Статьи

Как устроены очки виртуальной реальности?

Казалось бы, привередливых пользователей современных смартфонов и гаджетов сложно чем-либо удивить. Однако, после появления систем виртуальной реальности для гиков и геймеров со всего мира настал настоящий праздник – вот те технологии, которые могут действительно удивить. Изображение с эффектом реального присутствия – куда лучше, чем игры даже за самым большим монитором. Виртуальная реальность – это возможность моделирования 3D объектов, используются технологии и в учениях военных. Но как работает система, и как устроены очки виртуальной реальности?

Принцип работы VR системы

Системы виртуальной реальности отличаются по конструкции, предназначению и цене. Вы наверняка замечали на Play Market приложения с виртуальной реальностью на Android смартфоны. Загрузив их на телефон можно увидеть какую-то нелепую и непонятную картинку. Такие приложения предназначены для просмотра на очках виртуальной реальности.

Проект получил название Google Cardbox – это простые приложения с виртуальной реальностью, которые превращаются в 360° изображение. Для просмотра картинки достаточно будет картонки с отверстиями для глаз и двумя линзами в них. Каждый из глаз будет видеть свою картинку, что создаст ощущение 3D. Смартфон прикладывается экраном к линзам и приложение фиксирует поворот головы при помощи встроенных гирометров в смартфонах. Простой модели недостаточно для игр, но панорамные картинки и 360 видео посмотреть можно и с такого простого девайса.

В более сложных системах предусмотрены еще несколько составляющих. Самое главное – очки виртуальной реальности (принцип их действия рассмотрим чуть позже и детальнее). Система может работать с персональным компьютером, смартфоном или игровой консолью. На рынке представлены также полностью автономные модели, на которые можно загружать игры и воспроизводить без синхронизации с посторонними девайсами.

Дополнительно в VR систему могут входить камеры для съемки локации, лазерные датчики отслеживания, датчики движения, контроллеры и специальные датчики для отслеживания движений рук.

Как работают очки виртуальной реальности?

Современные очки виртуальной реальности – это синоним «шлема VR». Как устроена работа очков? Внутри расположено две линзы, на которые транслируется изображение со смартфона или персонального компьютера. В зависимости от типа устройства, из ПК или телефона передается адаптированная картинка, отдельная для каждого глаза. Очки разделяют изображение, которое видит левый и правый глаз при помощи специальной перегородки.

Подготовка изображений и видео для виртуальной реальности также требует особых процедур. Снимается картинка двумя камерами – каждая снимает изображение для обеих глаз. Ставятся камеры на расстоянии, на котором приблизительно находятся и человеческие глаза. По такому же принципу выстраивается 3D реальность программистами.

Когда каждый глаз видит свою картинку, ситуация максимально приближается к реальной жизни – создается ощущение полного погружения. По крайней мере, технология предусматривает именно такое ощущение. Однако, сегодня технологии создания графики и изображений, дисплеев, не позволяют реализовать VR технологию полностью: картинка получается слишком размытой и не похожа на реальную. Даже если взять большое разрешение от 1290 и выше по ширине, то оно должно разделиться на два глаза, да еще и быть панорамным. Но разработки идут в сторону улучшения качества картинки.

Основные отличия между моделями очков виртуальной реальности

Но если принцип работы настолько прост, то почему одни модели стоят копейки, а другие – целое состояние? Если не брать во внимание бренд, то стоимость зависит от принципа работы самого устройства. Естественно, дороже всего стоят полноценные автономные очки виртуальной реальности, а самые дешевые – модели, которые синхронизируются со смартфоном.

Отличия между очками виртуальной реальности заключаются еще и в следующем:

  1. Поддержка дополненной реальности. Через линзы вы видите не спроецированную картинку, а окружающую вас среду с некоторыми дополненными элементами. Получить изображение позволяют полупрозрачные линзы или отдельные камеры. В последнем случае камеры расставляются по локации и обеспечивают полноценный угол обзора. Изображение передается на VR очки со встроенным гирометром. При вращении головы или перемещении игрока внутри очков синхронно меняется изображение. Такие модели стоят гораздо дороже.
  2. Отслеживание положения в пространстве. Самые простые модели очков виртуальной реальности не отслеживают положение игрока в помещении. варианты со встроенным гирометром могут фиксировать положение головы, а простые очки для смартфона просто передают изображение с телефона через прозрачные линзы. Самые сложные варианты отслеживания положения – лазерная фиксация движения, такая модель используется в HTC Vive. Такие очки не требуют дополнительной установки камер, так как при помощи лазерного сигнала «ловят» перемещения игрока.
  3. Фиксация движения рук. Дополнительно к очкам виртуальной реальности могут поставляться специальные датчики. Игрок берет их в руки, и гаджеты передают информацию в процессор очков, который синхронизирует движения с изображением на линзах. Такие дополнения есть в самых продвинутых моделях.

Очки виртуальной реальности гораздо дороже, если они позволяют не просто смотреть объемную картинку, но и предоставляют полное погружение. Реальная локация дополняется виртуальными предметами. Если это игра, то при помощи специальных датчиков все движения игрока будут передаваться на очки. Все модели виртуальных очков для дополненной реальности комплектуются не просто отдельными датчиками или камерами, но и требуют отдельного контроллера. Последний перераспределяет сигналы с каждого датчика/камеры и правильно определяет его перед передачей на процессор очков.

Качество очков виртуальной реальности зависит от частоты процессора – чем показатель выше, тем четче будет картинка, изменение изображения будет происходить без задержек. Внутренняя память важна для автономных устройств. Вариация размеров и оптических показателей линз позволит добиться максимального качества изображения.

Принцип работы очков виртуальной реальности в целом схож между собой. Основное отличие дорогостоящих моделей – дополненная реальность, возможность перемещаться в пространстве на несколько метров и эффект полного погружения в игровую среду. Остается ждать того момента, когда на VR очки можно будет найти хорошие и действительно качественные игры.