Надеваемый 3D-дисплей Oculus Rift: игрушка на миллион долларов

Подумаешь, велика важность – виртуальная реальность! Всё сущее виртуально, надо только знать, что делает мир реальным.
(©Алексей Зарубин, “Исцеление”)

Виртуальная реальность в самых разных ее проявлениях интересна и для военных, и для ученых, и для домашних пользователей. На сегодняшний день известно множество исследований в этой области, проводившихся на протяжении десятков лет. Однако серьезный импульс в развитии систем виртуальной реальности и надеваемых шлемов для широкой розницы мы наблюдаем именно сегодня, возможно, потому, что развитие технологий наконец-то позволило выпускать действительно качественную технику с приемлемыми  характеристиками по доступным ценам, и в то же время появилось достаточное количество источников сигнала соответствующего уровня – игровых консолей, ПК, плееров, гаджетов и т.д.

Надеваемый 3D-дисплей или система виртуальной реальности совсем не обязательно должны быть сложными из какого-нибудь сверхсекретного проекта NASA: оптика, излучающие или проецирующие матрицы, чип управления и обвязки, звук да модуль для подключения к источнику сигнала – казалось бы, всё? Нет, не всё, такая схема была хороша позавчера,  для современных устройств такого набора уже недостаточно. Всё зависит от того, что именно вы собираетесь делать со своим надеваемым дисплеем/очками/шлемом.

Даже если в ваши планы входит только просмотр фильмов, роликов и интернет-сёрфинг где-нибудь в кресле укромного места, всё равно не помешает, например, дополнительный вывод на экран различной управляющей информации, встроенный плеер или хотя бы максимально широкий список поддерживаемых форматов воспроизведения стерео 3D-контента – активно-затворный (с чередующимися кадрами), сверху-снизу, сторона-к-стороне и даже различные варианты анаглифа.

Если же в планах настоящая интерактивная виртуальная реальность в современных стерео 3D-играх, тут уж никак не обойтись без нескольких гироскопических датчиков, определяющих минимальный наклон головы в любой плоскости и соответственно корректирующий видимую на “экране” картинку под соответствующим углом.

Что уж там говорить о визуальных устройствах так называемой “дополненной” реальности (AR), когда надеваемый дисплей/очки должен обладать изменяемой прозрачностью для возможности их повседневного ношения прямо на улице, и в то же время должен управлять  видимым изображением на всей шкале “реальная реальность – виртуальная реальность”, щедро сдобривая всё это различными интерактивными добавками.

Увы, нет сегодня на рынке такого единого проекта надеваемого дисплея, который был бы одинаково хорош для виртуального кинотеатра, интерактивно-виртуальных игр и дополненной реальности. А если бы и был, непременно стоил бы как тот самый секретный проект NASA, уж точно не для массового покупателя.

Именно поэтому на сегодняшнем этапе развития технологий многие из нас были бы вполне довольны виртуальными очками или дисплеем хотя бы одной из трёх упомянутых выше разновидностей по доступной цене, лишь бы это устройство действительно качественно справлялось со своими функциями. Плохой дисплей сведет на нет все преимущества аудио, сенсоров и оптики. Плохая оптика перечеркнет все преимущества дисплея и хорошую эргономику шлема. Ладно, у нас есть классная оптика и замечательный дисплей, вот только вся система весит несколько килограммов и давит на голову так, что через полчаса использования такого устройства не хочется думать ни о 3D, ни о виртуальной реальности, ни о гейминге. Словом, без красных глаз, противного мерцания, размытой картинки, натруженной шеи и так далее – полагаем, каждый, кто уже пробовал что-то подобное, без труда сам продолжит список этих претензий.

Проект создания надеваемого 3D-дисплея Oculus Rift как раз для тех, кто хочет играть в настоящей виртуальной реальности с максимумом реализма, затратив на это минимум или хотя бы разумное количество денег, без фанатизма.

Обо всем по порядку

Палмер Лаки (Palmer Luckey) – типичный молодой американец, у которого есть девушка и присущие его времени маленькие радости, мечты и амбиции. Однако от своих сверстников Палмер отличается необычным увлечением – он без ума от надеваемых 3D-дисплеев. Сегодня мы хотим поведать нашим читателям историю создания с нуля новой стерео системы виртуальной 3D-реальности Oculus Rift, которая берет начало в обычном гараже, и о которой сейчас говорит весь мир.

С ранних лет Палмер увлекается электроникой и стерео 3D-технологиями. Однажды Палмер купил себе систему виртуальной реальности, и понеслось: сегодня он обладает одной из самых больших и впечатляющих коллекций надеваемых дисплеев в мире – 42 уникальных образца, некоторые из которых стоят не одну тысячу долларов.

Спустя некоторое время он понял, что на рынке ещё не существует модели, которая бы удовлетворяла всем его запросам и требованиям. Тогда Лаки решил создать свой идеальный надеваемый дисплей для игр.

Oculus Rift представляет собой систему виртуальной реальности в виде надеваемого дисплея с поддержкой стерео 3D, преимущественно для геймеров. Преимущества новой модели – широкие углы обзора и коррекция геймплея с учётом положения головы с мгновенным откликом и минимумом задержек.

Надо ли городить огород, тем более, с нуля, если на рынке сегодня и без него предложений пруд пруди? Ознакомившись с проектом Oculus Rift, ещё до принятия решения о написании этой статьи, мы задались именно этим вопросом и провели собственное мини-исследование современных предложений. Результат поисков оказался плачевный: настоящему геймеру, по сути, выбирать не из чего! У одних дисплеев-шлемов одни преимущества, у других другие, но ни одного проекта, доведённого до розницы, где бы присутствовали все необходимые функции для полного погружения в игру!

Среди анонсированных относительно недавно и уже доступных на рынке моделей надеваемых 3D-дисплеев от компаний-конкурентов можно выделить Sony HMZ-T1 и Silicon MicroDisplay ST1080, но у них, увы, совсем не предусмотрены датчики наклона головы. В сравнительную таблицу мы свести несколько других проектов, не только игровых – просто интересных на сегодняшний день решений, в области надеваемых дисплеев, чтобы оценить реальную обстановку. Поверьте, мы бы с удовольствием добавили сюда и надеваемые AR-очки Google, если бы о них на момент публикации было известно что-нибудь определённое.

Итак, если и существуют реальные конкуренты игровому проекту Oculus Rift, то пока что они тщательно от нас прячутся. Очень интересен и перспективен шлем Sensics Natalia (а также Sensics Marina, о котором сегодня известно ещё меньше), но, увы, у компании Sensics развитие бизнеса зависит от нахождения мощного финансового спонсора-партнёра. Прошло полгода с момента анонса этой технологии, но до сих пор о переходе к массовому производству новинки ничего не слышно.

Весьма интересны стерео 3D-очки Vuzix Wrap 1200VR / 1200, особенно своей невысокой ценой и большим выбором переходников на различные аналоговые и цифровые видео интерфейсы. К сожалению, устройство имеет не самый удобный выбор форматов воспроизведения стерео 3D-контента. Отличными новинками можно назвать “персональный кинотеатр”  HMZ-T1 и стерео 3D-очки ST1080. Благодаря наличию встроенного интерфейса HDMI 1.4 их можно подключать не только к ПК, но и к большинству совместимых развлекательных систем, включая смартфоны, планшеты.

К сожалению, ни одно из этих устройств не обладает гироскопами для контроля наклона головы и управления игровым процессом. Так что в определённом смысле Oculus Rift пока что вне конкуренции – как благодаря выбранной бизнес-модели (об этом чуть позже), так и благодаря набору уникальных функциональных игровых возможностей. Остальные устройства мы и вовсе не рассматривали в сравнении из-за более скромных возможностей, не самой интересной реализации в плане поддержки стерео 3D-игр или неоправданно высокой цены.

В качестве базового интерфейса в системе Oculus Rift реализована поддержка DVI. Несмотря на то, что через адаптер надеваемый 3D-дисплей можно подключить по HDMI, прямая поддержка этого интерфейса в Rift пока не предусмотрена.

Пока что, увы Oculus Rift поддерживает стерео 3D-контент только в формате горизонтальной стереопары. Кроме того, сигнал должен быть дополнительно обработан компьютером с целью корректного отображения трехмерного эффекта на самом устройстве. Огромный плюс этого – возможность вручную корректировать оптические и геометрические искажения картинки, но есть и ложка дёгтя: Rift работает только с совместимыми играми в соответствующем формате. Решить эту задачу разработчики намерены с помощью специального ПО, которое будет преобразовывать данные в необходимый формат, пока же под Oculus Rift придётся конвертировать каждую игру.

Некоторых потенциальных покупателей Oculus Rift смущает относительно невысокое разрешение демонстрируемой устройством картинки (1280×800 точек, 640×800 для каждого глаза). Однако разработчики уверяют, что такого разрешения на практике тоже более чем достаточно. К тому же, разрешение серийно выпускаемой модели, скорее всего, будет более привлекательным.

Куда более серьезной проблемой современных надеваемых 3D-дисплеев является поле зрения – видимая зона или область виртуального пространства, выводимая на видимый виртуальный экран. По этой причине, с недостаточными углами обзора и даже самым настоящим Full HD пользователь увидит разве что яркий свет в конце темного туннеля, а не погрузится в виртуальное пространство.

Создатели Oculus Rift обещают увеличить показатели углов обзора по сравнению с решениями Sony и Silicon MicroDisplay в 2 раза. По мнению инженеров, фактор погружения в виртуальную среду в данном случае играет более важную роль, нежели количество точек-пикселей на дисплее.

Грамотно реализованная в Oculus Rift функция отслеживания положения головы в играх и профессиональных­ приложениях с помощью шести датчиков позволит существенно повысить уровень взаимодействия пользователя с виртуальным миром.

Еще один важный момент – управление в игре во время использования системы виртуальной реальности. Если геймер полностью погружается в игровой мир и не видит окружающих его предметов, необходимо создать эффективную систему взаимодействия. Конечно, многие давно научились играть вслепую (не смотреть во время игры на клавиатуру или геймпад), ну а как быть новичкам?

Миллион долларов через Kickstarter

На текущий момент команда Oculus располагает несколькими прототипами Rift. Некоторые из этих устройств находятся у ведущих разработчиков и гейм-дизайнеров, таких как легендарный Джон Кармак (John Carmack). Тем не менее, цель идеологов проекта – обеспечить устройствами для тестирования и плодотворной совместной работы как можно большее количество инженеров и программистов. Другими словами, каждый желающий может принять участие и сделать свой вклад в создание 3D-системы виртуальной реальности. С этой целью была запущена кампания на сайте Kickstarter.

Изначально планировалось собрать 250 тыс. долларов для эффективной разработки и продвижения 3D-очков. Каждый заинтересованный в проекте (будь то компания или отдельно взятый инженер-профессионал, инженер-любитель или геймер) может сделать пожертвование в размере 300 долларов или больше и взамен получить так называемый комплект разработчика системы виртуальной реальности Rift.

Программа на Kickstarter позволяет решить несколько задач. Первая – обеспечить комплектами максимально возможное число заинтересованных лиц. Вторая задача – учесть замечания и пожелания специалистов и экспертов в той или иной сфере IT-индустрии.

На момент написания этой статьи объем денежных поступлений на счета Oculus превысил 1,1 млн долларов.

Остается только догадываться, какую сумму удастся привлечь за всю инвестиционную кампанию. Одно мы можем сказать точно уже сейчас – проект выстрелил и у него есть будущее. Проект интересен не только рядовым геймерам и небольшим игровым студиям, но и гигантам индустрии, среди которых id Software, Epic, Unity и Valve.

Каждый участник программы Kickstarter будет иметь доступ к Oculus Developer Center и набору программного обеспечения для разработчиков, а также получит уже совместимую с надеваемым дисплеем копию игры Doom 3 BFG. В Oculus Developer Center можно получить техническую поддержку по интересующим вопросам, а также общаться с другими участниками сообщества. В комплект набора входит чистый задокументированный код, различные примеры и руководства по простой и эффективной адаптации ПО.

Владельцы набора смогут не только одними из первых опробовать на себе преимущества и недостатки системы виртуальной реальности Oculus Rift, но и адаптировать под новинку собственные существующие и готовящиеся к выпуску приложения и 3D-игры.

DOOM 3 BFG является первой игрой, адаптированной под Oculus Rift. Напомним, что эта игра была продемонстрирована Джоном Кармаком в рамках выставки E3. Также стало известно, что скоро команда Oculus адаптирует под новую систему движок Unreal Engine и Unity. Таким образом, к процессу создания новых 3D-игр для Rift могут подключаться небольшие независимые студии.

Технические характеристики  прототипа Oculus Rift из набора для разработчиков (параметры серийно выпускаемого устройства могут быть изменены) 

• Отслеживание положения головы: 6 уровней свободы, низкий уровень задержки
• Поле зрений: 110 градусов по диагонали, 90 градусов по горизонтали
• Разрешение:  1280×800 точек (640×800 на каждый глаз)
• Разъемы: DVI/HDMI и USB
• Платформы: ПК, мобильные устройства
• Масса: 220 граммов
• Цена: ориентировочно от $300 (но пока ничего конкретного)

История с Палмером и Rift по-своему уникальна. Есть маленькая компания, в которой работают люди, которые действительно разбираются в вопросе и знают, чего хотят достичь. У этой компании есть друзья-партнеры – большие гейм-дизайнеры с мировым именем. Они могут обеспечить Палмера и его команду поддержкой софтом, адаптированным контентом практически мгновенно и вовремя. Более того, уже на стадии создания устройства они готовы оказать поддержку проекту и адаптировать новые игры.

Программное обеспечение – одна из важнейших деталей сложного механизма создания успешной системы виртуальной реальности. Можно привести много примеров больших и достаточно дорогих проектов от серьезных разработчиков, которые провалились только потому, что не нашли достаточной поддержки от софтверных партнеров.

У меня плохое зрение и я ношу очки. Как быть?

Что делать тем, кто носит очки или контактные линзы. Одни любят очки, другие ненавидят линзы. Я ношу очки, могу ли я использовать надеваемый 3D-дисплей в очках, могу ли я с близорукостью комфортно играть в компьютерную игру?

Это серьезная проблема для разработчиков, и её не преодолеть правильным или хорошим дизайном, использованием современных моделей дисплеев или оптических элементов. Дело в том, что у создателя Oculus Rift Палмера тоже есть проблемы со зрением и решение задачи точной подстройки системы под зрительный аппарат человека с теми или иными нарушениями является делом принципа. Один из предложенных им вариантов – использование модульных линз, которые при необходимости можно вставлять или вынимать.

По сути, загвоздка в возможности изменения расстояния между оптическим элементом и дисплеем, другими словами – изменение фокусного расстояния. Было бы неплохо достичь этого с помощью миниатюрных механических элементов с возможностью точной регулировки параметров для каждого глаза, так как у многих пользователей «диоптрии» для каждого глаза разные.

Как бы то ни было, лучше все же использовать надеваемые системы виртуальной 3D-реальности без очков. Это удобнее и создает меньше проблем, как в плане комфорта, так и оптических (восприятие изображения).

Что дальше?

История Палмера и Rift – яркий пример того, что для реализации большого и технически сложного проекта достаточно идеи, настойчивости, прямых рук и рвения. Если дело того стоит, деньги и полезные знакомства найдутся, в этом можно не сомневаться. С помощью Интернета в наше время поистине можно творить чудеса и воплощать в жизнь самые смелые проекты.

Мы не знаем, каким станет Rift и когда он выйдет на рынок, но то, что с ним происходит сегодня, может послужить стимулом для отечественных умельцев и энтузиастов. Не бойтесь творить и рассказывать об этом миру, ведь нет ничего невозможного.

Что и кто формирует рынок виртуальной и дополненной реальности сегодня? Дело здесь не только в одиночках-энтузиастах, которые собирают первые прототипы в гараже у родителей, и не в IT-гигантах, которые располагают целыми армиями ученых и инженеров. Все зависит от перечня технологий и устройств, которые появились на рынке и были усовершенствованы до достаточного уровня. Это и сенсоры, и дисплеи, и различные интерфейсы, и оптические системы. Объединив преимущества всех этих технологий на определенной стадии их развития можно создавать по-настоящему крутые надеваемые дисплеи и системы ВР. Вероятно, это могло произойти и пять лет назад, и три года назад. Тогда уже были сенсоры, дисплеи, технологии. Но этого не могло произойти десять лет назад.

Казалось бы, новый рынок, новые возможности, почему его не осваивают большие компании с хорошими бюджетами и исследовательскими центрами? Ответ на этот вопрос кроется в отличиях между виртуальной реальностью и дополненной реальностью, их аудитории, предназначении и позиционировании. IT‑гигантам интереснее строить свое будущее на рынке дополненной реальности потому, что он более универсальный, более потребительский. Это почти как выпуск нового iPhone – массовый продукт, который найдет применение и в бизнесе, и в офисе за спиной у шефа, и дома.

С виртуальной реальностью совсем другая ситуация. Тут нужен деликатный, продуманный до мелочей подход, так как существуют своего рода неясности и опасения, что виртуальная реальность будет воспринята не так, как того ждут инвесторы или совет директоров. А потом все по обычному сценарию – печальные пресс-релизы, сокращения и конец.

Технологии и электронные устройства с каждым днем совершенствуются и развиваются. Сегодня программисты уже готовы в полной мере реализовать с помощью ПО то, чего ждет инженер-разработчик. Это значит – реализовать то, чего ждет потребитель-геймер. Время качественной, настоящей виртуальной реальности настало, спустя несколько десятилетий гейминга на диване и за монитором ПК.

Виртуальная реальность имеет все шансы стать новой страницей в истории компьютерных игр. Одно дело – запустить на надеваемом 3D-дисплее классический шутер. Другое дело – осознать, какие уникальные возможности для развлечений открывает совершенно новая платформа с новыми свойствами и функциями. Быть может, уже завтра мы станем свидетелями появления новых видов игр, о которых раньше даже мечтать не могли.

Главное сейчас – правильно оценить свои возможности, познакомиться с правильными людьми и воплотить проект в жизнь путем решения четко сформулированной цепочки задач. На текущий момент у виртуальности есть несколько проблем: недостаточные углы обзора, задержка отклика системы, отслеживание положения головы и тела геймера, разрешение. Впрочем, проблема ориентирования пользователя в реальном и виртуальном пространстве актуальна как для ВР, так и для дополненной реальности. Технически крайне сложно воспроизвести природный механизм, поэтому пока что приходится надеяться на гироскопы и датчики.

Вместо эпилога

Дорогие читатели Total3D.ru. В ближайшее время мы планируем взять у Палмера и его команды интервью, поскольку пока что в этом проекте больше вопросов чем ответов.

Есть у вас какие-то неясности относительно проекта? Хотите задать свои вопросы разработчикам Rift? Присылайте свои вопросы нам на адрес info@total3d.ru, и все вместе мы сможем составить интересный и исчерпывающий материал об этой интересной новинке.

Ссылки по теме:

• Надеваемый 3D-дисплей Epson Moverio BT-100
• Lumus: надеваемый личный 3D-дисплей или обычные очки?
• Надеваемый Full HD 3D-дисплей ST1080 HD 3D: цена и другие подробности
• Sensics Natalia, надеваемый 3D-дисплей с технологией SmartGoggles
• SID 2012: взгляд в будущее дисплейных технологий
• CeBIT 2012: VisuZ, 3D-IMAGES, Zeiss Cinemizer и девушки!
• Персональный 3D-дисплей ST1080 HD 3D: круче чем Sony HMZ-T1
• Apple запатентовала технологию для надеваемых 3D-дисплеев
• 3D-техника Будущего: контактные линзы против надеваемых дисплеев