical Haptics, žele riješiti problem haptičke povratne informacije unutar kontrolera. Koristeći niz kliznih ploča u površinskoj ručki svog Reactive Grip kontrolera, tvrde da mogu simulirati vrste sila trenja koje biste osjetili pri interakciji s fizičkim objektima.

Kada udarate lopticu teniskim reketom, osjetili biste kako se reket gura prema dolje uz vaš stisak. Prilikom pomicanja teških predmeta osjetit ćete veću silu koja gura ruku nego kada pomičete lakše predmete. Prilikom slikanja kistom osjetili biste kako vam kist vuče ruku kao da ga vučete preko papira ili platna. Tactical Haptics tvrdi da može oponašati svaki od ovih scenarija daleko preciznije od jednostavne vibracije koju većina kontrolera trenutno dopušta.

Na krajnjem kraju ljestvice haptike u virtualnoj stvarnosti nalaze se tvrtke kao što su HaptX i bHaptics, koje razvijaju potpune haptičke rukavice, prsluke, odijela i egzoskelete.

bHaptics trenutno razvija bežični TactSuit . TactSuit uključuje haptičku masku, haptički prsluk i haptičke rukave. Pokrenut ekscentričnim rotirajućim masnim vibracijskim motorima, raspoređuje ove vibracijske elemente preko lica, prednje i stražnje strane prsluka i rukava. Prema bHaptics-u, to omogućuje mnogo profinjenije iskustvo imerzije, dopuštajući korisnicima da “osjete” osjećaj eksplozije, trzaja oružja ili osjećaj udarca u prsa.

HaptX je jedna od tvrtki koja istražuje najudaljenije domete haptike u virtualnoj stvarnosti sa svojom HaptX platformom. HaptX stvara pametni tekstil koji vam omogućuje da osjetite teksturu, temperaturu i oblik objekata. Trenutno izrađuje prototip haptičke rukavice za primanje virtualnog unosa i primjenu realističnog dodira i prisilne povratne informacije na virtualnu stvarnost. Ali HaptX ide korak dalje od standardnih vibrirajućih točaka većine haptičkih hardvera. HaptX je izumio tekstil koji pritišće kožu korisnika putem ugrađenih mikrofluidnih zračnih kanala koji mogu pružiti povratnu informaciju o sili krajnjem korisniku.

HaptX tvrdi da njegova upotreba tehnologije pruža daleko superiornije iskustvo u odnosu na one uređaje koji uključuju samo vibracije za simulaciju haptike. U kombinaciji s vizualima virtualne stvarnosti, HaptX-ov sustav dovodi korisnike korak bliže potpuno imerzivnom iskustvu virtualne stvarnosti. Sustav HaptX-a mogao bi prenijeti svoju tehnologiju do realizacije haptičke platforme za cijelo tijelo, omogućujući vam da uistinu osjetite virtualnu stvarnost. Ova slika prikazuje primjer HaptX-ovog najnovijeg prototipa rukavica za virtualnu stvarnost.

Uz
dopuštenje HaptX HaptX VR rukavica.