Utmaningar med Virtual Reality

Virtuell verklighet av konsumentkvalitet blir stadigt lättare, billigare och mer polerad, men den har fortfarande ett antal tekniska hinder att övervinna för att verkligen nå sin masskonsumentpotential. Lyckligtvis har ett förnyat intresse för virtuell verklighet de senaste åren lett till ett flöde av investeringar inom området, vilket borde påskynda upptäckten av lösningar. Följande information utforskar några av de stora problem som virtuell verklighet står inför idag och hur vissa företag arbetar för att lösa dem.

Virtual reality-utmaning 1: Simulatorsjuka

Tidiga HMD-enheter genererade omfattande användarklagomål om åksjuka. Enbart detta problem räckte för att spåra ur tidiga virtual reality-masskonsumentenheter som Sega virtual reality och Nintendos Virtual Boy. Det är en fråga som moderna headsettillverkare fortfarande brottas med.

Åksjuka kan uppstå när det finns inkonsekventa signaler mellan ditt inneröras vestibulära rörelsesinne och vad dina ögon ser. Eftersom din hjärna känner att dessa signaler är inkonsekventa, antar den att din kropp är sjuk, eventuellt från ett toxin eller någon annan åkomma. Vid den tidpunkten kan din hjärna besluta sig för att framkalla huvudvärk, yrsel, desorientering och illamående. Användning av virtual reality-headset kan framkalla en typ av åksjuka som inte nödvändigtvis involverar någon verklig rörelse; forskare har kallat det simulatorsjuka.

Det finns ett antal sätt att bekämpa simulatorsjuka, inklusive några okonventionella metoder. En studie av Purdue Universitys avdelning för datorgrafikteknik föreslog att man skulle lägga till en "virtuell näsa" till varje virtuell verklighetsapplikation för att lägga till en stabiliserande effekt för användaren. Virtualis LLC kommersialiserar denna virtuella näsa och döper den till nasum virtualis. Att bädda in näsan i användarens synfält fungerar som en fast referenspunkt för att lindra virtual reality-sjuka. Din fysiska näsa dyker upp i din synlinje i verkligheten, men du uppfattar den ofta inte där. På samma sätt märkte de flesta användare i Virtualis studier inte ens den virtuella näsan i virtuell verklighet, men de rapporterade en 13,5 procents minskning av sjukdomens svårighetsgrad och en ökning av tiden i simulatorn.

Den här bilden visar hur en virtuell näsa kan se ut för användare i virtuell verklighet.

Använda en virtuell näsa för att förhindra simulatorsjuka.

Det mest effektiva sättet att utvecklare av virtuell verklighet kan bekämpa simulatorsjuka är dock att minimera latensen mellan en användares fysiska rörelse och headsetets svar. I den verkliga världen finns det ingen latens mellan rörelserna i våra huvuden och den visuella responsen från världen omkring oss. Att återskapa den bristen på latens i headsetet är av största vikt.

Med spridningen av virtuell verklighet på mobila enheter med låg effekt, är det viktigare än någonsin att hålla antalet bildrutor per sekund (FPS) varje headset kan visa så högt som möjligt. Genom att göra det kan det visuella i headsetet förbli i linje med användarens rörelser.

Här är några andra förslag för att undvika simulatorsjuka när du skapar eller använder virtuella verklighetsappar:

• Se till att headsetet är korrekt justerat. Om den virtuella världen verkar suddig när du försöker använda ditt headset behöver headsetet troligen justeras. De flesta headset gör det möjligt för användare att justera enhetens passform och avstånd från ögonen för att eliminera suddighet. Se till att ditt headset är korrekt justerat innan du börjar med någon virtuell verklighetsupplevelse.
• Sitt ner. För vissa människor hjälper känslan av stabilitet som sittande ger dem att övervinna sin åksjuka.
• Håll texten läsbar. Undvik att läsa eller använda text med små tecken i virtuell verklighet och håll textanvändningen till ett minimum (bara några ord åt gången).
• Ingen oväntad rörelse. När du utvecklar, flytta aldrig kameran programmatiskt utan anledning. Användaren ska känna att rörelse uppstår på grund av sin egen rörelse eller triggas via interaktion.
• Undvik acceleration. Det är möjligt att flytta virtuella kameror utan att utlösa simulatorsjuka, men den rörelsen måste vara smidig. Undvik att accelerera eller bromsa en användare när rörelse i det virtuella utrymmet behöver uppstå.
• Spåra alltid användarens rörelser. Backa inte kameran mot en användares rörelse och sluta inte följa användarens huvudposition. En användares vy måste uppdateras med hennes huvudrörelse.
• Undvik objekt med fast vy. Objekt med fasta vyer (objekt som inte ändras när vyn ändras, till exempel ett popup-fönster för att informera användaren om något i mitten av skärmen eller en heads-up-display [HUD]) är ganska vanliga i 2D-spel idag . Den här mekanikern fungerar dock inte bra i virtuell verklighet, eftersom det inte är något användarna är vana vid i den verkliga världen.

När enheterna blir mer kraftfulla borde simulatorsjuka på grund av låg FPS i teorin bli mindre vanligt. Ju kraftfullare enheten är, desto bättre är förmågan att hålla bilderna och rörelsen i den virtuella världen spårad till användarens fysiska rörelser, vilket minskar huvudorsaken till simulatorsjuka.

Men även om vi vida har överträffat processorkraften hos gamla datorer, stöter vi fortfarande på mjukvara som ofta går långsammare än spel för 20 år sedan. I allmänhet, ju mer kraftfull vår hårdvara blir, desto mer tenderar vi att begära av den. Bättre bild! Fler föremål på skärmen! Större synfält! Fler effekter! Att känna till de potentiella orsakerna till simulatorsjuka bör hjälpa dig att navigera i dessa problem om de dyker upp.

Virtual reality-utmaning 2: Skärmdörrseffekten

Sätt på dig några äldre virtual reality-headset, eller några av de nuvarande smartphone-drivna virtual reality-headseten, och titta noga på bilden som produceras i headsetet. Beroende på upplösningen på enheten du använder kan du märka "linjer" mellan de visade pixlarna. Som barn kanske du har märkt samma sak om du satt för nära din äldre TV. Det här problemet kallas skärmdörrseffekten, för dess likhet med att titta på världen genom en skärmdörr. Även om detta problem länge har lösts för dagens TV-apparater med extremt höga upplösningar, har det återinförts i vissa virtuella verklighetsheadset.

Bilden nedan visar ett exempel på ett överdrivet exempel på en skärmdörrseffekt i virtuell verklighet. (En verklig skärmdörrseffekt skulle uppstå pixel för pixel, inte visad här.) Med displayen så nära en användares ansikte kan rutnätet av avstånd mellan pixlar börja bli uppenbart.

Skärmdörrseffekten i virtuell verklighet.

Denna effekt är mest märkbar i skärmar med lägre upplösningar, såsom äldre headset eller vissa smartphones, av vilka många aldrig var avsedda att användas främst som virtuell verklighetsmaskiner, hålls tum från näsan och förstorade via optiska linser.

Olika förslag har lagts fram för att lösa detta problem. Till exempel har LG föreslagit att placera en "ljusspridare" mellan skärmen och linserna, även om de flesta är överens om att den verkliga lösningen kommer att vara skärmar med högre upplösning. Högupplösta skärmar bör lindra skärmdörrseffekten, som de har för TV, men de kommer att kräva mer processorkraft för att köras. Precis som med simulatorsjuka är förhoppningen att ju bättre hårdvaran är, desto mindre sannolikt kommer denna effekt att inträffa. Med lite tur borde skärmdörrseffekten bli en relik från det förflutna inom nästa generation eller två av virtual reality-headset.

Virtuell verklighet Utmaning 3: Rörelse i VIRTUELL VERKLIGHET

Att röra sig genom den digitala miljön med virtuell verklighet är fortfarande ett problem. High-end headset, som Vive och Rift, gör att användare kan spåras i ett rum, men inte mycket längre än så. Allt mer kräver någon form av rörelsemekaniker inbyggd i själva applikationen, eller specialiserad hårdvara utöver vad de flesta konsumenter sannolikt har tillgängligt.

Rörelse över stora avstånd i virtuell verklighet kommer sannolikt att vara ett pågående logistiskt problem för applikationsutvecklare. Även om man använder några av de lösningar som listats tidigare, kan rörelse i virtuell verklighet som inte motsvarar fysisk rörelse utlösa simulatorsjuka hos vissa användare. Och även om du skulle kunna garantera ett rundstrålande löpband för varje användare att spåra hans eller hennes rörelser, finns det ofta stora avstånd som användare inte vill tillryggalägga när de går. Dessutom kanske användare med begränsad rörlighet inte kan korsa avstånd till fots. Rörelse är ett problem som hårdvaru- och mjukvaruutvecklare måste arbeta tillsammans för att lösa. Och det finns lösningar tillgängliga.

Virtuell verklighet Utmaning 4: Hälsoeffekter

Hälsorisker är kanske de största okända på denna lista. Riktlinjerna för hälsa och säkerhet för Oculus Rift varnar för användning om användaren är gravid, äldre, trött eller lider av hjärtsjukdomar. De varnar också för att användare kan uppleva svår yrsel, anfall eller blackout. Läskigt grejer! Det finns också stora okända saker om de långsiktiga hälsoeffekterna av virtuell verklighet. Forskare har ännu inte noggrant studerat effekten av långvarig användning av virtual reality-headset på synen och hjärnan.

Inledande studier har generellt visat att de flesta negativa hälsoeffekter är kortsiktiga, med liten varaktig effekt på användaren. Men när användare börjar vistas i virtuell verklighet under längre sträckor åt gången, skulle ytterligare studier krävas för att upptäcka eventuella långsiktiga effekter av användning av virtuell verklighet.

Under tiden verkar virtual reality-företag vara försiktiga när det gäller de potentiella långsiktiga effekterna. Som Sarah Sharples, ordförande för Chartered Institute of Ergonomics and Human Factors, sa i en intervju med The Guardian, "Absolut det finns potentiellt negativa effekter av att använda virtuell verklighet. Det viktigaste vi bör göra är att bara vara försiktiga och förnuftiga. Men vi bör inte låta det hindra oss från att dra nytta av den enorma potential som denna teknik också erbjuder."

Virtual reality-utmaning 5: Kannibalisering av marknaden

En sista oro har att göra med virtual reality-marknaden som helhet. Mobilmarknaden (och specifikt den billigaste implementeringen, Google Cardboard) har en enorm fördel jämfört med de avancerade headseten (se tabell 2-3). Och kanske av goda skäl. Det är lättare för en konsument att stå emot ett köp för 20 USD av ett low-end mobilt virtual reality-headset än att spara några hundra dollar för en avancerad modell.

Förutsägbart tenderar low-end headset att erbjuda lägre upplevelser. En användare kan avfärda ett low-end virtual reality-system som lite mer än en leksak, och tro att det representerar den nuvarande nivån av virtuell verklighetsfördjupning, när ingenting kan vara längre från sanningen. Men uppfattningen kan ofta bli verklighet. Kan spridningen av low-end virtual reality-implementeringar på lång sikt skada den virtuella verklighetens antagande och kannibalisera den egna marknaden?

Försäljningssiffrorna för enheter i lägre prisklass har sannolikt fått vissa företag att sitta upp och lägga märke till. Många tillverkare verkar fokusera på en strategi med flera nivåer för sin nästa generation av headset, och erbjuder upplevelser som sträcker sig från low-end till high-end för konsumenter. Till exempel hävdade Oculus medgrundare Nate Mitchell i en intervju med Ars Technica att Oculus skulle fokusera på en strategi med tre headset för sin nästa generation av konsumentheadset, med den fristående Oculus Go, som kommer att släppas 2018, som sin lägre -End fristående enhet, följt av Oculus Santa Cruz, en headsetupplevelse på mellannivå. På samma sätt har HTC släppt HTC Vive Pro som en avancerad enhet, med den fristående HTC Vive Focus (släppt i Kina), fokuserad mer på mellanskiktsmarknaden.

På lång sikt finns det sannolikt en tillräckligt bred marknadsbas för att stödja alla varianter av virtuell verklighet. Med intåget av nästa generations headset kommer det att bli intressant att se vilka enheter som gör störst inhopp hos konsumenterna. Den närmaste framtiden kommer sannolikt att medföra en ökning av headset för mobila enheter i mellanklassen, medan de avancerade, externa PC-baserade headseten vänder sig till dem som går all-in på avancerade enheter. Den senare är en mindre demografi, men en som är villig att spendera mer för att få den bästa upplevelsen i klassen som virtuell verklighet kan erbjuda.