Впервые шлем виртуальной реальности появился на рынке еще в девяностые. И с тех пор претерпел немало изменений как в техническом, так и программном плане. Благодаря этому современные VR-устройства теперь обладают обширным функционалом при том, что данная технология находится еще в самом начале своего пути развития. Но как именно работают данные гаджеты и есть ли вообще у этой разработки будущее?
Принцип работы шлема виртуальной реальности
Виртуальная реальность – это искусственный мир, но только пользователь в нем выступает не обычным наблюдателем, а непосредственным участником всех происходящих там событий. Кроме того, ему дается довольно широкая степень свободы в плане передвижения и действий с возможностью совершать разные манипуляции практически с любыми игровыми объектами.
Для стандартной виртуальной реальности характерны следующие черты:
- реалистичность воссозданного мира;
- поддержка как одного, так и нескольких игроков;
- высокая интерактивность;
- возможность моделировать разные ситуации и события;
- стереоскопическое изображение.
Вообще, шлемы виртуальной реальности можно описывать по-разному, как и классифицировать имеющиеся модели. Так, в зависимости от того, к какому устройству их надо подключать для работы, гаджеты разделяют на 2 типа: первые подсоединяются к ПК или игровой приставке, а вторые – к смартфону. И именно от параметров подключаемого оборудования будет зависеть качество отображаемой картинки.
Разделяются и VR-системы, но только в плане интерактивности. Так, одни модели представляют собой фактически не более чем стереоскопическое кино без какой-либо возможности взаимодействовать с виртуальным миром. Другие же устройства предоставляют пользователям куда больше свободы, позволяя свободно контактировать с разными предметами. Добиться подобного результата гаджету помогает система математического расчета модели объектов и окружающего их пространства. Но поскольку для ее работы нужно устройство с хорошей мощностью, только компьютеры способны обеспечить игрока всеми подходящими условиями для комфортного гейминга.
Однако также не стоит забывать и про встроенный программный модуль. Именно он занимается преобразованием параметров в видеоданные и помогает нормально взаимодействовать с виртуальной реальностью. ПО VR-шлемов регулярно дорабатывается и улучшается, благодаря чему функционал устройств постоянно пополняется новыми возможностями.
Как работают шлемы виртуальной реальности – внутреннее устройство
Современные шлемы виртуальной реальности работают благодаря встроенным экранам и датчикам, позволяющим отслеживать движения пользователя.
Для создания трехмерного изображения дисплей разделяют на 2 части и в ходе работы устройства на них выводится практически идентичная картинка, но с небольшой разницей в ракурсе. Именно по такому принципу работает и зрительная система большинства живых существ. Объем окружающему пространству придается с помощью особого угла обзора, характерного глазу. Добиться такого же эффекта VR-шлему позволяет использование специальных линз. При необходимости владелец может скорректировать их расположение, подстроив под свое зрение.
Также не меньшее значение для VR-устройств имеет частота обновления изображения. Именно от этого показателя по большей части зависит то, насколько комфортным окажется шлем в эксплуатации. К примеру, в первых моделях использовали низкую частоту, что вызывало головокружение и тошноту у пользователей. Но теперь разработчики сделали соответствующие выводы и смогли подобрать наиболее подходящие человеку значения.
Отслеживать движения пользователя гаджету позволяют гироскопы и акселерометры. Например, в смартфонах они помогают переворачивать изображение на дисплее при смене положения самого телефона, а также принимают непосредственное участие в работе некоторых других функций устройства.
Некоторые VR-шлемы идут в комплекте с базовыми станциями. По сути, это те же датчики, только размещаются они в пределах помещения для более точного отслеживания перемещений пользователя. Благодаря этому человек может передвигаться по виртуальному миру без применения джойстиков.
Шлемы виртуальной реальности – какие бывают
Большинство VR-шлемов создают в форме очков, в которые встраивают один или несколько дисплеев, набор датчиков для отслеживания расположения устройства в пространстве и систему линз, призванную скорректировать транслируемое изображение так, чтобы добиться более реалистичного восприятия человеков. Отслеживать движения аппаратуре помогают магнитометры, гироскопы и акселерометры.
И хотя все шлемы виртуальной реальности собираются по единому принципу, тем не менее, их можно разделить на 3 вида:
- Шлемы с мобильной гарнитурой. Подобные устройства работают только в связке со смартфоном. Для этого нужно скачать специальное приложение, настроить связь с VR-шлемом и поместить телефон в отдельный отсек в передней части изделия, чтобы он оказался перед глазами пользователя. Такие устройства в процессе работы способны отслеживать только движения головы, но не перемещения владельца в пространстве, обеспечивая не более 3 степеней свободы. И, по сути, шлемы с мобильной гарнитурой обладают лишь базовым функционалом, позволяя пользователю просматривать панорамные видеоролики, пользоваться простыми приложениями и играми. Получаемая же на выходе графика слишком отдает мультяшностью, поскольку устройство попросту не способно воспроизвести реалистичную картинку.
- Автономные шлемы. С недавнего времени в устройства виртуальной реальности стали встраивать дисплеи с 2К разрешением и частотой обновления до 90 Герц. Работоспособность подобных девайсов обеспечивается мощными мобильными процессорами, благодаря чему VR-шлем может обеспечить 6 степеней свободы, отслеживая движения владельца по всем направлениям. Благодаря набору встроенных датчиков устройство способно в реальном времени считывать положение ног и любые совершаемые руками жесты и манипуляции. Автономный шлем не ограничивает движений, поскольку не нуждается в подключении к ПК или смартфону. Такие девайсы оснащены специальным ПО, которое предупреждает владельца о приближении к реальным объектам, помогая избегать столкновений с подобными препятствиями. Встроенные стереодинамики отличаются достаточной мощностью, чтобы выдавать объемный и качественный звук даже при сильном шуме в помещении. Но на данный момент сфера применения автономных VR-шлемов ограничена только участием в выставках и геймингом.
- Шлемы с полноценной VR-гарнитурой. Такие устройства оснащаются собственным ПО и требуют подключения к компьютеру или игровой консоли с помощью проводного соединения. Благодаря этому пользователь может насладиться даже очень требовательными играми. Шлемы с VR-гарнитурой оснащаются дисплеями с высоким 4К разрешением. В результате передаваемое изображение получается максимально детализированным, реалистичным и четким – даже мелкий текст можно читать без каких-либо затруднений.
Для чего нужны шлемы виртуальной реальности
Как ни странно, но основным потребителем очков и шлемов виртуальной реальности на данный момент являются молодые люди, желающие поиграть в VR-игры. Устройства могут переносить игрока прямо в центр событий и давать возможность прочувствовать весь спектр ощущений от хитросплетений сюжета.
На данный момент разработано уже довольно много игр для шлемов виртуальной реальности. И с каждым годом их становится только больше. Кроме того, некоторые весьма популярные игры для компьютеров и консолей тоже активно адаптируют под новую платформу. Но в целом, уже сейчас доступных предложений вполне достаточно, чтобы хорошо провести время в VR, причем каждый сможет найти себе развлечение по душе.
Однако играми возможности использования шлема виртуальной реальности не ограничиваются. Это устройство хорошо подходит для просмотра фильмов и видео – причем как стандартных 3D-картин, так и специальных кинолент, выпускаемых под VR-гарнитуры. Просмотр таких фильмов позволяет пользователю полностью прочувствовать обстановку каждой сцены и понаблюдать за развитием событий со всех возможных сторон.
И хотя по большей части очки виртуальной реальности разрабатывали для развлекательных целей, годы работы и совершенствование технологий позволили существенно расширить сферу их возможного применения, благодаря чему в современном мире данные устройства теперь активно используются и в множестве других областей, а именно:
- Медицина. VR-устройства активно используют для проведения удаленных операций и теледиагностики. Кроме того, с помощью виртуальной реальности специалистам удается улучшить состояние пациентов с психоневрологическими заболеваниями, разными фобиями и т.д.
- Образование. Для учащихся проводят виртуальные экскурсии по историческим местам и столицам стран всего мира.
- Военное дело. VR позволяет солдатам управлять беспилотными дронами и другой подобной техникой, оставаясь при этом в безопасности.
- Проектирование. Сюда можно отнести многое, начиная с разработки интерьера и заканчивая моделированием разных ситуаций в помощь правоохранительным органам или исследователям.
- Дизайн и архитектура. В этом случае VR применяют для проектирования строительных объектов, разработки дизайна парковых зон и т.д.
И если учесть потенциал VR-технологии и скорость, с которой в последнее время происходит развитие данной отрасли, вполне возможно, что в ближайшее время появятся устройства виртуальной реальности с еще более интересным набором функций, чем текущие, и каждый сможет лично оценить эти новшества.
Как работает гарнитура Apple Vision Pro
Apple Vision Pro – это шлем дополненной реальности: внутри устройства есть 2 экрана, по одному на глаз, что и позволяет придать транслируемому изображению необходимый объем. Достаточно надеть аппарат на себя и виртуальный интерфейс тут же проявится вокруг пользователя. При этом передаваемая картинка может подстраиваться под окружение: учитывать освещенность, расположение предметов и цветовую гамму окружающего пространства.
Также VR-гарнитура способна отслеживать движение глаз: достаточно просто взглянуть на одну из кнопок, чтобы курсор тут же навелся на интересующую пользователя часть интерфейса. Правда, указателя, как в ПК, тут нет: человек просто смотрит на определенный элемент меню, и тот сразу же подсвечивается системой. Чтобы в дальнейшем нажать на выделенную кнопку, достаточно сомкнуть большой и указательный пальцы – несколько дополнительных сенсоров, встроенных в устройства, помогают ему отслеживать жесты рук, избавляя тем самым пользователя от необходимости работать с контроллерами.
В ручном режиме управлять Apple Vision Pro можно по-разному: ущипнуть страницу для ее скролла, повертеть виртуальный объект в пространстве или, сложив пальцы в сердечко, отправить его собеседнику во время видеотрансляции. Причем работая так с устройства, не обязательно держать руки перед собой, поскольку сенсоры направлены вниз и смогут считывать действия, даже если расположить верхние конечности на столе или коленях. Однако при желании частью интерфейса можно управлять и вовсе одним лишь голосом: к примеру, продиктовать e-mail либо попросить Siri запустить определенное приложение или видео.
Для лучшего погружения интерфейс системы гармонично встраивается в окружающее пространство, а хорошо проработанная аудиосистема устройства только усиливает нужный эффект. При необходимости пользователь вообще сможет скрыть вид своей комнаты, чтобы, к примеру, полностью сконцентрироваться на работе или просмотре фильма.
Кроме того, сам интерфейс максимально наполнен объемными и интерактивными элементами. То есть, например, делая покупку в онлайн-магазине, человек может свободно повертеть 3D-копию приобретаемого предмета, рассмотрев его со всех сторон, что особенно полезно в случае с одеждой или обувью. Инструменты для быстрого создания подобных моделей на основе фотограмметрии разработчики из Oculus продемонстрировали еще до выхода самого устройства.
Фактически, Apple Vision Pro задействует все ощущения владельца, позволяя ему использовать свое тело как основной элемент управления независимо от его физических возможностей.
