Kuulake selle artikli heliversiooni

2019. aastaks on enamik inimesi ilmselt näinud või proovinud Virtuaalne reaalsus kogemused, muidu tuntud kui VR. Võib-olla olete proovinud VR-i väga põhiversiooni Google Cardboard kus saaksite ringi vaadata ja näha enda ümber 360-kraadist pilti. Või võite olla proovinud isegi täieõiguslikku VR-i HTC Vive või an silma Rift kus sa ei saanud mitte ainult ringi vaadata, vaid ka liikuda ja uudset ning võõrast ruumi uurida.

Mõned inimesed arvavad, et VR on lihtsalt mööduv moeröögatus, teised aga kiidavad, et see on järgmine suur asi arvutuses. Sellest kõigest hoolimata on VR uut tüüpi andmekandja arvutitega suhtlemiseks ja see on viimase 8 aasta jooksul pidevalt tunginud tarbija- ja ettevõteturule. Näiteks on Ford kasutanud VR, mis aitab neil kujundada oma GT superautot , samas kui Bostoni lastehaigla ja mitmed erinevad haiglad üle maailma on kasutanud VR-i valuvaigistite tõhusa asendajana .

Selles artiklis püütakse aidata peaministritel tehnoloogiat ennast paremini mõista (sarnane programmiga meie hiljutine artikkel tehisintellekti kohta ), et aidata neil hallata VR-projekte ja valmistuda väljakutseteks, mis võivad VR-projekti juhtimisel ees oodata.

Mis on virtuaalne reaalsus?

Virtuaalreaalsuse mõistmiseks peame vaatama 3D-tehnoloogiate ajalugu ja nägema, kust VR on tulnud. Aastate jooksul on meid mitu korda üritatud viia 2D-sisu valdkonnast 3D-sisu valdkonda. Kõik sai alguse 3D-piltidest 19. sajandi lõpus ja kolis 3D-kinosse 20. sajandi keskel. VR-i ei tohiks siiski eksitada tüüpilisema 3D-sisuga. See on palju enamat.

“Kohalolek” - usuhüpe

3D-kino ja VR-i eristamise peamine tegur on see, mida VR-kosmoses töötavad insenerid nimetavad 'kohalolekuks'. Kohalolek on tehniline termin, mida kasutatakse täieliku sukeldumise ja eksistentsi kirjeldamiseks teises ruumis, mille VR-peakomplektid pakuvad kasutajale. See kohaloleku tunne nõuab, et seade petaks inimese tajusüsteemi paljusid erinevaid tahke.

Parim test, mis on loodud „kohaloleku” olemasolu kontrollimiseks, on käskida inimesel proovida ja astuda 100-korruselise hoone virtuaalsele äärele ning proovida sellest maha hüpata. 3D-kinos võib see tunduda hirmutav, kuid enamikul inimestel ei tekiks hüppe tegemisega probleeme.

Kuid virtuaalses reaalsuses on peakomplektide vaateväli, värskendussagedus, eraldusvõime ja muud aspektid kujundatud nii, et see meelitab inimese tajusüsteemi uskuma, et olete tegelikult kusagil mujal. See muudab selle hüppe hoone servalt eemaldamise enamiku jaoks peaaegu võimatuks ülesandeks, teised aga karjuvad ja karjuvad selle lihtsa ja kahjutu harjutuse sooritamisel.

Need, kellel on julgust rennilt maha astuda ja hoonelt praktiliselt kukkuma hakata, teatavad, et neil on maos kukkumistunne, mis jäljendab tegelikku kukkumisrefleksi. See on nii sellepärast, kui hästi meid petetakse uskudes, et virtuaalne reaalsus on reaalne. See 'kohaloleku' tunne on peamine erinevus 3D-kogemuste ja tegeliku virtuaalse reaalsuse vahel.

Kas see on VR esimene laine?

VR-i ajalugu algab kõige esimesest Damoclesi mõõga demost MIT-i laboris 1968. aastal. Siis oli VR enamasti sõjaliste lennusimulaatorite ja ekraanitehnoloogiate test. 20. sajandi keskel oli palju nurjunud katseid VR-i reaalsuseks muuta, kuid enamik neist sarnanesid väga elementaarsete demodega, mis võtsid liiga palju ruumi ja mida said endale lubada vaid suurimad teadus- ja arenduslaborid.

Esimene tõeline VR-hüppe laine saabus ja möödus 90ndate alguses. Oli ettevõtteid, kes valmistasid väga kalleid ja tülikaid VR-peakomplekte, näiteks Virtuaalsus 1000CS . Oli isegi telesaade nimega VR Rangers, mis näitas lastele VR-sõdalaste imelisi rännakuid, mis tundusid kahtlaselt sarnased Power Rangeritega.

90-ndate aastate alguse graafikaruumi tehnoloogiline võimekus ei vastanud siiski VR-süsteemide nõuetele. Enamik inimesi on teatanud VR-ekraanide kasutamise kõrvaltoimetest sel ajal. Peaaegu kõigi kogemustega kaasnes iiveldus ja merehaigus. Enamik mänge ei suutnud toota palju rohkem kui mõned lihtsad kujundid ja VR unustati veel 15 aastaks.

Seejärel tuli Oculus Rifti tõus, alustades nende Kickstarteri kampaaniast 2010. aasta alguses, mis on toonud VR-i taas varjust välja ja peavoolu teadvusse.

Kas VR on mõeldud ainult mängude jaoks?

Enamik inimesi seostab VR-d arvutimängude mängimisega. Kuigi mängimine on suur osa VR-i turust, pole see kindlasti ainus VR-i kasutamine. VR-i on edukalt rakendatud paljudes erinevates valdkondades alates selle loomisest 1960. aastate lõpus.

See algas uurimisprojektina paremate lennusimulaatorite loomiseks, kuna taassünd on VR-i kasutatud paljudes erinevates valdkondades erinevates tööstusharudes. Siin on mõned tähelepanuväärsemad näited:

• Tervishoid: Kirurgiline teater võimaldab kirurgidel analüüsida patsiendi anatoomiat, leida kasvajad ja operatsiooni tõhusamalt planeerida.
• Kosmos: NASA kasutab VR-i kosmoses kõndimiseks ja robotkäte juhtimiseks.
• Muuseumid: Kuigi paljudel kultuuriasutustel on võimalus oma kollektsiooni osi VR-is vaadata, Kremeri muuseum eksisteerib täielikult virtuaalses reaalsuses ja selle on kujundanud maailmakuulsad arhitektid.
• Autotööstus: Fordi sõidukikümbluskeskkond (FiVE) võimaldab Fordi töötajatel üksikasjalikult tutvuda tulevase mudeliga ja kavandada selles muudatusi.
• Sõjavägi: USA armee kasutab VR-i mitmesugusteks treeningstsenaariumid ja PTSD ravi lahingust naasvate sõdurite jaoks.
• Kinnisvara: Paljud kinnisvaraettevõtted kasutavad VR-i oma kinnisvara tutvustamiseks, Planeerija 5D on loonud pukseerimisriista, et luua oma tulevane kodu interjöör ja liikuda selle ümber mobiilse VR abil.
• Arhitektuur: Gensleri LA kontorite töötajad kokku saama igal nädalal virtuaalses koopias hoonest, mida praegu projekteerivad nende arhitektid.
• Sotsiaalvõrgustik: Selliseid rakendusi nagu on, on palju VR vestlus ja Siinruum mis võimaldavad inimestel virtuaalses maailmas suhelda ja luua.
• Haridus: KlassVR loob klassis võimalused kaasahaaravaks õpetamiseks.
• Sport: STRIVR loob spordimeeskondade treeningrežiimid, mis võimaldavad mängijatel meeskonnastrateegiate kordamiseks omal ajal mõned lisatreeningud teha.

VR turu ülevaade

Praegu on turul vähe erinevat tüüpi VR-seadmeid. Neid saab kõige paremini jagada kahte kategooriasse: Mobiilne VR ja lauaarvuti VR.

Mobiilne VR - Selle nime järgi on määratletud teisaldatavuse teguriga. Esimese põlvkonna mobiilsed VR-peakomplektid kasutasid sageli nutitelefoni, mille panete peakomplekti kestasse. Praeguse põlvkonna mobiilsed VR-peakomplektid kasutavad iseseisvat riistvara ja peakomplekti endasse integreeritud mobiilseid protsessoreid.

See võimaldab mugavat, kuid piiratud VR-i kasutuskogemust, tavaliselt võrreldes lihtsama graafikaga, võrreldes töölaua VR-ga. Mobiilse VR-i üks oluline puudus on see, et enamikul mobiilsetest VR-peakomplektidest puudub midagi, mida nimetatakse positsiooniliseks jälgimiseks. Seda tüüpi jälgimine jälgib ruumis liikumisel lisaks kasutaja pea kallutamisele ka kasutaja peaasendit. See on hädavajalik täielikult ümbritseva kogemuse saamiseks ja kasutaja ebamugavuse vähendamiseks.

Seadmed: Google Cardboard, Google Daydream, Samsung Gear VR, Oculus Go, Oculus Quest, HTC Focus jne

Kapitali eelarvestamine on protsess:

Töölaua VR - Töölaua VR-d nimetatakse mõnikord täielikuks VR-iks, kuna see võimaldab VR-i täielikumaks kasutamiseks ja sisaldab selliseid funktsioone nagu pea ja mõlema käsikontrolleri positsiooniline jälgimine. Eksisteerib mitmesuguseid lauaarvuti VR-süsteeme, millest mõned sisaldavad täiendavaid lisandmooduleid, nagu kõiksuunasuunalised jooksulindid, täisruumi jälgijad, kindad, liidesed mitmele erinevale kontrollerile jne

Töölaua VR-peakomplekti kõige määravam omadus on aga kogu keha sukeldumise kogemus, mis annab kasutajale parima võimaliku kohaloleku efekti. Seda võimaldab peamiselt GPU ja protsessori võimsus lauaarvutites, millega need peakomplektid ühendatakse. Kuna neil süsteemidel pole mobiilseadmete väikest kuju, saavad need süsteemid kasutada palju võimsamaid protsessoreid. See tähendab tavaliselt ka seda, et keskmine VR-võimeline arvuti maksab teile umbes 2000 dollarit.

Seadmed: Oculus Rift, HTC Vive, Playstation VR, Inteli kiibipõhised Windows XR-i variandid nagu Acer, Samsung, Asus, HP VR-süsteemid.

VR arendus: mida peaksid projektijuhid teadma

Põhirollid virtuaalse reaalsuse arendamise elutsüklis

Tarkvaraarendaja / mängumootori ekspert / arvutigraafika ekspert

Loomulikult peab keegi kodeerima kõik teie VR-rakenduse suhtlusvõimalused. See on koht, kus tarkvara arendaja tuleb meeles pidada, et kõigil tarkvaraarendajatel pole kogemusi 3D-graafikaga töötamisel või mängumootorite kasutamisel. Enamik VR-i projekte kasutab üht või teist Unity 3D või Ebareaalne mootor selle ülesande palju lihtsamaks muutmise eest. 3D-mängumootoritel on teatud graafika ja juhtimisfunktsioonid, mis aitavad vähendada arendusaega ja maksavad kuni 20-kordselt võrreldes oma 3D-mootori valmistamisega. 90% täna toodetud VR-sisust kasutab Unity 3D-d ja seda on suhteliselt lihtne leida Ühtsuse arendajad rendile.

Kui otsustate oma VR-platvormi ehitada nullist või kui teie rakendus vajab konkreetset 3D-mootorit, vajate graafikaekspert kes suudab kasutada paljaste kontidega tööriistu nagu OpenGL, et ehitada uus mängumootor, mida saaksite oma projektis kasutada. Kui otsustate seda teed minna, pidage meeles, et see võib oluliselt suurendada rakenduse lõpuleviimiseks vajalikku töökoormust ja eelarvet. Mõnel juhul võib selline VR-kogemuste loomise viis oma jõudlust suurendada. Enamik neist eelistest on aga hooletu võrreldes vanema arvutigraafika eksperdi leidmise kuludega, kui otsustate mõnda saadaolevat 3D-mootorit mitte kasutada. Lihtsamalt öeldes saab seda võrrelda filmi pildistamisel oma kaamera valmistamisega.

Professionaalse peaministrina, kelle ülesandeks on virtuaalse reaalsuse projektijuhtimine, peate end koolitama projekti tehniliste nõuete ja nende mõju kohta projekti lõpptulemusele. Pidage meeles, et kõik tarkvaraarendajad pole võrdsed, seega otsige mängude arendamise kogemusega inimesed oma VR-projekti tööle võtmisel.

VR spetsialist / VR disainer

Kuigi lihtsaid VR-rakendusi on suhteliselt lihtne ehitada, kasvab keerukus hüppeliselt, kui lisatakse rohkem funktsioone. Selle põhjuseks on enamasti praeguse arvutusvõimsuse piirangud ja graafika arvutis töötlemise viis. VR-i rakendustel on oma ainulaadne väljakutse, mis ilmnevad alles VR-projekti kavandamisel. Nende probleemide lahendamiseks peate palgata a VR spetsialist kellel on kogemusi spetsiaalselt VR-i rakendustega töötamisel.

Mõned neist väljakutsetest on seotud tehniliste piirangute ja spetsifikatsioonidega, samas kui teised on rohkem seotud inimese liidesega. Näiteks kui kujundate VR-i rakenduse, kus kasutaja kogeb maailma kõrgusel, mis erineb tema enda omast, veenduge, et nad istuksid tavalise tooli asemel baaritoolil. See kõlab üsna veider, aga meie aju registreerib meie jalad maad puudutades ja arvutab meie 'õige' tajutava kõrguse, mistõttu kui meie jalad ei puuduta maad, võime paremini taluda kogemust, et oleme VR-is palju pikemad kui me tegelikult oleme.

Teise näitena, kui teie VR-i kogemus kasutab teleportatsiooni, käskis hea VR-i spetsialist kasutada ekraani tühjendamise efekti, mis kestab 300 ms, sest meie aju aktsepteerib seda tegeliku silma vilkumisena (mis kestab vahemikus 300-500 ms), ja filtreeriks efekti täielikult välja, muutes sujuvama kogemuse.

Need probleemid tavaliselt meie tavalises tarkvara- või disainiprojektides ei kerki, seetõttu on oluline palgata vähemalt osalise tööajaga VR spetsialisti konsultant , kes võib olla kindel, et säästate palju aega ja raha, ehitades õige asja õigesti.

3D-kunstnik / stseenide kujundaja / animaator

3D-kunstnik on tavaliselt tegeliku 3D-sisu kujundaja. Stseenikujundaja on keegi, kes paneb kõik 3D-varad keskkonna loomiseks kokku. Animaator vastutab animatsioonide jaoks 3D-mudelite ettevalmistamise eest ja seejärel animatsioonide loomise erinevate tarkvaratööriistade abil.

Kõiki neid töid saab teha üks inimene, mis juhtub tavaliselt siis, kui keegi ehitab alglaadimisega VR-projekti. Suurtest filmi- või mängudisaini stuudiotest leiate tavaliselt neid spetsialiseerunud inimesi.

Mõlemal juhul on need rollid mis tahes VR-projekti jaoks väga olulised. VR-i kogemused sõltuvad suuresti 3D-sisust ja selle sisu tootmine võib moodustada kuni 80% VR-rakenduse valmistamiseks vajalikust tööst. Peaministrina on oluline mõista, et need rollid on tõenäoliselt teie suurimad projekti kulude allikad ja peaksite oma eelarvet sellele vastavalt planeerima.

VR-projekti juhtimisel levinud väljakutsed

3D-sisu tootmine võib oodatust kauem aega võtta

3D-modelleerimine on raske ülesanne, mille täitmiseks on vaja palju aega. 3D-mudelite jaoks on animatsioonide loomine veelgi raskem ülesanne. Peaministri jaoks on loo punktide hindamisel oluline seda meeles pidada.

Näiteks võivad humanoidkujud nagu robotid, inimesed, hobused, virtuaalsed assistendid või mis tahes muud keerulised bioloogilised olendid modelleerida ja animeerida kuni 100x kauem kui primitiivsematest vormidest koosnevad interaktiivsed objektid, näiteks hooned või menüüaknad.

Näiteks stseen, kus virtuaalsed kontoritöötajad töötavad, võib modelleerida, animeerida ja kujundada kuni 100x kauem kui hoone väliskülge näitav arhitektuurne demo.

Hea rusikareegel, mida siin kasutada, on animatsiooni ja 3D-modelleerimise mõtlemine joonistamise osas. Kui midagi on raske joonistada, näiteks inimestel või loomadel, on seda 3D-ga modelleerida palju raskem ja veelgi raskem animeerida, nii et see näeks välja professionaalne. Kui aga midagi on võimalik koodina kirjeldada, näiteks abstraktsete kujundite keerukat animatsiooni, on seda 3D-vormingus palju lihtsam üles ehitada ja manipuleerida. Algoritmid töötavad inimestest odavamalt ja peaministrina peaksite olema esimene kaitseliin, tagades, et projekti ulatus jääb realistlikuks, seades sisu suhtes realistlikud nõuded.

VR on GPU Limited

Kõik, mis on loodud VR-is, tuleb kuvada arvutis oleva graafikaprotsessori abil, mida muidu nimetatakse GPU-ks. Isegi tänapäeval parimaid arvuteid piirab 3D-objektide arv, mida nad saavad samal ajal manipuleerida. See, et VR kasutab ekraani, mida värskendatakse vähemalt 90 korda sekundis, tähendab, et VR paneb töötavale arvutile väga suure koormuse.

Näiteks VR-peakomplekt, nagu meie, HTC Vive, nõuaks arvutuskoormust, mis on võrreldav masinas korraga töötavate 3–4 tavalise arvutimonitoriga. Enamik meie virtuaalreaalsuse rakendusi on piiratud sellega, mida praeguse päeva seadmed saavad oma GPU-dega saavutada.

Parim viis seda ette kujutada on mõelda 2000. aastate alguse 3D-mängudele. Nad hakkasid uurima realistlikku 3D-graafikat, kuid enamik neist kasutas maksimaalsete visuaalefektide saavutamiseks endiselt otseteid. Täpselt selline olukord on praeguste VR-i kogemustega, meil on alles alguspäev ja enamik rakendusi on piiratud riistvara võimalustega, millel nad töötavad.

Seadmete ja platvormide mitmekesisus

Nagu eespool mainitud, on saadaval palju erinevaid VR-platvorme. Selle artikli kirjutamise ajal on nii laua- kui ka mobiilsete VR-i turgudel saadaval vähemalt 30+ erinevat VR-seadet.

See tähendab, et VR-rakenduse toetamine kõigil platvormidel nõuaks palju täiendavat kohandamist ja ümbertöötamist. Mobiilse VR-i ja lauaarvuti VR-rakenduste vahel on sisu jagamine eriti keeruline, kuna need toetavad 3D-graafika ja animatsioonide väga erinevat taset.

3D-mängumootori nagu Unity 3D või Unreal Engine kasutamine aitab, kuna need võimaldavad rakendust minimaalselt ümber töötades teoreetiliselt kasutada rohkem kui ühel platvormil. Praktikas on järkude jagamine enamiku tipptasemel töölaua VR-süsteemide vahel lihtne, kuid mobiilne VR võib sujuvaks tööks vajada täiendavat ümbertöötamist ja uusi 3D-varasid.

Peaministrina planeerige vastavalt ja piirake oma tegevusala mõne populaarseima platvormiga, nii et koodibaasi on lihtsam hooldada ja parimat kasutuskogemust toetada.

Kõrvaltoimed ja terviseriskid

Kuigi VR on olnud mõnda aega olemas, on selle võimalike terviseriskide kohta veel vähe veenvaid tõendeid. On mitmeid uuringuid, mis käsitlevad seadme põhjustatud lühinägelikkust ja muid võimalikke ohte, kuid ühelgi neist pole veel lõplikke tõendeid.

Suurem osa VR-i ohtudest tuleneb tegelikust ümbritsevast kasutajast. Tööruumi ümber kukkumise, komistamise ja kontrollerite purustamise riskid on olemas. Tootjad püüavad neid vähendada, võttes kasutusele virtuaalsed piirid ja teavitussüsteemid.

Praegu ei soovita enamik VR-peakomplektide tootjaid peakomplekti kasutada lastele. See on enamasti tingitud kõrvaltoimetest, mida kasutajad mõnikord kogevad. 1990. aastate alguse iiveldus ja merehaigus on enamasti kadunud, kuid mõned rakendused, eriti kui need pole hästi välja töötatud, võivad teatud määral merehaigust põhjustada.

Peaministrina peaksite teadma, et heade kõrvalekalleteta VR-kogemuste kujundamise võti on vastastikmõjudes ja eriti liikumismehaanikas. Need ei kuulu selle artikli reguleerimisalasse, kuid neile, kes soovivad rohkem teada saada, Facebook Oculus on kokku pannud suurepärase juhendi, kuidas mugavalt kujundada VR-kogemused .

Järeldus: nägemine on usklik

VR on algusaegadest alates palju muutunud. Praegusel kujul on see kasulik tööriist 3D-sisu kasutavatele, koolitusega töötavatele või kasutajate erinevasse kohta “transpordi” abil mulje loomise eesmärkidele.

Nagu enamiku tehnoloogiate puhul, on VR seotud inimeste ja sotsiaalse suhtlusega, mitte tehnoloogiaga. Praegused tehnoloogia arengud on kasulikud ainult seni, kuni nad lahendavad mingisuguse probleemi, mis kasutajatel on. See kehtib eriti virtuaalse reaalsuse projektide ja nende rakenduste kohta tööstuses. Tööstused, mis praegu VR-st kõige rohkem väärtust saavad, on arhitektuur ja sisekujundus, koolitus ja simulatsioon, andmete visualiseerimine, mängimine, meelelahutus ja filmid.

VR-i arenduse peamine väljakutse tuleneb asjaolust, et see sõltub suuresti 3D-mudelitest ja animatsioonidest. See võib olla keeruline ülesanne, kui ei mõisteta teatud tüüpi modelleerimise ja animatsioonide keerukust. VR-iga on veel mitu väljakutset, seetõttu on VR-rakenduse ehitamisel mõistlik saada abi VR-professionaalilt. Mängumootorid võivad aidata lahendada mõningaid arendusprobleeme, kuid peate leidma õiged arendajad, kes teavad, kuidas neid kasutada.

Autori lisamaterjalid

VR tehnoloogiainsener selgitab VR-i viies raskusastmes https://www.youtube.com/watch?v=akveRNY6Ulw

MKBHD lühike VR-i selgitus https://www.youtube.com/watch?v=i4Zt3JZejbg

tööriist, mida kasutatakse kõigi võimalike kombinatsioonide visualiseerimiseks

Virtuaalreaalsuse tehnoloogia ajalugu https://www.youtube.com/watch?v=4BOwLCoBqCs

VR uudised https://www.roadtovr.com/

Põhitõdede mõistmine

Mis vahe on VR-l ja AR-l?

VR on tehnoloogia, mis kasutab 3D-reaalsust, et meelitada kasutaja arvama, et see asub kusagil mujal. AR on tehnoloogia, mis selle täiustamiseks paneb meie reaalsuse peale täiendavaid 3D-objekte.

Mis on VR ja kuidas see töötab?

Enamik VR-kuvareid kasutab kahte ekraani, et näidata mõlemale silmale erinevat pilti, täpselt nagu silmad tegelikkuses näeksid. See tehnika koos suure värskendussageduse ja suure vaateväljaga tekitab tunde, et kasutaja on kusagil mujal.

Mis on virtuaalse reaalsuse eelised?

On tõestatud, et VR on efektiivne inimeste koolitamisel mehaaniliste oskuste arendamiseks, foobiate ravimiseks ja muude meditsiiniliste seisundite, näiteks PTSD raviks.