Realitate virtuala: ce este, cum functioneaza, casti si ochelari VR

Tin minte si acum prima data cand am vizionat filmul Matrix. Pur si simplu m-a dat pe spate ideea ca am putea trai fara sa ne dam seama intr-o lume complet virtuala.

Ce este interesant este ca multe persoane isi doresc in ziua de azi sa expriementeze conceptul de realitate virtuala de buna voie, VR-ul fiind una din tehnologiile care va revolutiona felul in care folosim calculatoarele in urmatorii ani.

In acest articol imi propun sa va prezint pe scurt ce reprezinta VR-ul (Virtual Reality), care sunt avantajele si dezavantajele, precum si progresul facut pana in ziua de azi si echipamentele pe care le avem la dispozitie in clipa de fata pentru a experimenta realitatea virtuala.

Ce este si cum functioneaza realitatea virtuala?

Sa incepem insa cu inceputul, adica ce reprezinta realitatea virtuala. Dupa cum ii spune si numele este vorba de tehnologia care iti permite sa exprimentezi lumi virtuale ca si cum te-ai afla in mijlocul acelei locatii construite digital, uitand ca de fapt stai probabil in picioare in mijlocul sufrageriei.

VR-ul nu este 3D – realitatea virtuala nu trebuie confundata cu 3D-ul. In cazul tehnologiei 3D folosim ochelari speciali care blocheaza succesiv imaginele de pe ecran, una din doua, pentru a le afisa pe cele impare pentru un ochi si cele pare pentru celalalt ochi. Exista bineinteles si alte tehnologii de afisare 3D, dar acesta este cel mai comun tip.

In cazul 3D-ului avem de-a face de fapt de doua planuri 3D diferite, care separa obiectele din prim plan de cele din fundal. Nu este un 3D real, ci mai mult un 2D x 2. Creste putin gradul de imersiune, insa tot la un ecran fix ne uitam si tot vedem ce se intampla in afara ecranului, deci creierul nu este pacalit, cum se intampla in cazul VR-ului.

VR-ul nu este AR (Augmented Reality) – realitatea augmentata reprezinta afisarea de imagini pe un ecran transparent, astfel inca obiectele virtuale se suprapun si se integreaza perfect peste realitatea inconjuratoare. AR-ul poate fi folosit de exemplu pentru afisare de informatii utile in timpul mersului cu masina sau cand calatorim ca turisti intr-un oras nou, ori intr-un mediu de lucru (cand proiectam obiecte 3D spre exemplu). Cel mai asteptat dispozitiv de AR in acest moment este Microsoft Hololens.

Chiar daca realitatea virtuala nu este neaparat un concept nou, abia anul acesta tehnologia incepe sa patrunda puternic in segmentul produselor de larg consum, datorita scaderii preturilor, aparitiei mai multor dispozitive concurente si a continutului digital ce poate fi consumat pe aceasta cale.

Personal am experimentat realitatea virtuala prin 2003-2004 cand am fost invitat la primul Internet Cafe dotat cu casti de realitate virtuala, undeva la ultimul etaj al magazinului Unirea, parca ascuns de ochii lumii. Tin minte ca am jucat Unreal Tournament si m-am distrat pe cinste, desi tehnologia se afla la inceputurile sale atunci, fiind si extrem de costisitoare si destul de slaba ca implementare tehnica.

Intre timp lucrurile au evoluat, anul acesta avand ocazia sa ma joc cu Oculus Rift, cel mai cunoscut echipament pentru VR, cel care de altfel a si declansat revolutia ultimilor ani si Samsung Gear VR, cam cel mai accesibil echipament de acest tip (daca nu luam in calcul pretul telefonului).

Daca Gear VR nu m-a impresionat in mod deosebit, poate si din cauza lipsei de continut VR dedicat, in cazul lui Ocului Rift am fost extrem de impresionat de senzatia de imersiune pe care am avut-o in clipa in care m-am urcat intr-un roller coaster (montagne russe) si era sa cad de pe scaun la prima curba, cand m-am aplecat instinctiv catre interiorul virajului.

Creierul meu s-a adaptat extrem de repede in lumea virtuala, care nu era extrem de detaliata, ca sa fiu sincer. Imi pot doar inchipui cum o sa evolueze tehnologia in anii care vor urma, pe masura ce va creste si interesul cumparatorilor pentru VR.

Cum functioneaza tehnic un sistem de realitate virtuala?

In clipa de fata vorbim de un HMD (Head Mounted Display), adica un ecran plasat in dreptul ochilor, ecran care este impartit in doua zone pentru a afisa imagini distincte pentru fiecare ochi in parte.

HMD-ului se adauga un set de lentile care se pot de obicei regla pentru a se potrivi cu distanta intre ochii privitorului, curband astfel usor imaginile, exact cum le percepem in mod natural. Ecranul si lentilele sunt plasate pe casca de realitate virtuala, casca ce se monteaza pe cap. In functie de modelul castii virtuale mai poate fi inclusa si o pereche de casti audio, pentru o imersiune virtuala si mai profunda.

Pentru simularea cat mai fidela a realitatii trebuie ca ecranul sa poata simula o largime a campului vizual de cel putin 100 – 110 grade (Field of View), astfel incat sa nu vedem marginea acestuia cu coltul ochiului.

Pe langa casca virtuala se mai adauga sistemul de tracking (urmarire), cel care este responsabil pentru detectarea pozitiei capului, unghiului de inclinare si directiei in care privim, pentru a putea ajusta imaginile de pe ecran in functie de miscarile noastre.

Toate castile virtuale actuale sunt capabile de head tracking, adica sa urmeasca capul si miscarile acestuia. Head trackingului este un sistem 6DoF (Six Degrees of Freedom), adica masoara pozitionarea 3D a capului (axele X, Y, Z) si inclinarea fata-spate, stanga-dreapta si fata de umeri (pitch, yaw si roll).

Tehnologia va evolua insa odata cu implementarea hand tracking-ului, adica urmarirea gesturilor pe care le facem cu mainile. Momentan fie se foloseste un joystick montat pe casca (foarte incomod de folosit – ex: Gear VR), fie un gamepad de consola pentru jocuri, fie controllere specializate care pot sa raporteze cu precizie pozitionarea in spatiu si adauga cateva butoane ce pot fi actionate de utilizator (tragaci, saritura, deplasare etc)

Imersiunea completa insa va veni odata cu eye tracking-ul, adica urmarirea miscarilor ochilor pentru a determina punctul catre care privim, astfel incat imaginile afisate sa fie focalizate doar in acel punct, pentru o simulare mai buna a felului in care creierul nostru vede imaginile. Momentan toata imaginea de pe ecran este focalizata, creierul stiind la nivel subconstient ca ceva nu este in regula, prevenind deci imersiunea totala in lumea digitala.

Performanta sistemului de tracking este foarte importanta in crearea impresiei de imersiune virtuala. Astfel, acesta trebuie sa fie capabil sa determine pozitia capului (si a corpului) suficient de repede incat sa nu percepem senzatia de intarziere (lag) intre momentul in care intoarcem capul si se schimba imaginea afisata pe ecranul castii virtuale. Valorile sub 50 milisecunde sunt considerate OK, unul dintre cele mai performante sisteme actuale fiind Oculus Rift, care se lauda cu un algoritm de tracking capabil sa faca toate calculele in mai putin de 30 ms.

Pe langa performanta trackingului mai sunt doua aspecte importante: fluenta imaginilor, fiind recomandat un sistem capabil sa ruleze la peste 60 fps (frames per seconds) pentru a inlatura orice urma de fragmentare a cursivitatii imaginilor si un ecran cu rezolutie suficient de mare incat sa nu putem distinge pixelii individuali, ca sa nu ii dam creierului senzatia ca ne uitam printr-o plasa cu ochiuri foarte mici.

Imaginile afisate de casca VR sunt generate in clipa de fata fie de telefonul mobil (al carui ecran este utilizat si pentru afisare), fie de catre un calculator conectat prin cablu la casca VR, care contine si ecranul stereoscopic. Momentan a doua tehnologie este rezervata exclusiv PC-urilor, deci inca un avantaj in fata Mac-urilor.

Aplicatii ale realitatii virtuale

Toate bune si frumoase, dar la ce ajuta VR-ul? Pentru ca vorbim de o tehnologie destul de scumpa, in functie de accesoriile pe care le alegem.

Primul domeniu in care este utilizat VR-ul, cel care de altfel va si impulsiona dezvoltarea realitatii virtuale, este cel al jocurilor pe calculator. Nu cred ca va exista un promotor mai bun pentru realitatea virtuala decat jocurile pe calculator si consola, fie ca vorbim de first person shootere (FPS), simulatoare auto sau de zbor.

Dar jocurile nu sunt totul, asa ca este important sa intelegem ca VR-ul va ajunge sa inlocuiasca monitoarele de PC intr-un viitor nu foarte indepartate. VR-ul va deveni modul prin care vom interactiona cu lumea virtuala. Ne vom uita la clipuri la 360 de grade pe Youtube (exista deja astfel de clipuri):

Vom ajunge sa invatam intr-un mediu virtual, pentru ca ceea ce vedem cu proprii ochi este mai simplu de inteles si retinut fata de un text scris sau un grafic indescifrabil. Iar evenimentele sportive experimentate din prima linie nu vor mai fi niciodata la fel.

Posibilitatile sunt realmente nelimitate si eu cred cu sinceritate ca realitatea virtuala va face parte din viata noastra de zi cu zi in cativa ani, fie ca vorbim de invatare, distractie sau munca. Sper totusi ca nu va acapara in totalitate vietile noastre.

Realitate virtuala: azi pe telefon, maine pe PC

In clipa de fata cele mai raspandite echipamente pentru realitate virtuala sunt castile pe care se monteaza telefonul mobil (ai cateva modele aici).  Pentru o experienta fluida de utilizare vei avea nevoie insa de un telefon de top.

Acesta este folosit pentru rularea aplicatiilor si afisarea imaginilor, de multe ori telefonul fiind folosit pentru partea de audio. In plus, anumite modele de casti sunt compatibile doar cu anumite telefoane. Nu este cea mai imersiva tehnologie, insa cu siguranta este accesibila si suficienta pentru a prinde gustul VR-ului.

Viitorul insa apartine sistemelor dedicate formate din calculator/consola, casca virtuala, sistem de tracking si controllere. Cele mai asteptate sisteme VR in clipa de fata sunt Oculus Rift (lansat deocamdata fara controllere), HTC Vive si consola Sony Playstation VR (Project Morpheus), toate trei cu preturi de pornire de peste 600 de EURO fara TVA, deci cel mai probabil vor costa in jur de 3500 de lei in prima faza la noi in tara.

La acest cost se adauga bineinteles cel al PC-ului, care trebuie sa fie unul foarte capabil, configuratia recomandata in clipa de fata fiind cea de mai jos, care costa cel putin 4000 de lei.

Este simplu de vazut deci ca sistemele de realitate virtuala formate din PC si accesorii VR nu vor fi adoptate pe scara larga in urmatorii 2-3 ani, bariera pretului fiind una care va trebui invinsa prin rafinarea tehnologiei, ieftinirea componentelor si cresterea concurentei intre producatorii de echipamente VR.

Lipsa continutului special dezvoltat pentru VR este o alta problema, insa ma astept ca in timp aceaste problema sa se rezolve de la sine, odata cu cresterea ratei de adoptie a noii tehnologii. Momentan VR-ul este o idee excelenta de cadou hi-tech pentru copii si pentru adulti si cam atat.

Unde gasesti casti, ochelari, accesorii pentru VR: eMAG, evoMAG, PC Garage

In incheiere iti las urmatorul subiect de gandire: tu unde crezi ca VR-ul ar fi cel mai util ca tehnologie? Daca ai idee de aplicatii interesante pentru VR lasa un comentariu mai jos, iar daca ai intrebari, observatii si nelamuriri sau temeri legate de realitatea virtuala propun sa le discutam cu totii aici, deci apreciez daca dai mai departe acest articol celor interesati de gadgeturi si tehnologii de ultima ora.

Ionuț-Alexandru Popa

Pasionat de gadgeturi, tehnologie (despre care scriu din 2003), filme și jocuri, lucruri care îmi ocupă probabil mai mult timp decât ar trebui.