Microblog

Oculus Rift: Virtuálna realita zaútočí tento rok

Virtuálna realita bola donedávna stále vo štádiu primitívnych zobrazení na malých displejoch vo veľkých helmách. Tento rok nás ale čaká revolúcia.

Väčšina z nás si určite pamätá na začiatky VR - virtuálnej reality, ktorá bola na konci minulého storočia reprezentovaná obriou helmou a špeciálnymi rukavicami. Vnútri prilby sa nachádzal displej s veľmi nízkym rozlíšením a aká bola grafika virtuálneho sveta? Vtedajší výkon domácich počítačov stačil na jednofarebné štvorce poskladané do objektov vzdialene pripomínajúce obrysy ľudského tela.

S príchodom moderných mobilných zariadení, ktoré znamenali rýchly vývoj malých displejov s vysokým rozlíšením a výrazné zníženie ceny senzorov, sa ale snáď už tento rok dočkáme skutočne virtuálnej reality, aj keď zatiaľ predovšetkým z pohľadu obrazu.

Ako navodiť realistický zážitok

Staršie pokusy s 3D helmou boli hrozné takmer vo všetkých smeroch. Displeje blikali, mali nízke rozlíšenie, reakcie na otočenie hlavy boli extrémne pomalé a navyše bola snímaná zvyčajne iba jedna os.

Pokusy s rôznymi modelmi si prešiel aj John Carmack, jeden z najslávnejších herných vývojárov. Ako niekoľkokrát pri rozhovoroch spomínal, jednou z kľúčových vecí je odozva systému. Teda ak pohnete hlavou, ako rýchlo sa prekreslí viditeľný obraz. V realite je to takmer okamžité, aspoň pokiaľ opomenieme straty prenosu rýchlosť svetla, spracovanie okom a mozgom.

Aby aj virtuálne veci či prostredie bolo čo najrealistickejšie, jeho odozva na náš signál (pohyb, stlačenie tlačidla atď) musí byť čo najnižšia. Podobného pocitu si možno všimnúť napríklad na dotykových plochách mobilných zariadení. Väčšina moderných modelov už má veľmi rýchlu reakciu a posúvanie obrazu tak reaguje veľmi rýchlo na pohyb prsta. Ako ale ukázal Microsoft, stále je čo zlepšovať, najlepšie aj na hranici 1 ms.

[youtube]http://youtu.be/vOvQCPLkPt4[/youtube]

V oblasti odozvy sa Oculus Rift snažil v niekoľkých ohľadoch. Pôvodné snímacie čipy pre polohu s frekvenciou 120 Hz boli v rámci prototypov vylepšené na 250 Hz a v súčasnosti je už v prototypoch k dispozícii senzor s frekvenciou snímania 1 000 Hz. Ten obsahuje všetky informácie pre zistenie polohy v priestore - akcelerometer, gyroskop, magnetometer. V rámci helmy tak dokáže snímať náklony do všetkých uhlov, napríklad aj prikrčenia hlavy k ramenu. To ale samozrejme súvisí s nutnou implementáciou v samotnej hre. Vývojári musia hru prispôsobiť pre tento typ ovládania, spoluprácu ale prisľúbili veľké značky, vrátane Valve. Prehľad chystanej podpory v hrách je na Wikipédii.

Ďalšou dôležitou položkou je displej. Tu platí, že čím vyššie rozlíšenie tým lepšie, ale nesmie sa zabúdať ani na odozvu a vykresľovanie obrazu. V takej blízkosti oka je tak nutné optimalizovať aj vykresľovanie a premenu farieb samotných pixelov, v akom poradí všetko prebieha a podobne.

Súčasná verzia Oculus Rift má displej pre rozlíšenie 1 280 x 800, pre každé oko je tak k dispozícii 640 x 480, čo nie je veľa. Oproti starším, ale aj súčasným podobným riešeniam je zážitok úplne iný vďaka obrovskému uhlu pohľadu, ktorý je v súčasnej verzii cez 110 stupňov diagonálne a 90 stupňov horizontálne a zakrýva tak takmer celý viditeľný rozsah očí.

Ťažko môžete navodiť virtuálnu realitu displeju, ktorý vám síce budú pripadať ako obrie plátno v kine, ale stále uvidíte veľké čierne okraje okolo. Či už sa pozriete kamkoľvek, musíte vidieť virtuálnu realitu.

[youtube]http://youtu.be/9nd7wHEcC_c[/youtube]

Trojrozmerný obraz je tvorený samostatne pre každé oko zvlášť, nie sú s ním teda problémy ako u súčasných 3D televízii, kedy sa obraz prepína, musíte mať okuliare, ktoré znižujú jas a občas vidíte neostro alebo dvojito.

Finálna prvá verzia, ktorá bude v predaji snáď ešte tento rok, bude mať Full HD rozlíšenie a určite aj ďalšie zlepšenie v oblasti senzorov, ergonómie a ďalších vlastností.

Oculus Rift: zatiaľ iba hlava, ale čo ďalej?

Ako je zrejmé, Oculus Rift sa zatiaľ zameriava len na hlavu a oči. To síce stačí na nejaké pozeranie a zaujímavý zážitok pri hraní, zostáva ale vyriešiť aj ďalšie oblasti - pohyb v prostredí, mierenie zbraní, držania volantu a podobne. A konečne aj spätnú hmatovú odozvu.

Oculus Rift sa na trhu objaví snáď do konca tohto roka a cena by mala byť okolo 200 až 300 dolárov (Zdroj: Oculus VR)
Oculus Rift sa na trhu objaví snáď do konca tohto roka a cena by mala byť okolo 200 až 300 dolárov (Zdroj: Oculus VR)

V súčasnosti hry ovládame tak, že šípkami na klávesnici alebo napríklad analógovým kĺbom na ovládači chodíme a myšou alebo ďalším kĺbom zase mierime. Mierenie je naviac väčšinou zamknuté na stred obrazovky - kam sa teda presne pozeráte, tam mierite a strieľate. Bod pre mierenie je totiž stále v strede obrazovky.

V reálnom svete to ale funguje inak. Hlavou sa môžete pozerať kam chcete a ako vám to vyhovuje a mierenie prebieha nezávisle pomocou rúk. Na mozgu je potom spočítať presné uhly ruky a nastavenie svalov tak, aby ste trafili daný cieľ.

Oddelenie rúk od hlavy, respektíve očí sa dá vyriešiť jedným lacným senzorom, ktorý bude umiestnený napríklad na plastovej imitácii pištole či iného predmetu, ktorý budete reálne držať v ruke a v simulácii bude vykreslený ako zbraň alebo podobný predmet s čiastočne zodpovedajúcimi proporciami.

Ako by to mohlo vyzerať sa môžete pozrieť na tomto videu, kedy si to jeden kutil skutočne už vyrobil is Oculus Rift:

[youtube]http://youtu.be/5H2rL-lBxRs[/youtube]

Pohyb v v simulácii? Možno bude stačiť Kinect

Ďalšou nutnosťou k dokonalejšej virtuálnej realite je spomínaný pohyb v prostredí. Zatiaľ čo dnes ide o tlačidlá na klávesnici alebo ovládači, pre ďalšiu generáciu si možno predstaviť napríklad sledovanie v obmedzenom rozsahu v miestnosti.

S Kinectom, ktorý má byť podľa špekulácií súčasťou každého Xboxu novej generácie, už by to nemal byť problém. Zariadenie je schopné rýchlo sledovať váš pohyb v miestnosti (ale odozva sa bude stále zlepšovať), do všetkých strán i hĺbky. Väčšina z nás si ale nechce rozbiť všetky predmety v miestnosti.

Riešením by tak mohol byť pohyb do strán v rámci jedného metra s dodatočnou výstražnou signalizáciou, ak priestor presiahne. Budete chcieť ísť dozadu, urobíte krátky krok dozadu, podobne doľava. Natočenie tela je sledované senzormi.

Hmatová odozva: na to si počkáme

Významnou a veľmi ťažkú ??"disciplínou" pri simulácii vo virtuálnom prostredí je spätná väzba. Dnes už síce máme ovládače s vibráciami, ale trochu sa klepajúci kus plastu rozhodne pre vernú virtuálnu realitu moc neznamená.

[youtube]http://youtu.be/5Eleuwdkl9Y[/youtube]

Ako najjednoduchšie si možno predstaviť spätnú odozvu pre ruky v podobe rukavíc, ktoré budú mať okrem hmatovej odozvy samozrejme aj senzory, takže ich v rovnakých uhloch uvidíte aj v hre. Dotýkanie sa virtuálnych predmetov, ktoré budú stláčať nejakú formu vnútornej hmoty na vašu ruku, bude určite stačiť na obrovský posun v tejto oblasti a virtuálnej realite všeobecne.

[youtube]http://youtu.be/Kw0MuPFxQxY[/youtube]

Matrix vo vzdialenej budúcnosti

S vývojom súčasných technológií a výpočtového výkonu (cca rádovo každých desať rokov), nemožno predpokladať virtuálnu realitu Matrixu toto desaťročie, vedci ale odhaľujú architektúru nervovej sústavy (podrobnosti napríklad v článku Virtuálna realita miesto teleportácie. Privítajte Matrix) a možno budúce desaťročie už bude niečo trochu použiteľného.

virtualna-realita
Originálny obrázok "Reality" od * pyxelated (Eran Cantrell)

Napojením priamo na nervovú sieť už nebude potrebné mať špeciálne rukavice a do budúcnosti sa možno zbavíme aj virtuálnych displejov pred očami. Do tej doby si ale budeme musieť vystačiť so súčasným riešením kombinujúcim virtuálne prostredie, ktoré klame naše zmysly primitívnymi spôsobmi.