Inhoud

• De definitie van virtual reality
• Zien is geloven
• Beweging en interactie
• De kracht van geluid
• De kracht die nodig is voor virtual reality
• De toekomst van virtual reality en Android
• Afronden

Virtual reality is op dit moment het nieuwste in technologie. Google en een heleboel andere bedrijven hebben veel tijd (en geld) gestoken in de ontwikkeling van VR-technologie, zoals Google Daydream en de Samsung Gear VR. Maar hoe werkt het en hoe wordt het geïmplementeerd met Android? Laten wij het uitzoeken.

De definitie van virtual reality

Met virtual reality kan de gebruiker worden ondergedompeld in een virtuele wereld, in tegenstelling tot gewone schermen voor de gebruiker die een dergelijke ervaring niet toestaan. VR kan 4 van de 5 zintuigen omvatten, waaronder visie, gehoor, aanraking en mogelijk zelfs geur. Met deze kracht kan VR vrij gemakkelijk mensen meenemen naar een virtuele wereld. De enige huidige problemen zijn de beschikbaarheid van dergelijke hardware en de prijs waartegen deze kan worden gekocht. Google bestrijdt dit met Google Cardboard en het Daydream-ecosysteem. Maar zoals het er nu uitziet, is VR van hoge kwaliteit niet mogelijk zonder behoorlijk wat geld uit te geven om een ​​krachtige computer en een headset te krijgen. Omdat de prijzen dalen op grafische kaarten die desktop VR kunnen draaien met de vereiste instellingen en met Google die het Daydream-ecosysteem maakt, zal het niet lang duren voordat inhoud van hoge kwaliteit direct beschikbaar is.

Zien is geloven

Of niet, virtual reality laat je brein geloven dat je in een 3D-wereld bent. De eerste manier waarop VR dit doet, is met het stereoscopische display. Dit werkt door twee enigszins verschillende hoeken van de scène voor elk oog weer te geven, waardoor diepte wordt gesimuleerd. Dit samen met andere manieren om diepte te simuleren, zoals parallax (verder lijken objecten langzamer te bewegen), schaduwen en technieken zorgen voor een bijna levensechte ervaring. Een voorbeeld van hoe een stereoscopisch scherm eruit ziet, is hierboven te vinden.

Zoals je kunt zien, is de hoek van het wapen aan elke kant iets anders, net als het dradenkruis, maar wanneer je de headset opdoet en het spel speelt, is alles perfect in lijn. Het uiterlijk van het stereoscopische scherm verschilt van platform tot platform, aangezien elke headset nogal verschilt in de manier waarop het inhoud weergeeft, de bovenstaande afbeelding is van een spel gemaakt voor Google Cardboard met Unreal Engine.

De Vive en Rift vertegenwoordigen de twee bekendste VR-apparaten die momenteel op de markt zijn.

Verschillende VR-platforms hebben ook verschillende specificaties voor de headsets zelf. De HTC Vive en Oculus Rift hebben beide 90Hz-schermen, terwijl de Playstation VR een 60Hz-scherm heeft. Het is een vuistregel dat u wilt dat uw frames per seconde overeenkomen met de verversingssnelheid van uw monitor, dus het wordt aanbevolen dat de Vive en Rift beide 90 FPS behouden terwijl de PSVR 60 FPS behoudt. Mobiel is een ander verhaal, omdat verschillende telefoons verschillende resoluties hebben, maar minstens 60 FPS behouden is het doel. We zullen precies ingaan op wat dit nu betekent.

Meer informatie over hoe FPS en verversingssnelheid werken, FPS en de verversingssnelheid van een monitor zijn twee afzonderlijke dingen die onafhankelijk van elkaar zijn. Frames per seconde is hoe snel uw GPU afbeeldingen per seconde kan weergeven. 60 FPS betekent dat de GPU elke seconde 60 afbeeldingen uitvoert. De verversingssnelheid van een monitor is hoe snel de monitor beelden per seconde kan weergeven, gemeten in Hertz (Hz). Dit betekent dat als u een game speelt en de FPS 120 is maar de monitorverversingssnelheid 60 Hz is, u alleen 60 FPS kunt weergeven. Je verliest in wezen de helft van je frames, wat niet goed is, omdat er "scheuren" kan optreden.

Tearing is het fenomeen dat objecten in een spel in enkele stukken uiteenvallen en op twee verschillende locaties langs de X-as worden weergegeven, wat een scheurend effect geeft. Dit is waar Vertical Sync (VSync) binnenkomt. Dit beperkt de framerate tot de verversingssnelheid van uw monitor. Op deze manier gaan geen frames verloren en wordt op zijn beurt geen scheuren ervaren. Dit is de reden waarom voor de beste VR-ervaring hetzelfde nummer voor de beeldsnelheid en verversingssnelheid moet worden bereikt, of er kan ziekte optreden.

• HTC Vive - alles wat je moet weten
• Oculus Rift - alles wat u moet weten
• Google Daydream - alles wat u moet weten

Daydream vertegenwoordigt de toekomst van mobiele VR.

Er zijn ook andere componenten die ingaan op de hele VR-ervaring, waaronder Field of View (FOV) en latentie. Deze spelen een belangrijke rol in hoe we VR waarnemen en kunnen, indien niet correct gedaan, ook bewegingsziekte veroorzaken. Laten we kijken.

Gezichtsveld is de omvang van de zichtbare wereld die op elk willekeurig moment kan worden gezien. Mensen hebben bijvoorbeeld een 180 graden FOV terwijl ze recht vooruit kijken, en 270 graden met oogbewegingen. Dit is een belangrijke functie in VR, omdat je de headset draagt ​​om je naar een virtuele wereld te vervoeren.

Het menselijk oog is erg goed in het waarnemen van onvolkomenheden in het gezichtsvermogen, waarbij tunnelvisie een voorbeeld is van dergelijke fenomenen. Zelfs als een VR-headset een 180 graden FOV had, kun je misschien nog steeds een verschil zien. De Vive en Rift hebben beide 110 graden FOV's, Cardboard heeft 90, de GearVR heeft 96 en het gerucht gaat dat Daydream maar liefst 120 kan hebben. Dit zou in het algemeen de VR-ervaring aanzienlijk moeten beïnvloeden en een bepaalde headset kunnen maken of breken voor mensen, om nog maar te zwijgen over gezondheidsproblemen waar we later op zullen ingaan.

Het niet voldoen aan een acceptabele framesnelheid, FOV of latentie kan bewegingsziekte veroorzaken.

Latency is ook een factor die VR kan maken of breken, waarbij iets meer dan 20 milliseconden niet snel genoeg is om je brein te laten denken dat je je in een andere wereld bevindt. Er zijn een heleboel variabelen die ingaan op latentie, waaronder CPU, GPU, het scherm, kabels, enzovoort. Het scherm heeft een gemiddelde latentie, ongeveer 4-5 ms, afhankelijk van bijvoorbeeld het scherm. De tijd die een volledige pixel nodig heeft om te schakelen is nog eens 3 ms en de motor kan ook een paar duren. Met slechts drie variabelen kijkt u in sommige gevallen naar latentie in de dubbele cijfers. De sleutel tot het verminderen van de latentie is de verversingssnelheid van de monitor. De formule is als volgt: 1000 (ms) / verversingssnelheid (hz). Hoewel het latentieprobleem kan worden opgelost met een 90Hz-monitor in plaats van een 60Hz-monitor, is het niet zo eenvoudig als we hebben besproken. Later zullen we het hebben over de pc-hardwarevereisten voor virtual reality.

Het niet voldoen aan een acceptabele framesnelheid, FOV of latentie kan bewegingsziekte veroorzaken. Dit gebeurt genoeg om zijn eigen naam, ook wel "cybersickness" genoemd, daadwerkelijk te munten. Aan al deze drie concepten moet worden voldaan om de veranderingen in cybersickness te verminderen. Zonder de juiste frames per seconde met de verversingssnelheid van het scherm, zijn frames overslaan, micro stutter en lag mogelijk. Latentie kan zelfs een groter probleem zijn, met beweging en interactievertraging veroorzaakt door trage responstijden van de hardware, is het mogelijk om uw richtinggevoel volledig te verliezen en gedesoriënteerd te raken. Gezichtsveld, hoewel belangrijk, zou niet zoveel problemen moeten veroorzaken als de andere genoemde, maar zal de ervaring zeker wegnemen en kan enige desoriëntatie veroorzaken.

Beweging en interactie

Dit is misschien wel een van de belangrijkste onderdelen van virtual reality. Het is één ding om gewoon rond een 3D-ruimte te kijken, maar om eromheen te kunnen bewegen en objecten aan te raken en ermee te werken is een heel ander balspel. Op Android worden de versnellingsmeter, gyroscoop en magnetometer van uw telefoon gebruikt om beweging van de headset te bereiken. De versnellingsmeter wordt gebruikt om driedimensionale beweging te detecteren, waarbij de gyroscoop wordt gebruikt om hoekbeweging te detecteren, gevolgd door de magnetometer voor positie ten opzichte van de aarde.

Met behulp van deze sensoren kan uw telefoon op elk gewenst moment nauwkeurig voorspellen waar u naar kijkt tijdens het gebruik van VR. Met de aankondiging van Google Daydream kunnen Android VR-gebruikers een afzonderlijke telefoon als controller gebruiken om te bewegen en te communiceren binnen de omgeving. Desktop VR zoals de HTC Vive of Oculus Rift gebruiken een controller of controllers die aan de Wiimote doen denken voor verschillende doeleinden. Met behulp van computer vision (hier uitgelegd) kan de VR-nauwkeurigheid aanzienlijk worden verbeterd door camera's en andere sensoren te installeren in de ruimte waar u de VR-headset gebruikt.

VR-headsets kunnen speciale controllers hebben, zoals eerder vermeld, maar hoe werken ze precies? Kijkend naar de HTC Vive, zijn er twee infraroodsensoren en twee controllers in de doos, in totaal 70 verschillende sensoren met de headset. Dit alles volgt jou en je controllers zodat je vrij door de kamer kunt bewegen terwijl je games speelt. Merk op hoe de Vive-controllers een cirkeluitsparing hebben? Dat is meer dan waarschijnlijk daar voor tracking doeleinden. De Oculus Rift biedt een andere ervaring met bijna dezelfde technologie.

Uit de doos gebruikt de Rift eigenlijk een Xbox One-controller. Maar er is een optionele set controllers die dezelfde functionaliteit bieden als de Vive, bekend als 'Touch by Oculus'. Deze twee controllers herschikken de knoppen van de One-controller naar wat alleen kan worden beschreven als foregrips met grote ringen die je vingers bedekken. Oculus houdt de manier waarop deze werken onder strakke verpakking, maar het pakket bevat twee sensoren vergelijkbaar met de Vive dus vermoedelijk werken ze op een vergelijkbare manier, ze kunnen ook versnellingsmeters en gyroscopen hebben.

De kracht van geluid

De ervaring zou niet compleet zijn zonder audio. Omdat dit een virtuele wereld is, wil je dat de audio zo dicht mogelijk bij het echte leven komt. Dit wordt gedaan door ruimtelijke audio, ook bekend als 3D-audio. Dit is de virtuele plaatsing van geluid in een driedimensionale omgeving die geluiden vanuit verschillende hoeken emuleert. Ik maakte een snelle weergave in Unreal Engine om te laten zien hoe verschillende luidsprekers in een omgeving kunnen worden geplaatst om verschillende geluiden te emuleren die afkomstig zijn van elke locatie in de scène. Met deze technologie wordt virtual reality een meer meeslepende ervaring en verbetert de kwaliteit van VR over het algemeen een stuk.

De kracht die nodig is voor virtual reality

Specifiek op de desktop vereist VR veel pk's voor een soepele, consistente ervaring. In feite is de meerderheid van de mensen die een desktop hebben niet in staat om virtual reality te gebruiken, omdat hun computers niet krachtig genoeg zijn.Steam beveelt een Intel i5 Haswell of nieuwer en een Nvidia GTX 970 of AMD Radeon R9 290 aan voor een soepele ervaring.

Het belangrijkste probleem met hardware is dat voor de Vive en Rift je pc niet alleen een 1080p-game met 60 FPS moet draaien, maar met een hogere resolutie van 90 FPS. De meeste hardware kan dat niet.

Het blijkt dat er een zeer beperkt aantal computers is met deze specificaties of beter, dus dit zal de acceptatie van VR op de desktop meer dan waarschijnlijk vertragen. Voor mobiel zou een Android-telefoon met KitKat (4.4) of hoger echter geen problemen moeten hebben met de basis VR-functionaliteit. Daydream-functies vereisen echter ten minste een Nexus 6P op het moment van schrijven.

De toekomst van virtual reality en Android

Google loopt voorop als het gaat om VR op mobiel. De nu beschikbare Google VR SDK en NDK zorgen voor een zeer krachtige VR-ontwikkeling, en met Google Daydream die later dit jaar wordt vrijgegeven, ziet mobiele VR een nieuwe sprong in wat mogelijk is. Samsung heeft ook succes gehad met de Gear VR. Engine van derden integreert ook Google VR in hun engine. Unreal Engine ondersteunt nu Google VR in 4.12 en Unity is ook klaar voor Google VR en Daydream.

Afronden

Virtual reality heeft veel potentieel en met lagere prijzen en een grotere impuls van bedrijven kan VR een groot succes zijn. De manier waarop VR werkt is een zeer slimme combinatie van verschillende technologieën die allemaal samenwerken om een ​​geweldige ervaring te creëren. Van stereoscopische gezichtspunten tot 3D-audio, VR is nu de toekomst en kan alleen maar beter worden. Laat het ons in de reacties weten als je denkt dat VR het volgende grote ding is! Zorg ervoor dat je op de hoogte blijft en VR-bron voor alles VR! /