Обзоры

» » Как работают очки виртуальной и дополненной реальности. Как пользоваться VR- и AR-очками

Как работают очки виртуальной и дополненной реальности. Как пользоваться VR- и AR-очками

Хотя смарт-очки наводнили рынок, для многих остается загадкой их назначение и принцип работы. В этой статье мы разберем, чем виртуальная реальность отличается от дополненной, как работают очки для той и другой реальности, где их применяют и как ими пользоваться.

Что скрывается за названием «умные очки»

Начнем с того, что умные очки или смарт-очки создаются с разными целями. От этого и их разновидностей появляется все больше. Одни аксессуары предназначены для виртуальной, а другие для дополненной реальности. Разберемся, в чем между ними разница.
Под виртуальной реальностью, обозначаемой VR, понимают такой мир, который создан искусственно и призван отвлечь человека от мира реального. Поэтому чем более яркие ощущения он испытывает в этой реальности, тем сильнее забывает о своей обыденной жизни. Уже первые средства для погружения в VR могли воздействовать почти на все органы чувств, но были громоздкими и стоили дорого. Со временем они уступили место более компактным и доступным очкам и шлемам.
Дополненная реальность (обозначается AR), напротив, используется в реальном мире и призвана дополнять его. Например, когда человек смотрит на здание и на экране своих умных очков видит его адрес или при ремонте детали может вывести на экран очков подходящую инструкцию с иллюстрациями.
Очки дополненной реальности обычно легкие, поскольку человек надевает их в повседневности. Некоторые новинки даже не отличить от обычных очков, например модель Norm или Huawei x Gentle Monster. Очки виртуальной реальности могут быть относительно легкими и компактными, но могут быть и тяжелыми. Последние обычно снабжены мощной электроникой и используют для компьютерных игр. Часто и VR-, и AR-устройства называют виртуальными очками, а также умными или смарт-очками. Есть и такие модели, которые совмещают в себе как виртуальную, так и дополненную реальности.

Как работают виртуальные очки VR и AR

Как работают VR-очки

Виртуальные очки представляют собой две пары линз, на которые подается изображение с транслирующего устройства. Чаще всего в роли транслятора выступает компьютер, смартфон или игровая приставка, которые подготавливают и передают изображение отдельно для каждого глаза. При одновременном рассматривании обоими глазами таких разделенных изображений у нас создается ощущение объемного пространства. А если очки сделаны в виде маски, которая плотно прилегает к лицу, тогда мы видим только транслируемую картинку или видео и сильнее погружаемся в цифровую реальность.
Но одной объемной картинки для реалистичных ощущений мало, ведь в реальности мы двигаемся, что-то рассматриваем, берем, бросаем. Поэтому следующим шагом стало добавление к виртуальным очкам разнообразных датчиков и сенсоров. Чем их больше, тем дороже стоит гаджет и тем качественнее будет погружение в виртуальную реальность. Так, акселерометр и гироскоп отследят ваши перемещения в очках. Например, если вы наклонитесь вправо или влево, гироскоп немедленно считает эту информацию и передаст ее компьютеру, а акселерометр передаст сведения о любых ваших перемещениях по комнате. И по этой причине для некоторых игр даже указана минимальная площадь помещения, в котором вы можете играть, не натыкаясь на стены.
Из других датчиков и сенсоров отметим датчик приближения, при помощи которого вы сможете рассматривать в игре более мелкие детали, и сенсор IPD. Последний нужен для того, чтобы вы могли подстроить под себя межзрачковое состояние, поскольку расстояние между глазами у всех разное. Если такого датчика нет, при неподходящем расстоянии вы будете испытывать дискомфорт в виде нечеткого видения и тяжести в голове.
В более дорогих и сложных комплексах используются наушники с качественным звуком, микрофоны и целые системы отслеживания положения пользователя. Для этого применяют контроллеры рук, видеокамеры и даже жилет-контроллеры — эдакие тактильные жилеты, позволяющие почувствовать в транслируемом видео толчки, взрывы и другие воздействия. А некоторым производителям уже удалось через очки воздействовать на обоняние и осязание. Так, насадка для смарт-очков Feelreal передают пользователю множество запахов, ощущение тепла или брызг прямо во время просмотра фильмов или в процессе игры. А в модели Vive Focus Plus задействовано сразу шесть измерений.
Есть и такие устройства, как специальные станции с оптическими датчиками, которые крепятся в разных углах комнаты. У каждой станции есть свой угол обзора по вертикали и горизонтали. При правильном размещении в комнате станции охватывают всю комнату, сканируют оптическими лучами пространство вокруг и обнаруживают положение ваших VR-очков.

Как работают очки виртуальной реальности для смартфонов

Во многие смартфоны уже встроен акселерометр и гироскоп, а также есть экран и свой мини-компьютер. Это послужило поводом создать такие очки, в которые просто вкладывается перед глазами смартфон. В качестве примера приведем модель Smarterra VR-S Max. Если у вас есть хороший смартфон, такая конструкция обойдется вам дешево и будет зависеть от его возможностей. Сегодня уже есть множество материалов для такого гаджета: фильмы, игры, гиды, уроки и другое. Но смарт-очки для смартфонов не могут потягаться с мультимедийными системами, состоящими из мощного компьютера или игровой приставки и продвинутой системы отслеживания положения в пространстве.

Как работают AR-очки

Очки дополненной реальности (AR) рассчитаны на повседневную носку, поэтому они не могут быть такими громоздкими, как модели VR. Они представляют собой саму оправу с линзами, мини-компьютер с процессором и оперативной памятью и средство связи, соединяющее этот компьютер с очками. В роли компьютера может выступать все тот же смартфон, как это реализовано, например, в модели Vuzix Blade OS2.1 или в дизайне Snapdragon XR Smart Viewer.
Но в некоторых моделях мини-компьютер заключен в отдельную коробочку, которую нужно носить с собой. Например, в нашумевшей модели Magic Leap One на пояс перенесли Lightpack — устройство с начинкой планшетного компьютера. Без такого разделения очки становятся слишком тяжелыми. Связь между компьютером и очками происходит по проводам или по беспроводным технологиям вроде Bluetooth.
В остальном AR-очки похожи по своему устройству на VR-устройства. В них точно так же встраивают датчики, камеры, сенсоры, реагирующие на повороты головы и позволяющие одним прикосновением запускать нужный модуль. И от этой дополнительной начинки в том числе зависят возможности AR-гаджета. Так, в числе его функций создание виртуального экрана на стене или любом подходящем объекте, благодаря чему можно выводить картинку куда угодно, не имея физического экрана. И не менее важные функции распознавания объектов (разных предметов, людей, животных) и маркеров (специальных меток).

Для чего нужны очки виртуальной и дополненной реальности

Игровая сфера. Сложные игровые системы позволяют настолько глубоко погрузиться в виртуальный мир, что игрок испытывает целую бурю эмоций. Он в полной мере ощущает опасность и испытывает страх при нападении хищников, гордость от выполненной миссии или радость от познания нового мира.
Обучение. Тут виртуальной реальности нет равных, так как пилоты могут отрабатывать приемы посадки самолетов в сложных условиях, водители — на оживленных автострадах, а хирурги — тренироваться в операциях на виртуальных телах. В жизни такие тренировки опасны и даже при участии опытных инструкторов порой заканчиваются трагедиями.
Эффективность в работе. С очками AR или VR специалист может усовершенствовать свои навыки, выведя нужную информацию прямо перед собой в процессе выполнения конкретной задачи. Это могут быть руководства по сборке продукции, а также интерактивные подсказки операторов, владеющих более обширной информацией.
Виртуальные прогулки. Многие места мира, музеи, произведения искусства сегодня можно посмотреть с помощью панорамных фильмов. Такой просмотр создаст у вас впечатление прогулки по настоящим местам, где вы открываете двери, поворачиваете то в одну, то в другую сторону, приближаетесь или удаляетесь от объектов.
Наглядное представление. С помощью смарт-очков возможно создать, например, виртуальный интерьер своей комнаты и прогуляться по ней. Это поможет наглядно увидеть будущее расположение мебели, светильников и других элементов интерьера.
Эффективные продажи. Наглядное представление используют не только в искусстве или дизайне, но и в маркетинге. Некоторые магазины уже завели виртуальные очки, которые помогают клиенту удаленно рассматривать полки с товарами в их магазинах или квартиры для аренды и делать заказ из дома.
Интересное общение. В виртуальных очках общение с друзьями выходит на новый уровень, так как человек может задать себе любой образ в любом пространстве (предстать в виде Супермена наверху Эйфелевой башни), причем этот образ будет реалистично двигаться в кадре.
Просмотр обычных и 3D-фильмов. Многие владельцы виртуальных очков хорошего качества предпочитают смотреть фильмы именно в них, а не с экранов больших телевизоров. Это объясняется тем, что очки могут обеспечить куда более четкую картинку, а погружение в фильм получается более глубоким.
Съемка виртуальных материалов. Еще интереснее самому снять виртуальные фото или панорамы и затем посмотреть их в VR-очках или поделиться с друзьями.
И это далеко не весь перечь возможностей VR- и AR-очков. Так как эта индустрия развивается семимильными шагами, изо дня в день появляется все новый круг задач, с которыми они могут справиться. А фантастические фильмы с эффектными изображениями в воздухе и замками, открываемыми взглядом, все меньше остаются фантастикой.

Как пользоваться виртуальными очками

Пользование очками VR и AR примерно одинаково и зависит от того, к какому устройству они подключаются. Если это независимые очки, то в них уже все встроено: свой компьютер, необходимые программы, дисплей, батарея, наушники и другие элементы. Такой гаджет достаточно зарядить, включить, надеть на голову и выбрать из меню нужный файл.
В остальных очках действия будут такими. Вначале нужно установить на управляющее устройство (компьютер, смартфон, приставку и пр.) одну или несколько программ, способных обрабатывать VR-материалы. Затем подключиться к управляющему устройству. После этого проводится настройка всего задействованного в виртуальной реальности оборудования (базовых станций, котроллеров, камер и т. д.). Подробнее об этом в статье об использовании очков виртуальной реальности.
Понимание принципа действия и области применения VR- и AR-очков поможет вам понять, чем они могут вам пригодиться и почему так разительно отличаются по цене. Выбирая гаджет для решения конкретных задач, вы сможете не переплачивать за ненужные вам составляющие или, напротив, потратиться на мощную систему, чтобы от души наслаждаться всеми радостями виртуальных миров.

Остались вопросы? Задавайте их в комментарии, и мы постараемся ответить на них.