Уређаји виртуелне реалности: карактеристике

Поред цене и дизајна слушалица, постоји и низ различитих приступа које сваки произвођач користи у погледу искуства виртуелне стварности које нуди. Следеће информације приказују неке од најважнијих карактеристика виртуелне стварности.

Собно искуство у односу на стационарно искуство у виртуелној стварности

Просторна скала се односи на способност корисника да слободно шета по игралишту доживљаја виртуелне стварности, при чему се његови покрети у стварном животу прате у дигиталном окружењу. За уређаје прве генерације виртуелне реалности, ово ће захтевати додатну опрему ван слушалица, као што су инфрацрвени сензори или камере, за праћење кретања корисника у 3Д простору.

Желите да прошетате до јата риба које пливају око вас под водом? Пузати около по поду свог виртуелног свемирског брода јурећи за својим роботским псом? Прошетати около и истражити сваки центиметар 3Д реплике Микеланђеловог Давида? Под условом да ваш физички простор у стварном свету има простора за то, можете да радите ове ствари у искуству величине собе.

Иако већина уређаја прве генерације виртуелне реалности захтева екстерне уређаје да би пружили искуство у просторији, ово се брзо мења у многим уређајима друге генерације, који користе праћење изнутра напоље.

Стационарни искуство, с друге стране, је управо оно што је звук попут: виртуелног искуства стварности у којој се искуство дизајниран око корисник преосталих седи или стоји на једној локацији за највећи део искуства. Тренутно, уређаји за виртуелну реалност вишег ранга (као што су Виве , Рифт или ВинМР слушалице ) омогућавају искуство у просторији, док искуства ниже класе, заснована на мобилним уређајима, не.

Искуства у просторији могу да се осећају много импресивније од стационарних искустава, јер се кретање корисника преводи у њихово дигитално окружење. Ако корисник жели да пређе преко дигиталне собе, она једноставно хода преко физичке собе. Ако жели да посегне испод стола, она једноставно чучну у физичком свету и посегне испод стола. Урадити исто у стационарном искуству захтевало би кретање преко џојстика или сличног хардвера, што корисника извлачи из искуства и чини да се осећа мање имерзивно. У стварном свету нашу стварност доживљавамо кроз кретање у физичком простору; искуства виртуелне стварности која омогућавају да физички покрет иде дуг пут ка осећају „стварнијег“.

Величина собе није без сопствених недостатака. Искуства у просторији могу захтевати прилично велики празан физички простор ако корисник жели да шета унаоколо у виртуелној стварности без да наиђе на физичке препреке. Имати читаве собе празног простора посвећене подешавањима виртуелне стварности у домовима није практично за већину нас — иако постоје различити трикови које програмери могу да користе за борбу против овог недостатка простора.

Дигитална искуства у просторији такође морају да укључују баријере које указују на то где постоје физичке баријере у стварном свету, како би се спречило да корисници наиђу на врата и зидове, приказујући границу у дигиталном свету где постоје границе физичког света.

Слика испод илуструје како ХТЦ Виве слушалице тренутно решавају овај проблем. Када корисник са слушалицама одлута преблизу стварној баријери (као што је дефинисано током подешавања собе), испрекидани зелени „холограмски зид“ упозорава корисника на препреку. Није савршено решење, али с обзиром на изазове кретања у виртуелној стварности, довољно добро функционише за ову генерацију слушалица. Можда ће неколико генерација касније, слушалице моћи аутоматски да открију препреке у стварном свету и обележе их у дигиталном свету.

Граница „холограмског зида“ као што се види у ХТЦ Виве.

Многа искуства виртуелне стварности у просторији такође захтевају од корисника да путују на удаљености која су далеко већа него што њихов физички простор може да прими. Решење за путовање у стационарним искуствима је генерално једноставан избор. Пошто корисник не може физички да се креће у свом стационарном искуству, или се цело искуство одвија на једној локацији или се користи другачији метод кретања (на пример, коришћење контролера за померање лика у видео игрици).

Искуства у просторији уводе другачији скуп проблема. Корисник сада може да се креће у виртуелном свету, али само на удаљености коју дозвољавају јединствене физичке поставке сваког корисника. Неки корисници ће можда моћи физички да пређу раздаљину од 20 стопа у виртуелној стварности. Простори за игру у физичкој виртуелној реалности других корисника могу бити тесни и могу имати само 7 стопа простора за физички ходање који се може опонашати у виртуелном окружењу.

Програмери виртуелне стварности сада имају неке тешке одлуке које треба да донесу у погледу тога како да омогуће кориснику да се креће и у физичком и у виртуелном окружењу. Шта се дешава ако корисник треба да дође до подручја мало изван корисног физичког простора у просторији? Или око блока? Или миљама далеко?

Ако корисник треба да путује кроз собу да би покупио предмет, у виртуелној стварности величине собе може једноставно да оде до објекта. Међутим, ако треба да пређе велику удаљеност у просторији, почињу да се јављају проблеми. У овим случајевима, програмери треба да одреде када да дозволе кориснику да се физички пресели на објекте у непосредној близини, али и када да помогну кориснику да допре до објеката који су удаљенији. Ови проблеми су решиви, али пошто је виртуелна стварност још увек у релативном повоју, најбоље праксе за програмере виртуелне стварности у вези са овим решењима се још увек експериментишу.

Уређаји виртуелне реалности: праћење изнутра напоље

Тренутно само врхунске потрошачке слушалице нуде искуство у просторији. Ове врхунске слушалице обично захтевају жичану везу са рачунаром, а корисници често на крају неспретно прегазе жице док се крећу у просторији. Овај проблем ожичења је генерално двострук: ожичење је потребно за приказ слике унутар слушалица, а ожичење је потребно за праћење слушалица у физичком простору.

Произвођачи слушалица покушавају да реше овај проблем са жичаним екраном, а многе друге генерације слушалица виртуелне реалности се развијају имајући на уму бежична решења. У међувремену, компаније као што су ДисплаиЛинк и ТПЦаст су такође истражује начине да стреам видео на слушалице, без потребе за жичаном везом.

На страни праћења, и Виве и Рифт су тренутно ограничени својим екстерно заснованим системима за праћење споља , где се слушалице и контролери прате преко спољног уређаја.

Изван слушалица, додатни хардвер (који се називају сензори или светионици за Рифт и Виве, респективно) постављен је по просторији у којој ће се корисник кретати док је у простору виртуелне реалности. Ови сензори су одвојени од самих слушалица. Њихово постављање по просторији омогућава изузетно прецизно праћење слушалица и контролера корисника у 3Д простору, али корисници су ограничени на кретање унутар видног поља сензора. Када се корисник помери ван тог простора, праћење се губи.

Слика испод приказује подешавање за ХТЦ Виве прве генерације, које захтева да монтирате светионике око простора који желите да пратите. Затим дефинишете свој простор за „играње“ превлачењем контролера по доступном подручју (које мора бити унутар видљивог домета светионика). Овај процес дефинише област у коју можете да се крећете. Многе слушалице прве генерације величине просторија на сличан начин се баве својом дефиницијом простора.

Подешавање собе за ХТЦ Виве.

Насупрот томе, праћење изнутра напоље поставља сензоре унутар самих слушалица, уклањајући потребу за спољним сензорима за праћење. Ослања се на слушалице за тумачење знакова дубине и убрзања из стварног света како би се координирало кретање корисника у виртуелној стварности. Виндовс Микед Реалити слушалице тренутно користе праћење изнутра напоље.

Праћење изнутра напоље било је „свети грал“ за виртуелну стварност; отклањање потребе за спољним сензорима значи да корисници можда више неће морати да буду ограничени на малу област ради кретања. Међутим, као и сваки избор технологије, има своју цену. Тренутно, праћење изнутра напоље обезбеђује мање прецизно праћење животне средине и пати од других недостатака, као што је губитак трага контролера ако путују предалеко ван видног поља слушалица.

Међутим, произвођачи су фокусирани на решавање ових проблема, са многим слушалицама друге генерације које користе праћење изнутра напоље за физичко кретање у виртуелној стварности. Праћење изнутра напоље можда вас неће у потпуности ослободити потребе да дефинишете простор који се може играти за виртуелну стварност. И даље ће вам требати метод да дефинишете у којој области вам је јасно да се крећете. Међутим, солидно праћење изнутра напоље ће омогућити бежичне слушалице без спољних сензора, што је велики скок за следећу генерацију виртуелне стварности.

Иако већина врхунских слушалица за виртуелну реалност прве генерације и даље захтева повезивање са рачунаром или спољним сензорима, компаније проналазе креативне начине да заобиђу ове проблеме. Компаније као што је ВОИД имплементирале су сопствена иновативна решења која нуде увид у то каква искуства могу да понуде потпуно самосталне слушалице за виртуелну стварност. ВОИД је компанија за виртуелну реалност засновану на локацији која нуди оно што они називају хипер-реалност, омогућавајући корисницима да комуницирају са дигиталним елементима на физички начин.

Камен темељац ВОИД-ове технологије је њихов систем виртуелне реалности у ранцу. Систем ранца/слушалица/виртуелног пиштоља омогућава ВОИД-у да мапира читава складишта вредна физичког простора и преклопи их са дигиталним окружењем један на један физичког простора. Могућности које ово ствара су бескрајне. Тамо где у стварном свету постоје обична врата, ВОИД може да створи одговарајућа дигитална врата која цуре од слузи и винове лозе. Оно што би у стварном свету могла бити необична сива кутија може постати древна уљаница која ће осветлити пут корисника кроз потпуно дигитално искуство.

Фактор форме ранца који ВОИД тренутно користи вероватно није онај који ће бити успешан у масовној мери потрошача. То је гломазно, скупо и вероватно превише сложено да би служило масовној публици. Међутим, за искуства заснована на локацији која ВОИД пружа, она добро функционише и даје увид у ниво урањања виртуелне стварности који би могао да понуди када се не везује за каблове и каблове.

Чини се да се и Виве и Рифт спремају за испоруку бежичних слушалица већ 2018. године, са ХТЦ Виве Фоцусом (који је већ објављен у Кини) и Оцулусовим предстојећим комплетима за програмере Санта Цруз који користе праћење изнутра напоље.

Хаптичка повратна информација у уређајима виртуелне реалности

Хаптичка повратна информација, што је чуло додира дизајнирано да пружи информације крајњем кориснику, већ је уграђено у бројне постојеће контролере виртуелне стварности. Ксбок Оне контролер, ХТЦ Виве Вандс и Оцулус Тоуцх контролери имају опцију да тутњају/вибрирају како би кориснику пружили неке контекстуалне информације: Ви бирате ставку. Притискаш дугме. Затворили сте врата.

Међутим, повратне информације које ови контролери пружају су ограничене. Повратне информације које пружају ови уређаји су сличне као да ваш мобилни уређај вибрира када прими обавештење. Иако је то леп први корак и боље него да нема било какве повратне информације, индустрија треба да погура хаптику много даље да би заиста симулирала физички свет док је унутар виртуелног. Постоји велики број компанија које желе да реше проблем додира у виртуелној стварности.

Го Тоуцх ВР је развио систем додира виртуелне стварности који се може носити на једном или више прстију како би се симулирао физички додир у виртуелној стварности. Го Тоуцх ВР је нешто више од уређаја који се везује за крајеве ваших прстију и гура са различитим нивоима силе на врхове прстију. Го Тоуцх ВР тврди да уређај може да генерише изненађујуће реалистичан осећај хватања физичког објекта у дигиталном свету.

Друге компаније, као што је Тацтицал Хаптицс, желе да реше проблем хаптичке повратне информације унутар контролера. Користећи серију клизних плоча у површинској ручки свог Реацтиве Грип контролера, они тврде да могу да симулирају типове сила трења које бисте осетили приликом интеракције са физичким објектима.

Када ударате лоптицу тениским рекетом, осетили бисте како се рекет гура надоле уз ваш стисак. Када померате тешке предмете, осетили бисте већу силу која притиска вашу руку него када померате лакше предмете. Када сликате четком, осетили бисте како четкица повлачи вашу руку као да је вучете преко папира или платна. Тацтицал Хаптицс тврди да може да емулира сваки од ових сценарија много прецизније него што то једноставна вибрација коју већина контролера тренутно дозвољава.

На крајњем крају скале хаптике у виртуелној стварности су компаније као што су ХаптКс и бХаптицс, које развијају потпуне хаптичке рукавице, прслуке, одела и егзоскелете.

бХаптицс тренутно развија бежични ТацтСуит . ТацтСуит укључује хаптичку маску, хаптички прслук и хаптичке рукаве. Покрећу га ексцентрични ротирајући масни вибрациони мотори, дистрибуира ове вибрационе елементе преко лица, предње и задње стране прслука и рукава. Према бХаптицс-у, ово омогућава много префињеније имерзивно искуство, омогућавајући корисницима да „осете” осећај експлозије, трзаја оружја или осећај ударца у груди.

ХаптКс је једна од компанија која истражује најудаљеније домете хаптике у виртуелној стварности са својом ХаптКс платформом. ХаптКс креира паметне текстилне производе који вам омогућавају да осетите текстуру, температуру и облик објеката. Тренутно прави прототип хаптичке рукавице за примање виртуелног уноса и примену реалистичног додира и присилне повратне информације на виртуелну стварност. Али ХаптКс иде корак даље од стандардних вибрирајућих тачака већине хаптичких хардвера. ХаптКс је изумео текстил који се притиска на кожу корисника преко уграђених микрофлуидних ваздушних канала који могу пружити повратну информацију о сили крајњем кориснику.

ХаптКс тврди да његова употреба технологије пружа далеко супериорније искуство у односу на оне уређаје који укључују само вибрације за симулацију хаптике. Када се комбинује са визуелним приказима виртуелне стварности, ХаптКс-ов систем води кориснике корак ближе потпуно имерзивном искуству виртуелне стварности. ХаптКс-ов систем би могао да пренесе своју технологију до реализације хаптичке платформе целог тела, која вам омогућава да заиста осетите виртуелну стварност. Ова слика приказује пример најновијег ХаптКс-овог прототипа рукавица за виртуелну стварност.

Љубазношћу ХаптКс
ХаптКс ВР рукавица.