Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Гарнитура Oculus, выпущенная в 2016 году.

Виртуальная реальность гарнитура является головным монтажом устройства , которое обеспечивает виртуальную реальность для пользователя. Гарнитуры виртуальной реальности (VR) широко используются в видеоиграх, но они также используются в других приложениях, включая симуляторы и тренажеры. Они включают в себя стереоскопический головной дисплей (обеспечивающий отдельные изображения для каждого глаза), стереозвук и датчики отслеживания движения головы [1] (которые могут включать гироскопы , акселерометры , магнитометры , структурированные световые системы и т. Д. [2] ). Некоторые гарнитуры VR также имеют датчики отслеживания взгляда [3]и игровые контроллеры .

История [ править ]

Сега VR , объявленный в 1991 году , и видели в начале 1993 на зимней выставке CES , никогда не была выпущена для консолей, [4] , но был использован для Sega имитатор VR-1 движение притяжения аркадных в 1994 году [5] [6] Другой ранний VR-гарнитура Forte VFX1 была анонсирована на выставке CES в 1994 году. VFX-1 имеет стереоскопические дисплеи, 3-осевое отслеживание движения головы и стереонаушники. [7] Sony , еще один пионер, выпустила Glasstronв 1997 году, у которого есть дополнительный датчик положения, позволяющий пользователю видеть окружающее, с перспективой, движущейся при движении ее головы, что дает глубокое ощущение погружения. Эти VR-гарнитуры дали игрокам MechWarrior 2 новую визуальную перспективу видеть поле битвы из кабины своего корабля. Однако эти ранние гарнитуры потерпели неудачу из-за их ограниченной технологии [8] [9], и Джон Кармак описал их как «смотрящие сквозь тюбики от туалетной бумаги». [10]

В 2012 году началась краудфандинговая кампания для VR-гарнитуры, известной как Oculus Rift ; Проект возглавляли несколько известных разработчиков видеоигр, в том числе Кармак [8], который позже стал техническим директором компании . [11] В марте 2014 года компания-учредитель проекта Oculus VR была приобретена Facebook за 2 миллиарда долларов. [12] Окончательная версия Oculus Rift, ориентированная на потребителей, началась 28 марта 2016 года. [13]

В марте 2014 года Sony продемонстрировала прототип гарнитуры для PlayStation 4 , [14] , который позже был назван PlayStation VR . [15] В 2014 году Valve продемонстрировала несколько прототипов гарнитуры, [16] что привело к партнерству с HTC по производству Vive , ориентированного на виртуальную среду «в масштабе комнаты», в которой пользователи могут свободно перемещаться и взаимодействовать. [17] The Vive был выпущен в апреле 2016 года [18], а PlayStation VR - в октябре 2016 года. [19]

Гарнитуры и средства просмотра виртуальной реальности также были разработаны для смартфонов . В отличие от гарнитур со встроенными дисплеями, эти устройства представляют собой корпуса, в которые можно вставить смартфон. Контент VR просматривается с экрана самого устройства через линзы, действующие как стереоскоп , а не через специальные внутренние дисплеи. Google выпустила серию спецификаций и связанных наборов DIY для зрителей виртуальной реальности, известных как Google Cardboard ; эти телезрители могут быть построены с использованием недорогих материалов (и смартфона с гироскопом), таких как картон (отсюда и название). Samsung Electronics и Oculus VR совместно разработали Samsung Gear VR(который совместим только с недавними устройствами Samsung Galaxy ), а LG Electronics разработала гарнитуру со специальными дисплеями для своего смартфона LG G5, известного как LG 360 VR. [20] [21] [22] [23] Азиатские производители оборудования, такие как Xion и Kolke, разработали недорогие гарнитуры виртуальной реальности. В 2017 году китайская компания Tencent объявила, что в том же году готовится к запуску своей гарнитуры виртуальной реальности. [24] По состоянию на 2019 год Oculus и PlayStation VR доминируют на рынке гарнитур VR. [25]

В июне 2019 года Valve выпустила собственную гарнитуру Valve Index без сотрудничества с HTC.

Ограничения [ править ]

Требования к задержке [ править ]

Гарнитуры виртуальной реальности предъявляют значительно более высокие требования к задержке - времени, которое требуется от изменения входного сигнала до появления визуального эффекта, - чем обычные видеоигры. [26] Если система слишком медлительна, чтобы реагировать на движение головы, это может вызвать у пользователя тошноту виртуальной реальности , своего рода укачивание. [27] По словам инженера Valve, идеальная задержка составляет 7-15 миллисекунд . [28]

Графический процессор (GPU) также должен быть достаточно мощным , чтобы сделать необходимое количество кадров. Oculus назвал ограниченную вычислительную мощность Xbox One и PlayStation 4 причиной, по которой они нацелены на рынок компьютерных игр со своими первыми устройствами. [29]

Фовированный рендеринг - это новый метод снижения нагрузки на рендеринг. Он использует оборудование для отслеживания взгляда, чтобы определить, в какую точку смотрит пользователь, и снижает разрешение рендеринга дальше от взгляда пользователя. Это может быть незаметно для пользователя, потому что периферическое зрение человека гораздо менее чувствительно, чем ямка . [30]

Разрешение и качество отображения [ править ]

Существуют различные оптические и визуальные качества, которые влияют на то, как человек воспринимает качество изображения и как он воспринимает виртуальный мир. Четкость изображения зависит от разрешения дисплея, качества оптики, частоты обновления и поля зрения. [31]

Поскольку гарнитуры виртуальной реальности растягивают один дисплей в широком поле зрения (до 110 ° для некоторых устройств по данным производителей), коэффициент увеличения делает недостатки в технологии отображения намного более очевидными. Одна из проблем - это так называемый эффект экрана-двери , когда становятся видимыми промежутки между строками и столбцами пикселей , как будто вы смотрите через экранную дверь . [32] Это было особенно заметно в более ранних прототипах и наборах для разработки, [9] которые имели более низкое разрешение, чем розничные версии.

Линзы [ править ]

Фактическое изображение, отображаемое гарнитурой VR, показывающее компенсацию искажения объектива и хроматической аберрации.

Эти линзы из гарнитуры ответственны за отображение до близкого дисплея с широким полем зрения, [33] [34] а также обеспечивает более удобное отдаленное точку фокуса . Одна из проблем, связанных с этим, - обеспечить постоянную фокусировку: поскольку глаза могут свободно поворачиваться внутри гарнитуры, важно избегать повторной фокусировки, чтобы не утомлять глаза .

Линзы Френеля обычно используются в наушниках виртуальной реальности из-за их компактности и легкости. [35] [36] В линзах не используется несколько кусков материала, как в других линзах, но линза будет разбита на секции, что позволит человеку иметь более широкий диапазон обзора. Проблема с линзами заключается в том, что они видны выступы линз, когда гарнитура неправильно выровнена по голове. [31] [36]

Линзы вносят искажения и хроматические аберрации , которые обычно корректируются программно . [33] [36] Линзы также можно динамически регулировать с учетом рецепта пользователя на очки, чтобы пользователь мог использовать гарнитуру без корректирующих очков. [37]

Контроллеры [ править ]

Виртуальная реальность была использована Nintendo «s Wii игровой консолью, имея плеер используйте контроллер для взаимодействия с игрой по своему выбору, часто будучи спортивные игры. Вскоре после выхода Wii от Nintendo, Microsoft «s Xbox получил полную систему чтения тела под названием Kinect и Sony, PlayStation получила подобный виртуальной реальности дивайс на Move PlayStation . Эти игровые устройства используют виртуальную реальность для управления аватарами в игре, где движения игрока копируются аватаром для завершения игры. Это означает, что игрок на самом деле не вовлечен в мир виртуальной реальности. [38]

Используется в различных областях [ править ]

См. Также: Приложения виртуальной реальности
Американский солдат готовится использовать гарнитуру виртуальной реальности для наземных боевых учений в Форт-Стюарте в 2013 году.

Медицинское обучение [ править ]

В настоящее время гарнитуры виртуальной реальности используются как средство обучения студентов-медиков хирургии . Это позволяет им выполнять важные процедуры в виртуальной контролируемой среде. Студенты проводят операции на виртуальных пациентах, что позволяет им приобретать навыки, необходимые для проведения операций на реальных пациентах. [ необходимая цитата ] Это также позволяет студентам пересмотреть операции с точки зрения ведущего хирурга . [ необходима цитата ]

Традиционно студенты должны были участвовать в операциях, и часто они пропускали важные части. Теперь, используя гарнитуры VR, студенты могут наблюдать за хирургическими процедурами с точки зрения ведущего хирурга, не упуская при этом важных частей. Студенты также могут приостанавливать, перематывать и перематывать операции вперед. Они также могут совершенствовать свои методы моделирования в реальном времени в безопасной среде. [ необходима цитата ]

Помимо учебных целей, гарнитуры дополненной реальности уже используются для хирургии под визуальным контролем .

Военная подготовка [ править ]

Гарнитуры виртуальной реальности использовались вооруженными силами США . Это особенно полезный инструмент для обучения военнослужащих, не подвергая их опасности. [39]

Гарнитура виртуальной реальности позволяет военнослужащим взаимодействовать с людьми виртуальной реальности, чтобы они чувствовали себя реальными. Они могут разговаривать друг с другом и выполнять различные действия, чтобы в мире виртуальной реальности казалось, что они действительно находятся в этой ситуации. Есть и недостатки и преимущества использования гарнитуры военнослужащими. Недостатком является то, что гарнитура предназначена для использования в помещении, с прохладной окружающей средой и вдали от жары, поэтому, когда у военнослужащих только гарнитура, без военной техники, это не похоже на их базовую подготовку. Преимущества состоят в том, что ситуации повторяются несколько раз, а стоимость гарнитуры меньше из-за отсутствия необходимости военного оборудования. [40]

См. Также [ править ]

  • Гарнитура с дополненной реальностью
  • Сравнение гарнитур виртуальной реальности

Ссылки [ править ]

  1. ↑ Бен Кучера (15 января 2016 г.). «Полное руководство по виртуальной реальности в 2016 году (пока что)» . Многоугольник . Архивировано 4 марта 2016 года . Проверено 1 марта 2016 .
  2. ^ Ади Робертсон. «Лучшее руководство покупателя гарнитуры VR» . TheVerge.com . Vox Media. Архивировано 9 июля 2017 года . Проверено 23 сентября 2017 года .
  3. ↑ Стюарт Майлз (19 мая 2015 г.). «Забудьте о отслеживании головы на Oculus Rift, гарнитура Fove VR может отслеживать ваши глаза» . Карман-ворс . Архивировано 5 марта 2016 года . Проверено 1 марта 2016 .
  4. ^ Винчигерра, Роберт. «Том Калинске рассказывает о том, как он наблюдал за Sega в качестве генерального директора в 90-е годы; раскрывает, что Sega перешла на технологию Virtual Boy, что считается выпуском 3DO» . Преподобный Роб Таймс . Архивировано 24 сентября 2015 года . Проверено 21 сентября 2015 года .
  5. ^ «Замечательные игры-симуляторы Sega за эти годы» . Аркадные герои . 6 июня 2013 . Дата обращения 17 апреля 2020 .
  6. ^ "Оборудование аттракционов среднего масштаба Sega (VR-1)" . Система 16 . Дата обращения 17 апреля 2020 .
  7. ^ Натан Кокрейн (1994). "ШЛЕМ ВИРТУАЛЬНОЙ РЕАЛЬНОСТИ VFX-1 от Forte" . Журнал Game Bytes . Архивировано 3 марта 2016 года . Проверено 1 марта 2016 .
  8. ^ a b «Гарнитура виртуальной реальности Oculus Rift получает деньги на Kickstarter» . BBC News . 1 августа 2012. Архивировано 25 июля 2018 года . Проверено 21 июля 2018 года .
  9. ^ a b Грег Кумпарак (26 марта 2014 г.). «Краткая история Oculus» . TechCrunch . Архивировано 24 сентября 2017 года . Проверено 23 сентября 2017 года .
  10. ^ Чарльз Onyett (3 августа 2012). «Будущее игр в виртуальной реальности» . IGN . Архивировано 5 апреля 2016 года . Проверено 1 марта 2016 .
  11. ↑ Алекс Вильгельм (22 ноября 2013 г.). «Джон Кармак из Doom оставляет id Software, чтобы сосредоточиться на гарнитуре виртуальной реальности Oculus» . TechCrunch . Архивировано 23 сентября 2017 года . Проверено 23 сентября 2017 года .
  12. ↑ Уэлч, Крис (25 марта 2014 г.). «Facebook покупает Oculus VR за 2 миллиарда долларов» . Грань . Архивировано 24 сентября 2017 года . Проверено 26 марта 2014 .
  13. ^ «Oculus приносит свои извинения за задержку доставки и отказывается от платы за доставку для всех заказов на текущий момент» . Грань . Архивировано 22 июля 2016 года . Проверено 30 июля +2016 .
  14. ^ Майкл McWhertor (18 марта 2014). «Sony анонсирует Project Morpheus, гарнитуру виртуальной реальности, которая появится на PlayStation 4» . Многоугольник . Архивировано 24 марта 2016 года . Проверено 23 марта 2016 года .
  15. ^ Аарон Souppouris (15 сентября 2015). "Sony, Project Morpheus теперь 'PlayStation VR ' " . Engadget . Архивировано 24 сентября 2017 года . Проверено 23 сентября 2017 года .
  16. ↑ Том Уоррен (3 июня 2014 г.). «VR-гарнитура Valve с функциями, подобными Oculus» . Грань . Архивировано 26 августа 2017 года . Проверено 23 сентября 2017 года .
  17. ↑ Данте Д'Орацио, Влад Савов (1 марта 2015 г.). «Гарнитура VR от Valve называется Vive и производится HTC» . Грань . Архивировано 9 июля 2015 года . Проверено 23 сентября 2017 года .CS1 maint: использует параметр авторов ( ссылка )
  18. ↑ Ади Робертсон (8 декабря 2015 г.). «Гарнитура HTC Vive VR отложена до апреля» . Грань . Архивировано 23 сентября 2017 года . Проверено 23 сентября 2017 года .
  19. ^ «PlayStation VR запускается в октябре 2016 года» . Sony. Архивировано из оригинального 22 июля 2016 года . Проверено 15 марта 2016 года .
  20. ^ «LG G5 - это радикальное переосмысление флагманского смартфона Android» . Грань . Архивировано 22 февраля 2016 года . Проверено 21 февраля +2016 .
  21. ^ «IFA 2014: Samsung Galaxy Note 4, Note Edge, Gear VR и Gear S на практике» . GSMArena.com . Архивировано 13 августа 2016 года . Проверено 24 ноября 2015 года .
  22. ^ «Теперь вы можете смотреть и загружать 360-градусные видео на YouTube» . Проводной . Архивировано 9 июля 2016 года . Проверено 12 июля +2016 .
  23. ^ «Лучшие гарнитуры VR для покупки в 2016 году, независимо от вашего бюджета» . Карман-ворс . Архивировано 12 июля 2016 года . Проверено 12 июля +2016 .
  24. ↑ Брэдшоу, Тим (30 апреля 2017 г.). «Tencent готовится выпустить гарнитуру виртуальной реальности» . Financial Times . Архивировано 23 сентября 2017 года . Проверено 30 апреля 2017 года .
  25. ^ Марвин, Роб; 4 октября 2019 г., 05:00 EST. «Жокей Oculus и PlayStation VR на вершине рынка виртуальной реальности» . PCMAG .
  26. ↑ Бен Ланг (24 февраля 2013 г.). «Джон Кармак говорит о стратегиях уменьшения задержки виртуальной реальности» . Дорога в VR . Архивировано 16 января 2016 года . Проверено 30 марта 2016 .
  27. ^ «Разработчики виртуальной реальности борются с укачиванием» . news.com.au . 21 марта 2016 года. Архивировано 23 марта 2016 года . Проверено 23 марта 2016 года .
  28. ↑ Кайл Орланд (4 января 2013 г.). «Насколько быстрой должна быть« виртуальная реальность », чтобы выглядеть как« реальная реальность »?» . Ars Technica . Архивировано 23 сентября 2017 года . Проверено 23 сентября 2017 года .
  29. ^ Эдди Макуш (13 ноября 2013). «Xbox One, PS4« слишком ограничены »для Oculus Rift, - говорит создатель» . GameSpot . Архивировано 21 декабря 2013 года . Проверено 1 марта 2016 .
  30. ↑ Мейсон, Уилл (15 января 2016 г.). «Отслеживание взгляда SMI с частотой 250 Гц и рендеринг с фокусировкой вполне реальны, и цена может вас удивить» . ЗагрузитьVR . Архивировано 13 января 2019 года . Проверено 13 января 2019 .
  31. ^ a b Tricart, Селин (2018). Кинопроизводство в виртуальной реальности: методы и лучшие практики для кинематографистов VR . Нью-Йорк, Нью-Йорк: Рутледж. С. 12–14. ISBN 9781315280394.
  32. ^ «Эффект экрана-двери: PlayStationVR предположительно не имеет« Нет », вероятно, не имеет значения» . Поговорите между собой (Кинджа) . 27 марта 2016 года. Архивировано 31 марта 2016 года . Проверено 30 марта 2016 .
  33. ^ a b Пол Джеймс (21 октября 2013 г.). «Intel утверждает, что может улучшить качество изображения на HMD - Дэниел Поль рассказывает нам, как» . Дорога в VR . Архивировано 6 мая 2016 года . Проверено 30 марта 2016 .
  34. ↑ Бен Ланг (13 мая 2015 г.). «150-градусные линзы Wearality - это баланс, а не прорыв» . Дорога в VR . Архивировано 29 марта 2016 года . Проверено 31 марта 2016 года .
  35. ^ Гу, Ло; Ченг, Девен; Юнтянь, Ван (21 мая 2018 г.). Кресс, Бернард С; Штолле, Хаген; Остен, Вольфганг (ред.). «Дизайн иммерсивного головного дисплея с коаксиальной катадиоптрической оптикой» . Труды Том 10676, Digital Optics для Immersive дисплеев : 133. DOI : 10,1117 / 12,2315687 . ISBN 9781510618787. S2CID  126123242 . Проверено 7 сентября 2019 . Линза Френеля обычно используется в настоящих объективах VR из-за ее способности реализовать легкий вес и компактную структуру.
  36. ^ a b c Томпсон, Сора (1 января 2018 г.). «Основы объектива VR: настоящее и будущее» . Оборудование Тома . Purch . Проверено 7 сентября 2019 .
  37. ^ Лаффон, Пьер-Ив; Мартин, Тобиас; Гросс, Мартин; Тан, Вэй Де; Lim, CT; Au, Affa; Вонг, Рик (5–8 декабря 2016 г.). «Rectifeye: система коррекции зрения для виртуальной реальности» (PDF) . Макао. DOI : 10.1145 / 2996376.2996382 . № 13. Cite journal requires |journal= (help) Цитата: «наша система автоматически настраивает гарнитуру VR в соответствии с предписаниями пользователя для очков. Поскольку оптическая коррекция автоматически встроена в гарнитуру, пользователю больше не нужно носить очки внутри гарнитуры. [...] Мы регулируем положение очков. каждая линза в гарнитуре с серводвигателями ».
  38. ^ Bates-Brkljac, Nada (2012). Виртуальная реальность . Нью-Йорк: Nova Science Publishers, Inc., стр. 53. ISBN 9781614702467.
  39. ^ «Как VR тренирует идеального солдата» . Wareable . Архивировано 9 января 2018 года . Проверено 9 апреля 2018 .
  40. Перейти ↑ Wilson, Clay (9 апреля 2008 г.). «Аватары, технологии виртуальной реальности и вооруженные силы США: новые вопросы политики» . Отчет CRS для Конгресса .