imported>Brenwen: /* Мобильный ВР */

2021-03-30T13:32:19Z

Мобильный ВР

Новая страница

{{Recycle|20210510}}
'''Виртуальная реальность''' (ВР, англ. Virtual Reality) — технология, позволяющая человекам оказаться внутри компьютерного мира. Применяется как в различных тренажерах, так и в гейминге. Не путать с дополненной реальностью (augmented reality), в которой виртуальные объекты отображаются поверх реального мира.

== Предыстория ==
{{Q|Одна из самых любопытных зрительных иллюзий: мозг смотрит на глаза, а видит леса, моря, горы.|[[Британские учёные|Д.Дойч]]}}
{{MorphVideo|DhcOMOWRMnA|Oculus Rift: с этого все началось}}
Еще древние философы подметили, что человек воспринимает реальность своими органами чувств и если подменить их — он не будет осознавать, что мир вокруг ненастоящий, но долгое время эта идея была не более чем разминкой для ума. С появлением первых компьютеров инженеры начали думать о том, чтобы возложить задачу генерации такого мира на них, а писатели сочинили целый жанр [[киберпанк]]а, где подключение компьютера к мозгу и путешествия по виртуальным пространствам стали неотъемлемыми атрибутами. В реальности же (каламбур!) не хватало ответов на самые простейшие вопросы. [[Кармак]] в одном из интервью, рассказывая, почему он не занимается виртуальной реальностью, упомянул, что люди не понимают, насколько плохо проработана эта тема с точки зрения [[инженер]]а: что должен делать пользователь в этой виртуальности, как с ней взаимодействовать и т. п.

Первая техническая реализация ВР достаточно стара. Это не 2000-е и даже не 90-е. В 1968 году папа вся компьютерной графики Иван Сазерленд опубликовал [https://dl.acm.org/doi/10.1145/1476589.1476686 статью] о девайсе, который в [https://www.historyofinformation.com/detail.php?entryid=1087 узких] [https://www.informit.com/articles/article.aspx?p=2516729&seqNum=2 кругах] прозвали [https://en.wikipedia.org/wiki/The_Sword_of_Damocles_(virtual_reality) «дамоклов меч»]. Это была торчащая из потолка хтоническая башня, рабочий конец которой надевался пользователю на голову. Там же были два телевизора (с кинескопами, десу! Плоских экранов тоже еще не завезли). В принципе, подобные системы были и раньше, это называлось «телеприсутствием», когда поворот джойстика или башки оператора двигал камеры. Нововведение Сазерленда было в том, что движения оператора крутили не камеру, а точку с которой рисовалась компьютерная графика в шайтан-машине. (Кстати, Сазерленду же мы обязаны еще и многим другим ништякам, некоторые из которых давно забыты, а некоторые лежат в основе примерно всех этих ваших игорей — например, как правильно перевести координаты 3д-мира игры в координаты пикселей на экране.)

Потом, лет на 30 ВР была интересна для симуляции всяких там полетов, бомбежек и пожаров, действительно качественное оборудование могло стоить миллионы баксов, так что о массовости речь не шла. У штук типа [[:en.w:Glasstron|сонькиного гластрона]] не было ни софта, ни игорь — и вообще, лучшее их использование было (как завещала нам манга GTO) — пялится на трусы школьниц в метро. В общем, как-то не история успеха.

Годы шли, концепты и идеи обкатывались на первых консьюмерских устройствах типа легендарного шлема [[:en.w:VFX-1|VFX-1]], компьютеры становились мощнее и меньше, дисплеи прирастали пикселями. В 2012 году Палмер Лаки представил прототип ''Oculus Rift'' и выкатил его на Кикстартер, где пообещал народу доступную виртуальную реальность всего за 300$. Народу доставило настолько, что Палмер на волне хайпа собрал более двух миллионов баксов пожертвований и привлек вышеупомянутого Кармака в качестве технического директора. (Интересно, что Кармак на тот момент делил своё время между двумя компаниями: [[DOOM|id Software]] и [[Зато мы делаем ракеты|Armadillo Aerospace]], причём в последней косплеил Commander'а Keen'а, который у себя на заднем дворе [[из спичек и желудей]] собирает космические ракеты. В итоге Кармак сначала уволился из id, а затем и тихо забил на космическое летунство, посвятив 100% времени Oculus'у). Чуть позже Палмер сделал ход конем и продался [[Фейсбук]]у за 2 миллиарда, вызвав у кикстартерных донатеров [[Butthurt|жжение, способное вывести их на околоземную орбиту]] не хуже Armadillo: жертвовали-то они деньги совсем не на то, чтобы обогатить Цука ещё больше или получить в комплекте требование обязательной регистрации в социальной сети (в последних версиях со скрипом отменено). Почуяв зарождающуюся индустрию и возможность поднять бабла, к костру потянулись другие игроки — и крупные корпорации (Valve, Sony), и стартаперы с китайцами с алиэкспресса. [[И все заверте]]…

== Состоит из ==
Поскольку нейроинтерфейса, позволяющего подключить провод прямо в мозг и бегать по зеленой лужайке пока тело пускает пузыри лежа на кровати, пока не изобрели — приходится обходиться устройствами попроще и двигаться в реальном мире, смотря на виртуальный через экраны и тыкая его палками.

=== Head Mounted Display ===
Он же ВР шлем/очки — главная составляющая. В минимальной комплектации имеет пару дисплеев с высокой плотностью пикселей для создания стереоскопического изображения, оптику, позволяющую растянуть его до 90+ градусов угла обзора и гироскоп для отслеживания поворота головы.

=== Система треккинга ===
Для отслеживания перемещений в пространстве. Бывает внешней (камеры или базовые станции следят за шлемом, контроллерами и их перемещением) и внутренней (шлем следит за миром и контроллерами своими встроенными камерами).

Соответственно, есть две распространенные системы трекинга: Lighthouse (маяк) от HTC/Valve и Constellation (созвездние) от Oculus. В Lighthouse, базовые станции шлют веер лучей инфракрасным лазером, примерно как маяк светит своей лампой. На шлеме и контроллерах — датчики, которые принимают эти лучи. Поскольку луч попадает на каждый датчик с разной задержкой, эту информацию можно использовать, чтобы понять, как сам шлем ориентирован в пространстве. Constellation же светит россыпью <del>прыщей</del> инфракрасных светодиодов на шлеме и контроллерах. Базовые станции — инфракрасные камеры, которые видят рисунок («проекцию») светодиодов в текущем положении, как мы на Земле видим созвездия из разнесенных в пространстве звезд. Однако, в свете того, что Oculus купила фейсук и логин в фейсбук нынче обязателен — ты точно хочешь, чтобы фейсбук зырил, чо у тебя в комнате вообще и как и на что ты фапаешь в ВР-шлеме в частности?

При этом вся эта красота — это ''вторичный'' трекинг, нужный для резета и перенастройки настоящей системы трекинга. Это инерциальный трекинг, то есть твердотельные (как твой SSD, чувак, прикинь) гироскоп и акселеометр (измеритель ускорения). Оно считывает всю эту фигню сотни раз в секунду, но имеет мерзкое свойство накапливать ошибки. Видел, как у тебя контроллер в ВР уползает в сторону, хотя ты его никуда не двигаешь? Вот это оно. Для повторной инициализации инерциального трекинга и используются оптические системы, о которых мы тут говорили.

=== Контроллеры ===
То, чем человек взаимодействует с виртуальным миром. Это твои руки, которыми ты можешь взять меч или пистолет, цепляться за стены чтобы залезть повыше или просто уебать наглому вражине (главное — не разбить при этом бабушкин сервант IRL). Выглядит как половина геймпада: 2 кнопки, триггер (имитирует спусковой крючок) и грип (спецкнопка под средним пальцем, имитирует хватание), опционально может иметь джойстик и/или тачпад. Также базовые контроллеры могут комплектоваться дополнительными обвесами, имитирующими пистолет/автомат с прикладом — для лучшего погружения.

=== Прочая необязательная периферия ===
Как правило, или мало кому нужны, или стоят как половина автомобиля.
* Всенаправленные беговые дорожки — чтобы бегать, оставаясь на месте.
* Дополнительные треккеры — для отслеживания ног, оружия, любимой собаки, всего что захочется перенести из реального мира в виртуальный
* Kinnect — эта приблуда от Xbox тоже может использоваться для отслеживания всего тела
* Модуль беспроводной связи — для подключения к ПК без использования проводов
* Отслеживание глаз и мимики
* Костюмы и перчатки с обратной связью
* ВР-рюкзак — мощный игровой ноутбук или даже ПК в форм-факторе рюкзака, для повышения автономности и игры без проводов

== Разновидности ==

=== Мобильный ВР ===
Самый доступный вариант виртуальной реальности, придуманный Google (aka '''Cardboard'''): в современном смартфоне уже есть Full HD экран, процессор и гироскопы, если добавить к нему коробку и пару линз — можно получить эрзац-шлем с тремя степенями свободы для просмотра стереофильмов и простеньких игр. Следом подсуетились китайцы, наклепавшие 100500 картонных и пластиковых коробок всех цветов, форматов и степени говености. В результате именно это стало у большинства быдла ассоциироваться с виртуальной реальностью, чем оказало медвежью услугу популяризации технологии. Если человек говорит: «пробовал я ваш ВиАр — говнище полное, полчаса потом блевал» — то он с вероятностью 95% пробовал смартфон в коробке (5% спишем на окулусы из первых девкитов, которые предлагают супермаркетах ушлые барыги). Процессор и видео у распространенных в массах среднебюджетных смартфонов слабые, экран работает с низкой частотой (порядка 30Гц), а гироскопы вообще ставятся по принципу «лишь бы подешевле», так что качество экспириенса на выходе получается соответствующее. Единственное, на что годится такой мобильный ВР — просмотр панорамного видео и [[стереокино]]. Особняком стояли '''GearVR''' от Samsung (в партнерстве с Oculus) и '''Daydream''' от той же Google: в них использовались дополнительные гироскопы в самом шлеме, специально сертифицированные смартфоны с топовым на момент выхода чипсетом и дополнительный контроллер с 3 степенями свободы, но обе эти платформы уже мертвы и больше не поддерживаются.

=== Автономный ВР ===
Железо смартфона тут изначально встроено в коробку с линзами, протестировано и оптимизировано именно под ВР, как правило, есть свой магазин приложений. Тут можно выделить 2 подкатегории: на нижней стороне шкалы {{Acronym|3DOF|3 степени свободы - отслеживаются только повороты головы}} шлемы (Oculus Go и его китайские аналоги), мало чем отличающиеся от мобильного ВР, в комплекте может идти 3DOF контроллер. На верхней — {{Acronym|6DOF|6 степеней свободы - отслеживаются и повороты, и перемещение}} шлемы '''Oculus Quest''' и '''Vive Focus''' с топовым железом и полноценными 6DOF контроллерами. И если Cosmos предназначен для бизнеса и стоит за килобакс, то второе поколение Quest уже можно взять за 300$, а чипсет Qualcomm Snapdragon XR2 вплотную приближается к ПК по производительности.

=== ПК ВР ===
Самая популярная и динамично развивающаяся категория. Включает в себя следующие платформы:
* '''Oculus''' — исторически первая, включает первые прототипы '''DK1''' и '''DK2''', их китайские клоны, полученные реверс инженирингом, коммерческие '''CV1''' и '''Rift S'''. Имеет свой анально огороженный магазин и SDK. Отличается сравнительно дешевыми шлемами, но дорогими играми. В настоящее время Oculus больше не производит шлемы для ПК, их нишу заняли автономные Quest 2, способные подключаться к нему по кабелю и WiFi.
* '''SteamVR/OpenVR''' — исторически вторая, но первая по популярности. Детище Габена, быстро почуявшего перспективу, в результате шлем '''HTC Vive''' вышел даже раньше первого коммерческого окулуса CV1, хоть и по более дорогой цене (800$ против 600$), но сразу с контроллерами в комплекте, тогда как первый окулус комплектовался только геймпадом. Имеет самую точную систему трекинга с лазерными базовыми станциями. Также именно Valve придумали отдельные контроллеры специально для ВР, которые потом пришлось передирать окулусу и остальным, а также отдельные трекеры, которые можно крепить на что угодно. Платформа имеет открытый API, благодаря чему под нее пилятся сторонние шлемы. Ныне представлена шлемами '''Vive Pro/Cosmos''' и собственным '''Valve Index''', также эту платформу используют китайские шлемы '''Pimax 5k''' и '''8k''', отличающиеся очень широким углом обзора, и прочий самопал от энтузиастов.
* '''Windows Mixed Reality''' — попытка Microsoft запрыгнуть в последний вагон уходящего поезда. Представлена 5 OEM шлемами от разных производителей (на лицо разными, одинаковыми внутри) и более дорогим вариантом от Самсунга '''Odyssey+''', все уже сняты с производства, и будущий флагман '''HP Reverb G2'''. Отличалась сравнительно низкой ценой, inside-out трекингом (не нужны камеры/станции, меньше проводов) и отсутствием поддержки и развития. Живут только за счет совместимости со SteamVR. Сейчас платформа переходит на открытый стандарт OpenXR.
* '''Шлемы для бизнеса''' — пилятся для различных тренажеров (дешевле потренироваться тушить пожар в ВР, чем строить дорогой тренажер на той же нефтяной платформе, например) или ВР-аттракционов, стоят дорого (от 5к зелени цены только начинаются), могут иметь в составе все современные технопримочки начиная от отслеживания глаз (всегда полезно знать куда смотрит испытуемый во время экзамена), генерации запахов, мультифокусных линз и экранов сверхвысокого разрешения + поддержка костюмов, перчаток и прочей периферии. Могут поддерживать SteamVR, но чаще построены на собственной платформе. В свободной продаже не встречаются. В качестве примера можно привести '''Varjo VR-2 Pro''' или '''StarVR'''. Также в категории «для бизнеса» выпускают и обычные шлемы — по более дорогой цене, без привязки к магазинам, но с дополнительным софтом.

=== PS VR ===
Вариант для PS4, ныне морально устаревающий вместе с консолью (примерно соответствует Oculus DK2 по возможностям), зато сравнительно дешевый и легко доступен любому сонибою (можно найти в любом ларьке с консольными аксессуарами). Sony сама пилит игры/заказывает порты, за счет чего платформа и живет. Ходят слухи о новом поколении, разрабатываемом специально для PS5, но пока что они остаются слухами.

== Чем доставляет ==
Виртуальная реальность — это качественно новый уровень гейминга, сравнимый с переходом от [[Contra|2D платформеров]] к [[Quake|3D шутерам]], в разы повышающий уровень вовлеченности игрока. Ты оглядываешься не движениями мышки — ты крутишь головой, целишься не крестиком в середине экрана, а смотришь через прицельные приспособления своего оружия, перезаряжаешься не одним нажатием кнопки, а вставляешь магазин в [[Desert Eagle|пистолет]] и передергиваешь затвор. Ты можешь присесть, выглянуть из-за угла, открыть дверь, потянув ее рукой и т. п. У неподготовленного человека от такого натурально сносит башню.

Вдобавок, ты не просто сидишь в кресле, а движешься — какой-никакой, но фитнес. Если хочешь реальной физической нагрузки — поставь Beat Saber на высокой сложности или какой-нибудь симулятор бокса, через полчаса майку можно будет выжимать.

== Чем не доставляет ==
* '''Тошнота и укачивание''' — особенно характерно для устройств первого поколения. Большие задержки между действием и реакцией картинки, низкая частота кадров или размытие экрана при движении, плохое качество гироскопов, отдельные экспириенсы типа американских горок да и просто свободное передвижение по миру с помощью джойстика могут привести к тому, что неподготовленный человек уже через 5 минут захочет обнять фаянсового друга. Причина укачивания физиологическая: глаза видят, что движение есть, тогда как вестибулярный аппарат никакого движения не чувствует (или то, что он чувствует, не соответствует видимому). В результате мозг думает, что организм отравился и ловит глюки, поэтому принимает решение прочистить желудок. К счастью, в новых шлемах эту проблему почти полностью решили за счет улучшения частоты обновления экрана и точности трекинга, а в играх можно использовать перемещение телепортами, хоть и менее реалистичное, но более комфортное. Кроме того, человеческий мозг — система адаптирующаяся и рано или поздно сам учится справляться укачиванием. Главное — не надо при появлении тошноты играть через силу, лучше сделать перерыв.
* '''Эффект москитной сетки''' (en. '''screen-door effect''') — на устройствах с низким разрешением человек видит не только отдельные пиксели, но и темные промежутки между ними что создает ощущение будто ты смотришь на мир через сетку. Для борьбы с этим явлением применяют различные наэкранные фильтры, побочным эффектом дающие замыливание картинки. На новых шлемах с разрешением порядка 1.5-2к пикселей на глаз этот эффект почти не заметен, но рост количества пикселей влечет за собой рост нагрузки на видеокарту, что приводит нас к следующему пункту.
* '''Дорого''' — хорошие шлемы тянут порядка 600—1000$ сами по себе и требуют под себя игровой ПК за 1000—1500$, что могут себе позволить немногие. ВР изначально более требователен в производительности: мало того, что картинку нужно рендерить 2 раза (по количеству глаз) так и частоту обновления желательно иметь повыше — от 60Гц, тогда как на мониторе можно комфортно играть и с 30. Тем не менее, прогресс есть — тот же автономный Oculus Quest 2 можно взять за 300$, а если не гнаться за максимальными настройками, можно жить и на GTX 1060 c 4 ядрами процессора, что уже далеко не топ.
* '''[[Игорь тонет]]''' — и действительно, хорошие годные ААА игры можно пересчитать по пальцам, большинство ВР игр — инди-казуалки без сюжета и мира. Это отчасти можно объяснить предыдущим пунктом: ВР-игроков очень мало на общем фоне, хоть их количество и растет с каждым годом, поэтому крупным издателям невыгодно адаптировать свои проекты под ВР. С другой стороны, большинство игровых движков (Unreal, Unity) сейчас изначально имеют поддержку ВР, что облегчит портирование в будущих играх. Авто и авиа симуляторы поддерживают ВР практически все.

== ВР и [[прон]] ==

Естественно, он есть с первых дней развития технологии. Начиная от видео, снятого панорамной камерой, в котором можно увидеть себя Лысым из [[Brazzers]] (или его партнёршей — кому что больше нравится) и заканчивая полноценными приложениями с полным интерактивом и специально разработанной периферией.

== В массовой культуре ==
{{Video|7ubckVGybE4|«[[Рик и Морти|На этой штуке надо писать предупреждение!]]»}}
* Одним из первых примеров ВР в культуре стал роман Олдоса Хаксли «О дивный новый мир». В нём фигурировала разновидность контента под названием ''feelie'' — «фильм» для всех чувств. (Слово образовано по той же модели, что и ''movie'').
* <del>Мистер Бин</del> Джонни Инглиш 3.0 [[случайно]] блокирует всенаправленную беговую дорожку, после чего не очень удачно (или наоборот — как посмотреть) сочетает перемещение по обеим реальностям сразу.

Портал:Ниасилили/Виртуальная реальность - История изменений

imported>Brenwen: /* Мобильный ВР */