Virtuální realita v PC světě: je na co se těšit?
30.4.2014, Jan Vítek, článek
V tuto dobu zažíváme renesanci zobrazovacích zařízení, která jsou určena pro nošení na hlavě. Jde jednak o Google Glass, ale pak tu jsou také zbrusu nové systémy virtuální reality určené především pro zábavu, které zvedly po celém světě nebývalý zájem.
Kapitoly článku:
- Virtuální realita v PC světě: je na co se těšit?
- VR headsety - nejdůležitější "železo"
- Další hardware, aneb pouze headset nestačí
- Závěr
Nejdůležitější součástí nových systémů virtuální reality budou headsety, čili helmy zprostředkující zrakový vjem a právě na nich bude záležet nejvíce. Dá se ale na druhou stranu říci, že zde bude podstatná každá maličkost, která dokáže celkový zážitek zhatit, ale my se nyní budeme věnovat právě helmám. V předchozí kapitole jsme zmínili tři chystané modely, na něž se můžeme těšit. Je to jednak Oculus Rift, pak headset schovaný pod projektem Morpheus a nakonec horká novinka - Totem. Tyto helmy mají mít společné to, že nabídnou široké úhly pohledu. Už bychom si tedy neměli připadat, že jen sedíme v temné místnosti a koukáme na velkou obrazovku.
Například Oculus Rift nabízí ve své vývojové verzi 90° horizontální úhel pohledu a dokonce 110° vertikální, přičemž u konečné verze to může být ještě lepší. Samozřejmostí je pak stereoskopické 3D, u nějž si samozřejmě nemusíme pomáhat speciálními berličkami, jako jsou zatmívací brýle, protože každé oko bude mít svůj displej. Co konkrétního tedy zmíněné headsety nabídnou?
O konečném produktu Oculus Rift prozatím toho není moc známo. Ví se o stereoskopickém 3D, přibližně 100° úhlech pohledu a také sledování pohybu hlavy se slibovanou nízkou latencí. Vycházet ale můžeme z nabízené vývojářské verze Development Kit 2, jež disponuje dvěma displeji OLED s rozlišením 960 x 1080 (či snad jedním 1920 x 1080 rozděleným na dvě poloviny?) a nabízí obnovovací frekvence 75 Hz, 72 Hz nebo 60 Hz. Tyto displeje mají být velmi rychlé, aby se minimalizoval efekt motion blur, čili rozmazaného obrazu.
Dále je tato helma vybavena rozhraním HDMI 1.4b s třímetrovým kabelem, rozhraním USB 2.0, gyroskopem, akcelerometrem i magnetometrem s dotazovací frekvencí 1000 Hz, infračervenou CMOS kamerou pro detekci pozice, který má dotazovací frekvenci 60 Hz a to vše váží 440 gramů (bez kabelu), což není mnoho.
Oculus Development Kit 2
Tato helma nám tedy umožní se rozhlížet a sama se postará o detekci pozice, aby mohly její displeje poskytnout ten správný úhel pohledu. A to je samozřejmě pouze část systému, jenž by se dal nazvat systémem virtuální reality, neboť sedět na židli s VR helmou je něco zcela jiného než se pohybovat na šlapadle, třímat namísto klávesnice s myší či gamepadu ovladač ve tvaru pistole a nechat pohybový ovladač detekovat pozici těla přenášenou do prostředí hry. Nicméně je zřejmé, že jsou i hry, v nichž si bohatě vystačíme se samotnou helmou a vhodným ovladačem, což jsou především letecké nebo závodní simulátory.
Nyní je tedy k dispozici druhá verze vývojového kitu, kterou si můžete předobjednat za cenu 350 dolarů a očekává se, že první kusy se začnou zákazníkům dodávat v červenci. Finální verze má být dostupná dokonce už za 300 dolarů, čili nějakých 6000 korun v přepočtu a to je cena, kterou bude ochotno zaplatit mnoho lidí. Není tedy divu, že Facebook po firmě Oculus VR chňapl a byl připraven za ni zaplatit 2 miliardy dolarů, neboť pokud bude finální cena opravdu 300 USD, můžeme očekávat skutečně masové rozšíření.
Chystaný headset od firmy Sony má oproti ostatním 2 podstatné nevýhody. Jednak je spojen pouze s konzolemi PlayStation 4 a také se jej nedočkáme v tomto roce, ale někdy později. Tento headset také nabídne rozlišení 960 x 1080 na jedno oko, čili celkově 1920 x 1080, ovšem nevyužije technologii OLED, ale LCD. Úhel pohledu bude 90°, takže v tomto ohledu je headset srovnatelný s Oculus Rift.
Dále je také vybaven akcelerometrem a gyroskopem s dotazovací frekvencí 1000 Hz, ale už ne magnetometrem a také nemá žádnou kameru, přičemž pro sledování pohybů se využije již dostupná technologie PlayStation Move. Ví se také o rozhraních HDMI, USB 2.0, sluchátkovém konektoru a pozičním audiu, ale to je tak vše, co je zatím známé. Pokud vás zajímají podrobnosti o vývoji a problémech, které se často neočekávaně objevily, můžete se podívat na následující video. To má necelou hodinu, ale zajímavé začne být až od 27. minuty, kdy začne mluvit vývojář Anton Mikhailov.
Headset Totem od kanadské firmy True Player Gear byl veřejnosti představen teprve nedávno v reakci na akvizici firmy Oculus VR a je jen dobře, že je ve vývoji další takový produkt. Však Morpheus je jen pro PlayStation a potom, co kdyby to s Oculus Rift nakonec nevyšlo tak, jak si představujeme, že? Dobrou zprávou také je, že Totem je již z hardwarového hlediska dle ujištění výrobce hotový, v létě má být dostupný vývojový kit a ke konci roku dokonce i komerčně dostupná verze.
A co nám Totem slibuje? Dle webové prezentace to je hardwarová akcelerace zpracování dat senzorů a také nezbytných úprav obrazu, což má především ulehčit práci počítači. Pak tu je možnost nastavení optické soustavy, abychom nemuseli mít dioptrické brýle či čočky, a to v rozsahu -7 až +3 dioptrií. To by ale snad měly ostatní headsety nabídnout také, však to není žádný problém. Dále se máme i zde dočkat pozičního audia s využitím prostých stero sluchátek a pak tu jsou vestavěné kamery, které poslouží k tomu, abychom se mohli podívat na reálný svět i bez sundávání headsetu, což se může často hodit třeba pro rychlé zkontrolování telefonu a z Totemu to dělá takové velké Google Glass. Navíc to může mít i další využití, neboť by snad neměl být problém do obrazu snímaného kamery přimíchat jiný obraz.
Další specialitkou je jistý rozšiřující port, na nějž se budou moci připojit další zařízení, která zatím ještě ani neexistují. Může jít třeba o ovladač nebo další senzory. Co se týče hardwarové výbavy, Totem má blíže k Oculus Rift než k headsetu od Sony. Máme tu také displej OLED s rozlišením 1080p, což tedy nejspíše také znamená rozlišení 960 x 1080 na oko. Úhel pohledu je 90°.
Ostatní výbava zahrnuje 2 kamery s rozlišením Full HD, čili pro každé oko jedna, abychom neztratili hloubkový vjem, pak tu je tříosý 1kHz akcelerometr i 4kHz gyroskop a navíc magnetometr, rozhraní HDMI a USB a možnost emulace USB myši nebo ovladačů pro Xbox a PlayStation. Na samotném headsetu také najdeme tlačítka pro pohyb nahoru, dolů a potvrzení výběru, což nejspíše platí pro nějaké OSD menu a nechybí ani nutný přepínač pro to, abychom si mohli ihned přepnout do reálného světa snímaného kamerami. Mezi podporované herní enginy patří Unreal, Unity, Havok Vision a CryEngine a z uvedeného je také jasné, že vedle PC hardwaru (Windows, Linux, Mac OS) headset bude podporovat i PlayStation a Xbox, a to ve verzích PS 3 a 4 a Xbox One a 360.
Například Oculus Rift nabízí ve své vývojové verzi 90° horizontální úhel pohledu a dokonce 110° vertikální, přičemž u konečné verze to může být ještě lepší. Samozřejmostí je pak stereoskopické 3D, u nějž si samozřejmě nemusíme pomáhat speciálními berličkami, jako jsou zatmívací brýle, protože každé oko bude mít svůj displej. Co konkrétního tedy zmíněné headsety nabídnou?
Oculus Rift
O konečném produktu Oculus Rift prozatím toho není moc známo. Ví se o stereoskopickém 3D, přibližně 100° úhlech pohledu a také sledování pohybu hlavy se slibovanou nízkou latencí. Vycházet ale můžeme z nabízené vývojářské verze Development Kit 2, jež disponuje dvěma displeji OLED s rozlišením 960 x 1080 (či snad jedním 1920 x 1080 rozděleným na dvě poloviny?) a nabízí obnovovací frekvence 75 Hz, 72 Hz nebo 60 Hz. Tyto displeje mají být velmi rychlé, aby se minimalizoval efekt motion blur, čili rozmazaného obrazu.
Dále je tato helma vybavena rozhraním HDMI 1.4b s třímetrovým kabelem, rozhraním USB 2.0, gyroskopem, akcelerometrem i magnetometrem s dotazovací frekvencí 1000 Hz, infračervenou CMOS kamerou pro detekci pozice, který má dotazovací frekvenci 60 Hz a to vše váží 440 gramů (bez kabelu), což není mnoho.
Oculus Development Kit 2
Tato helma nám tedy umožní se rozhlížet a sama se postará o detekci pozice, aby mohly její displeje poskytnout ten správný úhel pohledu. A to je samozřejmě pouze část systému, jenž by se dal nazvat systémem virtuální reality, neboť sedět na židli s VR helmou je něco zcela jiného než se pohybovat na šlapadle, třímat namísto klávesnice s myší či gamepadu ovladač ve tvaru pistole a nechat pohybový ovladač detekovat pozici těla přenášenou do prostředí hry. Nicméně je zřejmé, že jsou i hry, v nichž si bohatě vystačíme se samotnou helmou a vhodným ovladačem, což jsou především letecké nebo závodní simulátory.
Nyní je tedy k dispozici druhá verze vývojového kitu, kterou si můžete předobjednat za cenu 350 dolarů a očekává se, že první kusy se začnou zákazníkům dodávat v červenci. Finální verze má být dostupná dokonce už za 300 dolarů, čili nějakých 6000 korun v přepočtu a to je cena, kterou bude ochotno zaplatit mnoho lidí. Není tedy divu, že Facebook po firmě Oculus VR chňapl a byl připraven za ni zaplatit 2 miliardy dolarů, neboť pokud bude finální cena opravdu 300 USD, můžeme očekávat skutečně masové rozšíření.
Project Morpheus
Chystaný headset od firmy Sony má oproti ostatním 2 podstatné nevýhody. Jednak je spojen pouze s konzolemi PlayStation 4 a také se jej nedočkáme v tomto roce, ale někdy později. Tento headset také nabídne rozlišení 960 x 1080 na jedno oko, čili celkově 1920 x 1080, ovšem nevyužije technologii OLED, ale LCD. Úhel pohledu bude 90°, takže v tomto ohledu je headset srovnatelný s Oculus Rift.
Dále je také vybaven akcelerometrem a gyroskopem s dotazovací frekvencí 1000 Hz, ale už ne magnetometrem a také nemá žádnou kameru, přičemž pro sledování pohybů se využije již dostupná technologie PlayStation Move. Ví se také o rozhraních HDMI, USB 2.0, sluchátkovém konektoru a pozičním audiu, ale to je tak vše, co je zatím známé. Pokud vás zajímají podrobnosti o vývoji a problémech, které se často neočekávaně objevily, můžete se podívat na následující video. To má necelou hodinu, ale zajímavé začne být až od 27. minuty, kdy začne mluvit vývojář Anton Mikhailov.
My jsme jeho prezentaci shrnuli v již odkazované aktualitě, kde byl představen celý Project Morpheus.
Totem
Headset Totem od kanadské firmy True Player Gear byl veřejnosti představen teprve nedávno v reakci na akvizici firmy Oculus VR a je jen dobře, že je ve vývoji další takový produkt. Však Morpheus je jen pro PlayStation a potom, co kdyby to s Oculus Rift nakonec nevyšlo tak, jak si představujeme, že? Dobrou zprávou také je, že Totem je již z hardwarového hlediska dle ujištění výrobce hotový, v létě má být dostupný vývojový kit a ke konci roku dokonce i komerčně dostupná verze.
A co nám Totem slibuje? Dle webové prezentace to je hardwarová akcelerace zpracování dat senzorů a také nezbytných úprav obrazu, což má především ulehčit práci počítači. Pak tu je možnost nastavení optické soustavy, abychom nemuseli mít dioptrické brýle či čočky, a to v rozsahu -7 až +3 dioptrií. To by ale snad měly ostatní headsety nabídnout také, však to není žádný problém. Dále se máme i zde dočkat pozičního audia s využitím prostých stero sluchátek a pak tu jsou vestavěné kamery, které poslouží k tomu, abychom se mohli podívat na reálný svět i bez sundávání headsetu, což se může často hodit třeba pro rychlé zkontrolování telefonu a z Totemu to dělá takové velké Google Glass. Navíc to může mít i další využití, neboť by snad neměl být problém do obrazu snímaného kamery přimíchat jiný obraz.
Další specialitkou je jistý rozšiřující port, na nějž se budou moci připojit další zařízení, která zatím ještě ani neexistují. Může jít třeba o ovladač nebo další senzory. Co se týče hardwarové výbavy, Totem má blíže k Oculus Rift než k headsetu od Sony. Máme tu také displej OLED s rozlišením 1080p, což tedy nejspíše také znamená rozlišení 960 x 1080 na oko. Úhel pohledu je 90°.
Ostatní výbava zahrnuje 2 kamery s rozlišením Full HD, čili pro každé oko jedna, abychom neztratili hloubkový vjem, pak tu je tříosý 1kHz akcelerometr i 4kHz gyroskop a navíc magnetometr, rozhraní HDMI a USB a možnost emulace USB myši nebo ovladačů pro Xbox a PlayStation. Na samotném headsetu také najdeme tlačítka pro pohyb nahoru, dolů a potvrzení výběru, což nejspíše platí pro nějaké OSD menu a nechybí ani nutný přepínač pro to, abychom si mohli ihned přepnout do reálného světa snímaného kamerami. Mezi podporované herní enginy patří Unreal, Unity, Havok Vision a CryEngine a z uvedeného je také jasné, že vedle PC hardwaru (Windows, Linux, Mac OS) headset bude podporovat i PlayStation a Xbox, a to ve verzích PS 3 a 4 a Xbox One a 360.
 | Oculus Rift | Project Morpheus | Totem |
| Displej | OLED 960 x 1080 pro každé oko | LCD 960 x 1080 pro každé oko | OLED 960 x 1080 pro každé oko |
| Úhel pohledu | 100 ° | 90 ° | 90 ° |
| Obnovovací frekvence | max. 75 Hz | - | - |
| Rozhraní | USB 2.0, HDMI 1.4b | USB 2.0, HDMI | USB, HDMI |
| Senzory | akcelerometr gyroskop magnetometr | akcelerometr gyroskop | akcelerometr gyroskop magnetometr |
| Kamery | Near infrared CMOS pro sledování pohybu | - | 2x 1080p pro přenos obrazu do helmy |
| Podpora platforem | Windows, Mac OS X a Linux | PlayStation 4 | PC (Windows, Linux) a Apple Mac PS 3 a 4 a Xbox One a 360 |
| Hmotnost | 440 g | - | - |
| Stav projektu | v červenci bude k dispozici 2. vývojový kit (350 USD) | v přípravě | na trhu do konce tohoto roku (snad) |
