Vzhůru do jiných světů aneb jak funguje virtuální realita?

vytisknout velikost písma
Všichni to chceme, málo kdo ale doopravdy chápe, co za tím stojí. Co je to virtuální realita?

V posledních mesících se stále častěji objevuje technologie zvaná virtuální realita. Ti, kteří toto technologické odvětví sledují déle, čekají již více než rok, až bude uvedena na trh. Data vydání se kvapem blíží, některé virtuální brýle jsou již v prodeji a tak se stále více o této technologii mluví a píše. My si dnes ukážeme, jak tato technologie funguje a jak to, že máte po nasazení brýlí pocit, že běháte po Marsu, i když jste doma v obýváku.

Virtuální brýle v současnosti vyrábí několik velkých společností jako je Oculus, HTC, Samsung nebo Google. Abyste si mohli užít virtuální realitu, potřebujete tři základní věci. Počítač, konzoli nebo smartphone pro spuštění požadované aplikace nebo lépe, hry. Dále potřebujete také samotný headset (brýle) pro virtuální realitu, který vám zprostředkuje to nejdůležitější - obraz. A nakonec samozřejmě nějaký vstup na ovládání jako například klasický konzolový ovladač, nějaké pohybové senzory či starou dobrou klávesnici a myš.

Základy

Virtuální brýle se řadí do HMD zařízení, tedy Head-mounted Display. Neznamená to samozřejmě nic jiného, než že máte zařízení na hlavě. Virtuální brýle jsou většinou bez sluchátek a musíte si tak připojit externí, případně dodávané To platí hlavně pokud mluvíme například o Google Cardboard, do kterého pouze zasunete telefon.

Cardboard.jpg

Virtuální realita je hlavně o obrazovém vjemu a hlavním rozdílem mezi displejem a virtuální realitou je velikost sledovaných objektů. Zatímco na klasickém monitoru jsou postavy o dost menší než hráč, při nasazení brýlí jsou objekty v reálných velikostech. Navíc díky pohybovým senzorům v brýlích se můžete libovolně rozhlížet, což ještě umocní virtuální zážitek.

Brýle využívají dvou LCD displejů, jeden pro každé oko. Mezi okem a displejem je pak optická čočka, což je zřejmě hlavní důvod, proč se vývojáři rozhodli používat termín “brýle”.

oculus-rift-diagram.jpg

Čočky vytváří 3D stereoskopický obrázek ohýbáním 2D obrazu, pro každé oko zvlášť, jak je tomu i v reálném světě. Pokud budete střídavě mrkat očima, uvidíte, že předměty poskakují ze strany na stranu. Každé oko tedy vidí objekt z trošku jiného úhlu. To je přesně rozdíl při sledování monitoru, tedy jednoho bodu oběma očima, a virtuální realitou, kde je pro každé oko připraven zvlášť jeden obraz.

Sample_screen_capture_of_Oculus_rift_development_kit_2_screen_buffer.jpg

Velmi důležitý je také počet snímků za sekundu neboli FPS. Aby video ve vašich očích vypadalo plynule, musí mít minimálně 60fps. Při nižším frameratu by vám brýle mohly navodit pocit malátnosti, jednoduše by vám virtuální realita připadala poněkud nepřirozená. Nemusíte mít ale strach, takový Oculus zobrazuje běžně ve 90fps, PS VR od Sony zvládá dokonce 120fps.

Snímání pohybu hlavy

Reálný pocit možnosti rozhlížet se kolem sebe je nedílnou a velice důležitou součástí virtuální reality. Systém 6DoF (Six Degrees of Freedom) tak pomocí pohybových senzorů posouvá obraz ve všech osách podle náklonu či otočení hlavy. Ke snímání pozice se kromě gyroskopu používá také akcelerometr nebo magnetometr.

Sony Playstation VR používá také soustavu LED diod, které jsou snímány kamerkou konzole a zpřesňují tak výpočty ostatních čidel. Oculus Rift má takových diod rovnou dvacet, nejsou ale tolik viditelné jako na PS VR.

PSVR_s_01.0.0.jpg

Při sledování pohybů hlavy je velice důležitá co nejmenší odezva. Maximální hranice je 50ms, pokud je odezva větší, znatelně poznáte nepravidelnost při rozhlížení či zasekávání obrazu. U Oculus Riftu se podařilo tuto prodlevu snížit na úctyhodných 30ms a obraz se vám tak vždy bude jevit dostatečně plynulý.

Podobné problémy s odezvou mohou nastat také s ovladači pro virtuální realitu, které držíte při hře v ruce. Pokud pohyb vašich rukou nebude dokonale sedět s pohybem rukou ve hře, ať chcete nebo ne, bude hra téměř nehratelná.

rift-1434103169-HeuX-column-width-inline.jpg

Pokud se bavíme o hlavě, nesmíme zapomenout také na kvalitní zvuk. Nejlépe 3D audio, které dokonale dokreslí atmosféru virtuální reality. Pokud se něco stane za vámi, uslyšíte zvuk za sebou, stejně jako v reálném světě. Mozek je pak natolik zmatený, že ani nepřipustí myšlenku toho, že vše co kolem sebe vidíte je nějaká počítačová hra, budete přímo tam.

Snímání pohybu těla

Oproti Google Cardboard, který skončil u zobrazování virtuální reality, velcí výrobci virtuální reality vyvíjí své produkty stále dál. Na trhu tak můžeme už nyní najít několik prototypů ovladačů pro virtuální realitu. Ty by měly nahradit ruce, protože přeci jen, každý nováček, který poprvé vyzkouší VR, se rozhlédne po okolí a pak se podívá, jestli vidí vlastní tělo. Díky ovladačům tak můžete ovládat herní ruce, jako by byly vaše vlastní.

Během vývoje virtuální a rozšířené reality jsme byli svědky několika druhů snímaní rukou či celého těla. Oproti například Kinectu, ovladače pro Oculus Rift nabízí daleko větší přesnost a také několik tlačítek, kterými každou ruku ovládáte.

mark-zuckerberg-using-oculus.jpgoculus-rift-diagram.jpgVirtuix-Omni.jpgzxp9pq1lgogm8kn3syttfgekq4mnbc5r6p08qni1nyg-100590633-orig.jpg

Oculus Touch, jak se ovladače jmenují, jsou bezdrátové a jsou navrženy tak, aby v ruce nepřekážely. Díky tomu si pak ve hře připadáte, jako byste ovládali vlastní ruce. Na ovladači se pak nachází několik tlačítek, včetně Triggeru, známého z ovladače pro Xbox či PS. Díky tomu například při střelbě budete mačkat opravdovou spoušť.

Ovladače také obsahují matici senzorů, které dokáží rozeznat přirozenou gestikulaci jako ukazování nebo mávání.

Druhým extrémem je pak “vylepšená verze” Kinectu. Jedná se například o Valve Lighthouse. Po místnosti rozestavíte několik senzorů, které zabírají předem určenou plochu a dokáží tak pomocí laserů snímat přesný pohyb hlavy a rukou. Resp. snímají výše zmíněné diody nacházející se jak na brýlích, tak na ovladačích Oculus Riftu.

Valve Lighthouse můžete dokonce použít dvakrát v jednom pokoji (tedy postavit dva, pro každého hráče jeden), na jednom místě, což se skvěle hodí pro hru více hráčů.

Omni-HD-1-1024x1024.jpg

Možností, jak snímat pohyb je nespočet a výrobci různých brýlí a virtuálních realit zkouší různé varianty. Můžeme tak najít například sledování pomocí hlasu, rukavice se senzory nebo například Virtuix Omni, což je běžecký pás dokonale simulující pohyb po virtuální realitě. Jak se tedy pohybujete na pásu, postava ve hře se pohybuje společně s vámi.

Snímaní pohybu očí

Snímaní očí je možná poslední kousek ve virtuální skládačce. Nejdeme ho sice ani v Oculus Riftu, ani v Sony VR, dokonce ani v chystaném PS VR. Zajímá se o to ale startup FOVE, který na Kickstarteru už dostal zelenou a můžeme se tak těšit na vydání prvního prototypu. Snímání očí je pro virtuální realitu důležitý krok. Díky FOVE tak budete moci ve virtuální realitě kromě rozhlížení, ovládání rukou a nohou, také používat oči. Je to zřejmě poslední krůček k tomu, aby vás virtuální realita zcela pohltila. Díky FOVE můžete přímo ve hře zaostřovat na vzdálené předměty nebo se rozhlížet bez nutnosti otáčet neustále hlavou.

4485-f4dbb22ead0543941dad6f0a4a832f11.jpg

Headset umožňující sledování oči musí mít LCD displeje v opravdu velkém rozlišení, aby při přejíždění očí po malé obrazovce nebyly viditelné pixely. To by hodně ubralo na prožitku z virtuální reality.

Ovládání očima oceníme například ve chvíli, kdy vyjde první Microsoft Windows VR.

Závěrem

Je jasné, že virtuální realita je teprve na začátku své dlouhé cesty a svůj potenciál předvede teprve nyní, kdy se brýle začínají prodávat a vývojářům se tak vrátí peníze za vývoj a určitě zbudou i nějaké na to, aby mohli ve vývoji pokračovat. V současné době může virtuální realita za velký boom a je rozhodně o co stát. Pokud jste ještě neměli možnost vyzkoušet si Oculus Rift nebo Playstation VR, rozhodně ukecejte některého z movitějších kamarádů, aby si tuhle hračku pořídil.

Řekli jsme si tedy, jak obecně funguje virtuální realita, jak snímá pohyb a prezentuje obraz člověku tak, aby si připadal, že je přímo na místě. Pokud se vám článek líbil, dejte nám vědět a my pro vás vypracujeme podrobnou studii o tom, jak virtuální realita funguje, včetně všech čísel, výpočtu a schémat, které v tomto článku chybí.

NEJČTENĚJŠÍ ČLÁNKY

5 nostalgických her, které si prostě musíte zahrát

5 nostalgických her, které si prostě m…

Jsou hry, které nikdy nezemřou. My pro vás máme pětici, ze které rozhodně musíte sfouknout prach.

9.  1.  2017 | | 38 N/A
10 herních pecek, jež měly opravdu dlouhou cestu

10 herních pecek, jež měly opravdu dlo…

Aneb těch, kterým mezi oznámením a samotným vydáním uběhlo nejvíce času. A začaly připomínat čekání na Godota.

16.  1.  2017 | | 10 N/A
8 nejlepších herních comebacků: když skvělé hry vstanou z mrtvých

8 nejlepších herních comebacků: když s…

Někdy se ani úspěšná hra nedočká pokračování anebo je oblíbená herní série ukončena. Ať už kvůli uzavření příběhu nebo třeba problémům s vývojem. Pojďme si připomenout povedené hry, které vstaly z mrtvých. Zkuste si zahrát jejich nové, ale i původní verze!

20.  1.  2017 | | 21 N/A
Nintendo Switch: známe cenu, příslušenství, datum vydání i hry

Nintendo Switch: známe cenu, příslušen…

Koncem října minulého roku nám Nintendo po dlouhém čekání konečně představilo konzoli Nintendo Switch. Představení ale přineslo více otázek než odpovědí. Po konferenci se však zdá, že Nintendo Switch je v možná ještě lepší formě, než jsme si mysleli.

15.  1.  2017 | | 3 N/A
9 tipů, jak být profi zabijákem v novém Hitmanovi

9 tipů, jak být profi zabijákem v nové…

Kompletní balíček epizod novodobého Hitmana je venku. Naučíme vás, jak být tím zaručeně nejlepším zabijákem.

17.  1.  2017 | | 1 N/A
10 nejžhavějších titulů pro rok 2017, které nesmíte minout

10 nejžhavějších titulů pro rok 2017, …

Na rok 2017 si vývojáři pro hráče přichystali opravdu pěknou nadílku titulů. Pojďme si tedy vypíchnout těch 10, o které byste se měli opravdu zajímat.

18.  1.  2017 | | 3 N/A
Podívejte se, jak budete doma používat AR brýle HoloLens

Podívejte se, jak budete doma používat…

Doma jako Iron Man? S brýlemi rozšířené reality HoloLens od Microsoftu je to možné!

13.  1.  2017 | | 6 N/A
Assassin

Assassin's Creed: historie jedné značk…

V herní branži pravděpodobně není diskutovanější série, než je Assassin's Creed. Proč ten humbuk? Pojďme si to rozebrat.

13.  1.  2017 | | 8 N/A