Виртуальная реальность (VR) десятилетиями была не только предметом научно-фантастических романов и фильмов, но и реальной вещью. Первые очки виртуальной реальности были выпущены в 1960-х годах. В то время технология занимала много места и стоила огромных денег. В конце 1980-х - 1990-х годах виртуальная реальность стала доступна широкой публике в игровых автоматах и других развлекательных заведениях с помощью тяжелых гарнитур и контроллеров, используемых для довольно простых игр, таких как размахивание воображаемым мечом против виртуальных врагов, с такой же точностью, как и вычислительные системы той эпохи. мог собраться. Отслеживание головы было медленным, поле зрения было узким, а графика по современным стандартам имела низкое разрешение. Опыт часто вызывал головные боли и укачивание, и это не было таким захватывающим. Тем не менее, это был шаг вперед в играх, и он должен был стать лучше, но в то время он не прижился, и индустрия потерпела крах. Просто еще не было необходимой технологии, чтобы сделать ее привлекательной для масс.
С тех пор были разработаны высококачественные VR-гарнитуры с лучшим разрешением и временем отклика, но они остаются непомерно дорогими для домашнего пользователя и по-прежнему, как правило, обитают в таких местах, как правительственные и корпоративные исследовательские и учебные центры. Военная промышленность, автомобильная промышленность, космическая программа и медицина, и это лишь некоторые из них, так или иначе используют виртуальную реальность вне поля зрения населения.
Но технологии постоянно развиваются, и маленькие и мощные компоненты, которые сделали наши сотовые телефоны и игровые системы намного лучше, теперь дали технологии виртуальной реальности новую жизнь, сделав возможными такие устройства, как Oculus Rift. Это первая из нескольких гарнитур, призванных сделать реалистичную виртуальную реальность доступной для обычного пользователя.
Вы могли бы ожидать такого чуда от известного производителя электроники, но у Oculus Rift было более скромное начало. Палмер Лаки, подросток-энтузиаст игр и электроники со страстью к виртуальной реальности, начал собирать старые гарнитуры и пытаться создать что-то, что будет работать с современными играми. В конце концов он понял, что в мире не существует ничего жизнеспособного, и ему придется создавать собственное устройство с нуля.
Открытие Разлома
Лаки начал работать над тем, что станет Oculus Rift, когда он учился в колледже, изучая журналистику. Он создал прототип в 2012 году, когда ему было всего 19 лет. У него была идея провести кампанию на Kickstarter, чтобы профинансировать создание комплектов VR-шлемов, возможно, для нескольких десятков преданных любителей VR, и он общался с множеством людей в Интернете по этому поводу, включая Джона Кармака, разработчика игр, известного созданием «Doom». "и "Quake" и основатель Id Software. Кармак работал над проектом виртуальной реальности и запросил прототип. Он использовал прототип Rift со своей собственной прошивкой, чтобы продемонстрировать свою VR-игру «Doom 3 BFG» на E3 2012, и это положило начало ажиотажу вокруг Oculus Rift.
Лаки основал компанию Oculus VR и заручился поддержкой нескольких инсайдеров отрасли, в том числе Брендана Ирибе и Майкла Антонова, соучредителей поставщика игровых интерфейсов Scaleform. Кампания на Kickstarter началась с цели по финансированию в размере 250 000 долларов, и эта цель была достигнута в течение первого дня. К концу сумма залога почти в 10 раз превышала эту сумму - всего 2 437 429 долларов.
С тех пор компания получила еще миллионы от инвесторов и разрослась за счет сотрудников. Среди прочего, компания сотрудничает с Valve, Epic Games и Unity, чтобы воплотить в жизнь высококачественные и недорогие игры для виртуальной реальности.
По состоянию на начало 2014 года Oculus Rift в настоящее время находится в версии комплекта для разработчиков с целью поощрения создания контента для устройства до того, как на рынок выйдет улучшенная потребительская версия. Потребительская версия все еще находится в разработке, и Facebook объявил о приобретении Oculus VR за 2 миллиарда долларов в марте 2014 года.
Устройство представляет собой легкую гарнитуру виртуальной реальности, которая блокирует обзор окружающего мира и полностью погружает вас в виртуальный мир. Rift позволяет вам войти в игру, оглядеться в любом направлении и увидеть игровую среду вокруг вас, а не на плоском экране, окруженном декором вашей гостиной. И вы видите это в 3D. Не совсем голопалуба или матрица, но хороший шаг в этом направлении.
Голова Oculus VR
Oculus VR быстро превратилась из операции одного человека в многомиллионную компанию, готовую захватить потребительский рынок виртуальной реальности. На момент написания этой статьи ее возглавляли следующие руководители: Палмер Лаки (основатель), Брендан Ирибе (генеральный директор), Майкл Антонов (главный архитектор программного обеспечения), Джон Кармак (главный технический директор), Лэрд М. Маламед (главный операционный директор). офицер), Джек Макколи (вице-президент по проектированию), Нейт Митчелл (вице-президент по продуктам) и Маршалл Клайн (вице-президент по платформе). Соучредитель Эндрю Скотт Рейссе трагически погиб в 2013 году, когда его сбила машина, участвовавшая в полицейской погоне.
Технические характеристики: Cracking Open the Rift
Комплект разработки Oculus Rift версии 1.1 включает головной убор Oculus Rift, отдаленно напоминающий пару черных лыжных очков с прямоугольной коробкой, закрывающей переднюю часть. В комплект также входит блок управления, постоянно прикрепленный к гарнитуре с помощью кабеля длиной 6 футов (1,8 метра), съемный ремешок через голову для дополнительного комфорта и устойчивости, три пары линз для зрения с разным фокусным расстоянием, кабель HDMI, кабель USB, кабель DVI, адаптер HDMI-DVI и 5-вольтовый импульсный источник питания стандарта США, а также международные адаптеры питания. Все это находится в жестком кейсе. Очки Oculus Rift dev kit весят меньше фунта - всего 369 граммов, а будущая потребительская модель может быть еще легче.
Блок управления используется для подключения гарнитуры к компьютеру и выполнения основных функций управления. Он включает в себя порты HDMI, DVI, mini-USB и питания постоянного тока, а также пять кнопок для управления контрастностью, яркостью и питанием. Синий светодиод сверху показывает, включено устройство или выключено.
Гарнитура разработчика обеспечивает отслеживание головы с 3 степенями свободы (DOF), сверхнизкой задержкой и полем зрения (FOV) 110 градусов по диагонали и 90 градусов по горизонтали для убедительного погружения.
Rift оснащен плоским 7-дюймовым (17,8 см) ЖК-дисплеем с частотой 60 Гц и разрешением 1280 x 800 пикселей (разрешение высокой четкости около 720p). Экран разделен на 640 на 800 пикселей для каждого глаза с фиксированным расстоянием между центрами линз 2,5 дюйма (64 миллиметра). Пользователь смотрит на экран через две линзы. Есть планы сделать разрешение потребительской модели не ниже 1080p, и компания уже продемонстрировала два прототипа 1080p (модели HD и Crystal Cove). Входы дисплея включают DVI-D Single Link, HDMI 1.3+ и USB 2.0 Full Speed+, все они подаются на него через единый кабель блока управления.
Устройство оснащено специально разработанным блоком датчиков движения и ориентации с частотой дискретизации до 1000 Гц. Сенсорный блок включает в себя гироскоп, акселерометр и магнитометр, а также микроконтроллер ARM Cortex-M3. Данные со всех трех датчиков объединяются в процессе, называемом объединением датчиков, чтобы обеспечить быстрое и точное отслеживание ориентации вашей головы и синхронизацию с тем, что вы просматриваете. Это позволяет вам поворачивать голову в любом направлении и осматривать виртуальную среду в режиме реального времени, но не позволяет отслеживать положение.
Новый прототип, получивший название Crystal Cove, дебютировал на выставке CES 2014. Он имеет более высокое разрешение 1080p AMOLED-экран (органический светоизлучающий диод с активной матрицей), более низкую задержку, более высокую частоту обновления и гораздо более низкую стойкость изображения, а это означает, что изображения, которые вы видите на экране, меняются так же быстро, как вы двигаетесь, а не сохраняются на экране достаточно долго, чтобы вызвать сильное размытие движения. Crystal Cove также может отслеживать положение, а не только ориентацию, с помощью ИК-светодиодов (выглядящих как маленькие квадратные белые точки) по всей гарнитуре, которые контролируются внешней камерой, что дает вам 6 степеней свободы, а не только 3. Вы можете наклоняться к объектам, чтобы рассмотреть их поближе, или наклоняться, чтобы заглянуть за углы, в то время как с комплектом разработчика вы можете поворачивать голову в разных направлениях, чтобы изменить вид камеры, но вам нужно использовать отдельный контроллер для обработки всех движений в направлении., вдали от вещей или вокруг них. Сообщается, что этот прототип ближе к видению потребительской версии Oculus VR.
Системные требования
Устройство Oculus Rift и комплект для разработки программного обеспечения (SDK) поддерживают операционные системы Linux, Mac OS и Windows. Чтобы использовать устройство с компьютером, оно должно иметь либо порт HDMI, либо порт видеовыхода DVI. VGA не поддерживается.
Конкретных минимальных системных требований нет, однако некоторые рекомендуемые рекомендации включают:
- Windows (Vista, 7 или 8)
- Mac OS 10.6 или выше
- Linux (Ubuntu 12.04 LTS)
- Процессор 2.0+ ГГц
- 2 ГБ ОЗУ
- Видеокарта, совместимая с Direct3D 10 или OpenGL 3
Производительность должна быть выше на компьютере, способном справиться с тяжелыми играми. Согласно документации SDK, команда Oculus обнаружила, что MacBook Pro Retina с графической картой Nvidia 650M будет работать как портативная рабочая станция виртуальной реальности.
SDK также включает поддержку некоторых игровых контроллеров, в том числе проводного контроллера Xbox 360 для Windows, беспроводного геймпада Logitech F710 для Windows и Mac и контроллера Sony PlayStation DUALSHOCK3 для Mac.
Чтобы использовать гарнитуру, вы подключаете свой компьютер к блоку управления через порт USB и один (но не оба) порты видеовхода (либо HDMI, либо DVI). Затем подключите шнур питания к коробке и электрической розетке. Когда все три необходимых кабеля будут подключены, экран активируется. Ваш компьютер, по сути, увидит Rift как еще один дисплей, и вы можете настроить параметры дисплея через панели управления дисплеем вашего компьютера.
В настоящее время он работает только с персональными компьютерами, но поддержка мобильных устройств находится в разработке, и игровые системы могут быть следующими.
Программное и аппаратное обеспечение с открытым исходным кодом
SDK для Oculus является общедоступным и имеет открытый исходный код, что означает, что любой может получить, использовать и даже изменять и распространять код. В их лицензионном соглашении указано несколько предостережений, в том числе о том, что любые модификации должны быть переданы Oculus VR, что программное обеспечение нельзя использовать для взаимодействия с другими коммерческими гарнитурами VR, которые не одобрены Oculus VR, и что код нужно раздавать целиком, а не частями. Они также могут отозвать ваши права на использование SDK, если вы создаете приложение, вызывающее проблемы со здоровьем или безопасностью.
SDK включает исходный код C++, библиотеки, заголовочные файлы, прошивку, примеры, учебные пособия и документацию, а также Unreal Development Kit, Unreal Engine 4 и программное обеспечение для разработки игр Unity.
Некоторые образцы включают:
- OculusRoomTiny, в котором отображается небольшая комната, демонстрирующая интеграцию датчиков и визуализацию.
- OculusWorldDemo, которое позволяет вам побродить по более сложной обстановке Тосканы.
- SensorBoxTest, представляющий собой трехмерную визуализированную коробку, которая показывает слияние датчиков, отслеживая и отображая вращение Rift.
Разработчики могут получить доступ к Центру разработчиков Oculus VR, чтобы получить последние версии компонентов SDK и онлайн-поддержку. Эти ресурсы должны сильно помочь в разработке или портировании большего количества игр и другого контента для Oculus Rift.
Компания также выпустила Oculus Latency Tester, аппаратное и программное обеспечение которого имеют открытый исходный код. Его прошивка находится под лицензией Apache 2.0, а его схема, макет платы и корпус - под лицензией Creative Commons Attribution 4.0. Вы можете купить тестер задержки на сайте Oculus VR, а также использовать, изменять или распространять любую часть тестера и его кода. Или, если вы мастер, вы можете создать свой собственный, используя свободно доступные файлы.
Физическая модификация самого устройства Oculus Rift не рекомендуется, поскольку компания может не иметь возможности поддерживать модифицированное устройство. Но его исходный код - честная игра.
На что способен Разлом
По какой-то причине Rift сравнивают с Google Glass, но помимо того факта, что они оба представляют собой элементы технологии, которые вы носите на лице, эти два устройства - совершенно разные животные. Google Glass - это крошечный смартфон в форме очков с четким прямоугольным прозрачным экраном на один глаз. Вы всегда можете видеть свое реальное окружение, но вы также можете вызывать информацию с помощью голосовых команд, и она будет отображаться на экране, накладываясь на то, что действительно находится перед вами. Это больше из области дополненной реальности, чем виртуальной реальности.
С другой стороны, Oculus Rift - это настоящая виртуальная реальность. Вы полностью блокируете свой взгляд на реальный мир и видите на его месте новый цифровой, виртуальный мир. Rift использует стереоскопический 3D-рендеринг, дисплей с высоким разрешением, поле зрения шириной 110 градусов и отслеживание головы со сверхнизкой задержкой, чтобы погрузить вас в виртуальный мир, который должен оказаться более правдоподобным, чем любой виртуальный мир, который есть у большинства из нас. видел раньше.
The Rift обеспечивает стереоскопическое 3-D, подавая немного отличающееся изображение в каждый глаз, что более или менее похоже на то, как мы видим в 3-D в реальном мире, где каждый глаз видит все с немного отличающейся точки зрения. точки и различия используются для восприятия глубины. Поле зрения в 110 градусов распространяется на область периферического зрения и в сочетании с линзами призвано помочь вам погрузиться в игру. Низкая задержка означает, что то, что вы видите, отслеживается движениями вашей головы в режиме реального времени, а не с задержкой, когда изображение должно успевать за вашими глазами.
После того как вы приобрели Rift разработчика и загрузили SDK и любые обновления прошивки с сайта Oculus VR, вам необходимо откалибровать устройство. Это включает в себя измерение и настройку вашего роста и вашего IPD (межзрачковое расстояние или расстояние между вашими зрачками), а также выполнение калибровки магнитометра, которая включает в себя вращение гарнитуры в соответствии с инструкциями. После того как ваше устройство откалибровано, вы можете использовать его для тестирования или запуска любых игр, которые вы найдете или создадите.
Какие игры работают с Rift?
Хотя на момент написания этой статьи потребительская версия Oculus Rift еще не вышла, некоторые игры от крупных разработчиков уже созданы или портированы для работы с устройством. К ним относятся:
- "Doom 3 BFG Edition" от id Software - первая игра, готовая для Oculus.
- "Eve: Valkyrie" от CCP Games - эксклюзивная игра для запуска Oculus Rift.
- "Team Fortress 2" от Valve - порт, в который можно играть в режиме VR.
- "Half Life 2" от Valve - еще один порт, в который можно играть в режиме VR.
- "Hawken" от Meteor Entertainment и Adhesive Games.
Не все они могут быть доступны публике в готовой для Rift форме, но в дикой природе есть версии без VR всех, кроме «Eve: Valkyrie». «Doom 3 BFG Edition» выдавался вместе с наборами для разработки, приобретенными в рамках кампании на Kickstarter, а «Eve: Valkyrie» демонстрировалась с более новыми прототипами Rift и должна выйти где-то в 2014 году.
Многие существующие игры уже адаптируются для работы с Rift. На веб-сайте Oculus VR есть место, где разработчики могут делиться своими играми, модами, демоверсиями, симуляциями и тому подобным. На сайте обмена уже доступно более 100 наименований, в том числе «Minecrift», VR-конверсия популярной игры «Minecraft» (для ее работы требуется платная копия «Minecraft»); и "VR Cinema", симулятор кинотеатра, в котором вы можете смотреть видео.
К сожалению, пока что на этом устройстве можно играть не во все 3D-игры. Из-за уникальных свойств Rift, в том числе его широкого поля зрения и возможности отслеживания головы, игры и другие приложения должны быть специально созданы для работы с устройством. Основные вещи, которые необходимо интегрировать, - это отслеживание движения и 3D-рендеринг, а также корректировка искажений для создания стереоскопических изображений (немного разных для каждого глаза).
По состоянию на начало 2014 года было отгружено около 50 000 единиц. Учитывая, что в руках разработчиков так много игр, в разработке, несомненно, много игр. Но хотя Rift был разработан в первую очередь для игр, это не значит, что он подойдет только для этого. Возможно, однажды мы наденем наши гарнитуры, чтобы смотреть 360-градусное видео, сидеть в виртуальных классах, смотреть живые развлекательные или спортивные мероприятия и перемещаться по смоделированной среде в сочетании с тренажерами для фитнеса.
Некоторые игроки более высокого уровня уже изучают возможности Разлома. Лаборатория реактивного движения НАСА (JPL) провела эксперименты с Oculus Rift в сочетании с Xbox Kinect 2 для управления роботизированной рукой - возможный шаг к удаленному управлению роботами в космосе. Лаборатория реактивного движения также использовала Rift с беговой дорожкой Virtuix Omni и панорамные изображения, снятые марсоходом Curiosity, для имитации ходьбы по Марсу. Сообщается, что множество компаний уже купили комплекты разработчика для своих целей, и даже ходили разговоры об их использовании для более дешевой военной подготовки. Возможные области применения легкой и недорогой гарнитуры VR поистине безграничны.
Болезнь боевого симулятора
Даже статичный экран может вызвать утомление глаз и укачивание при определенных обстоятельствах, но виртуальная реальность особенно подвержена таким проблемам. Термин «симуляторная болезнь» был придуман для описания головных болей, дезориентации и тошноты, иногда вызываемых виртуальной реальностью и другими методами моделирования. Самый большой виновник - это задержка между движением пользователя и сохранением видеоизображения, что в основном связано с аппаратной проблемой. Тем не менее, команда Oculus VR разработала Руководство по передовому опыту для разработчиков программного обеспечения, чтобы помочь предотвратить эти проблемы, а также создавать приятные игры, которые хорошо подходят для виртуальной реальности. Документ включает в себя советы о том, как лучше обрабатывать изображение, перспективу пользователя, степень стереоскопической трехмерной глубины, движение камеры по отношению к движению головы, скорость и изменение движения в игре, размещение пользовательского интерфейса и объектов, звук, пользовательский интерфейс. контроль, визуальное оформление и другие технические и дизайнерские соображения.
Руководство предлагает несколько базовых показателей для обеспечения комфорта, например, смоделированная скорость ходьбы 4,5 фута (1,4 метра) в секунду, минимальная частота кадров 60 кадров в секунду (fps), идеальная задержка 20 миллисекунд или меньше. и виртуальное размещение статических объектов не ближе 1,6 футов (50 сантиметров) от пользователя. В руководстве также есть ссылки на определенные функции программного обеспечения Oculus VR, такие как шейдеры искажения, предиктивное отслеживание и модель головы Oculus, которые разработчики могут использовать для повышения комфорта игроков без необходимости изобретать велосипед.
Предлагается провести пользовательское тестирование с внешними пользователями, чтобы убедиться, что игра (или другое приложение) удобна для разных людей, а не только для разработчиков, привыкших к контенту. Руководство также советует разработчикам включать дополнительные пользовательские настройки, включая возможность изменения скорости, размера ускорения, поля зрения и эффекта столкновений, а также включение моноскопического режима отображения, делающего изображение одинаковым для обоих глаз (что предполагается уменьшить болезнь симулятора).
Хотя бегать в любом виртуальном мире опасно, отчасти из-за разрыва между тем, что видит ваш разум, и тем, что делает ваше тело, звуковой дизайн может помочь снизить вероятность болезни симулятора. Значительно уменьшенное размытие движения в новом прототипе Crystal Cove должно еще больше снизить вероятность укачивания. Есть даже некоторые доказательства того, что вы можете просто привыкнуть к виртуальной реальности и не заболеть так сильно, как ваш опыт с ней увеличивается.
Команда Oculus VR утверждает, что просмотр через Rift может быть немного лучше, чем смотреть на стандартный плоский экран, когда речь идет о зрительном утомлении, поскольку это заставляет ваши глаза фокусироваться на расстоянии, что является их естественным положением покоя.
Отзывы, наличие и возможности
Первые впечатления от модели разработчика в основном положительные. Многие люди считают Rift невероятно крутым, включая 90-летнюю бабушку одного из первых последователей. Его называют переломным моментом в играх.
Были ожидаемые жалобы на тошноту и головокружение, а также некоторые опасения по поводу использования очков с Rift. На самом деле вы можете использовать гарнитуру с большинством очков, в зависимости от их размера и формы. Чтобы надеть очки, вы регулируете расстояние линз от лица, поворачивая два винта по обеим сторонам гарнитуры - чем ближе, тем лучше, чтобы получить максимальное поле зрения. Однако использовать его с очками не рекомендуется из-за риска поцарапать линзы очков и неизбежного уменьшения поля зрения. Они рекомендуют заменить линзы Rift, чтобы посмотреть, будут ли какие-либо из них работать без очков. Самый длинный набор (A) был изготовлен для людей с 20/20 или дальнозоркостью, средний набор (B) - для людей с умеренной близорукостью, а самый короткий набор (C) - для людей с более выраженной близорукостью. Команда Oculus планирует сделать потребительскую версию более удобной для очков.
Положительные отзывы о новом прототипе Crystal Cove были еще более бурными из-за более высокого разрешения, уменьшенного размытия движения и отслеживания положения. Обе версии устройства получили награды Best of CES в 2013 и 2014 годах соответственно.
По состоянию на начало 2014 года вы можете приобрести версию для разработчиков непосредственно на сайте Oculus VR за 300 долларов, но дата выхода и цена потребительской версии официально не объявлены. Но с таким количеством наборов для разработки и даже лучшими прототипами, надеюсь, особенно с финансовой поддержкой Facebook, ждать VR-развлечений в наших гостиных будет недолго.
Примечание автора: как работает Oculus Rift
Я тосковал по виртуальной реальности со времен «Трона», голодека «Звездный путь: Следующее поколение», «Газонокосилки» и «Матрицы» (аспекты ужасов всех, кроме одного, в стороне). Не то чтобы я не испытывал виртуальную реальность. Я совершил свою долю симуляторов и раз или два пробовал аркадные игры для гарнитуры, но я помню, что они были дорогими, с чрезвычайно низким разрешением, неточными и не такими захватывающими.
Как всегда, технологии совершенствуются как на дрожжах, графика стала лучше, и теперь с Oculus Rift кажется, что более приятная и правдоподобная виртуальная реальность находится в пределах нашей досягаемости. Это все еще не голопалуба, но мне не терпится опробовать потребительскую модель с разрешением 1080p, когда она станет доступна.
И я мог бы просто сломаться и получить модель разработчика в ближайшем будущем. Я, в конце концов, разработчик (хотя я еще не вникал в разработку игр). Или я мог бы просто создавать вещи в «Minecraft», как я делаю сейчас в обычном 2-D «Minecraft». Строительство случайных замков, стрижка овец и приручение оцелотов и волков могут быть еще более увлекательными в 3D VR. Хотя столкновение лицом с крипером в иммерсивной реальности может стать кошмаром.