Virtual Reality-enheter: Funksjoner

Foruten pris og hodesettdesign, er det også en rekke forskjellige tilnærminger hver produsent tar med hensyn til den virtuelle virkelighetsopplevelsen den tilbyr. Følgende informasjon ser på noen av de viktigste funksjonene i virtuell virkelighet.

Romskala versus stasjonær opplevelse i virtuell virkelighet

Romskala refererer til en brukers evne til å gå fritt rundt på lekeområdet til en virtuell virkelighetsopplevelse, med sine virkelige bevegelser sporet inn i det digitale miljøet. For førstegenerasjons virtuelle virkelighetsenheter vil dette kreve ekstra utstyr utenfor headsettet, for eksempel infrarøde sensorer eller kameraer, for å overvåke brukerens bevegelser i 3D-rom.

Vil du spasere bort til fiskestim som svømmer rundt deg under vann? Krype rundt på gulvet i det virtuelle romskipet ditt og jage etter robothunden din? Gå rundt og utforske hver tomme av en 3D-replika av Michelangelos David? Forutsatt at det fysiske rommet ditt i den virkelige verden har plass til å gjøre det, kan du gjøre disse tingene i en romskalaopplevelse.

Selv om de fleste av førstegenerasjons virtual reality-enheter krever eksterne enheter for å gi en opplevelse i romskala, endrer dette seg raskt i mange andregenerasjons enheter, som bruker sporing innvendig og ut.

En stasjonær opplevelse, derimot, er akkurat det som høres ut som: en virtuell virkelighetsopplevelse der opplevelsen er designet rundt at brukeren blir sittende eller står på et enkelt sted for mesteparten av opplevelsen. Foreløpig tillater de avanserte virtual reality-enhetene (som Vive , Rift , eller WinMR-hodesettene ) romskalaopplevelser , mens de lavere, mobilbaserte opplevelsene ikke gjør det.

Opplevelser i romskala kan føles mye mer oppslukende enn stasjonære opplevelser, fordi en brukers bevegelse blir oversatt til deres digitale miljø. Hvis en bruker ønsker å gå over det digitale rommet, går hun rett og slett over det fysiske rommet. Hvis hun vil nå under et bord, setter hun seg rett og slett på huk i den fysiske verden og strekker seg under bordet. Å gjøre det samme i en stasjonær opplevelse vil kreve bevegelse via en joystick eller lignende maskinvare, noe som trekker brukeren ut av opplevelsen og gjør at den føles mindre oppslukende. I den virkelige verden opplever vi vår virkelighet gjennom bevegelse i fysisk rom; de virtuelle virkelighetsopplevelsene som tillater den fysiske bevegelsen går langt mot å føle seg mer "ekte".

Romskala er ikke uten sitt eget sett med ulemper. Opplevelser i romskala kan kreve et ganske stort tomt fysisk rom hvis en bruker ønsker å gå rundt i virtuell virkelighet uten å støte på fysiske hindringer. Å ha hele rom med tom plass dedikert til virtual reality-oppsett i hjemmene er ikke praktisk for de fleste av oss - selv om det er forskjellige triks som utviklere kan bruke for å bekjempe denne mangelen på plass.

Digitale opplevelser i romskala må også inkludere barrierer som indikerer hvor fysiske barrierer i den virkelige verden eksisterer, for å hindre brukere i å løpe inn i dører og vegger, og vise grensen i den digitale verden for hvor grensene til den fysiske verden eksisterer.

Bildet nedenfor illustrerer hvordan HTC Vive-hodesettet for øyeblikket løser dette problemet. Når en bruker i headset vandrer for nær en virkelig barriere (som definert under oppsett av rom), varsler en stiplet grønn "hologramvegg" brukeren om hindringen. Det er ikke en perfekt løsning, men med tanke på utfordringene med bevegelse i virtuell virkelighet, fungerer det godt nok for denne generasjonen av hodesett. Kanskje noen generasjoner nedover veien vil headset kunne oppdage hindringer i den virkelige verden automatisk og flagge dem i den digitale verden.

"Hologramveggen"-kanten som sett i HTC Vive.

Mange virtuelle virkelighetsopplevelser i romskala krever også at brukerne reiser langt større avstander enn det fysiske rommet deres kan romme. Løsningen for å reise i stasjonære opplevelser er generelt et enkelt valg. Fordi en bruker ikke fysisk kan bevege seg i sine stasjonære opplevelser, foregår enten hele opplevelsen på et enkelt sted eller en annen fremgangsmåte brukes hele veien (for eksempel ved å bruke en kontroller til å flytte en karakter i et videospill).

Erfaringer i romskala introduserer et annet sett med problemer. En bruker kan nå bevege seg rundt i den virtuelle verdenen, men bare avstanden tillatt av hver brukers unike fysiske oppsett. Noen brukere kan fysisk gå en avstand på 20 fot i virtuell virkelighet. Andre brukeres fysiske virtuelle virkelighetslekeområder kan være trange, og de kan bare ha 7 fot med plass å fysisk gå som kan etterlignes i det virtuelle miljøet.

Virtual reality-utviklere har nå noen tøffe valg å ta angående hvordan de skal gjøre det mulig for brukeren å bevege seg rundt i både fysiske og virtuelle miljøer. Hva skjer hvis brukeren trenger å nå et område litt utenfor det brukbare fysiske rommet i rommet? Eller rundt blokken? Eller mil unna?

Hvis en bruker trenger å reise på tvers av rommet for å hente en gjenstand, kan han i romskala virtual reality ganske enkelt gå til objektet. Hvis han trenger å reise langt i romskala, begynner det imidlertid å oppstå problemer. I disse tilfellene må utviklere bestemme når de skal la en bruker fysisk flytte til objekter i nærheten, men også når de skal hjelpe en bruker med å nå objekter lenger unna. Disse problemene kan løses, men med virtual reality fortsatt i sin relative spede begynnelse, eksperimenteres det fortsatt med beste praksis for virtual reality-utviklere angående disse løsningene.

Virtual reality-enheter: Sporing innvendig og ut

For øyeblikket er det bare de avanserte forbrukerhodesettene som tilbyr romskalaopplevelser. Disse avanserte hodesettene krever vanligvis en kablet tilkobling til en datamaskin, og brukere ender ofte opp med å tråkke klosset over ledninger når de beveger seg i romskala. Dette kablede problemet er generelt todelt: Kabling er nødvendig for bildevisning i hodesettet, og ledning er nødvendig for å spore hodesettet i fysisk plass.

Hodesettprodusenter har forsøkt å løse dette problemet med kablet skjerm, og mange av andre generasjons hodesett for virtuell virkelighet utvikles med tanke på trådløse løsninger. I mellomtiden undersøker selskaper som DisplayLink og TPCast også måter å streame video til et headset uten behov for en kablet tilkobling.

På sporingssiden er både Vive og Rift for øyeblikket begrenset av deres eksternt-baserte sporingssystem utenfor , der headsettet og kontrollerene spores via en ekstern enhet.

Utenfor headsettet er ekstra maskinvare (kalt sensorer eller fyrtårn for henholdsvis Rift og Vive) plassert rundt i rommet der brukeren skal bevege seg rundt mens han er i virtuell virkelighet. Disse sensorene er atskilt fra selve headsettet. Plassering av dem rundt i rommet gir ekstremt nøyaktig sporing av brukerens hodesett og kontroller i 3D-rom, men brukere er begrenset til bevegelse innenfor sensorens synsfelt. Når brukeren beveger seg utenfor dette området, går sporingen tapt.

Bildet nedenfor viser oppsettet for førstegenerasjons HTC Vive, som krever at du monterer fyrtårn rundt plassen du vil spore. Du definerer deretter din "spillbare" plass ved å dra kontrollerene rundt det tilgjengelige området (som må være innenfor synlig rekkevidde av fyrtårnene). Denne prosessen definerer området du kan bevege deg i. Mange førstegenerasjons headset i romskala håndterer plassdefinisjonen på samme måte.

HTC Vive romoppsett.

I motsetning til dette plasserer innsiden-ut- sporing sensorene i selve hodesettet, og fjerner behovet for eksterne sporingssensorer. Den er avhengig av at headsettet tolker dybde- og akselerasjonssignaler fra det virkelige miljøet for å koordinere brukerens bevegelser i virtuell virkelighet. Windows Mixed Reality-hodesett bruker for øyeblikket sporing innvendig og ut.

Inside-out sporing har vært en "hellig gral" for virtuell virkelighet; fjerning av behovet for eksterne sensorer betyr at brukere kanskje ikke lenger trenger å være begrenset til et lite område for bevegelse. Akkurat som alle teknologivalg har det imidlertid en kostnad. For øyeblikket gir sporing innvendig og ut mindre nøyaktig miljøsporing og lider av andre ulemper, for eksempel å miste oversikten over kontrollerene hvis de reiser for langt utenfor hodesettets synslinje.

Imidlertid er produsenter fokusert på å løse disse problemene, med mange andregenerasjons hodesett som bruker sporing innvendig og ut for fysisk bevegelse i virtuell virkelighet. Sporing innvendig og ut vil kanskje ikke helt frita deg for å måtte definere et "spillbart" rom for virtuell virkelighet. Du vil fortsatt trenge en metode for å definere hvilket område som er fritt for deg å bevege deg i. Solid sporing på innsiden og ut vil imidlertid tillate trådløse hodesett uten eksterne sensorer, et stort sprang for neste generasjon av virtuell virkelighet.

Selv om de fleste førstegenerasjons førstegenerasjons virtual reality-headset fortsatt krever tilknytning til en datamaskin eller eksterne sensorer, finner selskaper kreative måter å omgå disse problemene på. Selskaper som VOID har implementert sine egne innovative løsninger som gir et glimt av hva slags opplevelser et fullstendig selvstendig virtual reality-headset kan tilby. VOID er et stedsbasert virtual reality-selskap som tilbyr det de kaller hyper-reality, som lar brukere samhandle med digitale elementer på en fysisk måte.

Hjørnesteinen i VOIDs teknologi er deres virtual reality-system for ryggsekk. Ryggsekken/hodesettet/virtuelt våpensystem lar VOID kartlegge hele varehus verdt fysisk plass og overlappe det med et en-til-en digitalt miljø i det fysiske rommet. Mulighetene dette skaper er uendelige. Der det er en vanlig dør i den virkelige verden, kan VOID skape en tilsvarende digital dør som oser av slim og vinranker. Det som kan være en ubestemmelig grå boks i den virkelige verden kan bli en eldgammel oljelampe for å lyse brukerens vei gjennom den fullstendig digitale opplevelsen.

Ryggsekkens formfaktor som VOID bruker for øyeblikket, er sannsynligvis ikke en som vil se suksess i storforbrukerskala. Det er tungvint, dyrt og sannsynligvis for komplekst til å betjene et massepublikum. Men for de stedsbaserte opplevelsene VOID gir, fungerer det bra og gir et glimt av nivået av fordypning virtuell virkelighet kan tilby når den er løst fra ledninger og kabler.

Både Vive og Rift ser ut til å være klar til å sende trådløse hodesett allerede i 2018, med både HTC Vive Focus (allerede utgitt i Kina) og Oculus' kommende Santa Cruz-utviklersett som bruker sporing innvendig og ut.

Haptisk tilbakemelding i virtual reality-enheter

Haptisk tilbakemelding, som er berøringssansen designet for å gi informasjon til sluttbrukeren, er allerede innebygd i en rekke eksisterende virtuelle virkelighetskontrollere. Xbox One-kontrolleren, HTC Vive Wands og Oculus Touch- kontrollerne har alle muligheten til å buldre/vibrere for å gi brukeren litt kontekstuell informasjon: Du plukker opp en gjenstand. Du trykker på en knapp. Du har lukket en dør.

Tilbakemeldingene disse kontrollerene gir er imidlertid begrenset. Tilbakemeldingene fra disse enhetene ligner på at mobilenheten din vibrerer når den mottar et varsel. Selv om det er et fint første skritt og bedre enn ingen tilbakemelding overhodet, må industrien presse haptikken mye lenger for å virkelig simulere den fysiske verdenen mens den er inne i den virtuelle. Det er en rekke selskaper som ønsker å løse problemet med berøring i virtuell virkelighet.

Go Touch VR har utviklet et berøringssystem for virtuell virkelighet som kan bæres på en eller flere fingre for å simulere fysisk berøring i virtuell virkelighet. Go Touch VR er lite mer enn en enhet som festes til fingrene dine og skyver med forskjellige kraftnivåer mot fingertuppene. Go Touch VR hevder at enheten kan generere en overraskende realistisk følelse av å gripe et fysisk objekt i den digitale verden.

Andre selskaper, som Tactical Haptics, ser etter å løse problemet med haptisk tilbakemelding i kontrolleren. Ved å bruke en serie glideplater i overflatehåndtaket på deres Reactive Grip-kontroller, hevder de å være i stand til å simulere typen friksjonskrefter du vil føle når du samhandler med fysiske objekter.

Når du slår en ball med en tennisracket, vil du føle at racketen presses ned mot grepet ditt. Når du flytter tunge gjenstander, vil du føle større kraft som skyver mot hånden din enn når du flytter lettere gjenstander. Når du maler med en pensel, vil du føle at børsten trekker mot hånden din som om du drar den over papir eller lerret. Tactical Haptics hevder å være i stand til å etterligne hvert av disse scenariene langt mer presist enn den enkle vibrasjonen de fleste kontrollere for øyeblikket tillater.

I den ytterste enden av skalaen for haptics i virtuell virkelighet er selskaper som HaptX og bHaptics, som utvikler fullblåste haptiske hansker, vester, dresser og eksoskjeletter.

bHaptics utvikler for tiden den trådløse TactSuit . TactSuit inkluderer en haptisk maske, haptisk vest og haptiske ermer. Drevet av eksentriske roterende massevibrasjonsmotorer fordeler den disse vibrasjonselementene over ansiktet, foran og bak på vesten og ermer. I følge bHaptics tillater dette en mye mer raffinert oppslukende opplevelse, som lar brukere "føle" følelsen av en eksplosjon, av en våpenrekyl eller følelsen av å bli slått i brystet.

HaptX er et av selskapene som utforsker de fjerneste delene av haptikk i virtuell virkelighet med sin HaptX-plattform. HaptX lager smarte tekstiler som lar deg føle tekstur, temperatur og form på objekter. Det er for tiden prototyping av en haptisk hanske for å ta virtuelle innspill og bruke realistisk berøring og tvinge tilbakemelding til virtuell virkelighet. Men HaptX tar et skritt utover standard vibrasjonspunktene til de fleste haptiske maskinvare. HaptX har oppfunnet et tekstil som skyver mot brukerens hud via innebygde mikrofluidiske luftkanaler som kan gi krafttilbakemeldinger til sluttbrukeren.

HaptX hevder at bruken av teknologien gir en langt overlegen opplevelse enn de enhetene som kun har vibrasjon for å simulere haptikk. Når det kombineres med det visuelle til virtuell virkelighet, tar HaptXs system brukerne et skritt nærmere fullstendig oppslukende virtuell virkelighetsopplevelse. HaptXs system kan bære gjennom teknologien til realiseringen av en full-body haptisk plattform, slik at du virkelig kan føle virtuell virkelighet. Dette bildet viser et eksempel på HaptX sin nyeste hanskeprototype for virtuell virkelighet.

Med
tillatelse fra HaptX HaptX VR-hansker.