Innhold

• Definisjonen av virtuell virkelighet
• Å se er å tro
• Bevegelse og samhandling
• Kraften til lyd
• Kraften som kreves for virtual reality
• Framtiden til virtual reality og Android
• Pakk sammen

Virtuell virkelighet er den nye nye teknologien for øyeblikket. Google og en rekke andre selskaper har lagt ned mye tid (og penger) på utviklingen av VR-teknologi med slike som Google Daydream og Samsung Gear VR. Men hvordan fungerer det og hvordan blir det implementert med Android? La oss finne det ut.

Definisjonen av virtuell virkelighet

Virtual reality tillater brukeren å bli fordypet i en virtuell verden, i motsetning til vanlige skjermer foran brukeren som ikke gir rom for en slik opplevelse. VR kan inkludere 4 av de 5 sansene, inkludert syn, hørsel, berøring og muligens til og med lukt. Med denne kraften kan VR ta mennesker for en virtuell verden ganske enkelt. De eneste aktuelle problemene er tilgjengeligheten av slik maskinvare og prisen den kan kjøpes til. Google bekjemper dette med Google Cardboard og Daydream-økosystemet. Men slik det for tiden er, er VR av høy kvalitet ikke mulig uten å bruke ganske mye penger for å få en kraftig datamaskin og et headset følger med. Ettersom prisene faller på grafikkort som kan kjøre desktop VR med de nødvendige innstillingene og med at Google lager Daydream-økosystemet, vil det ikke vare lang tid før innhold av høy kvalitet er lett tilgjengelig.

Å se er å tro

Eller ikke, virtual reality lurer hjernen din til å tro at du er i en 3D-verden. Den første måten VR gjør dette på er med det stereoskopiske displayet. Dette fungerer ved å vise to litt forskjellige vinkler av scenen for hvert øye, og simulere dybde. Dette sammen med andre måter å simulere dybde som parallaks (lenger gjenstander for deg ser ut til å bevege seg tregere), skyggelegging og teknikker skaper en nesten livslignende opplevelse. Et eksempel på hvordan en stereoskopisk skjerm ser ut finner du ovenfor.

Som du kan se, er vinkelen på våpenet litt forskjellig på hver side, og det samme er korshåret, men når du faktisk tar på deg headsettet og spiller spillet, stiller alt perfekt opp. Måten den stereoskopiske skjermen ser på varierer fra plattform til plattform da hvert headset skiller seg ganske mye ut på måten det viser innhold, er bildet over fra et spill laget for Google Cardboard ved å bruke Unreal Engine.

Vive og Rift representerer de to mest kjente VR-enhetene som for tiden er på markedet.

Ulike VR-plattformer har også forskjellige spesifikasjoner på hodetelefonene selv. HTC Vive og Oculus Rift har begge 90Hz-skjermer, mens Playstation VR har en 60Hz-skjerm. Det er en tommelfingerregel at du vil at bildene dine per sekund skal samsvare med skjermens oppdateringsfrekvens, så det anbefales at Vive og Rift begge opprettholder 90 FPS mens PSVR opprettholder 60 FPS. Mobil er en annen historie, ettersom forskjellige telefoner har forskjellige oppløsninger, men å opprettholde minst 60 FPS er målet. Vi får vite nøyaktig hva dette betyr videre.

Å utvide mer om hvordan FPS og oppdateringsfrekvens fungerer, FPS og oppdateringsfrekvensen til en skjerm er to separate ting uavhengig av hverandre. Rammer per sekund er hvor raskt GPU-en din kan vise bilder per sekund. 60 FPS betyr at GPU sender ut 60 bilder hvert sekund. Oppdateringsfrekvensen til en skjerm er hvor raskt skjermen kan vise bilder per sekund, målt i hertz (Hz). Dette betyr at hvis du spiller et spill og FPS er 120, men skjermens oppdateringsfrekvens er 60 Hz, vil du bare kunne vise 60 FPS. Du mister i hovedsak halvparten av rammene dine, noe som ikke er en god ting da det kan oppstå "rivning".

Å rive er fenomenet med at objekter i et spill brytes opp i noen få biter og vises på to forskjellige steder langs X-aksen, noe som gir en tårevirkning. Det er her Vertical Sync (VSync) kommer inn. Dette begrenser rammene til skjermens oppdateringsfrekvens. På denne måten blir ingen rammer tapt, og på sin side oppleves ingen rivning. Dette er grunnen til at for den beste VR-opplevelsen, det samme tallet for bildefrekvens og oppdateringsfrekvens må oppnås, eller det kan oppstå sykdom.

• HTC Vive - alt du trenger å vite
• Oculus Rift - alt du trenger å vite
• Google Daydream - alt du trenger å vite

Daydream representerer fremtiden for mobil VR.

Det er også andre komponenter som går inn på hele VR-opplevelsen, inkludert Field of View (FOV) og latenstid. Disse spiller en viktig rolle i hvordan vi oppfatter VR, og hvis de ikke gjøres riktig, kan det også føre til bevegelsessyke. La oss ta en titt.

Synsfelt er omfanget av den synlige verdenen som kan sees til enhver tid. For eksempel har mennesker omtrent en 180 graders FOV mens de ser rett frem, og 270 grader med øyebevegelse. Dette er en viktig funksjon i VR, siden du har på deg headsettet for å transportere deg inn i en virtuell verden.

Det menneskelige øye er veldig flink til å legge merke til synsfunksjoner, med tunnelsyn som et eksempel på et slikt fenomen. Selv om VR-headsettet hadde 180 graders FOV, kan du fremdeles være i stand til å fortelle en forskjell. Vive og Rift har begge 110 grader FOV, Papp har 90, GearVR har 96 og det ryktes at Daydream kan ha så mye som 120. Dette skal generelt sett sterkt påvirke VR-opplevelsen og kunne gjøre eller ødelegge et visst headset for folk, for ikke å nevne helseproblemer som vi vil komme inn på senere.

Hvis du ikke oppfyller en akseptabel bildefrekvens, FOV eller forsinkelse, kan det føre til bevegelsessyke.

Latency er også en faktor som kan gjøre eller ødelegge VR, med alt over 20 millisekunder som ikke er raske nok til å lure hjernen din til å tro at du er i en annen verden. Det er en mengde variabler som går i latens, inkludert CPU, GPU, skjermen, kabler og så videre. Skjermen vil ha en gjennomsnittlig latenstid, rundt 4-5 ms, avhengig av for eksempel skjermen. Tiden det tar en full piksel å bytte er ytterligere 3 ms, og motoren kan også ta noen få. Med bare tre variabler ser du på latens i dobbeltsifrene i noen tilfeller. Nøkkelen til redusert latenstid er skjermens oppdateringsfrekvens. Formelen er som følger: 1000 (ms) / oppdateringsfrekvens (hz). Så mens forsinkelsesproblemet kan løses med en 90Hz-skjerm i stedet for en 60Hz-skjerm, er det ikke så lett som vi har diskutert. Senere vil vi snakke om PC-maskinvarekravene til virtual reality.

Hvis du ikke oppfyller en akseptabel bildefrekvens, FOV eller forsinkelse, kan det føre til bevegelsessyke. Dette skjer nok til å faktisk mynte sitt eget navn, kjent som "cybersickness". Alle disse tre konseptene må oppfylles for å redusere endringene i cybersickness. Uten de rette rammene per sekund med oppdateringsfrekvensen på displayet, er rammespring, mikrostøt og etterslep mulig. Latency kan til og med være et større problem, med bevegelse og interaksjon etterslep forårsaket av treg responstid på maskinvaren, er det mulig å miste retningssansen fullstendig og bli desorientert. Syns synsfelt, selv om det er viktig, bør ikke forårsake så mange problemer som de andre nevnte, men vil definitivt fjerne fra opplevelsen og kan føre til en viss desorientering.

Bevegelse og samhandling

Dette er uten tvil en av de viktigste delene av virtual reality. Det er en ting å bare se seg rundt i et 3D-rom, men å kunne bevege seg rundt det og berøre og samhandle med objekter er et helt annet ballspill. På Android brukes telefonens akselerometer, gyroskop og magnetometer for å oppnå bevegelse av headsettet. Akselerometeret brukes til å oppdage tredimensjonal bevegelse med gyroskopet som brukes til å oppdage vinkelbevegelse etterfulgt av magnetometeret for posisjon i forhold til jorden.

Ved hjelp av disse sensorene kan telefonen din nøyaktig forutsi hvor du ser på når som helst mens du bruker VR. Med kunngjøringen Google Daydream vil Android VR-brukere kunne bruke en egen telefon som kontroller for å bevege seg og samhandle i miljøet. Desktop VR som HTC Vive eller Oculus Rift bruker enten en kontroller eller kontrollere som minner om Wiimote for forskjellige formål. Ved å bruke datamaskinvisjon (forklart her) kan VR-nøyaktigheten forbedres betydelig ved å ha kameraer og andre sensorer satt opp i rommet du bruker VR-headsettet.

VR-headset kan ha spesielle kontrollere, som nevnt tidligere, men hvordan fungerer de egentlig? Ser du på HTC Vive, er det to infrarøde sensorer og to kontrollere i boksen, totalt 70 forskjellige sensorer med headsettet. Alt dette sporer deg og dine kontrollører slik at du fritt kan bevege deg rundt i rommet mens du spiller spill. Legg merke til hvordan Vive-kontrollerne har en sirkelutskjæring? Det er mer enn sannsynlig der for sporingsformål. Oculus Rift tilbyr en annen opplevelse ved bruk av nær samme teknologi.

Rift bruker faktisk Rift en Xbox One-kontroller. Men det er et valgfritt sett med kontrollere som tilbyr lignende funksjonalitet som Vive, kjent som "Touch by Oculus." Disse to kontrollerne omorganiserer One-kontrollerens knapper på det som bare kan beskrives som forhåndsbeskrivelser med store ringer som dekker fingrene. Oculus holder på hvordan disse fungerer under tette omslag, men pakken inkluderer to sensorer som ligner på Vive, så antagelig fungerer de på lignende måte, de kan også ha akselerometre og gyroskop.

Kraften til lyd

Opplevelsen ville ikke være fullstendig uten lyd. Siden dette er en virtuell verden, vil du at lyden skal være så nær det virkelige liv som mulig. Dette gjøres av romlig lyd, også kjent som 3D-lyd, som er den virtuelle plasseringen av lyd i et tredimensjonalt miljø som emulerer lyder fra forskjellige vinkler. Jeg gjorde en rask representasjon i Unreal Engine for å vise hvordan forskjellige høyttalere kunne plasseres i et miljø for å etterligne forskjellige lyder fra et hvilket som helst sted i scenen. Med denne teknologien blir virtual reality en mer oppslukende opplevelse og totalt sett forbedrer VR-kvaliteten med ganske mye.

Kraften som kreves for virtual reality

Spesielt på skrivebordet krever VR mye hestekrefter for en jevn, jevn opplevelse. Faktisk klarer ikke flertallet av mennesker som eier stasjonære maskiner å bruke virtual reality, ettersom datamaskinene deres ikke er kraftige nok.Steam anbefaler en Intel i5 Haswell eller nyere og enten en Nvidia GTX 970 eller AMD Radeon R9 290 for en jevn opplevelse.

Det viktigste problemet med maskinvare er at PC-en for Vive og Rift ikke bare trenger å kjøre et 1080p-spill på 60 FPS, den må løpe med en høyere oppløsning på 90 FPS. De fleste maskinvare kan ikke gjøre det.

Det viser seg at det er et veldig begrenset antall datamaskiner med disse spesifikasjonene eller bedre, så dette vil mer enn sannsynlig bremse adopsjonen av VR på skrivebordet. For mobil bør imidlertid ikke noen Android-telefon med KitKat (4.4) eller nyere ha noen problemer med grunnleggende VR-funksjonalitet. Daydream-funksjoner krever imidlertid minst en Nexus 6P i skrivende stund.

Framtiden til virtual reality og Android

Google har vært i forkant når det kommer til VR på mobil. Google VR SDK og NDK er tilgjengelig nå, og gir mulighet for en veldig kraftig VR-utvikling, og med Google Daydream som slippes senere i år, vil mobil VR se et nytt sprang på hva som er mulig. Samsung har også hatt suksess med Gear VR. Tredjepartsmotorer integrerer også Google VR i motorene sine. Unreal Engine støtter nå Google VR i 4.12 og Unity er også Google VR klar og Daydream klar.

Pakk sammen

Virtuell virkelighet har mye potensiale, og med lavere priser og større press fra selskaper kan VR være en stor suksess. Måten VR fungerer på er en veldig smart kombinasjon av forskjellige teknologier som alle jobber sammen for å skape en flott opplevelse. Fra stereoskopiske synspunkter til 3D-lyd er VR fremtiden nå, og det kan bare bli bedre. Gi oss beskjed i kommentarene hvis du synes VR er den neste store tingen! Sørg for å være innstilt på og VR Source for alt VR! /