Výzvy s virtuálnou realitou

Spotrebiteľská virtuálna realita je stále ľahšia, lacnejšia a vycibrenejšia, ale stále musí prekonať množstvo technických prekážok, aby skutočne dosiahla svoj potenciál masového spotrebiteľa. Našťastie, obnovený záujem o virtuálnu realitu v posledných rokoch viedol k prílevu investícií do tejto oblasti, čo by malo urýchliť odkrývanie riešení. Nasledujúce informácie skúmajú niektoré z hlavných problémov, ktorým dnes virtuálna realita čelí a ako niektoré spoločnosti pracujú na ich riešení.

Výzva virtuálnej reality 1: Choroba zo simulátora

Prvé zariadenia HMD vyvolali rozsiahle sťažnosti používateľov na kinetózu. Tento problém sám osebe stačil na to, aby vykoľajil rané zariadenia pre masových spotrebiteľov virtuálnej reality, ako sú virtuálna realita Sega a Nintendo's Virtual Boy. Je to problém, s ktorým sa výrobcovia moderných slúchadiel stále potýkajú.

Pohybová choroba sa môže vyskytnúť, keď existujú nekonzistentné signály medzi vestibulárnym zmyslom pohybu vášho vnútorného ucha a tým, čo vidia vaše oči. Pretože váš mozog cíti, že tieto signály sú nekonzistentné, potom predpokladá, že vaše telo je choré, potenciálne kvôli toxínu alebo inému postihnutiu. V tom momente sa váš mozog môže rozhodnúť vyvolať bolesti hlavy, závraty, dezorientáciu a nevoľnosť. Používanie náhlavnej súpravy pre virtuálnu realitu môže vyvolať typ kinetózy, ktorá nemusí nevyhnutne zahŕňať žiadny skutočný pohyb; vedci to nazvali simulátorovou chorobou.

Existuje množstvo spôsobov boja proti chorobe simulátora, vrátane niektorých nekonvenčných prístupov. Jedna štúdia Katedry počítačovej grafickej technológie Purdue University navrhla pridať „virtuálny nos“ do každej aplikácie virtuálnej reality, aby sa pridal stabilizačný efekt pre používateľa. Virtualis LLC komercializuje tento virtuálny nos a pomenuje ho nasum virtualis. Vloženie nosa do zorného poľa používateľa funguje ako pevný referenčný bod na zmiernenie nevoľnosti z virtuálnej reality. Váš fyzický nos sa v skutočnom živote objavuje vo vašom zornom poli, no často ho tam nevnímate. Podobne väčšina používateľov v štúdiách Virtualis si virtuálny nos vo virtuálnej realite ani nevšimla, no zaznamenali 13,5-percentný pokles závažnosti choroby a predĺženie času stráveného v simulátore.

Tento obrázok zobrazuje, ako sa virtuálny nos môže javiť používateľom vo virtuálnej realite.

Použitie virtuálneho nosa na prevenciu choroby zo simulátora.

Najúčinnejším spôsobom, ako môžu vývojári virtuálnej reality bojovať proti chorobe simulátora, je však minimalizovať latenciu medzi fyzickým pohybom používateľa a reakciou náhlavnej súpravy. V reálnom svete neexistuje žiadna latencia medzi pohybom našej hlavy a vizuálnou odozvou sveta okolo nás. Reprodukovanie toho, že nedostatok latencie v náhlavnej súprave je mimoriadne dôležité.

S rozšírením virtuálnej reality na mobilných zariadeniach s nízkou spotrebou je dôležitejšie ako kedykoľvek predtým, aby počet snímok za sekundu (FPS), ktorý môže každý headset zobraziť, bol čo najvyšší. To umožní, aby obraz v náhlavnej súprave zostal zarovnaný s pohybom používateľa.

Tu je niekoľko ďalších návrhov, ako sa vyhnúť chorobe zo simulátora pri vytváraní alebo používaní aplikácií virtuálnej reality:

• Uistite sa, že sú slúchadlá správne nastavené. Ak sa vám virtuálny svet zdá pri skúšaní náhlavnej súpravy rozmazaný, náhlavná súprava s najväčšou pravdepodobnosťou potrebuje úpravu. Väčšina náhlavných súprav umožňuje používateľom upraviť prispôsobenie zariadenia a vzdialenosť od očí, aby sa eliminovalo akékoľvek rozmazanie. Pred vstupom do virtuálnej reality sa uistite, že sú vaše slúchadlá správne nastavené.
• Posaď sa. Niektorým ľuďom pocit stability, ktorý sedenie poskytuje, pomáha prekonať nevoľnosť z pohybu.
• Udržujte text čitateľný. Vyhnite sa čítaniu alebo používaniu textu s malým písmom vo virtuálnej realite a obmedzte používanie textu na minimum (len niekoľko slov naraz).
• Žiadny neočakávaný pohyb. Pri vyvolávaní nikdy nehýbte fotoaparátom programovo bezdôvodne. Používateľ by mal cítiť pohyb spôsobený jeho vlastným pohybom alebo vyvolaný interakciou.
• Vyhnite sa zrýchleniu. Je možné pohybovať virtuálnymi kamerami bez spustenia choroby simulátora, ale tento pohyb musí byť plynulý. Vyhnite sa zrýchľovaniu alebo spomaľovaniu používateľa, keď je potrebné, aby došlo k pohybu vo virtuálnom priestore.
• Vždy sledujte pohyby používateľa. Neotočte kameru proti pohybu používateľa ani neprestávajte sledovať polohu hlavy používateľa. Pohľad používateľa sa musí aktualizovať pohybom hlavy.
• Vyhnite sa položkám s pevným zobrazením. Položky s pevným zobrazením (položky, ktoré sa pri zmene zobrazenia nemenia, ako napríklad vyskakovacie okno na informovanie používateľa o niečom v strede obrazovky alebo head-up displej [HUD]) sú dnes v 2D hraní pomerne bežné. . Táto mechanika však nefunguje dobre vo virtuálnej realite, pretože to nie je niečo, na čo sú používatelia v reálnom svete zvyknutí.

Keď sa zariadenia stanú výkonnejšími, choroba simulátora v dôsledku nízkej FPS by sa teoreticky mala zmenšiť. Čím výkonnejšie je zariadenie, tým lepšia je schopnosť sledovať obraz a pohyb virtuálneho sveta podľa fyzického pohybu používateľa, čím sa znižuje hlavná príčina nevoľnosti simulátora.

Aj keď sme ďaleko prekonali výpočtový výkon starých počítačov, stále sa stretávame so softvérom, ktorý často beží pomalšie ako hry pred 20 rokmi. Vo všeobecnosti platí, že čím výkonnejší je náš hardvér, tým viac máme tendenciu od neho žiadať. Lepší vizuál! Viac položiek na obrazovke! Väčšie zorné polia! Viac efektov! Poznanie možných príčin nevoľnosti simulátora by vám malo pomôcť zorientovať sa v týchto problémoch, ak sa objavia.

Výzva virtuálnej reality 2: Efekt obrazovky a dverí

Nasaďte si akékoľvek staršie náhlavné súpravy pre virtuálnu realitu alebo niektoré zo súčasných náhlavných súprav pre virtuálnu realitu poháňané smartfónom a pozorne sa pozrite na obraz vytvorený v náhlavnej súprave. V závislosti od rozlíšenia zariadenia, ktoré používate, si môžete všimnúť „čiary“ medzi zobrazenými pixelmi. Ako dieťa ste si možno všimli to isté, ak ste sedeli príliš blízko k svojmu staršiemu televízoru. Tento problém sa nazýva efekt screen-door, pre jeho podobnosť s pohľadom na svet cez sieťové dvere. Aj keď je tento problém pre dnešné televízory s extrémne vysokým rozlíšením už dávno vyriešený, v niektorých headsetoch pre virtuálnu realitu bol znovu zavedený.

Obrázok nižšie zobrazuje príklad prehnaného príkladu efektu obrazovky a dverí, ako je vidieť vo virtuálnej realite. (Skutočný efekt dvierok obrazovky by nastal na základe pixelu po pixeli, tu nie je znázornený.) Keď je displej tak blízko k tvári používateľa, môže sa začať objavovať mriežka medzi pixelmi.

Efekt obrazovky a dverí vo virtuálnej realite.

Tento efekt je najvýraznejší na displejoch s nižším rozlíšením, ako sú staršie náhlavné súpravy alebo niektoré smartfóny, z ktorých mnohé neboli nikdy určené na primárne použitie ako stroje na virtuálnu realitu, držané palce od nosa a zväčšené pomocou optických šošoviek.

Na vyriešenie tohto problému boli predložené rôzne návrhy. Napríklad spoločnosť LG navrhla umiestniť „difúzor svetla“ medzi obrazovku a šošovky, hoci väčšina ľudí súhlasí s tým, že skutočnou opravou budú displeje s vyšším rozlíšením. Displeje s vysokým rozlíšením by mali zmierniť efekt dvierok obrazovky, ako je to v prípade TV, ale na spustenie budú vyžadovať viac výpočtového výkonu. Rovnako ako pri chorobe simulátora existuje nádej, že čím lepší hardvér, tým menšia pravdepodobnosť výskytu tohto efektu. S trochou šťastia by sa efekt obrazovky-dvierka mal stať reliktom minulosti v rámci ďalšej generácie či dvoch slúchadiel pre virtuálnu realitu.

Výzva virtuálnej reality 3: Pohyb vo VIRTUÁLNEJ REALITE

Pohyb v digitálnom prostredí virtuálnej reality je stále problém. Náhlavné súpravy vyššej kategórie, ako sú Vive a Rift, umožňujú používateľom sledovať celú miestnosť, ale nie oveľa ďalej. Čokoľvek viac si vyžaduje nejaký druh pohybovej mechaniky zabudovanej do samotnej aplikácie alebo špecializovaný hardvér nad rámec toho, čo má väčšina spotrebiteľov pravdepodobne k dispozícii.

Pohyb na veľké vzdialenosti vo virtuálnej realite bude pravdepodobne pretrvávajúcim logistickým problémom pre vývojárov aplikácií. Dokonca aj pri použití niektorých z vyššie uvedených riešení môže pohyb vo virtuálnej realite, ktorý nezodpovedá fyzickému pohybu, spôsobiť u niektorých používateľov chorobu simulátora. A aj keď by ste mohli zaručiť, že všesmerový bežecký pás bude môcť každý používateľ sledovať jeho pohyb, často existujú veľké vzdialenosti, ktoré používatelia nebudú chcieť prejsť chôdzou. Používatelia s obmedzenou pohyblivosťou navyše nemusia byť schopní prekonať vzdialenosti pešo. Pohyb je problém, na vyriešení ktorého budú musieť vývojári hardvéru a softvéru spolupracovať. A existujú riešenia.

Výzva virtuálnej reality 4: Účinky na zdravie

Zdravotné riziká sú možno najväčšou neznámou na tomto zozname. Zdravotné a bezpečnostné pokyny pre Oculus Rift varujú pred používaním, ak je používateľka tehotná, staršia, unavená alebo má problémy so srdcom. Tiež varujú, že používatelia môžu pociťovať silné závraty, záchvaty alebo stratu vedomia. Strašidelne znejúce veci! Existujú tiež veľké neznáme, pokiaľ ide o dlhodobé zdravotné účinky virtuálnej reality. Vedci ešte musia dôkladne preštudovať vplyv dlhodobého používania slúchadiel pre virtuálnu realitu na zrak a mozog.

Počiatočné štúdie vo všeobecnosti ukázali, že väčšina nepriaznivých účinkov na zdravie je krátkodobá, s malým trvalým účinkom na užívateľa. Keď sa však používatelia začnú zdržiavať v priestore virtuálnej reality dlhšie, budú potrebné ďalšie štúdie, aby sa odhalili akékoľvek dlhodobé účinky používania virtuálnej reality.

Medzitým sa zdá, že spoločnosti zaoberajúce sa virtuálnou realitou sa mýlia na strane opatrnosti, pokiaľ ide o potenciálne dlhodobé účinky. Ako povedala Sarah Sharples, prezidentka Chartered Institute of Ergonomics and Human Factors v rozhovore pre The Guardian: „Používanie virtuálnej reality môže mať potenciálne negatívne účinky. Najdôležitejšia vec, ktorú by sme mali urobiť, je byť len obozretný a rozumný. Ale nemali by sme dovoliť, aby nám to bránilo využiť obrovský potenciál, ktorý táto technológia ponúka."

Výzva virtuálnej reality 5: Kanibalizácia trhu

Jedna posledná obava súvisí s trhom virtuálnej reality ako celkom. Mobilný trh (a konkrétne najlacnejšia implementácia, Google Cardboard) má v porovnaní s náhlavnými súpravami vyššej kategórie obrovskú výhodu pri adopcii (pozri tabuľku 2-3). A možno z dobrého dôvodu. Pre spotrebiteľa je jednoduchšie stráviť 20 dolárov nákup low-end mobilnej náhlavnej súpravy pre virtuálnu realitu, ako ušetriť niekoľko stoviek dolárov za model vyššej kategórie.

Dá sa očakávať, že náhlavné súpravy nižšej kategórie majú tendenciu ponúkať zážitky nižšej kategórie. Používateľ môže odmietnuť systém virtuálnej reality nižšej triedy ako niečo viac ako hračku a veriť, že predstavuje súčasnú úroveň ponorenia do virtuálnej reality, keď nič nemôže byť ďalej od pravdy. Vnímanie sa však často môže stať realitou. Mohlo by šírenie low-end implementácií virtuálnej reality z dlhodobého hľadiska poškodiť prijatie virtuálnej reality a kanibalizovať jej vlastný trh?

Údaje o predaji zariadení nižšej kategórie pravdepodobne prinútili niektoré spoločnosti sedieť a všímať si ich. Zdá sa, že mnohí výrobcovia sa zameriavajú na viacúrovňovú stratégiu pre svoju ďalšiu generáciu náhlavných súprav, ktorá spotrebiteľom ponúka skúsenosti od nižšej po špičkovú úroveň. Napríklad spoluzakladateľ Oculusu Nate Mitchell v rozhovore pre Ars Technica tvrdil, že Oculus sa zameria na stratégiu troch slúchadiel pre svoju ďalšiu generáciu spotrebiteľských slúchadiel, pričom samostatný Oculus Go, ktorý má byť uvedený na trh v roku 2018, ako jeho nižšia -end samostatné zariadenie, po ktorom nasleduje Oculus Santa Cruz, náhlavná súprava strednej triedy. Podobne spoločnosť HTC vydala HTC Vive Pro ako zariadenie vyššej kategórie, pričom samostatný HTC Vive Focus (vydaný v Číne) sa viac zameriava na trh strednej triedy.

Z dlhodobého hľadiska existuje pravdepodobne dostatočne široká trhová základňa na podporu všetkých variácií virtuálnej reality. S príchodom ďalšej generácie náhlavných súprav bude zaujímavé sledovať, ktoré zariadenia sa u spotrebiteľov najviac predierajú. Blízka budúcnosť pravdepodobne prinesie nárast náhlavných súprav pre mobilné zariadenia strednej triedy, zatiaľ čo externé náhlavné súpravy na báze PC vyššej kategórie sú určené pre tých, ktorí sa chystajú do zariadení vyššej kategórie. Posledná menovaná skupina je menšia demografická skupina, ktorá je však ochotná minúť viac, aby získala najlepší zážitok vo svojej triede, aký môže virtuálna realita ponúknuť.