Contenuto

• La definizione di realtà virtuale
• Vedere per credere
• Movimento e interazione
• Il potere del suono
• Il potere richiesto per la realtà virtuale
• Il futuro della realtà virtuale e Android
• Incartare

La realtà virtuale è la nuova novità della tecnologia al momento. Google e un sacco di altre aziende hanno dedicato molto tempo (e denaro) allo sviluppo della tecnologia VR con Google Daydream e Samsung Gear VR. Ma come funziona e come verrà implementato con Android? Scopriamolo.

La definizione di realtà virtuale

La realtà virtuale consente all'utente di essere immerso in un mondo virtuale, a differenza dei normali schermi di fronte all'utente che non consentono tale esperienza. La realtà virtuale può includere 4 dei 5 sensi, tra cui visione, udito, tatto e forse persino odore. Con questo potere, la realtà virtuale può portare le persone in un mondo virtuale abbastanza facilmente. Gli unici problemi attuali sono la disponibilità di tale hardware e il prezzo al quale può essere acquistato. Google lo sta combattendo con Google Cardboard e l'ecosistema Daydream. Ma allo stato attuale, la realtà virtuale di alta qualità non è possibile senza spendere un bel po 'di denaro per ottenere un computer potente e un auricolare. Poiché i prezzi scendono su schede grafiche che possono eseguire VR desktop con le impostazioni richieste e con Google che rende l'ecosistema Daydream, non passerà molto tempo prima che i contenuti di alta qualità siano prontamente disponibili.

Vedere per credere

O no, la realtà virtuale inganna il tuo cervello nel credere che sei in un mondo 3D. Il primo modo in cui VR fa questo è con il display stereoscopico. Funziona visualizzando due angoli leggermente diversi della scena per ciascun occhio, simulando la profondità. Questo insieme ad altri modi per simulare la profondità come la parallasse (gli oggetti più lontani sembrano muoversi più lentamente), l'ombreggiatura e le tecniche creano un'esperienza simile alla vita. Un esempio di come appare un display stereoscopico può essere trovato sopra.

Come puoi vedere, l'angolazione dell'arma è leggermente diversa su ciascun lato, così come il mirino, ma quando indossi effettivamente le cuffie e giochi, tutto si allinea perfettamente. Il modo in cui appare lo schermo stereoscopico varia da piattaforma a piattaforma poiché ogni cuffia differisce abbastanza nel modo in cui visualizza il contenuto, l'immagine sopra è da un gioco realizzato per Google Cardboard utilizzando Unreal Engine.

Vive e Rift rappresentano i due dispositivi VR più conosciuti attualmente sul mercato.

Diverse piattaforme VR hanno anche specifiche diverse sulle cuffie stesse. HTC Vive e Oculus Rift hanno entrambi display a 90Hz, mentre Playstation VR ha un display a 60Hz. È una regola empirica che si desideri che i frame al secondo corrispondano alla frequenza di aggiornamento del monitor, quindi è consigliabile che Vive e Rift mantengano entrambi 90 FPS mentre PSVR mantiene 60 FPS. Il mobile è una storia diversa, poiché telefoni diversi hanno risoluzioni diverse, ma l'obiettivo è mantenere almeno 60 FPS. Vedremo esattamente cosa significa questo dopo.

Espandendo di più sul funzionamento di FPS e frequenza di aggiornamento, FPS e la frequenza di aggiornamento di un monitor sono due cose separate indipendenti l'una dall'altra. I frame al secondo indicano la velocità con cui la GPU può visualizzare le immagini al secondo. 60 FPS significa che la GPU produce 60 immagini al secondo. La frequenza di aggiornamento di un monitor è la velocità con cui il monitor può visualizzare le immagini al secondo, misurato in hertz (Hz). Ciò significa che se stai giocando e l'FPS è 120 ma la frequenza di aggiornamento del tuo monitor è 60 Hz, sarai in grado di visualizzare solo 60 FPS. In sostanza stai perdendo metà dei tuoi fotogrammi, il che non è una buona cosa in quanto può verificarsi una "lacerazione".

Lo strappo è il fenomeno degli oggetti in un gioco che si divide in pochi pezzi e viene visualizzato in due diverse posizioni lungo l'asse X dando un effetto strappante. Qui entra in gioco la sincronizzazione verticale (VSync). Ciò limita il framerate alla frequenza di aggiornamento del monitor. In questo modo non si perdono fotogrammi e, a sua volta, non si verificano strappi. Questo è il motivo per cui, per la migliore esperienza VR, è necessario ottenere lo stesso numero per la frequenza dei fotogrammi e la frequenza di aggiornamento, altrimenti può verificarsi la malattia.

• HTC Vive: tutto ciò che devi sapere
• Oculus Rift - tutto ciò che devi sapere
• Google Daydream: tutto ciò che devi sapere

Daydream rappresenta il futuro della realtà virtuale mobile.

Esistono anche altri componenti dell'intera esperienza VR, tra cui Field of View (FOV) e latenza. Questi svolgono un ruolo importante nel modo in cui percepiamo la VR e, se non eseguiti correttamente, possono anche causare cinetosi. Diamo un'occhiata.

Il campo visivo è l'estensione del mondo visibile che può essere visto in qualsiasi momento. Ad esempio, gli esseri umani hanno un FOV di circa 180 gradi mentre guardano in avanti e 270 gradi con movimento degli occhi. Questa è una caratteristica importante della realtà virtuale, poiché indosserai l'auricolare per trasportarti in un mondo virtuale.

L'occhio umano è molto bravo a notare le imperfezioni della visione, con la visione a tunnel che è un esempio di tali fenomeni. Anche se un auricolare VR aveva un FOV a 180 gradi, potresti comunque essere in grado di dire la differenza. Vive e Rift hanno entrambi FOV a 110 gradi, Cardboard ha 90, GearVR ha 96 e si dice che Daydream possa avere fino a 120. Questo dovrebbe, in generale, influenzare notevolmente l'esperienza VR e potrebbe creare o rompere un certo auricolare per le persone, per non parlare dei problemi di salute che affronteremo in seguito.

Il mancato rispetto di un frame rate accettabile, FOV o latenza può causare cinetosi.

La latenza è anche un fattore che può creare o distruggere la realtà virtuale, con qualcosa di oltre 20 millisecondi che non è abbastanza veloce da indurre il cervello a pensare di trovarsi in un mondo diverso. Ci sono un sacco di variabili che vanno in latenza, tra cui CPU, GPU, schermo, cavi e così via. Lo schermo avrà una latenza media, circa 4-5 ms a seconda dello schermo, ad esempio. Il tempo necessario per passare a un pixel intero è di altri 3 ms e il motore potrebbe impiegarne anche alcuni. Con solo tre variabili, in alcuni casi stai osservando la latenza tra le doppie cifre. La chiave per ridurre la latenza è la frequenza di aggiornamento del monitor. La formula è la seguente: 1000 (ms) / frequenza di aggiornamento (hz). Quindi, mentre il problema della latenza potrebbe essere risolto con un monitor da 90 Hz anziché con un monitor da 60 Hz, non è così facile come abbiamo discusso. Più avanti parleremo dei requisiti hardware del PC per la realtà virtuale.

Il mancato rispetto di un frame rate accettabile, FOV o latenza può causare cinetosi. Questo succede abbastanza per coniare il proprio nome, noto come "cybersickness". Tutti e tre questi concetti devono essere soddisfatti per ridurre i cambiamenti del cybersickness. Senza i frame corretti al secondo con la frequenza di aggiornamento del display, sono possibili il salto dei frame, i micro-stutter e il ritardo. La latenza può anche essere un problema più grande, con il movimento e il ritardo di interazione causati da tempi di risposta lenti dell'hardware, è possibile perdere completamente il senso dell'orientamento e diventare disorientati. Il campo visivo, sebbene importante, non dovrebbe causare tutti i problemi menzionati dagli altri, ma sicuramente toglierà l'esperienza e potrebbe causare disorientamento.

Movimento e interazione

Questa è senza dubbio una delle parti più importanti della realtà virtuale. Una cosa è semplicemente guardarsi intorno in uno spazio 3D, ma essere in grado di spostarsi e toccare e interagire con gli oggetti è un gioco di palla completamente diverso. Su Android, l'accelerometro, il giroscopio e il magnetometro del telefono vengono utilizzati per ottenere il movimento delle cuffie. L'accelerometro viene utilizzato per rilevare il movimento tridimensionale con il giroscopio utilizzato per rilevare il movimento angolare seguito dal magnetometro per la posizione relativa alla Terra.

Utilizzando questi sensori, il telefono può prevedere con precisione dove si sta guardando in qualsiasi momento durante l'utilizzo della realtà virtuale. Con l'annuncio Google Daydream, gli utenti di Android VR saranno in grado di utilizzare un telefono separato come controller per spostarsi e interagire all'interno dell'ambiente. Desktop VR come HTC Vive o Oculus Rift utilizzano un controller o controller che ricordano il Wiimote per scopi diversi. Utilizzando la visione artificiale (spiegata qui), la precisione della realtà virtuale può essere notevolmente migliorata installando telecamere e altri sensori nella stanza in cui si sta utilizzando l'auricolare VR.

Le cuffie VR possono avere controller speciali, come menzionato in precedenza, ma come funzionano esattamente? Guardando l'HTC Vive, ci sono due sensori a infrarossi e due controller nella confezione, per un totale di 70 sensori diversi con l'auricolare. Tutto ciò tiene traccia di te e dei tuoi controller, permettendoti di muoverti liberamente nella stanza mentre giochi. Notate come i controller Vive hanno un ritaglio circolare? Questo è più che probabile lì per scopi di monitoraggio. Oculus Rift offre un'esperienza diversa utilizzando quasi la stessa tecnologia.

Immediatamente, Rift utilizza effettivamente un controller Xbox One. Ma esiste un set opzionale di controller che offrono funzionalità simili a Vive, noto come "Touch by Oculus". Questi due controller riorganizzano i pulsanti del controller One su quelli che possono essere descritti solo come foregrip con grandi anelli che coprono le dita. Oculus sta mantenendo il modo in cui funzionano sotto stretto controllo, ma il pacchetto include due sensori simili al Vive, quindi presumibilmente funzionano in modo simile, possono anche avere accelerometri e giroscopi.

Il potere del suono

L'esperienza non sarebbe completa senza l'audio. Dato che questo è un mondo virtuale, vuoi che l'audio sia il più vicino possibile alla vita reale. Questo viene fatto dall'audio spaziale, noto anche come audio 3D, che è il posizionamento virtuale del suono in un ambiente tridimensionale che emula suoni da diverse angolazioni. Ho realizzato una rapida rappresentazione in Unreal Engine per mostrare come diversi altoparlanti potevano essere collocati in un ambiente per emulare suoni diversi provenienti da qualsiasi posizione nella scena. Con questa tecnologia, la realtà virtuale diventa un'esperienza più coinvolgente e nel complesso migliora la qualità della realtà virtuale di un bel po '.

Il potere richiesto per la realtà virtuale

In particolare sul desktop, la realtà virtuale richiede molta potenza per un'esperienza fluida e coerente. In effetti, la maggior parte delle persone che possiedono desktop non sono in grado di utilizzare la realtà virtuale, poiché i loro computer non sono abbastanza potenti.Steam consiglia un Intel i5 Haswell o più recente e un Nvidia GTX 970 o AMD Radeon R9 290 per un'esperienza fluida.

Il problema principale dell'hardware è che per Vive e Rift, il tuo PC non deve solo eseguire un gioco 1080p a 60 FPS, ma deve funzionare a una risoluzione più elevata a 90 FPS. La maggior parte dell'hardware non può farlo.

Si scopre che esiste un numero molto limitato di computer con queste specifiche o superiori, quindi questo probabilmente rallenterà l'adozione della VR sul desktop. Per i dispositivi mobili, tuttavia, qualsiasi telefono Android con KitKat (4.4) o versione successiva non dovrebbe avere problemi con la funzionalità VR di base. Tuttavia, le funzionalità di Daydream richiedono almeno un Nexus 6P al momento della scrittura.

Il futuro della realtà virtuale e Android

Google è stato all'avanguardia quando si tratta di realtà virtuale su dispositivi mobili. Ora disponibili, l'SDK e l'NDK di Google VR consentono uno sviluppo VR molto potente e, con la pubblicazione di Google Daydream entro la fine dell'anno, la realtà virtuale per dispositivi mobili vedrà un altro salto in ciò che è possibile. Anche Samsung ha avuto successo con Gear VR. I motori di terze parti stanno anche integrando Google VR nei loro motori. Unreal Engine ora supporta Google VR in 4.12 e Unity è anche pronto per Google VR e pronto per Daydream.

Incartare

La realtà virtuale ha molto potenziale e, con prezzi più bassi e una spinta maggiore da parte delle aziende, la realtà virtuale può essere un grande successo. Il modo in cui funziona la realtà virtuale è una combinazione molto intelligente di diverse tecnologie che lavorano tutte insieme per creare una grande esperienza. Dai punti di vista stereoscopici all'audio 3D, la realtà virtuale è il futuro e non può che migliorare. Facci sapere nei commenti se pensi che la VR sia la prossima grande novità! Assicurati di rimanere sintonizzato su e VR Source per tutto VR! /