Come funziona la realtà virtuale? Come fa un auricolare realtà virtuale ti fanno pensare che sei seduto in una navicella spaziale in una galassia lontana quando si è, infatti, in realtà in procinto di imbattersi nel bancone della cucina? Bene, con l’esercito di dispositivi VR in espansione, spiegheremo come funzionano effettivamente.
Mentre i dispositivi generalmente assumono la stessa forma, il modo in cui proiettano l’imaging davanti ai nostri occhi varia notevolmente. Del calibro di HTC Vive e Oculus Rift forniscono operazioni basate su PC, anche se i principali attori come Google e Samsung offrono più conveniente, auricolari basati su smartphone. Sony è anche riuscito a rompere la scena console con la sua Playstation VR.
La VR standalone è qualcosa che sentirai di più-nel 2018 Oculus lancerà Oculus Go e si prevede anche l’auricolare Daydream standalone di Lenovo.
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Una volta che l’auricolare e la fonte di alimentazione sono protetti, è necessario anche un qualche tipo di ingresso per la connessione, che si tratti di tracciamento della testa, controller, tracciamento manuale, voce, pulsanti sul dispositivo o trackpad.
L’immersione totale è ciò che tutti coloro che realizzano un auricolare, un gioco o un’app VR mirano a rendere l’esperienza della realtà virtuale così reale che dimentichiamo il computer, il copricapo e gli accessori e agiamo esattamente come faremmo nel mondo reale. Allora, come ci arriviamo?
Le basi
Cuffie VR come Oculus Rift e PlayStation VR sono spesso indicati come HMDS, il che significa semplicemente che sono display montati sulla testa. Anche senza il monitoraggio audio o la mano, alzando Google Cardboard per posizionare il display dello smartphone davanti al tuo viso può essere sufficiente per farti mezzo immerso in un mondo virtuale.
L’obiettivo qui è quello di creare quello che sembra essere un ambiente virtuale 3D a grandezza naturale, senza i confini che di solito associamo con schermi TV o computer. Quindi, qualunque sia il tuo aspetto, lo schermo montato sul tuo viso ti segue. Questo è diverso dalla realtà aumentata, che sovrappone la grafica alla tua visione del mondo reale.
Il futuro: realtà virtuale contro realtà aumentata
Il video viene inviato dalla console o dal computer all’auricolare tramite un cavo HDMI nel caso di cuffie come Vive di HTC e Rift. Per l’auricolare Daydream di Google e il Samsung Gear VR, è già sullo smartphone inserito nell’auricolare.
Le cuffie VR utilizzano due feed inviati a un display o due display LCD, uno per occhio. Ci sono anche lenti che sono posti tra gli occhi e i pixel, motivo per cui i dispositivi sono spesso chiamati occhiali. In alcuni casi, questi possono essere regolati per abbinare la distanza tra gli occhi, variando da persona a persona.
Queste lenti mettono a fuoco e rimodellano l’immagine per ogni occhio e creano un’immagine 3D stereoscopica pescando le due immagini 2D per imitare come ognuno dei nostri due occhi vede il mondo in modo leggermente diverso. Prova a chiudere un occhio e poi l’altro per vedere i singoli oggetti danzare da un lato all’altro e ottieni l’idea alla base di questo.
Un modo importante in cui le cuffie VR possono aumentare l’immersione è aumentare il campo visivo, ovvero quanto è ampia l’immagine. Un display a 360 gradi sarebbe troppo costoso e non necessario. La maggior parte delle cuffie high-end si accontentano di un campo visivo di 100 o 110 gradi, che è abbastanza ampio da fare il trucco.
E affinché l’immagine risultante sia del tutto convincente, è necessario un frame rate minimo di circa 60 fotogrammi al secondo per evitare la balbuzie o gli utenti che si sentono male. L’attuale raccolto di cuffie VR va ben oltre questo: Oculus è in grado di 90 fps, ad esempio, mentre PlayStation VR di Sony gestisce 120 fps.
Head tracking
Head tracking significa che quando indossi un auricolare VR, l’immagine di fronte a te si sposta mentre guardi in alto, in basso e da un lato all’altro o inclina la testa. Un sistema chiamato 6DoF (sei gradi di libertà) traccia la testa in termini di asse X, Y e Z per misurare i movimenti della testa in avanti e indietro, da un lato all’altro e spalla a spalla, altrimenti noto come pitch, yaw and roll.
Hands-on: Google Daydream View review
Ci sono alcuni diversi componenti interni che possono essere utilizzati in un sistema di tracciamento della testa, come un giroscopio, un accelerometro e un magnetometro. Il PSVR di Sony utilizza anche nove LED sparsi per l’auricolare per fornire un tracciamento della testa a 360 gradi grazie a una telecamera esterna che monitora questi segnali, mentre Oculus ha 20 luci non brillanti.
La tecnologia head-tracking ha bisogno di una bassa latenza per essere efficace – stiamo parlando di 50 millisecondi o meno o rileveremo il ritardo tra quando giriamo la testa e quando l’ambiente VR cambia. L’Oculus Rift ha un lag incredibilmente ridotto di soli 30 ms. Lag può anche essere un problema per qualsiasi input di motion tracking, come i controller PS Move che misurano i movimenti della mano e del braccio.
Infine, le cuffie possono essere utilizzate per aumentare il senso di immersione. L’audio binaurale o 3D può essere utilizzato dagli sviluppatori di app e giochi per sfruttare la tecnologia head-tracking degli auricolari VR per trarre vantaggio da ciò e dare a chi lo indossa la sensazione che il suono provenga da dietro, al lato di essi o in lontananza.
Motion tracking
Head tracking è un grande vantaggio che le cuffie premium hanno rispetto a quelle di cartone. Ma i grandi giocatori VR stanno ancora lavorando motion tracking. Quando si guarda in basso con un auricolare VR sulla prima cosa che vuoi fare è vedere le mani in uno spazio virtuale.
Per un po’, abbiamo visto l’accessorio Leap Motion – che utilizza un sensore a infrarossi per tracciare i movimenti della mano – legato alla parte anteriore dei kit Oculus dev. Abbiamo anche provato alcuni esperimenti con le telecamere Kinect 2 che monitorano i nostri corpi agitati. Ma ora abbiamo interessanti opzioni di input da Oculus, Valve e Sony.
Oculus Touch è un set di controller wireless progettati per farti sentire come se stessi usando le tue mani in VR. Si afferra ogni controller e utilizzare i pulsanti, thumbsticks e trigger durante i giochi VR. Così, per esempio, per sparare una pistola si preme sul grilletto mano. C’è anche una matrice di sensori su ogni controller per rilevare gesti come puntamento e ondeggiamento.
Auricolare testa a testa: HTC Vive versus Oculus Rift
È un set-up piuttosto simile al sistema di tracciamento posizionale Lighthouse di Valve e ai controller HTC per le cuffie Vive. Si tratta di due stazioni base intorno alla stanza che spazzano l’area con i laser. Questi possono rilevare la posizione precisa della testa e di entrambe le mani in base alla tempistica di quando colpiscono ciascun sensore fotocellula sia sull’auricolare che attorno a ciascun controller palmare. Come Oculus Touch, questi dispongono anche di pulsanti fisici troppo e incredibilmente si può avere due sistemi faro nello stesso spazio per monitorare più utenti.
Altri metodi di input possono includere qualsiasi cosa, dall’aggancio di un controller Xbox o joystick fino al PC, controlli vocali, guanti intelligenti e tapis roulant come Virtuix Omni, che consentono di simulare il camminare in un ambiente VR con reindirizzamenti intelligenti in-game.
E quando si tratta di monitorare la posizione fisica all’interno di una stanza, Oculus offre ora un’esperienza per abbinare l’HTC Vive, che non ha fatto fuori dalla porta. I proprietari di Rift ora hanno la possibilità di acquistare un terzo sensore per 7 79 e aggiungere più copertura alla loro area di gioco VR.
Il problema, però, è che questo non è ancora alla pari con HTC. Mentre due sensori SteamVR per l’HTC Vive in grado di fornire uno spazio di gioco cingolato fino a 225 piedi quadrati, due telecamere sensore Constellation da Oculus fornisce solo una copertura di 25 piedi quadrati, con una terza fotocamera inviando lo spazio consigliato va fino a 64 piedi quadrati. Ciò potrebbe cambiare con Oculus Santa Cruz, l’auricolare standalone hi-spec dell’azienda.
Sony è anche la caccia intorno a questa zona, se un recente brevetto è qualcosa da seguire. Il deposito dettaglia un sistema di tracciamento VR basato su luce e specchi che utilizza un proiettore a fascio per determinare la posizione del giocatore, anche se se tale funzione apparirebbe sul dispositivo corrente o sulla seconda iterazione di PSVR (o non del tutto) è tutto speculativo in questa fase.
Eye tracking
Eye tracking è forse il pezzo finale del puzzle VR. Non è disponibile su Rift, Vive o PS VR, ma sarà presente nell’auricolare VR molto promettente di FOVE. Abbiamo anche visto la tecnologia eye-tracking di Tobii in azione in un HTC Vive. Quindi come funziona?
Bene, un monitor con sensore a infrarossi è i tuoi occhi all’interno dell’auricolare in modo che FOVE sappia dove stanno guardando i tuoi occhi nella realtà virtuale. Il vantaggio principale di questo – oltre a consentire ai personaggi di gioco di reagire in modo più preciso a dove stai cercando-è quello di rendere la profondità di campo più realistica.
Nelle cuffie VR standard, tutto è a fuoco nitido, il che non è il modo in cui siamo abituati a vivere il mondo. Se i nostri occhi guardano un oggetto in lontananza, ad esempio, il primo piano sfoca e viceversa. Seguendo i nostri occhi, il motore grafico di FOVE può simulare questo in uno spazio 3D in VR. Esatto, la sfocatura può essere buona.
Le cuffie hanno ancora bisogno di display ad alta risoluzione per evitare l’effetto di guardare attraverso una griglia. Anche ciò su cui i nostri occhi si concentrano deve apparire il più realistico possibile. Senza eye tracking, con tutto a fuoco mentre muovi gli occhi – ma non la testa – intorno a una scena, la malattia di simulazione è più probabile. Il tuo cervello sa che qualcosa non combacia.
