Indhold

• Definitionen af ​​virtual reality
• At se er at tro
• Bevægelse og interaktion
• Kraften ved lyd
• Den krævede kraft til virtual reality
• Fremtiden for virtual reality og Android
• Pak ind

Virtuel virkelighed er den hotte nye ting i øjeblikket. Google og en masse andre virksomheder har lagt en masse tid (og penge) på udviklingen af ​​VR-teknologi sammen med Google Daydream og Samsung Gear VR. Men hvordan fungerer det, og hvordan implementeres det med Android? Lad os finde ud af det.

Definitionen af ​​virtual reality

Virtual reality giver brugeren mulighed for at blive nedsænket i en virtuel verden, i modsætning til almindelige skærme foran brugeren, som ikke giver mulighed for en sådan oplevelse. VR kan omfatte 4 af de 5 sanser, inklusive syn, hørelse, berøring og muligvis endda lugt. Med denne magt kan VR kan tage folk til en virtuel verden forholdsvis let. De eneste aktuelle problemer er tilgængeligheden af ​​sådan hardware og prisen, til hvilken den kan købes. Google bekæmper dette med Google Cardboard og Daydream-økosystemet. Men som det i øjeblikket er, er VR af høj kvalitet ikke muligt uden at bruge en hel del kontanter på at få en kraftfuld computer og et headset følger med det. Da priserne falder på grafikkort, der kan køre desktop VR med de krævede indstillinger og med Google, der fremstiller Daydream-økosystemet, vil det ikke vare længe, ​​før indhold af høj kvalitet er let tilgængeligt.

At se er at tro

Eller ikke, virtual reality narrer din hjerne til at tro, at du er i en 3D-verden. Den første måde VR gør dette på er med det stereoskopiske display. Dette fungerer ved at vise to lidt forskellige vinkler på scenen for hvert øje og simulere dybde. Dette sammen med andre måder at simulere dybde som parallax (længere genstande til dig ser ud til at bevæge sig langsommere), skygge og teknikker skaber en næsten livslignende oplevelse. Et eksempel på, hvordan et stereoskopisk display ser ud, kan findes ovenfor.

Som du kan se, er vinklen på våbenet lidt anderledes på hver side, ligesom krydshåret, men når du faktisk tager på headsettet og spiller spillet, stiller alt sammen perfekt. Den stereoskopiske skærms udseende varierer fra platform til platform, da hvert headset adskiller sig ganske meget på den måde, det viser indhold, ovenstående billede er fra et spil lavet til Google Cardboard ved hjælp af Unreal Engine.

Vive og Rift repræsenterer de to mest kendte VR-enheder, der i øjeblikket findes på markedet.

Forskellige VR-platforme har også forskellige specifikationer på selve headsettet. HTC Vive og Oculus Rift har begge 90Hz-skærme, mens Playstation VR har en 60Hz-skærm. Det er en tommelfingerregel, at du ønsker, at dine rammer pr. Sekund skal matche skærmens opdateringsfrekvens, så det anbefales, at Vive og Rift begge opretholder 90 FPS, mens PSVR opretholder 60 FPS. Mobil er en anden historie, da forskellige telefoner har forskellige opløsninger, men at opretholde mindst 60 FPS er målet. Vi vil undersøge nøjagtigt, hvad det betyder næste.

At udvide mere om, hvordan FPS og opdateringsfrekvens fungerer, FPS og opdateringsfrekvensen på en skærm er to separate ting uafhængigt af hinanden. Rammer pr. Sekund er, hvor hurtigt din GPU kan vise billeder pr. Sekund. 60 FPS betyder, at GPU udsender 60 billeder hvert sekund. Opdateringshastigheden på en skærm er, hvor hurtigt monitoren kan vise billeder pr. Sekund, målt i hertz (Hz). Dette betyder, at hvis du spiller et spil, og FPS er 120, men din skærmopdateringsfrekvens er 60 Hz, vil du kun være i stand til at vise 60 FPS. Du mister i det væsentlige halvdelen af ​​dine rammer, hvilket ikke er en god ting, da "rivning" kan forekomme.

Rivning er fænomenet med genstande i et spil, der bryder op i et par stykker og vises på to forskellige steder langs X-aksen, hvilket giver en tårevirkning. Det er her, Lodret synkronisering (VSync) kommer ind. Dette begrænser rammerne til skærmens opdateringsfrekvens. På denne måde mistes ingen rammer, og til gengæld opleves der ingen rivning. Dette er grunden til, at for den bedste VR-oplevelse, skal det samme antal for billedfrekvensen og opdateringsfrekvensen opnås, eller der kan forekomme sygdom.

• HTC Vive - alt hvad du har brug for at vide
• Oculus Rift - alt hvad du har brug for at vide
• Google Daydream - alt hvad du har brug for at vide

Daydream repræsenterer fremtiden for mobil VR.

Der er også andre komponenter, der går ind i hele VR-oplevelsen, inklusive synsfelt (FOV) og latenstid. Disse spiller en vigtig rolle i, hvordan vi opfatter VR, og hvis de ikke gøres korrekt, kan de også forårsage bevægelsessygdom. Lad os se.

Synsfelt er omfanget af den synlige verden, der kan ses på ethvert givet tidspunkt. For eksempel har mennesker omkring en 180 graders FOV, mens de ser lige frem, og 270 grader med øjenbevægelse. Dette er en vigtig funktion i VR, da du bærer headsettet til at transportere dig ind i en virtuel verden.

Det menneskelige øje er meget god til at bemærke synsfunktioner, idet tunnelsyn er et eksempel på et sådant fænomen. Selv hvis et VR-headset havde en 180 graders FOV, kan du muligvis stadig fortælle en forskel. Vive og Rift har begge 110 graders FOV'er, pap har 90, GearVR har 96, og det ryktes, at Daydream kan have så meget som 120. Dette skal generelt set i høj grad påvirke VR-oplevelsen og kunne skabe eller ødelægge et bestemt headset for mennesker, for ikke at nævne nogen sundhedsmæssige problemer, som vi vil komme ind på senere.

Hvis man ikke overholder en acceptabel billedfrekvens, FOV eller forsinkelse, kan det forårsage bevægelsessygdom.

Latency er også en faktor, der kan skabe eller bryde VR, med alt over 20 millisekunder, der ikke er hurtige nok til at narre din hjerne til at tro, at du er i en anden verden. Der er en række variabler, der går i latenstid, herunder CPU, GPU, skærmen, kabler og så videre. Skærmen har en gennemsnitlig latenstid, ca. 4-5 ms afhængigt af for eksempel skærmen. Den tid, det tager en fuld pixel at skifte, er yderligere 3 ms, og motoren kan også tage et par stykker. Med blot tre variabler ser du på latenstid i dobbeltcifrene i nogle tilfælde. Nøglen til faldende latenstid er skærmens opdateringshastighed. Formlen er som følger: 1000 (ms) / opdateringshastighed (hz). Så selvom forsinkelsesproblemet kunne løses med en 90 hz skærm i stedet for en 60 hz skærm, er det ikke så let, som vi har diskuteret. Senere vil vi tale om pc-hardwarekravene til virtual reality.

Hvis man ikke overholder en acceptabel billedfrekvens, FOV eller forsinkelse, kan det forårsage bevægelsessygdom. Dette sker nok til faktisk at møde sit eget navn, kendt som "cybersickness". Alle tre af disse koncepter skal opfyldes for at skære ned på ændringerne i cybersyge. Uden de korrekte rammer pr. Sekund med opdateringshastigheden på displayet, er det muligt at hoppe over rammer, mikrotankere og forsinkelse. Latency kan endda være et større problem, med bevægelse og interaktionsforsinkelse forårsaget af langsomme responstider på hardwaren, er det muligt at miste din retningssans fuldstændigt og blive desorienteret. Synspunkt, selvom det er vigtigt, bør ikke forårsage så mange problemer som de andre, der er nævnt, men vil bestemt fjerne væk fra oplevelsen og kan forårsage en vis desorientering.

Bevægelse og interaktion

Dette er uden tvivl en af ​​de vigtigste dele af virtual reality. Det er en ting at bare kigge rundt i et 3D-rum, men at være i stand til at bevæge sig rundt i det og røre ved og interagere med genstande er et helt andet boldspil. På Android bruges telefonens accelerometer, gyroskop og magnetometer til at opnå bevægelse af headsettet. Accelerometeret bruges til at detektere tredimensionel bevægelse med gyroskopet der bruges til at detektere vinkelbevægelse efterfulgt af magnetometeret for position i forhold til Jorden.

Ved hjælp af disse sensorer kan din telefon nøjagtigt forudsige, hvor du ser på et givet tidspunkt, mens du bruger VR. Med meddelelsen Google Daydream vil Android VR-brugere være i stand til at bruge en separat telefon som en controller til at bevæge sig og interagere i miljøet. Desktop VR som HTC Vive eller Oculus Rift bruger enten en controller eller controllere, der minder om Wiimote til forskellige formål. Ved hjælp af computervision (forklaret her) kan VR-nøjagtigheden forbedres meget ved at have kameraer og andre sensorer sat op i det rum, du bruger VR-headsettet.

VR-headset kan have specielle controllere, som nævnt tidligere, men hvordan fungerer de nøjagtigt? Ser man på HTC Vive, er der to infrarøde sensorer og to controllere i kassen, i alt 70 forskellige sensorer med headsettet. Alt dette sporer dig og dine controllere, så du frit kan bevæge dig rundt i rummet, mens du spiller spil. Bemærk, hvordan Vive-controllerne har en cirkeludskæring? Det er mere end sandsynligt der til sporing. Oculus Rift tilbyder en anden oplevelse ved hjælp af næsten den samme teknologi.

Rift bruger faktisk en Xbox One-controller ud af kassen. Men der er et valgfrit sæt controllere, der tilbyder lignende funktionalitet som Vive, kendt som "Touch by Oculus." Disse to controllere omorganiserer One-controllerens knapper på det, der kun kan beskrives som forstripe med store ringe, der dækker dine fingre. Oculus holder måde, hvorpå disse fungerer under stramme indpakninger, men pakken inkluderer to sensorer, der ligner Vive, så antagelig fungerer de på lignende måde, de kan også have accelerometre og gyroskoper.

Kraften ved lyd

Oplevelsen ville ikke være komplet uden lyd. Da dette er en virtuel verden, ønsker du, at lyden skal være så tæt på det virkelige liv som muligt. Dette gøres ved rumlig lyd, også kendt som 3D-lyd, som er den virtuelle placering af lyd i et tredimensionelt miljø, der emulerer lyde fra forskellige vinkler. Jeg lavede en hurtig repræsentation i Unreal Engine for at vise, hvordan forskellige højttalere kunne placeres i et miljø for at efterligne forskellige lyde fra ethvert sted i scenen. Med denne teknologi bliver virtual reality en mere fordybende oplevelse og generelt forbedrer VR-kvaliteten med en hel del.

Den krævede kraft til virtual reality

Specielt på skrivebordet kræver VR en masse hestekræfter for en jævn, konsekvent oplevelse. Faktisk er de fleste mennesker, der ejer desktops, ikke i stand til at bruge virtual reality, da deres computere ikke er magtfulde nok.Steam anbefaler en Intel i5 Haswell eller nyere og enten en Nvidia GTX 970 eller AMD Radeon R9 290 for en glat oplevelse.

Det vigtigste problem, hardware står overfor, er, at for Vive og Rift behøver din pc ikke bare at køre et 1080p-spil på 60 FPS, men det skal køre med en højere opløsning på 90 FPS. De fleste hardware kan ikke gøre det.

Det viser sig, at der er et meget begrænset antal computere med disse specifikationer eller bedre, så dette vil mere end sandsynligt bremse vedtagelsen af ​​VR på skrivebordet. For mobil bør enhver Android-telefon med KitKat (4.4) eller nyere dog ikke have problemer med grundlæggende VR-funktionalitet. Daydream-funktioner kræver dog mindst en Nexus 6P i skrivende stund.

Fremtiden for virtual reality og Android

Google har været i forkant når det kommer til VR på mobil. Nu tilgængelig muliggør Google VR SDK og NDK nogle meget magtfulde VR-udvikling, og med Google Daydream, der frigives senere på året, vil mobile VR se et andet spring i hvad der er muligt. Samsung har også haft succes med Gear VR. Tredjepartsmotorer integrerer også Google VR i deres motorer. Unreal Engine understøtter nu Google VR i 4.12, og Unity er også Google VR klar og Daydream klar.

Pak ind

Virtuel virkelighed har et stort potentiale, og med lavere priser og et større skub fra virksomhederne kan VR være en stor succes. Måden VR fungerer på er en meget smart kombination af forskellige teknologier, der alle sammen arbejder for at skabe en god oplevelse. Fra stereoskopiske synspunkter til 3D-lyd er VR fremtiden nu, og det kan kun blive bedre. Fortæl os det i kommentarerne, hvis du synes, VR er den næste store ting! Sørg for at følge med og VR Source for alt hvad VR! /