¿Cómo funciona la realidad virtual? ¿Cómo un auricular de realidad virtual te hace pensar que estás sentado en una nave espacial en una galaxia distante cuando, de hecho, estás a punto de chocar contra el mostrador de la cocina? Bueno, con el ejército de dispositivos de realidad virtual en expansión, explicaremos cómo funcionan en realidad.
Aunque los dispositivos generalmente tienen la misma forma, la forma en que proyectan imágenes frente a nuestros ojos varía enormemente. Los modelos como HTC Vive y Oculus Rift proporcionan operaciones basadas en PC, aunque los principales jugadores como Google y Samsung ofrecen auriculares basados en teléfonos inteligentes más asequibles. Sony también ha logrado descifrar la escena de la consola con su Playstation VR.
La realidad virtual independiente es algo de lo que también escucharás más: en 2018 Oculus lanzará Oculus Go, y también se esperan los auriculares Daydream independientes de Lenovo.
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Una vez que los auriculares y la fuente de alimentación están asegurados, también se requiere algún tipo de entrada para conectarse, ya sea a través del seguimiento de la cabeza, los controladores, el seguimiento de la mano, la voz, los botones en el dispositivo o los trackpads.
La inmersión total es lo que todos los que hacen un casco, juego o aplicación de realidad virtual buscan: hacer que la experiencia de realidad virtual sea tan real que olvidemos la computadora, el casco y los accesorios y actuemos exactamente como lo haríamos en el mundo real. Entonces, ¿cómo llegamos allí?
Lo básico
Los auriculares VR como Oculus Rift y PlayStation VR a menudo se conocen como HMD, lo que simplemente significa que son pantallas montadas en la cabeza. Incluso sin audio o seguimiento manual, sostener Google Cardboard para colocar la pantalla de tu teléfono inteligente frente a tu cara puede ser suficiente para sumergirte a medias en un mundo virtual.
El objetivo aquí es crear lo que parece ser un entorno virtual en 3D de tamaño natural sin los límites que generalmente asociamos con las pantallas de TV o computadora. Así que, sea cual sea tu aspecto, la pantalla montada en tu cara te sigue. Esto es diferente a la realidad aumentada, que superpone gráficos a tu visión del mundo real.
El futuro: Realidad virtual frente a realidad aumentada
El vídeo se envía desde la consola o el ordenador a los auriculares a través de un cable HDMI en el caso de auriculares como el Vive de HTC y el Rift. Para los auriculares Daydream de Google y el Samsung Gear VR, ya está en el teléfono inteligente con ranura en el auricular.
Los auriculares VR utilizan dos fuentes enviadas a una pantalla o dos pantallas LCD, una por ojo. También hay lentes que se colocan entre los ojos y los píxeles, por lo que los dispositivos a menudo se llaman gafas. En algunos casos, estos se pueden ajustar para que coincidan con la distancia entre los ojos, que varía de persona a persona.
Estos lentes enfocan y remodelan la imagen para cada ojo y crean una imagen 3D estereoscópica al inclinar las dos imágenes 2D para imitar cómo cada uno de nuestros dos ojos ve el mundo de manera ligeramente diferente. Intente cerrar un ojo y luego el otro para ver objetos individuales bailar de lado a lado y obtendrá la idea detrás de esto.
Una forma importante en que los auriculares VR pueden aumentar la inmersión es aumentar el campo de visión, es decir, la amplitud de la imagen. Una pantalla de 360 grados sería demasiado cara e innecesaria. La mayoría de los auriculares de gama alta se conforman con un campo de visión de 100 o 110 grados, que es lo suficientemente amplio como para hacer el truco.
Y para que la imagen resultante sea convincente, se necesita una velocidad de fotogramas mínima de alrededor de 60 fotogramas por segundo para evitar tartamudear o que los usuarios se sientan enfermos. La actual cosecha de auriculares VR va mucho más allá de esto: Oculus es capaz de 90 fps, por ejemplo, mientras que la PlayStation VR de Sony administra 120 fps.
Seguimiento de la cabeza
El seguimiento de la cabeza significa que cuando usas un casco de realidad virtual, la imagen frente a ti cambia a medida que miras hacia arriba, hacia abajo y de lado a lado o inclinas la cabeza. Un sistema llamado 6DoF (seis grados de libertad) traza la cabeza en términos de los ejes X, Y y Z para medir los movimientos de la cabeza hacia adelante y hacia atrás, de lado a lado y hombro a hombro, también conocidos como cabeceo, guiñada y balanceo.
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Hay algunos componentes internos diferentes que se pueden usar en un sistema de seguimiento de la cabeza, como un giroscopio, un acelerómetro y un magnetómetro. El PSVR de Sony también utiliza nueve led repartidos por los auriculares para proporcionar un seguimiento de la cabeza de 360 grados gracias a una cámara externa que supervisa estas señales, mientras que Oculus tiene 20 luces no tan brillantes.
La tecnología de seguimiento de la cabeza necesita una baja latencia para ser efectiva: estamos hablando de 50 milisegundos o menos, o detectaremos el retraso entre cuando giramos la cabeza y cuando cambia el entorno de realidad virtual. El Oculus Rift tiene un retardo impresionantemente minimizado de solo 30 ms. El retardo también puede ser un problema para cualquier entrada de seguimiento de movimiento, como los controladores estilo PS Move que miden los movimientos de nuestras manos y brazos.
Finalmente, se pueden usar auriculares para aumentar la sensación de inmersión. Los desarrolladores de aplicaciones y juegos pueden usar audio binaural o 3D para aprovechar la tecnología de seguimiento de la cabeza de los auriculares VR para aprovechar esto y dar al usuario la sensación de que el sonido viene de atrás, a un lado o a la distancia.
Seguimiento de movimiento
El seguimiento de la cabeza es una gran ventaja que tienen los auriculares premium sobre otros auriculares VR móviles de Cartón. Pero los grandes jugadores de realidad virtual todavía están trabajando en el seguimiento de movimiento. Cuando miras hacia abajo con un casco de realidad virtual, lo primero que quieres hacer es ver tus manos en un espacio virtual.
Durante un tiempo, hemos visto el accesorio Leap Motion, que utiliza un sensor infrarrojo para rastrear los movimientos de las manos, atado a la parte delantera de los kits de desarrollo de Oculus. También hemos probado algunos experimentos con cámaras Kinect 2 que rastrean nuestros cuerpos agitados. Pero ahora tenemos opciones de entrada emocionantes de Oculus, Valve y Sony.
Oculus Touch es un conjunto de controladores inalámbricos diseñados para que sientas que estás usando tus propias manos en realidad virtual. Agarra cada mando y usa botones, palillos y disparadores durante los juegos de realidad virtual. Así, por ejemplo, para disparar un arma, aprietas el gatillo de la mano. También hay una matriz de sensores en cada controlador para detectar gestos como señalar y agitar.
Auriculares cabeza a cabeza: HTC Vive versus Oculus Rift
Es una configuración bastante similar al sistema de seguimiento de posición Lighthouse de Valve y a los controladores de HTC para sus auriculares Vive. Involucra dos estaciones base alrededor de la habitación que barren el área con láseres. Estos pueden detectar la posición precisa de su cabeza y ambas manos en función del momento en que golpean cada sensor de fotocélula tanto en el auricular como alrededor de cada controlador de mano. Al igual que Oculus Touch, estos también cuentan con botones físicos e increíblemente puedes tener dos sistemas de faros en el mismo espacio para rastrear a varios usuarios.
Otros métodos de entrada pueden incluir cualquier cosa, desde conectar un controlador de Xbox o joystick a su PC, controles de voz, guantes inteligentes y cintas de correr como Virtuix Omni, que le permiten simular caminar por un entorno de realidad virtual con redirecciones inteligentes en el juego.
Y cuando se trata de hacer un seguimiento de tu posición física dentro de una habitación, Oculus ahora ofrece una experiencia que coincide con el HTC Vive, algo que no hizo por la puerta. Los propietarios de Rift ahora tienen la opción de comprar un tercer sensor por $79 y agregar más cobertura a su área de juego de realidad virtual.
El problema, sin embargo, es que esto todavía no está a la par con HTC. Mientras que dos sensores SteamVR para el HTC Vive pueden ofrecer un espacio de reproducción con seguimiento de hasta 225 pies cuadrados, dos cámaras con sensores Constellation de Oculus solo proporcionan una cobertura de 25 pies cuadrados, con una tercera cámara que envía el espacio recomendado hasta 64 pies cuadrados. Eso puede cambiar con Oculus Santa Cruz, el auricular independiente de alta especificación de la compañía.
Sony también está buscando en esta área, si es que una patente reciente es algo a lo que atenerse. El archivo detalla un sistema de seguimiento de realidad virtual basado en luz y espejos que utiliza un proyector de haz para determinar la posición del jugador, aunque si tal característica aparecería en el dispositivo actual o en la segunda iteración de PSVR (o no en absoluto) es todo especulativo en esta etapa.
Eye tracking
El seguimiento ocular es posiblemente la pieza final del rompecabezas de realidad virtual. No está disponible en el Rift, Vive o PS VR, pero aparecerá en los prometedores auriculares de realidad virtual de FOVE. También vimos la tecnología de seguimiento ocular de Tobii en acción en un HTC Vive. Entonces, ¿cómo funciona?
Bueno, un monitor de sensor infrarrojo está en tus ojos dentro de los auriculares para que FOVE sepa dónde están tus ojos en realidad virtual. La principal ventaja de esto, además de permitir que los personajes del juego reaccionen con mayor precisión a dónde estás mirando, es hacer que la profundidad de campo sea más realista.
En los auriculares VR estándar, todo está en un enfoque nítido, que no es como estamos acostumbrados a experimentar el mundo. Si nuestros ojos miran un objeto a la distancia, por ejemplo, el primer plano se difumina y viceversa. Al rastrear nuestros ojos, el motor gráfico de FOVE puede simular esto en un espacio 3D en realidad virtual. Así es, el desenfoque puede ser bueno.
Los auriculares todavía necesitan pantallas de alta resolución para evitar el efecto de mirar a través de una cuadrícula. También en lo que nuestros ojos se enfocan debe verse lo más realista posible. Sin seguimiento ocular, con todo enfocado a medida que mueves los ojos, pero no la cabeza, alrededor de una escena, la enfermedad de simulación es más probable. Tu cerebro sabe que algo no coincide.
