Погружаясь в виртуальную реальность

В середине ХХ века эти устройства попадали в раздел фантастики, в 90-х годах ими пользовались ученые или военные, а теперь без них трудно представить мир. Речь идёт об устройствах виртуальной и дополненной реальности.

Первая система виртуальной реальности Sesorama появилась в 1962 году и представляла собой мультисенсорный симулятор, ставший прародителем современных устройств.

Устройства, о которых идет речь, делятся на две категории: в первую попадают шлемы и очки для погружения в виртуальную реальность, а во вторую – разные гаджеты для создания дополненной реальности. Виртуальная реальность переносит пользователя в цифровой мир с максимальным абстрагированием от реального мира. А дополненная реальность приносит в реальный мир часть цифровой вселенной в качестве вспомогательной или увеселительной функции. Термин «дополненная реальность» предположительно был предложен исследователем корпорации Boeing Томом Коделом в 1990 году.

На сегодняшний момент устройства виртуальной реальности (сокращенно VR – англ. Virtual Reality) активно используются в развлекательных целях для полного погружения игрока в вымышленный мир. Дополненную реальность (AR – англ. Augmented Reality) придумали для помощи в решении профессиональных задач. Ярким примером может служить система целенаведения боевых самолетов, где информация проецируется либо на шлем пилота, либо на стекло кабины.  

Oculus Rift

Шлем виртуальной реальности Oculus Rift появился летом 2013 года, деньги на реализацию проекта собрали на краудфандинговой площадке Kickstarter. Через год компанию Oculus купил Facebook. По заявлениям её владельца Марка Цукерберга компания займется новыми компьютерными технологиями, которые придут на смену смартфонам.

Шлем небольшого размера напоминает стереоскопические очки для просмотра 3D фотографий из советского детства. В отличие от других 3D-технологий в Oculus Rift для формирования стереоэффекта не используются затворы или поляризаторы. Изображения для каждого глаза выводятся на семидюймовый дисплей. Каждое изображение занимает чуть меньше половины дисплея, а затем геометрия картинки корректируется при помощи линз для увеличения поля зрения.

Стереоскопический эффект усилен из-за того, что поля зрения для правого и левого глаза не перекрываются полностью. Для левого глаза доступен небольшой дополнительный фрагмент картинки слева, для правого — справа, что приближает Oculus к нормальному человеческому зрению. Было выпущено три версии очков для разработчиков приложений, а потом представлены очки для пользователей. Первую партию шлемов Oculus Rift Consumer Version распродали за 14 минут, цена составила $599. Ожидается, что они будут поддерживать более высокое разрешение, чем 1080p. Представленное в январе 2016 года устройство требует для работы компьютер с процессором не ниже версии Intel Core i5-4590, видеокарту уровня NVIDIA GeForce GTX 970 и как минимум 8 ГБ оперативной памяти. Для передачи изображения используется два OLED экрана, шлем работает с компьютерами на Windows, для подключения нужен USB и HDMI-кабель.

Razer OSVR

Устройство виртуальной реальности для геймеров OSVR представила компания Razer сделавшая имя на выпуске разнообразных аксессуаров для игровой индустрии. Шлем разрабатывался совместно с открытым программным обеспечением OSVR Hacker Dev Kit. Производитель отмечает, что платформа OSVR совместима с VR-устройствами вроде Oculus Rift. Шлем OSVR HDK минимизирует оптические искажения, поэтому отпадает необходимость в коррекции цвета на программном уровне, необходимым для Oculus.

Устройство имеет акселерометр, гироскоп и компас. Для связи с источником сигнала используются внешние порты USB 3.0 для дополнительных аксессуаров и два порта USB 3.0 для внутренних расширений. Дисплей размером 5,5 дюймов с разрешением Full HD обновляет картинку с частотой 60 Гц. Также поддерживаются сменные дисплеи.

Goji Universal VR Headset

Dixons Carphone, крупный европейский торговец мобильными устройствами, анонсировал продажи собственной гарнитуры виртуальной реальности по рекордно низкой стоимости 50 Евро. Концепция устройства в корне отличается от предыдущих устройств: это VR-гарнитура для смартфона. Собственной электронной начинки в нем нет, поэтому, чтобы отправить вас в мир 3D-развлечений, ему необходим смартфон на Android или iOS. Главное, чтобы размеры смартфона не превышали 165 x 84 x 10,5 мм.

Microsoft HoloLens

Компания Microsoft идет в ногу с тенденциями виртуального мира и в 2015 году представила публике свое видение очков дополненной реальности HoloLens. Устройство, напоминающее нечто среднее между стеклом шлема пилота и сноубордическими очкам, фиксируется на голове массивным оголовьем. Гаджет снабжен гироскопом, акселерометром и магнитометром, для считывания окружающей информации используются две пары обычных и инфракрасных камер, которые делают снимки в разрешении 2048 х 1152 пикселей, а также снимают видео в разрешении 1408 х 792 со скоростью 30 кадров в секунду. HoloLens понимает жесты владельца и голосовые команды, что упрощает взаимодействие с виртуальным миром.

Ключевым отличием продукта Microsoft от конкурентов стала полная автономность. Устройство не надо подключать к компьютеру или смартфону. Шлем работает под управлением Windows на процессоре Intel Atom с частотой 1,04 ГГц. Графический чип Intel, разработан специально по заказу Microsoft, объем оперативной памяти составляет 2 ГБ. Под нужды пользователя предоставляется встроенная память объемом 64 ГБ. Полностью заряженного встроенного аккумулятора хватает на два часа непрерывной работы.

HTC Vive

Весьма интересен шлем виртуальной реальности Vive компании HTC. В отличие от других устройств в комплект поставки HTC Vive входят два беспроводных контроллера и две базовые станции. Они стоят по углам комнаты, а встроенные инфракрасные сенсоры отвечают за позиционирование шлема в пространстве. Для подключения самого шлема к компьютеру под управления Windows используется коннектор с разъемами HDMI и USB.

Контроллеры имеют встроенные вибромоторы, которые добавляют острых ощущений в играх, например, имитируя отдачу при стрельбе. Изображение выводится через два экрана с разрешением 1080р для каждого глаза и частотой обновления 90 Гц, угол обзора составляет 110º. Также в шлеме работают акселерометр и гироскоп.

Google Glass

Тестирование очков дополненной реальности Google Glass началось еще в 2012 году, а два года спустя модель предложили разработчикам приложений. Однако ещё через год продажу очков приостановили, завершив этот экспериментальный проект.

Внешне разработка Google напоминает обычные очки с мини-проектором сбоку. Картинка проецируется на стекло в разрешении 640×360, виртуальный размер дисплея составляет 25 дюймов. Очки работают под управлением Android 4.4.4, процессор ARM Cortex-A9, объем оперативной памяти 2 ГБ и 16 ГБ собственной. Устройство дополнено камерой разрешением 5 Мпикс, которая пишет видео в 720p. Очки совместимы со смартфонами под управлением Android и IOS, подключаясь к ним по Bluetooth., и выходят в интернет через Wi-Fi. Помимо этого Google Glass получили акселерометр, гироскоп, магнетометр, сенсор приближения и датчик освещенности.

Интересно реализован вывод звука: используется монодинамик, передающий звуковые вибрации на кость черепа. Во второй версии очков к нему добавили обычную моногарнируру с подключением по USB. Очки поддерживают голосовое управление. Ёмкость встроенного аккумулятора составляет 570 мА ч .масса устройства – всего 50 г.

Sony PlayStation VR

Японский производитель всегда уделял особое внимание игровой индустрии, поэтому появление шлема виртуальной реальности для консоли PlayStation было лишь вопросом времени. Разработка Sony дебютировала два года назад под названием Project Morpheus, а год спустя шлем получил имя PlayStation VR. Изображение в Full HD-разрешении на 5,7-дюймовом OLED-экране делится пополам под каждый глаз и работает на частоте 120 Гц. Очки работают с консолями Sony текущего поколения, так что не обязательно обновлять приставку, хватить и старой PS4. Для подключения очков пригодится выносной блок, котоый помогает предать изображение на телевизор и отвечает за звук. Поэтому один человек сидит в шлеме и наблюдает за картинкой прямо в нем, а остальные следят за тем, что он видит по телевизору. Для использования очков нужен аксессуар Sony PlayStation Camera: эта камера следит за положением шлема по расположенным на нем светодиодам. Для дополнительного удобства можно взять контроллеры PlayStation Move вместо обычного Dualshock. Очки подходят не только для игр, но и для просмотра видео: ролики в 360° выглядят очень эффектно.

До конца года Sony обещает полсотни игр с поддержкой VR-очков. Продажи шлема начинаются в октябре по цене $399 (для сравнения: Oculus Rift стоит $599, а HTC Vive обойдется в $799). Шлем Sony отличается от своих аналогов не только ценой: он проще в использовании, поэтому игровая индустрия и пользователи возлагают на него большие надежды. 

Epson Moverio Pro BT-2000

Модель Epson Moverio Pro BT-2000 создана для профессионального применения. Дизайн устройства напоминает обычные очки, а не шлем, а пригодится оно в самых разных сферах – от складского учета до высокоточной медицины. Беспроводное подключение расширяет область применения в тех ситуациях, когда не получается использовать кабель. Очки плотно сидят на голове и зафиксированы держателем, в корпусе которого расположены дополнительные датчики и камеры. Начинка и аккумулятор размещены в легком выносном блоке, который висит на одежде.

Устройство работает под Android 4.0.4. Использование открытой и популярной системы расширяет сферу применения очков, теперь любая компания получит приложения под индивидуальные потребности бизнеса или конкретную сферу использования. 

Очки Epson Moverio Pro BT-2000 защищены по стандарту IP54 и не боятся влаги и пыли. Также в комплект поставки входит защитный экран для защиты от мелких предметов.

У очков двухъядерный процессор с частотой 1.2 ГГц и 1 ГБ оперативной памяти – этого хватает для выполнения сложных задач пользователя, а звук Dolby Digital Plus обеспечивает полное погружение в мир дополненной реальности. Очки передают данные по Wi-Fi и Bluetooth 3.0.

Компания Epson создала полноценное устройство для дополненной реальности, когда обычные дела совмещаются с информацией на дисплее очков. Экран  расположен на линзе и не перекрывает полный обзор. Поддерживается воспроизведение контента в 2D- и 3D-режимах на экране с разрешением qHD (960x540).

Встроенная камера с разрешением 5 Мпикс дополнена высокоточным датчиком глубины, который точно определяет размер и расположение объектов по отношению друг к другу. Камера пишет видео и транслирует его в удаленном режиме, позволяя нескольким специалистам координировать свою работу или проводить дистанционное обучение. Обмен видеоинформацией в реальном времени улучшает сервисную поддержку. Например, можно отправлять всплывающие подсказки или загружать поэтапное наглядные руководства на очки конкретного человека, испытывающего затруднения в освоении техники.

Toshiba Wearvue TG-01

Как и разработка компании Epson, очки Toshiba Wearvue TG-01 в первую очередь ориентированы на сегмент B2B. Очки надеваются без дополнительных креплений и фиксаторов. У них легкая и простая конструкция, прозрачные стекла, а вес всего 50 г. Встроенного дисплея в линзе не предусмотрено: компания Toshiba разработала систему, которая проецирует прозрачное оптическое изображение на правую линзу Wearvue в масштабе 1:1. На нее нанесено тонкое зеркальное покрытие, не мешающее обзору и позволяющее считывать данные в разных условиях эксплуатации, исключая блики и дискомфорт. Проектор крепится к дужке очков и подключается к источнику видеосигнала. При необходимости к блоку проектора можно подключить дополнительный аккумулятор, спрятав его в нагрудном кармане, чтобы он не сковывал движения.

В отличие от других моделей с беспроводным модулем связи, очки Wearvue подключаются к источнику сигнала по кабелю, через USB или HDMI. Насколько это оправданно, судить сложно, но в угоду минимизации веса и размера гаджета можно примириться с необходимостью быть поблизости с устройством, передающим информацию. Такой способ накладывает ограничения на возможные сценарии использования, но устройство работает с Windows, а это станет важным фактором при выборе оборудования потребителями.

В очках регулируется угол проекции под конкретные особенности каждого человека. При их разработке использовались данные обширных биометрических исследований, проведенных японской компанией Research Institute of Human Engieneering of Quality Life. Благодаря этому смарт-очки подойдут 98% взрослых людей.

Проецируемые данные идут в разрешении 720p, а углы обзора составляют около 9º в вертикальной и горизонтальной плоскости. Максимальная яркость в зоне проекции составляет 500 кд/кв.м, коэффициент прозрачности – 70%. Используется процессор Intel Atom с частотой 1,33 ГГц, запас оперативной памяти составляет 2 ГБ.

Текст: Александр Побыванец

<