Sisu

• Virtuaalse reaalsuse määratlus
• Nägemine on uskumine
• Liikumine ja interaktsioon
• Heli jõud
• Virtuaalse reaalsuse jaoks vajalik jõud
• Virtuaalse reaalsuse ja Androidi tulevik
• Pakkima

Virtuaalne reaalsus on tehnika uus kuum asi. Google ja hulk teisi ettevõtteid on palju aega (ja raha) pannud VR-tehnoloogia arendamisse, nagu näiteks Google Daydream ja Samsung Gear VR. Kuid kuidas see töötab ja kuidas seda Androidiga rakendada? Uurime välja.

Virtuaalse reaalsuse määratlus

Virtuaalne reaalsus võimaldab kasutajal sukelduda virtuaalmaailma, erinevalt tavalistest ekraanidest kasutaja ees, mis sellist kogemust ei võimalda. VR võib sisaldada 4 viiest meeli, sealhulgas nägemist, kuulmist, puudutust ja võib-olla isegi lõhna. Selle võimsusega saab VR üsna hõlpsalt inimesi virtuaalmaailma suunata. Ainsad praegused probleemid on sellise riistvara kättesaadavus ja hind, mille eest seda saab osta. Google võitleb sellega Google Cardboardi ja Daydreami ökosüsteemi abil. Kuid praeguses seisukorras pole kõrgekvaliteediline VR-i abil võimalik kulutada üsna vähe sularaha, et võimast arvutit ja peakomplekti kaasa võtta. Kuna hinnad langevad graafikakaartidele, mis suudavad töölaua VR-i vajalikes seadetes käitada, ja Google'i abil Daydreami ökosüsteemi tehes, ei lähe kaua aega, enne kui kvaliteetne sisu on hõlpsasti kättesaadav.

Nägemine on uskumine

Või mitte, virtuaalreaalsus paneb su aju uskuma, et oled 3D-maailmas. Esimene viis, kuidas VR seda teeb, on stereoskoopiline ekraan. See toimib, kuvades stseeni kaks pisut erinevat vaatenurka mõlemale silmale, simuleerides sügavust. See koos muude sügavuse simuleerimise võimalustega, nagu parallaks (kaugemad objektid näivad teid liikuvat aeglasemalt), varjutamine ja tehnikad loovad peaaegu elu sarnase kogemuse. Näite, kuidas stereoskoopiline ekraan välja näeb, leiate ülalpool.

Nagu näete, on relva kaldenurk mõlemal küljel veidi erinev, nagu ka ristkangil, kuid kui te tegelikult peakomplekti panite ja mängu mängite, joondub kõik ideaalselt. Stereoskoopilise ekraani väljanägemine varieerub platvormide vahel, kuna iga peakomplekt erineb sisu kuvamise poolest üsna palju, ülaltoodud pilt on mängust, mis on loodud Google Cardboardi jaoks, kasutades Unreal Engine'i.

Vive ja Rift esindavad kahte tuntuimat praegu turul olevat VR-seadet.

Erinevatel VR-platvormidel on peakomplektidel ka erinevad spetsifikatsioonid. Nii HTC Vive kui ka Oculus Rift omavad mõlemat 90hz ekraaniga, Playstation VR ekraanil aga 60hz. On rusikareegel, et soovite, et teie kaadrid sekundis vastaksid teie monitori värskendussagedusele, seetõttu on soovitatav, et nii Vive kui ka Rift säilitaksid 90 FPS, samal ajal kui PSVR säilitaks 60 FPS. Mobiiliga on erinev lugu, kuna erinevatel telefonidel on erinevad eraldusvõimed, kuid eesmärk on säilitada vähemalt 60 kaadrit sekundit. Me uurime täpselt, mida see järgmisena tähendab.

Lisateavet selle kohta, kuidas FPS ja värskendussagedus töötavad, on FPS ja monitori värskendussagedus kaks teineteisest sõltumatut asja. Raamid sekundis on see, kui kiiresti teie GPU suudab pilte kuvada sekundis. 60 FPS tähendab, et GPU väljastab igal sekundil 60 pilti. Monitori värskendussagedus on see, kui kiiresti saab ekraan sekundis pilte kuvada, mõõdetuna hertsides (Hz). See tähendab, et kui mängite mängu ja FPS on 120, kuid monitori värskendussagedus on 60 Hz, saate kuvada ainult 60 FPS. Sisuliselt kaotate poole oma kaadritest, mis pole hea, kuna võib tekkida “rebimine”.

Rebimine on nähtus, et mängud, mis lõhenevad paariks tükiks ja kuvatakse kahes erinevas kohas piki X-telge, kujutavad esemeid rebimisfektiga. Siin tuleb sisse vertikaalne sünkroonimine (VSync). See piirab kaadrisageduse monitori värskendussagedusega. Sel moel ei kao ükski raam ja rebenemist ei toimu. Seetõttu on parima VR-kogemuse saamiseks vajalik kaadrisageduse ja värskendussageduse sama arv või võib esineda haigus.

• HTC Vive - kõik, mida peate teadma
• Oculus Rift - kõik, mida peate teadma
• Google Daydream - kõik, mida peate teadma

Daydream esindab mobiilse VR-i tulevikku.

On ka teisi komponente, mis lähevad kogu VR-elamusse, sealhulgas vaateväli (FOV) ja latentsus. Need mängivad suurt rolli selles, kuidas me tajume VR-i ja kui neid ei tehta õigesti, võivad need põhjustada ka liikumishaigusi. Vaatame lähemalt.

Vaateväli on nähtava maailma ulatus, mida saab igal ajal näha. Näiteks on inimestel otse ette vaadates umbes 180 kraadi FOV ja silmade liikumisega 270 kraadi. See on VR-i oluline funktsioon, kuna virtuaalsesse maailma toimetamiseks kannate peakomplekti.

Inimsilm on väga hea nägemise puudusi märkama, tunnelinägemine on selliste nähtuste näide. Isegi kui VR-peakomplektil on FOV-kraad 180 kraadi, võite siiski öelda erinevuse. Mõlemad Vive ja Rift omavad 110-kraadist FOV-i, Kartongil on 90, GearVR-l on 96 ja on kuulujuttu, et Daydreamil võib olla koguni 120. See peaks üldiselt mõjutama VR-i kogemusi suuresti ja võib teatud peakomplekti teha või selle puruneda. inimestele, rääkimata kõigist terviseprobleemidest, millega me hiljem kokku puutume.

Kui vastuvõetav kaadrisagedus ei vasta, võib FOV või latentsus põhjustada liikumishaigust.

Latent on ka tegur, mis võib VR-i muuta või selle puruneda. Kõik, mis ületab 20 millisekundi, ei ole piisavalt kiire, et meelitada aju mõtlema, et olete hoopis teises maailmas. Seal on hunnik muutujaid, mis lähevad latentsusse, sealhulgas protsessor, GPU, ekraan, kaablid ja nii edasi. Ekraani keskmine latentsusaeg on umbes 4-5 ms, olenevalt näiteks ekraanist. Aeg, mis kulub täispiksli ümberlülitamiseks, on veel 3 ms ja mootor võib võtta ka paar. Ainult kolme muutujaga saate mõnel juhul vaadata latentsust kahenumbrina. Latentsuse vähendamise võti on monitori värskendussagedus. Valem on järgmine: 1000 (ms) / värskendussagedus (hz). Ehkki latentsusaja probleemi saaks lahendada 60Hz monitori asemel 90Hz monitoriga, pole see nii lihtne, nagu me arutasime. Hiljem räägime arvuti riistvara nõuetest virtuaalse reaalsuse jaoks.

Kui vastuvõetav kaadrisagedus ei vasta, võib FOV või latentsus põhjustada liikumishaigust. Seda juhtub piisavalt, et tegelikult müttatakse ka oma nimi, mida nimetatakse küberhaiguseks. Kõik need kolm mõistet peavad olema täidetud, et vähendada küberhaiguse muutusi. Ilma ekraani värskendussagedusega korrektsete kaadriteta sekundis on võimalik kaadri vahelejätmine, mikrolülitamine ja viivitus. Latent võib olla isegi suurem probleem. Riistvara aeglasest reageerimisajast põhjustatud liikumis- ja interaktsioonivähemusega on võimalik suunataju täielikult kaotada ja desorienteeruda. Vaateväli, olgugi et see on oluline, ei tohiks tekitada nii palju probleeme, kui teised mainisid, kuid kindlasti eemaldab see kogemuse ja võib põhjustada teatavat desorientatsiooni.

Liikumine ja interaktsioon

See on vaieldamatult üks virtuaalse reaalsuse kõige olulisemaid osi. 3D-ruumis ringi vaatamine on üks asi, aga selles liikuda ning objekte puudutada ja nendega suhelda on täiesti erinev pallimäng. Android-seadmes kasutatakse peakomplekti liikumiseks telefoni kiirendusmõõturit, güroskoopi ja magnetomeetrit. Kiirendusmõõturit kasutatakse kolmemõõtmelise liikumise tuvastamiseks, kusjuures güroskoobi abil tuvastatakse nurkliikumine, millele järgneb magnetomeetri asend Maa suhtes.

Neid andureid kasutades saab telefon VR-i kasutamisel täpselt ennustada, kuhu te konkreetsel ajal vaatate. Google Daydreami teadaandega saavad Android VR kasutajad kasutada eraldi telefoni kontrollerina, et keskkonnas liikuda ja suhelda. Desktop VR, näiteks HTC Vive või Oculus Rift, kasutavad erinevatel eesmärkidel kontrollerit või kontrollereid, mis meenutavad Wiimote'i. Arvutinägemust (siin selgitatud) kasutades saab VR-i täpsust märkimisväärselt parandada, kui kaamerad ja muud sensorid on seadistatud ruumis, kus kasutate VR-peakomplekti.

Nagu varem mainitud, võivad VR-peakomplektidel olla spetsiaalsed kontrollerid, kuid kuidas need täpselt töötavad? HTC Vive'i vaadates on karbis kaks infrapuna-andurit ja kaks kontrollerit, peakomplektiga kokku 70 erinevat andurit. Kõik see jälgib teid ja teie kontrollereid, võimaldades teil mängude ajal vabalt ruumis ringi liikuda. Pange tähele, kuidas Vive-kontrolleritel on ringi väljalõige? Jälgimise eesmärgil on see enam kui tõenäoline. Oculus Rift pakub erinevat kogemust, kasutades peaaegu sama tehnoloogiat.

Karbist väljas kasutab Rift tegelikult Xbox One kontrollerit. Kuid on olemas ka valikuline komplekt kontrollereid, mis pakuvad Vive'iga sarnast funktsionaalsust ja mida tuntakse nimega “Touch by Oculus”. Need kaks kontrollerit korraldavad ühe kontrolleri nupud ümber nendele, mida saab kirjeldada ainult kui sõrmede katvate suurte rõngastega esiotsa. Oculus hoiab nende toimimist tihedas ümbrises, kuid pakend sisaldab kaht Vive'iga sarnast andurit, nii et arvatavasti töötavad nad sarnaselt, neil võivad olla ka kiirendusmõõturid ja güroskoobid.

Heli jõud

Ilma helita poleks kogemus täielik. Kuna see on virtuaalne maailm, soovite, et heli oleks võimalikult reaalainele lähedal. Seda teostab ruumiline heli, tuntud ka kui 3D-heli, mis on heli virtuaalne paigutamine kolmemõõtmelises keskkonnas, jäljendades eri nurkade alt pärit helisid. Tegin Unreal Engine'is kiire esitluse, et näidata, kuidas saaks erinevaid kõlareid keskkonda paigutada, et jäljendada erinevaid helisid, mis tulevad mis tahes kohast stseenis. Selle tehnoloogia abil muutub virtuaalne reaalsus ümbritsevamaks kogemuseks ja parandab üldiselt VR-i kvaliteeti üsna vähe.

Virtuaalse reaalsuse jaoks vajalik jõud

Spetsiaalselt töölauale nõuab VR sujuva ja ühtlase kogemuse saamiseks palju hobujõude. Tegelikult ei suuda enamik töölauda omavatest inimestest virtuaalset reaalsust kasutada, kuna nende arvutid pole piisavalt võimsad.Steam soovitab sujuva kogemuse saamiseks Intel i5 Haswelli või uuemat ja kas Nvidia GTX 970 või AMD Radeon R9 290.

Riistvara põhiprobleem on see, et Vive ja Rifti puhul ei pea teie arvuti ainult 1080p mängu käitama 60 kaadrit sekundis, vaid kõrgema eraldusvõimega 90 kaadrit sekundis. Enamik riistvara ei saa seda teha.

Selgub, et nende spetsifikatsioonidega või paremate arvutitega on väga piiratud arv arvuteid, seega aeglustab see enam kui tõenäolist VR-i kasutuselevõttu töölaual. Mobiiltelefonide puhul ei tohiks KitKat (4.4) või uuema versiooniga Android-telefonidel siiski olla probleeme VR-i põhifunktsioonidega. Daydreami funktsioonid nõuavad siiski kirjutamise ajal vähemalt Nexus 6P-d.

Virtuaalse reaalsuse ja Androidi tulevik

Google on mobiiltelefoni VR-i osas esirinnas. Nüüd saadaval olevad Google VR SDK ja NDK võimaldavad mõnda väga võimast VR-i arendust ja kui Google Daydream ilmub selle aasta lõpus, näeb mobiilne VR veel ühte hüpet võimaluses. Samsungil on olnud edu ka Gear VR-ga. Kolmandate osapoolte mootorid integreerivad oma mootoritesse ka Google VR-i. Unreal Engine toetab nüüd Google VR-i 4.12 ja Unity on ka Google VR-i ja Daydreami valmis.

Pakkima

Virtuaalsel reaalsusel on palju potentsiaali ning madalamate hindade ja ettevõtete suurema tõuke abil võib VR olla suur edu. VR töötab väga erinevate tehnoloogiate väga nutika kombinatsioonina, mis kõik koos töötavad, et luua suurepäraseid elamusi. Stereoskoopilistest vaatenurkadest kuni 3D-helini on VR nüüd tulevik ja see saab ainult paremaks minna. Andke kommentaarides teada, kui arvate, et VR on järgmine suurem asi! Hoidke end VR-i ja VR-i allikaga kindlasti kursis! /