Проблеми з віртуальною реальністю

Віртуальна реальність споживчого рівня поступово стає легшою, дешевшою та вдосконаленою, але вона все ще має ряд технічних перешкод, які потрібно подолати, щоб дійсно досягти свого масового споживчого потенціалу. На щастя, поновлення інтересу до віртуальної реальності за останні кілька років призвело до припливу інвестицій у цю сферу, що має прискорити пошук рішень. У наведеній нижче інформації розглядаються деякі з основних проблем, з якими сьогодні стикається віртуальна реальність, і як деякі компанії працюють над їх вирішенням.

Завдання віртуальної реальності 1: Симулятор хвороби

Ранні пристрої HMD викликали масові скарги користувачів на заколисування. Одного лише цього було достатньо, щоб вивести з колії початкові пристрої масового споживача віртуальної реальності, такі як віртуальна реальність Sega та Virtual Boy від Nintendo. Це проблема, з якою сучасні виробники гарнітур все ще борються.

Заколисування може виникнути, коли є суперечливі сигнали між вестибулярним відчуттям руху вашого внутрішнього вуха і тим, що бачать ваші очі. Оскільки ваш мозок відчуває, що ці сигнали суперечливі, він припускає, що ваше тіло хворе, можливо, від токсину чи іншого захворювання. У цей момент ваш мозок може викликати головний біль, запаморочення, дезорієнтацію та нудоту. Використання навушників віртуальної реальності може спричинити заколисування, яке не обов’язково пов’язане з реальним рухом; дослідники назвали це симуляторною хворобою.

Існує ряд способів боротьби з хворобою симулятора, включаючи деякі нетрадиційні підходи. Одне дослідження, проведене кафедрою технологій комп’ютерної графіки університету Пердью, запропонувало додати «віртуальний ніс» до кожного додатка віртуальної реальності, щоб додати стабілізуючий ефект для користувача. Virtualis LLC комерціалізує цей віртуальний ніс, назвавши його nasum virtualis. Вбудовування носа в поле зору користувача діє як фіксована точка відліку, щоб полегшити хворобу віртуальної реальності. Ваш фізичний ніс з’являється у вашому полі зору в реальному житті, але ви часто його там не помічаєте. Так само більшість користувачів у дослідженнях Virtualis навіть не помітили віртуальний ніс у віртуальній реальності, але вони повідомили про зниження тяжкості захворювання на 13,5% і збільшення часу, проведеного в симуляторі.

На цьому зображенні показано, як віртуальний ніс може здаватися користувачам у віртуальній реальності.

Використання віртуального носа для запобігання симулятору хвороби.

Однак найефективніший спосіб, яким розробники віртуальної реальності можуть боротися з хворобою симулятора, — це мінімізувати затримку між фізичним рухом користувача та реакцією гарнітури. У реальному світі немає затримки між рухом нашої голови та візуальною реакцією навколишнього світу. Відтворення цієї відсутності затримки в гарнітурі має першорядне значення.

З розповсюдженням віртуальної реальності на малопотужних мобільних пристроях як ніколи важливо підтримувати кількість кадрів в секунду (FPS), яку кожна гарнітура може відображати якомога вище. Завдяки цьому зображення в гарнітурі залишаються у відповідності з рухами користувача.

Нижче наведено кілька інших порад щодо уникнення симулятора під час створення або використання програм віртуальної реальності:

• Переконайтеся, що гарнітура правильно відрегульована. Якщо віртуальний світ здається розмитим при примірянні гарнітури, швидше за все, гарнітура потребує налаштування. Більшість гарнітур дозволяють користувачам налаштувати підгонку пристрою та відстань від очей, щоб усунути будь-яке розмиття. Переконайтеся, що ваша гарнітура правильно налаштована, перш ніж переходити до будь-якої віртуальної реальності.
• Сідай. Деяким людям відчуття стабільності, яке забезпечує сидячи, допомагає їм подолати заколисування.
• Зробіть текст розбірливим. Уникайте читання або використання тексту дрібного шрифту у віртуальній реальності та зведіть текст до мінімуму (лише кілька слів за раз).
• Жодного несподіваного руху. Під час розробки ніколи не переміщуйте камеру програмно без причини. Користувач повинен відчути, що рух відбувається внаслідок його власного руху або викликане взаємодією.
• Уникайте прискорення. Можна переміщати віртуальні камери, не викликаючи симулятора, але цей рух має бути плавним. Уникайте прискорення або уповільнення користувача, коли має відбутися рух у віртуальному просторі.
• Завжди відстежуйте рухи користувача. Не повертайте камеру проти руху користувача та не припиняйте відстежувати положення голови користувача. Погляд користувача повинен оновлюватися разом із рухом її голови.
• Уникайте предметів із фіксованим переглядом. Елементи фіксованого перегляду (елементи, які не змінюються при зміні вигляду, наприклад, спливаюче вікно, щоб інформувати користувача про щось у середині екрана або проекционний дисплей [HUD]) є досить поширеними сьогодні в 2D-іграх. . Однак ця механіка погано працює у віртуальній реальності, оскільки користувачі не звикли до неї в реальному світі.

Оскільки пристрої стають потужнішими, хвороба симулятора через низький FPS, теоретично, повинна стати менш поширеною. Чим потужніший пристрій, тим краще здатність відстежувати візуальні зображення та рух у віртуальному світі відповідно до фізичного руху користувача, зменшуючи головну причину хвороби симулятора.

Проте, хоча ми значно перевершили обчислювальну потужність старих комп’ютерів, ми все ще стикаємося з програмним забезпеченням, яке часто працює повільніше, ніж ігри 20-річної давності. Загалом, чим потужнішим стає наше обладнання, тим більше ми прагнемо від нього. Кращі візуали! Більше елементів на екрані! Більші поля зору! Більше ефектів! Знання потенційних причин хвороби симулятора повинно допомогти вам орієнтуватися в цих проблемах, якщо вони з’являться.

Завдання віртуальної реальності 2: ефект екранних дверей

Одягніть будь-які старі гарнітури віртуальної реальності або деякі з сучасних гарнітур віртуальної реальності на основі смартфонів і уважно подивіться на зображення, створене в гарнітурі. Залежно від роздільної здатності пристрою, який ви використовуєте, ви можете помітити «лінії» між відображеними пікселями. У дитинстві ви, можливо, помічали те саме, якщо сиділи занадто близько до свого старшого телевізора. Ця проблема називається ефектом екранних дверей за схожість з поглядом на світ через ширмові двері. Хоча ця проблема вже давно вирішена для сучасних телевізорів з надзвичайно високою роздільною здатністю, вона була знову введена в деякі гарнітури віртуальної реальності.

На зображенні нижче показано приклад перебільшеного ефекту екранних дверей, який можна побачити у віртуальній реальності. (Справжній ефект «екран-дверцята» буде відбуватися на основі пікселя за пікселем, тут не показано.) Коли дисплей настільки близький до обличчя користувача, сітка простору між пікселями може стати очевидною.

Ефект екран-двері у віртуальній реальності.

Цей ефект найбільш помітний на дисплеях з нижчою роздільною здатністю, таких як старі гарнітури або деякі смартфони, багато з яких ніколи не були призначені для використання переважно як машини віртуальної реальності, тримаються в дюймах від носа і збільшуються за допомогою оптичних лінз.

Для вирішення цього питання висуваються різні пропозиції. Наприклад, LG запропонувала розмістити «розсіювач світла» між екраном та лінзами, хоча більшість людей погоджується, що справжнє рішення – це дисплеї з більш високою роздільною здатністю. Дисплеї високої чіткості повинні пом’якшити ефект дверей екрана, як і для телевізора, але для роботи їм знадобиться більше процесорної потужності. Як і з симуляторною хворобою, ми сподіваємося, що чим краще апаратне забезпечення, тим менша ймовірність виникнення цього ефекту. Якщо пощастить, ефект екранних дверей стане пережитком минулого в наступному або двох поколіннях гарнітур віртуальної реальності.

Віртуальна реальність Виклик 3: Рух у ВІРТУАЛЬНІЙ РЕАЛЬНІСТЬ

Переміщення в цифровому середовищі віртуальної реальності все ще залишається проблемою. Високоякісні гарнітури, такі як Vive і Rift, дозволяють відстежувати користувачів по всій кімнаті, але не набагато далі. Все більше вимагає певної механіки руху, вбудованої в саму програму, або спеціалізованого обладнання, яке не є доступним більшості споживачів.

Переміщення на великі відстані у віртуальній реальності, ймовірно, буде постійною логістичною проблемою для розробників додатків. Навіть використовуючи деякі з перерахованих раніше рішень, рух у віртуальній реальності, який не відповідає фізичному руху, може викликати симуляторну хворобу у деяких користувачів. І навіть якби ви могли гарантувати, що кожен користувач зможе відстежувати його рух, щоб відстежувати його рух, користувачі часто не захочуть долати великі відстані. Крім того, користувачі з обмеженою рухливістю можуть бути не в змозі долати відстані пішки. Рух – це проблема, для вирішення якої розробникам апаратного та програмного забезпечення доведеться працювати разом. І є доступні рішення.

Завдання віртуальної реальності 4: вплив на здоров’я

Ризики для здоров’я, мабуть, є найбільшими невідомими в цьому списку. Інструкції з охорони здоров’я та безпеки для Oculus Rift застерігають від використання, якщо користувач вагітний, літній, втомлений або страждає від серцевих захворювань. Вони також попереджають, що користувачі можуть відчувати сильне запаморочення, судоми або втрати свідомості. Страшно звучить! Є також великі невідомі щодо довгострокового впливу віртуальної реальності на здоров’я. Дослідникам ще належить ретельно вивчити вплив тривалого використання гарнітур віртуальної реальності на зір і мозок.

Початкові дослідження загалом показали, що більшість несприятливих наслідків для здоров’я є короткочасними, з незначним тривалим впливом на користувача. Однак, оскільки користувачі починають перебувати у просторі віртуальної реальності довше за один раз, знадобляться додаткові дослідження, щоб виявити будь-які довгострокові наслідки використання віртуальної реальності.

Тим часом компанії віртуальної реальності, схоже, помиляються на стороні обережності щодо потенційних довгострокових наслідків. Як сказала Сара Шарплз, президент Chartered Institute of Ergonomics and Human Factors, в інтерв’ю The Guardian: «Використання віртуальної реальності може мати потенційні негативні наслідки. Найголовніше, що ми повинні робити, це бути обережними та розважливими. Але ми не повинні дозволяти цьому завадити нам скористатися величезним потенціалом, який також пропонує ця технологія».

Виклик віртуальної реальності 5: канібалізація ринку

І останнє хвилювання пов’язане з ринком віртуальної реальності в цілому. Ринок мобільного зв’язку (і, зокрема, найдешевша реалізація, Google Cardboard) має величезну перевагу перед гарнітурами вищого класу (див. Таблицю 2-3). І, можливо, недаремно. Споживачеві легше витримати покупку недорогої мобільної гарнітури віртуальної реальності за 20 доларів, ніж заощадити кілька сотень доларів на моделі більш високого класу.

Передбачувано, недорогі гарнітури, як правило, пропонують недорогі можливості. Користувач може відкинути систему віртуальної реальності низького класу як щось більше, ніж іграшку, вважаючи, що вона представляє поточний рівень занурення у віртуальну реальність, коли ніщо не може бути далі від істини. Однак сприйняття часто може стати реальністю. Чи може поширення низькоякісних реалізацій віртуальної реальності зашкодити поширенню віртуальної реальності в довгостроковій перспективі, канібалізуючи власний ринок?

Показники продажів недорогих пристроїв, ймовірно, змусили деякі компанії сісти і звернути увагу. Багато виробників, схоже, зосереджуються на багаторівневій стратегії для свого наступного покоління гарнітур, пропонуючи споживачам різноманітні враження від низького рівня до високого класу. Наприклад, співзасновник Oculus Нейт Мітчелл заявив в інтерв’ю Ars Technica, що Oculus зосередиться на стратегії з трьома гарнітурами для свого наступного покоління споживчих навушників, причому автономний Oculus Go має бути випущений у 2018 році, оскільки його нижча -кінцевий автономний пристрій, а потім Oculus Santa Cruz, гарнітура середнього рівня. Так само HTC випустила HTC Vive Pro як пристрій вищого класу, а автономний HTC Vive Focus (випущений у Китаї) більше зосереджений на ринку середнього рівня.

У довгостроковій перспективі, ймовірно, існує досить широка база ринку для підтримки всіх варіантів віртуальної реальності. З появою гарнітур наступного покоління буде цікаво подивитися, які пристрої найбільше завойовують споживачів. Найближче майбутнє, ймовірно, призведе до зростання кількості гарнітур для мобільних пристроїв середнього класу, в той час як зовнішні гарнітури для ПК вищого класу підходять для тих, хто йде ва-банк на пристрої високого класу. Останній — це менша демографічна група, але готова витратити більше, щоб отримати найкращий у своєму класі досвід, який може запропонувати віртуальна реальність.