Как это работает: Oculus Rift

Виртуальная реальность (Virtual Reality, VR) была главной темой научно-фантастических романов и фильмов на протяжении десятилетий. Первые шлемы виртуальной реальности были произведены в 1960-х годах. В то время технология занимала довольно большое количество пространства и огромное количество денег. В конце 1980-х (11 новых технологий, пришедших в этом десятилетии) и до 1990-х годов VR стала доступна широкой общественности в развлекательных центрах посредством тяжелых шлемов и контроллеров, используемых для воспроизведения достаточно простых игр. Отслеживание движений головы в то время было медленным, поле зрения узким, а графика была низкого разрешения по современным стандартам. Опыт часто вызывал головную боль, но, тем не менее, это был технологический шаг вперед и определенно его стали улучшать.

С тех пор разрабатывались более усовершенствованные шлемы виртуальной реальности с лучшим разрешением графики и временем отклика, но они были слишком дорогими для домашних пользователей и до сих пор, как правило, обитают больше в таких местах, как государственные и корпоративные научно-исследовательские и учебные учреждения. Военная, автомобильная промышленности, космические программы и медицинские проекты — все они используют виртуальную реальность в той или иной форме, вне поле зрения населения в целом.

И все же технологии не стоят на месте и виртуальная реальность, соответственно, тоже. Маленькие и мощные аппаратные компоненты, которые превратили наши простые сотовые телефоны в смартфоны и сделали игровые системы значительно лучше теперь могут помочь и VR — таким образом появился на свет один из первых качественных шлемов виртуальной реальности Oculus Rift. Это первый из нескольких шлемов виртуальной реальности, способный передавать человеку реалистичную виртуальную реальность и предоставлять большие возможности в области для среднего пользователя.

Вы наверняка ожидали, что подобное мобильное устройство впервые будет произведено и качественно презентовано каким-нибудь крупным мобильным гигантом типа Samsung или Google, однако не тут-то было. Проект под названием Oculus Rift — это самое что ни на есть скромное начало жизни виртуальной реальности. Палмер Лаки, подросток-геймер и энтузиаст в области игровой индустрии со страстью к виртуальной реальности, начал самостоятельно собирать шлемы виртуальной реальности и мастерить самые разнообразные продукты, чтобы попытаться создать нечто, которое будет работать с современными играми. В конце концов он понял, что нужно сделать свое собственное устройство с нуля. Так и началось развитие Oculus Rift, проекта, который в настоящее время популярен в мировом масштабе и продолжает развиваться с каждым днем. Давайте узнаем, что это такое, как работает и в целом интересные подробности.

Открытие Oculus Rift

Лаки начал работать над тем, что бы стало Oculus Rift, пока еще учился в колледже изучения журналистики. Он создал первый прототип в 2012 году, когда ему было всего 19 лет. У него была идея сделать кампанию на краудфандинговой интернет-площадке Kickstarter для финансирования проекта и производства соответствующих аппаратных компонентов, несколько десятков преданных фанатов виртуальной реальности и также он общался с большим количеством людей онлайн, рассказывая о своей задумке, в том числе Джон Кармак — разработчик знаменитых игр DOOM и Quake и основатель Id Software. Впоследствии Кармак стал одним из членов команды проекта VR и попросил один из прототипов шлема виртуальной реальности. Он использовал прототип Oculus Rift с собственной прошивкой, а позднее продемонстрировал первую поддерживающую виртуальную реальность игру DOOM 3 BFG на ежегодной выставке игровой индустрии E3 2012, на которой и был дан старт ажиотажу Oculus Rift.

Потом подросток-геймер основал собственную компанию Oculus Rift и обратился за помощью к нескольким инсайдерам данной отрасли — Брендану Ирибе и Майклу Антонову, соучредителям Scaleform — корпорации-разработчику программных движков для индустрии компьютерных игр. Кампания на веб-сайте Kickstarter началась с финансирования суммой 250000 долларов — эта планка была побита в первый же день. В итоге Лаки достиг еще большего успеха и сумма финансирования перевалила за вышеуказанную планку в 10 раз — всего было собрано почти 2.5 миллиона долларов.

С тех пор компания получала миллионы и больше того от инвесторов и даже от самих сотрудников. В настоящее время компания Oculus Rift имеет партнерские отношения с такими крупными производителями в области игровой индустрии, как Valve, Epic Games и Unity.

По состоянию на 2014 год компания Oculus Rift выпустила комплект средств для разработчиков (SDK) с целью поощрения создания качественного и многочисленного контента для фирменного одноименного шлема виртуальной реальности — этот шаг был предпринят в связи со скорейшим выпуском улучшенной потребительской версии на мобильный рынок. Потребительская версия все еще находится в разработке, и социальная сеть Facebook* объявила о приобретении Oculus VR за 2 миллиарда долларов в марте этого года.

Само устройство представляет из себя легкий шлем виртуальной реальности, который преграждает вам все поле зрения и вашего окружения и полностью погружает в виртуальный мир. Oculus Rift позволяет вам буквально погрузиться в мир игры, посмотреть вокруг и направляться в любом желаемом направлении, видя при этом игровую окружающую среду, а не плоский экран в окружении вашего декора в гостиной. Самый главный эффект, применяемый в технологии виртуальной реальности — трехмерность или трехмерная графика (3D). Как работает 3D-графика вы можете прочесть в отдельной статье из колонки «Как это работает».

Технические характеристики и другие особенности

Oculus Rift Development Kit версии 1.1 включает в себя головной набор Oculus Rift, который отдаленно напоминает защитные лыжные очки. В комплект также поставляется блок управления, который прочно прикреплен к шлему кабелем длиной 1.8 метра, съемный ремешок для головы для дополнительного комфорта и стабильности, три пары объективов с различным фокусным расстоянием, кабель HDMI, кабель USB, кабель DVI и стандартный блок питания вместе с международными адаптерами питания 5 Вольт. Все это располагается в жестком футляре. В Oculus Rift Dev Kit очки весят меньше, чем 1 фунт — всего лишь 369 граммов — и будущая потребительская модель может стать еще легче.

Блок управления используется для подключения шлема к компьютеру и дальнейшего выполнения основных функций управления. Здесь и пригодятся кабели HDMI, DVI, MiniUSB и порты DC, а также пять кнопок для управления контрастностью и яркостью. Синий индикатор показывает, подключено ли устройство или нет.

Шлем разработчика предоставляет следующий функционал в области виртуальной реальности: 3 степени свободы (глубина резкости), ультранизкая латентность и поле зрения (FOV) из 110 градусов по диагонали и 90 градусов по горизонтали для более убедительного погружения в несуществующий мир.

Rift оснащен 7-дюймовым (17.8 сантиметров) жидкокристаллическим дисплеем с разрешением 1280х800 (640х720 на каждый глаз) точек с частотой обновления изображения 60 Гц. Фиксированное расстояние между централи линз составляет 2.5 дюйма (64 миллиметра). У компании есть планы увеличить разрешение потребительской модели до формата FullHD, и Oculus уже продемонстрировала два прототипа. Входы отображения следующие: DVI-D Single Link, HDMI 1.3 и USB 2.0 Full Speed.

Шлем виртуальности реальности Oculus Rift имеет изготовленный специально на заказ блок движения и датчики ориентации с частотой дискретизации до 1000 Гц. Блок датчиков включает в себя гироскоп, акселерометр и магнитометр. В качестве процессора в устройстве служит микроконтроллер на основе платформы ARM Cortex-M3. Данные всех трех датчиков сочетаются посредством процесса, называемого «системой датчиков» — он позволяет быстро и точно отслеживать движения вашей головы и ее ориентацию в пространстве. Благодаря этому вы можете поворачивать голову в любом направлении и смотреть вокруг в виртуальной среде в режиме реального времени.

Новый прототип, названный Crystal Cove, дебютировал на выставке CES 2014. Он получил усовершенствованные технические характеристики: экран, выполненный по технологии AMOLED, с разрешением FullHD (активная матрица на органических светодиодах), низкий уровень задержки, более высокую частоту обновления изображения (75 Гц), более низкое остаточное изображение, инфракрасный трекер и десятки ИК-светодиодов для отслеживания местоположения в пространстве. Crystal Сove может отслеживать положение, а не только ориентацию — именно так работают инфракрасные светодиоды, выглядящие как маленькие квадратные белые точки). Кроме того, количество степеней свободы было увеличено до 6 (было 3), поэтому отныне вы сможете склоняться к вещи, чтобы более близко ее рассмотреть. Этот прототип, как сообщается, является почти потребительской версией Oculus VR, но разработка продолжается.

Системные требования

Шлем виртуальной реальности Oculus Rift и комплект средств для разработки (SDK) поддерживают операционные системы Linux, Mac OS X и Windows. Для использования устройства с компьютером, он должен иметь либо порт HDMI, либо видеовыход DVI. VGA не поддерживается. Конкретных минимальных системных требований нет, но некоторые рекомендуемые составляют такой список:

• Windows (Vista, 7 или 8/8.1)
• Mac OS 10.6 или выше
• Linux (Ubuntu 12.04 LTS)
• Процессор с тактовой частотой 2.0 ГГц+
• 2 Гб оперативной памяти
• Поддержка Direct3D 10 или совместимая с OpenGL 3 видеокарта

Производительность должна быть лучше на компьютере, который может обрабатывать высокую графику современных игр. Например, команда Oculus работает с ноутбуком MacBook Pro Retina, который оснащен видеокартой NVIDIA 650M — данная модель, по словам команды, вполне способна играть роль портативной рабочей станции для Oculus VR.

SDK также включает в себя поддержку некоторых игровых контроллеров: Microsoft XBox 360, Logitech F710 Wireless Gamepad и SONY PlayStation DUALSHOCK3.

В настоящее время шлем виртуальной реальности от компании Oculus Rift работает только в паре с персональными компьютерами, но полноценная поддержка мобильных устройств вместе с крутыми игровыми системами уже находится в работе.

Открытое программное обеспечение и комплектующие

Oculus SDK является общедоступным программным обеспечением с открытым исходным кодов, что означает любой человек может получить право на использование или даже модифицирование и распространение кода. Однако, есть и несколько предостережений, которые подробно изложены в лицензионном соглашении, в том числе, что любые изменения должны быть разделены с Oculus VR, что программное обеспечение не может использоваться для взаимодействия с другими коммерческими продуктами VR и что код должен быть использовать в целом, а не частично. Обязательно знать, что компания может отозвать свои права на использование SDK, если вы создаете приложение, которое вызывает проблемы со здоровьем или безопасностью.

Комплект средств для разработки состоит из исходного кода C++, библиотек, встроенных программ, образцов, учебных пособий, документации, Unreal Development Kit, Unreal Engine 4 и программного обеспечения Unity для разработки игр. Некоторые из образцов:

• OculusRoomTiny — отображает небольшую комнату, чтобы показать интеграцию сенсора и рендеринга.
• OculusWorldDemo — позволяет бродить по Тоскане (один из регионов Италии).
• SensorBoxTest — трехмерная визуализация, которая показывает датчик фьюжн путем отслеживания и отображения вращения в пространстве Rift.

Разработчики могут получить доступ к Центру разработчиков Oculus VR для получения последних версий компонентов SDK и онлайн-поддержки. Эти ресурсы должны существенно помочь в разработке или переносе большинства популярных игр и другого не менее интересного контента в Oculus Rift.

Что может делать Oculus Rift

По некоторым причинам шлем виртуальной реальности Rift ставят в сравнение с умными очками Google Glass. С одной стороны это две технологии, которые являются носимыми, но с другой данные устройства находятся в совершенно разных категориях. Google Glass представляет из себя миниатюрный смартфон в виде пары очков с четким прямоугольным прозрачным экраном на одной из сторон поля зрения. При этом вы можете видеть окружающую вас реальную среду, но также вам доступен вызов интересующей информации с помощью голосовых команд, впоследствии чего она появится прямо перед вами — на экране. Умные очки Google Glass стоит отнести больше к технологии дополненной реальности, нежели виртуальной реальности.

Oculus Rift — это настоящая виртуальная реальность. Шлем полностью загораживает вам обзор реального мира и вы будете лицезреть в полной мере полноценный, цифровой, виртуальный мир стоя на одном месте. Rift использует стереоскопический трехмерный дисплей с высоким разрешением, широкое поле зрения 110 градусов и и минимальную задержку при погружении человека в виртуальный мир.

Oculus Rift достигает стереоскопического трехмерного эффекта путем отображения изображения для каждого глаза — так каждый глаз видит все с несколько иной точки зрения и создается качественная глубина, которая соответствующим образом воспринимается человеком. Широкое поле зрения, равное 110 градусам, простирается в вашей периферийной области зрения и, в сочетании с линзами, предназначено, чтобы помочь погрузить вас в мир игры.

После того, как вы приобрели Oculus Rift, скачали комплект средств для разработки (SDK) и обновили программное обеспечение с сайта Oculus VR, необходимо откалибровать шлем виртуальной реальности. Этот процесс состоит из следующих задач: измерение и определение своего роста и IPD (Inter-pupillary Distance, межзрачковое расстояние или расстояние между глаз), а также калибровка магнитометра. После того, как устройство откалибруется, вы можете использовать его для детального тестирования или рубилова в игрушки.

Какие игры работают и поддерживают Oculus Rift?

На момент написания этой статьи потребительская версия шлема виртуальной реальности компании Oculus еще не выпущена, но уже есть некоторые игры от крупных издателей и компаний-разработчиков, которые были созданы или перенесены с одной платформы на другую. К ним относятся:

• DOOM 3 BFG Edition от ID Software — первая полноценная игра для Oculus VR
• Eve: Valkyrie от CCP Games — эксклюзив для Oculus Rift
• Team Fortess 2 от Valve — официальный порт, который может быть воспроизведен в режиме VR
• Half Life 2 от Valve — еще один официальный порт, который может быть воспроизведен в режиме VR
• Hawken от Meteor Entertainment и Adhesive Games

В настоящее время много существующих игр уже адаптированы для работы со шлемом виртуальной реальности Oculus Rift. Тем не менее, на этом развитие технологии не заканчиваются, и сегодня как известные, так и малоизвестные разработчики изучают возможности Rift. Наверняка с релизом потребительской версии компания Oculus презентует и новую пачку крутых игр от популярных и не очень издателей. Осталось только дождаться релиза, ведь если посудить, то разработка потребительской версии длится уже почти год.

Отзывы, наличие и возможности

Ранние впечатления от модели для разработчиков были в значительной степени положительными. Многие люди думают, что Oculus Rift — это невероятно круто, в том числе 90-летняя бабушка одного из пользователей. Кроме того, заядлые геймеры уверенно утверждают, что технология виртуальной реальности определенно изменит мир игровой индустрии в еще более технологичное русло.

Конечно, не обошлось и без жалоб — это вполне ожидаемые тошнота, головокружение и некоторая озабоченность по поводу использования очков с Oculus Rift. Вы можете фактически использовать шлем с большинством очков в зависимости от их размера и формы. Для правильного размещения очков нужно отрегулировать расстояние линзы по отношению к вашему лицу, повернув два винта по обе стороны от шлема — чем ближе, тем лучше, потому что тогда вы получите максимальное поле зрения. Однако, использование Oculus Rift в очках не рекомендуется в связи с риском поцарапать ваши очковые линзы и уверенности в снижении поля зрения.

На вторую версию модели для разработчиков Oculus Rift Development Kit под названием Crystal Cove люди отреагировали существенно положительнее: эмоции пользователей еще более экспансивные по причине более высокого разрешения, уменьшения размытости движения и позиционного отслеживания. Обе итерации мобильного устройства компании Oculus получили награду «Best of CES» в 2013 и 2014 годах.

По состоянию на начало 2014 года вы можете приобрести версию для разработчиков прямо с официального сайта Oculus VR по цене 300 долларов, но дата релиза и цена потребительской версии до сих пор официально не объявлены. Будем надеяться, что с такой уверенной поддержкой со стороны разработчиков и издателей игр, финансовой поддержкой Facebook* и возможностями компании проект Oculus Rift будет жить и развиваться еще очень долго. Надеюсь, вам было интересно и вы узнали много нового об одном из первых шлемов виртуальной реальности. Оставайтесь с нами и удачи.

* Деятельность Meta* (соцсети Facebook* и Instagram*) запрещена в России как экстремистская.