Virtuální realita byla donedávna stále ve stádia primitivních zobrazení na malých displejích ve velkých helmách. Tento rok nás ale čeká revoluce.
Většina z nás si jistě pamatuje na začátky VR – virtuální reality, která byla na konci minulého století reprezentována obří helmou a speciálními rukavicemi. Uvnitř helmy se nacházel displej s velmi nízkým rozlišením a jaká byla grafika virtuálního světa? Tehdejší výkon domácích počítačů stačil na jednobarevné čtverce poskládané do objektů vzdáleně připomínající obrysy lidského těla.
S příchodem moderních mobilních zařízení, které znamenaly rychlý vývoj malých displejů s vysokým rozlišením a výrazné snížení ceny senzorů, se ale snad již tento rok dočkáme skutečně virtuální reality, i když zatím především z pohledu brazu.
Jak navodit realistický zážitek
Starší pokusy s 3D helmou byly hrozné takřka ve všech směrech. Displeje blikaly, měly nízké rozlišení, reakce na otočení hlavy byly extrémně pomalé a navíc byla snímána obvykle pouze jedna osa.
Pokusy s různými modely si prošel i John Carmack, jeden z nejslavnější herních vývojářů. Jak se několikrát při rozhovorech zmiňoval, jednou z klíčových věcí je odezva systému. Tedy pokud pohnete hlavou, jak rychle se překreslí viditelný obraz. V realitě je to takřka okamžité, alespoň pokud pominete ztráty přenosu rychlost světla, zpracování okem a mozkem.
Aby i virtuální věci či prostředí bylo co nejrealističtější, jeho odezva na náš signál (pohyb, stisk tlačítka atd.) musí být co nejnižší. Podobného pocitu si lze všimnout například na dotykových plochách mobilních zařízení. Většina moderních modelů již má velmi rychlou reakci a posouvání obrazu tak reaguje velmi rychle na pohyb prstu. Jak ale ukázal Microsoft, stále je co zlepšovat, nejlépe i na hranici 1 ms.
V oblasti odezvy se Oculus Rift snažil v několika ohledech. Původní snímací čipy pro polohu s frekvencí 120 Hz byly v rámci prototypů vylepšeny na 250 Hz a v současnosti je již v prototypech k dispozici senzor s frekvencí snímání 1 000 Hz. Ten obsahuje všechny informace pro zjištění polohy v prostoru – akcelerometr, gyroskop, magnetometr. V rámci helmy tak dokáže snímat náklony do všech úhlů, třeba i přikrčení hlavy k ramenu. To ale samozřejmě souvisí s nutnou implementací v samotné hře. Vývojáři musí hru přizpůsobit pro tento typ ovládání, spolupráci ale přislíbily velké značky, včetně Valve. Přehled chystané podpory ve hrách je na Wikipedii.
Další důležitou položkou je displej. Zde platí, že čím vyšší rozlišení tím lepší, ale nesmí se zapomínat ani na odezvu a vykreslování obrazu. V takové blízkosti oka je tak nutné optimalizovat i vykreslování a přeměnu barev samotných pixelů, v jakém pořadí vše probíhá a podobně.
Současná verze Oculus Rift má displej pro rozlišení 1 280 ´ 800, pro každé oko je tak k dispozici 640 ´ 480, což není mnoho. Oproti starším, ale i současným podobným řešením je zážitek zcela jiný díky obrovskému úhlu pohledu, který je v současné verzi přes 110 stupňů diagonálně a 90 stupňů horizontálně a zakrývá tak téměř celý viditelný rozsah očí.
Těžko můžete navodit virtuální realitu displeji, které vám sice budou připadat jako obří plátno v kině, ale stále uvidíte velké černé okraje okolo. Ať už se podíváte kamkoli, musíte vidět virtuální realitu.
Trojrozměrný obraz je tvořen samostatně pro každé oko zvlášť, nejsou s ním tedy problémy jako u současných rádoby 3D televizí, kdy se obraz přepíná, musíte mít brýle, které snižují jas a občas vidíte neostře nebo dvojitě.
Finální první verze, která bude v prodeji snad ještě tento rok, bude mít Full HD rozlišení a jistě i další zlepšení v oblasti senzorů, ergonomie a dalších vlastností.
Oculus Rift: zatím pouze hlava, ale co dál?
Jak je patrné, Oculus Rift se zatím zaměřuje pouze na hlavu a oči. To sice stačí na nějaké koukání a zajímavý zážitek při hraní, zbývá ale vyřešit i další oblasti – pohyb v prostředí, míření zbraní, držení volantu a podobně. A konečně také zpětnou hmatovou odezvu.
Oculus Rift se na trhu objeví snad do konce tohoto roku a cena by měla být kolem 200 až 300 dolarů (Zdroj: Oculus VR)
V současnosti hry ovládáme tak, že šipkami na klávesnici nebo třeba analogovým kloubem na ovladači chodíme a myší nebo dalším kloubem zase míříme. Míření je navíc většinou zamknuté na střed obrazovky – kam se tedy přesně koukáte, tam míříte a střílíte. Bod pro míření je totiž stále uprostřed obrazovky.
V reálném světě to ale funguje jinak. Hlavou se můžete koukat kam chcete a jak vám to vyhovuje a míření probíhá nezávisle pomocí rukou. Na mozku je pak spočítat přesné úhly ruky a nastavení svalů tak, abyste trefili daný cíl.
Oddělení rukou od hlavy, respektive očí se dá vyřešit jedním levným senzorem, který bude umístěn třeba na plastové imitaci pistole či jiného předmětu, který budete reálně držet v ruce a v simulaci bude vykreslen jako zbraň či podobný předmět s částečně odpovídajícími proporcemi.
Jak by to mohlo vypadat se můžete podívat na tomto videu, kdy si to jeden kutil skutečně již vyrobil i s Oculus Rift:
Pohyb v v simulaci? Možná bude stačit Kinect
Další nutností k dokonalejší virtuální realitě je zmíněný pohyb v prostředí. Zatímco dnes jde o tlačítka na klávesnici nebo ovladači, pro další generaci si lze představit například sledování v omezeném rozsahu v místnosti.
S Kinectem, který má být dle spekulací součástí každého Xboxu nové generace, už by to neměl být problém. Zařízení je schopno rychle sledovat váš pohyb v místnosti (ale odezva se bude stále zlepšovat), do všech stran i hloubky. Většina z nás si ale nechce rozbít všechny předměty v místnosti.
Řešením by tak mohl být pohyb do stran v rámci jednoho metru s dodatečnou výstražnou signalizací, pokud prostor přesáhneme. Budete chtít jít dozadu, uděláte krátký krok dozadu, podobně doleva. Natočení těla je sledováno senzory.
Hmatová odezva: na to si počkáme
Významnou a velmi těžkou „disciplínou“ při simulaci ve virtuálním prostředí je zpětná vazba. Dnes již sice máme ovladače s vibracemi, ale trochu se klepající kus plastu rozhodně pro věrnou virtuální realitu moc neznamená.
Jako nejjednodušší si lze představit zpětnou odezvu pro ruce v podobě rukavic, které budou mít kromě hmatové odezvy samozřejmě i senzory, takže je ve stejných úhlech uvidíte i ve hře. Dotýkání se virtuálních předmětů, které budou stlačovat nějakou formu vnitřní hmoty na vaši ruku, bude jistě stačit na obrovský posun v této oblasti a virtuální realitě obecně.
Matrix ve vzdálené budoucnosti
S vývojem současných technologií a výpočetního výkonu (cca o řád každých deset let), nelze přepokládat virtuální realitu Matrixu toto desetiletí, vědci ale odhalují architekturu nervové soustavy (podrobnosti například v článku Virtuální realita místo teleportace. Přivítejte Matrix ) a možná příští desetiletí už bude něco trochu použitelného.
Originální obrázek „Reality“ od *pyxelated (Eran Cantrell) si můžete koupit na DevianArt.com
Napojením přímo na nervovou síť už nebude nutné mít speciální rukavice a do budoucna se možná zbavíme i virtuálních displejů před očima. Do té doby si ale budeme muset vystačit se současným řešením kombinující virtuální prostředí, které klame naše smysly primitivními způsoby.
