Hoe werkt VR? Hoe laat een virtual reality-headset je denken dat je in een ruimteschip in een ver sterrenstelsel zit, terwijl je eigenlijk op het punt staat tegen het aanrecht te botsen? Nu het leger van VR-apparaten zich uitbreidt, leggen we uit hoe ze eigenlijk werken.
hoewel apparaten over het algemeen dezelfde vorm aannemen, verschilt de manier waarop ze beeldvorming voor onze ogen projecteren sterk. De wil van de HTC Vive en Oculus Rift bieden PC – gebaseerde operaties, hoewel grote spelers zoals Google en Samsung bieden meer betaalbare, smartphone-gebaseerde headsets. Sony is er ook in geslaagd om de console scène te kraken met zijn Playstation VR.
Standalone VR is iets wat je meer zult horen – in 2018 zal Oculus de Oculus Go lanceren, en Lenovo ‘ s standalone Daydream headset wordt ook verwacht.
essentiële lezing: Beste VR games voor 2017
zodra uw headset en stroombron zijn beveiligd, een soort van input is ook nodig voor u om verbinding te maken – of dit nu via head tracking, controllers, hand tracking, voice, on-device knoppen of trackpads.Total immersion is waar iedereen die een VR-headset, game of app maakt naar streeft-de virtual reality-ervaring zo echt maken dat we de computer, hoofddeksels en accessoires vergeten en precies handelen zoals we zouden doen in de echte wereld. Hoe komen we daar?
de basis
VR-headsets zoals Oculus Rift en PlayStation VR worden vaak HMD ‘ s genoemd, wat simpelweg betekent dat ze op het hoofd gemonteerde displays zijn. Zelfs zonder audio of handtracking kan het vasthouden van Google Cardboard om het display van uw smartphone voor uw gezicht te plaatsen voldoende zijn om u half ondergedompeld te krijgen in een virtuele wereld.
het doel hier is het creëren van een virtuele 3D-omgeving op ware grootte zonder de grenzen die we gewoonlijk associëren met TV-of computerschermen. Dus hoe je er ook uitziet, het scherm op je gezicht volgt je. Dit is in tegenstelling tot augmented reality, die afbeeldingen overlays op uw uitzicht op de echte wereld.
de toekomst: Virtual reality versus augmented reality
Video wordt van de console of computer naar de headset verzonden via een HDMI-kabel in het geval van headsets zoals HTC ‘ s Vive en The Rift. Voor Google ‘ s Daydream headset en de Samsung Gear VR, het is al op de smartphone sleuf in de headset.
VR-headsets gebruiken twee feeds die naar één beeldscherm worden gestuurd of twee LCD-schermen, één per oog. Er zijn ook lenzen die tussen je ogen en de pixels worden geplaatst, daarom worden de apparaten vaak goggles genoemd. In sommige gevallen kunnen deze worden aangepast aan de afstand tussen uw ogen, variërend van persoon tot persoon.
deze lenzen focussen en vormen het beeld voor elk oog en creëren een stereoscopisch 3D-beeld door de twee 2D-beelden te hengelen om na te bootsen hoe elk van onze twee ogen de wereld ooit-zo-iets anders bekijkt. Probeer het ene oog dan het andere te sluiten om individuele objecten van links naar rechts te zien dansen en je krijgt het idee hierachter.
een belangrijke manier waarop VR-headsets de onderdompeling kunnen vergroten, is door het gezichtsveld te vergroten, d.w.z. hoe breed het beeld is. Een 360-graden display zou te duur en onnodig zijn. De meeste high-end headsets doen het met 100 of 110 graden gezichtsveld, die breed genoeg is om de truc te doen.
en om het resulterende beeld überhaupt overtuigend te laten zijn, is een minimale framesnelheid van ongeveer 60 frames per seconde nodig om te voorkomen dat gebruikers stotteren of zich ziek voelen. De huidige oogst van VR headsets gaan veel verder dan dit-Oculus is in staat tot 90fps, bijvoorbeeld, terwijl Sony ‘ s PlayStation VR beheert 120fps.
Head tracking
Head tracking betekent dat wanneer u een VR-headset draagt, het beeld voor u verschuift terwijl u omhoog, omlaag en van links naar rechts kijkt of uw hoofd schuin houdt. Een systeem genaamd 6DoF (six degrees of freedom) zet je hoofd in termen van je X -, Y-en Z-as om hoofdbewegingen vooruit en achteruit te meten, van links naar rechts en schouder naar schouder, ook wel bekend als pitch, gieren en roll.
Hands-on: Google Daydream View review
er zijn een paar verschillende interne componenten die kunnen worden gebruikt in een head-tracking systeem, zoals een gyroscoop, accelerometer en een magnetometer. Sony ’s PSVR maakt ook gebruik van negen LED’ s verspreid over de headset om 360 graden head tracking te bieden dankzij een externe camera die deze signalen bewaakt, terwijl Oculus 20 Niet zo fel licht heeft.
head-tracking tech heeft een lage latency nodig om effectief te zijn – we hebben het over 50 milliseconden of minder of we zullen de vertraging detecteren tussen wanneer we ons hoofd draaien en wanneer de VR-omgeving verandert. De Oculus Rift heeft een indrukwekkend geminimaliseerde vertraging van slechts 30ms. Lag kan ook een probleem zijn voor elke motion tracking-ingangen, zoals PS Move-style controllers die onze hand-en armbewegingen meten.
ten slotte kan een hoofdtelefoon worden gebruikt om het gevoel van onderdompeling te vergroten. Binaural of 3D audio kan worden gebruikt door app-en game-ontwikkelaars om gebruik te maken van de head-tracking-technologie van VR-headsets om hiervan te profiteren en de drager het gevoel te geven dat geluid van achteren, aan de zijkant of in de verte komt.
Motion tracking
head tracking is een groot voordeel dat premium headsets hebben ten opzichte van kartonnen andere mobiele VR-headsets. Maar de grote VR-spelers werken nog steeds motion tracking uit. Wanneer je neerkijkt met een VR-headset op het eerste wat je wilt doen is je handen zien in een virtuele ruimte.
een tijdje hebben we de Leap Motion accessoire – die gebruik maakt van een infraroodsensor om handbewegingen te volgen – aan de voorkant van Oculus dev kits gezien. We hebben ook een paar experimenten gedaan met Kinect 2 camera ‘ s die onze zwaaiende lichamen volgen. Maar nu hebben we spannende invoeropties van Oculus, Valve en Sony.
Oculus Touch is een set draadloze controllers die ontworpen zijn om u het gevoel te geven dat u uw eigen handen gebruikt in VR. Je pakt elke controller en gebruikt knoppen, thumbsticks en triggers tijdens VR-games. Dus, bijvoorbeeld, om een pistool te schieten, knijp je op de hand trekker. Er is ook een matrix van sensoren op elke controller om gebaren zoals wijzen en zwaaien te detecteren.
Headset head-to-head: HTC Vive versus Oculus Rift
het is een vrij vergelijkbare set-up aan Valve ’s Lighthouse positional tracking systeem en HTC’ s controllers voor de Vive headset. Het gaat om twee basisstations rond de kamer die het gebied met lasers vegen. Deze kunnen de precieze positie van uw hoofd en beide handen detecteren op basis van de timing van wanneer ze elke fotocel sensor raken op zowel de headset als rond elke handheld controller. Net als Oculus Touch zijn deze ook voorzien van fysieke knoppen en ongelooflijk kun je twee Lighthouse-systemen in dezelfde ruimte hebben om meerdere gebruikers te volgen.
andere invoermethoden kunnen van alles omvatten, van het aansluiten van een Xbox-controller of joystick op uw PC, stembediening, slimme handschoenen en loopbanden zoals de Virtuix Omni, waarmee u het lopen door een VR-omgeving kunt simuleren met slimme omleidingen in de game.
en als het gaat om het bijhouden van uw fysieke positie in een kamer, Oculus biedt nu een ervaring die overeenkomt met de HTC Vive, die het niet deed buiten de deur. Rift-eigenaren hebben nu de mogelijkheid om een derde sensor te kopen voor $ 79 en meer dekking toe te voegen aan hun VR-speeltuin.
het probleem is echter dat dit nog steeds niet op gelijke voet staat met HTC. Terwijl twee SteamVR-sensoren voor de HTC Vive Een bijgehouden speelruimte van maximaal 225 vierkante voet kunnen leveren, bieden twee Constellatiesensorcamera ‘ s van Oculus alleen dekking van 25 vierkante voet, met een derde camera die de aanbevolen ruimte verzendt, gaat tot 64 vierkante voet. Dat kan veranderen met Oculus Santa Cruz, de hi-spec standalone headset van het bedrijf.
Sony jaagt ook rond dit gebied, als een recent patent iets is om door te gaan. Het indienen van gegevens een VR tracking systeem op basis van licht en spiegels die een beam projector gebruikt om de positie van de speler te bepalen, maar of een dergelijke functie zou verschijnen op het huidige apparaat of tweede iteratie van PSVR (of helemaal niet) is allemaal speculatief in dit stadium.
Eye tracking
Eye tracking is mogelijk het laatste stukje van de VR-puzzel. Het is niet beschikbaar op de Rift, Vive of PS VR, maar het zal worden gebruikt in FOVE ‘ s zeer veelbelovende VR-headset. We zagen ook Tobii ‘ s eye-tracking tech in actie in een HTC Vive. Dus hoe werkt het?
nou, een infraroodsensor monitor is uw ogen in de headset, zodat FOVE weet waar uw ogen kijken in virtual reality. Het belangrijkste voordeel hiervan – afgezien van het toestaan van in-game personages om nauwkeuriger te reageren op waar je op zoek bent – is om de diepte van het veld realistischer te maken.
in standaard VR-headsets is alles scherp scherp, wat niet is hoe we gewend zijn om de wereld te ervaren. Als onze ogen bijvoorbeeld naar een object in de verte kijken, vervaagt de voorgrond en omgekeerd. Door onze ogen te volgen, kan FOVE ‘ s graphics engine dit simuleren in een 3D-ruimte in VR. Dat klopt, blur kan goed zijn.
Headsets hebben nog steeds hi-res displays nodig om het effect van het kijken door een raster te vermijden. Ook waar onze ogen zich op richten moet er zo levensecht mogelijk uitzien. Zonder eye tracking, met alles in focus als je je ogen beweegt – maar niet je hoofd – rond een scène, is simulatieziekte waarschijnlijker. Je hersenen weten dat er iets niet klopt.
