Porady

Poznajmy technologię – jak działają rzeczywistość rozszerzona i wirtualna?

28 listopada 2016, Aktualizacja 30 maja 2018Lenovo

Jak działa VR?Wirtualna rzeczywistość to mocny kandydat do bycia The Next Big Thing w elektronicznej rozrywce i sprzęcie. Ma ogromne szanse zrewolucjonizować sposób w jaki korzystamy z gier i oglądamy filmy; zastąpić smartfony w roli najważniejszego elektronicznego gadżetu; wkroczyć do szerokiego użytku w turystyce, medycynie i wielu innych gałęziach codziennego życia.

Technologia rozbita jest na dwie gałęzie. Pierwszą jest VR (ang. Virtual Reality) czyli gogle wyświetlające przed oczami użytkownika w pełni sztuczne środowisko, w którym może swobodnie się rozglądać (a nawet poruszać). Konkurencyjnym rozwiązaniem jest rzeczywistość rozszerzona (ang. Augmented Reality), które opiera się na nałożeniu na rzeczywisty obraz sztucznie wygenerowanych elementów. Oba rozwiązania mają bardzo wiele cech wspólnych choć miejscami mocno się różnią.

Jak działa rzeczywistość wirtualna VR?

Pierwsze hełmy do wirtualnej rzeczywistości powstały jeszcze w latach 80. i 90tych. Były ciężkie, wymagały mocnego komputera i oferowały dość niską jakość obrazu. Ten ostatni mankament to główna wada gogli VR, którą dopiero obecnie udaje się wyeliminować. Hełm do wirtualnej rzeczywistości składa się dwóch ekranów, po jednym dla każdego oka, oraz zestawu czujników rejestrujących ruch urządzenia. W najprostszej konfiguracji rolę czujnika może pełnić pojedyncza kamera obserwująca diody rozmieszczone na hełmie. W połączeniu z danymi od czujników umieszczonych w urządzeniu (akcelerometr, żyroskop) system VR potrafi bardzo dokładnie i bez opóźnień odtworzyć ruch głowy w wirtualnym środowisku.

Większość aktualnie dostępnych rozwiązań VR jest stacjonarna, tzn. użytkownik siedzi w miejscu, może pochylać głowę i ciało w dowolnym kierunku, ewentualnie wstać. W systemach, które odwzorowują przemieszczanie użytkownika po pomieszczeniu stosowane są dodatkowe kamery obserwujące otoczenie.

Jak działa rzeczywistość rozszerzona AR?

Fala rzeczywistości rozszerzonej nastała wraz z erą smartfonów. Wówczas popularne stały się aplikacje, które wzbogacały obraz z kamery o wirtualne, statyczne obrazy. Np. zwiedzając muzeum mogłeś nakierować obiektyw aparatu na muzealny obiekt by obejrzeć na ekranie informacje na jego temat. Podobnie działa hit ostatnich miesięcy – gra Pokemon Go. Ale w tym przypadku do obrazu z kamery dokładany jest animowany model Pokemona.

Największym osiągnięciem w dziedzinie rzeczywistości rozszerzonej są obecnie gogle HoloLens stworzone przez Microsoft. Te zakładane na głowę okulary, z dużą opaską mocującą na głowie, są w stanie generować trójwymiarowe obiekty, w naturalny sposób osadzone w rzeczywistym otoczeniu. Możesz mieć, np. model motocykla lub animowane zwierzę w swoim salonie. Wokół hologramu możesz się swobodnie poruszać i oglądać go z każdej strony. Z obiektami można też wchodzić w interakcję za pomocą poleceń dotykowych i komend głosowych.

HoloLens to potężne ale też bardzo skomplikowane urządzenie. Jego głównym elementem jest półprzepuszczalny ekran w postaci okularów. Ciekłokrystaliczna powierzchnia jest przeźroczysta ale zdolna do wyświetlania obrazu. Za pomocą zestawu kamer (czułych na światło widzialne i podczerwone) gogle skanują bezpośrednie otoczenia i dzięki temu „wiedzą” jaki jest rozkład pomieszczenia, mebli, okien, itp. Ponieważ urządzenie jest bezprzewodowe możesz swobodnie się w nim przemieszczać. Dzięki wbudowanemu żyroskopowi, akcelerometrowi i magnetometrowi HoloLens precyzyjnie mierzą ruch użytkownika i dostosowują wygląd wirtualnych elementów do jego aktualnej pozycji. Urządzenie ma też wbudowane słuchawki i mikrofon.

Ilość danych rejestrowanych przez wszelkiego rodzaju czujniki liczona jest w terabajtach i wymaga specjalistycznego układu do przetworzenia. Microsoft opracował w tym celu moduł nazwany HPU (Holographic Processing Unit) ale nie zdradza szczegółów jego budowy i działania.

Oprócz obiektów 3D HoloLens potrafią wyświetlać też grafiki dwuwymiarowe umieszczone w trójwymiarowej przestrzeni. W swoim półwirtualnym otoczeniu możesz rozmieścić okna otwartych aplikacji. Np. arkusz kalkulacyjny na jednej ścianie a okno z filmikiem YouTube rozmiaru ikonowego ekranu na drugiej. Obiekty mogą być stacjonarne lub przemieszczać się razem z tobą jeśli tego sobie życzysz.

AR i VR – Która lepsza?

Największą różnicą między AR i VR jest stopień „zanurzenia” użytkownika w wirtualnym środowiskiem. Rzeczywistość rozszerzona jedynie wzbogaca prawdziwe otoczenia za pomocą wirtualnych obiektów. Osoba nosząca hełm AR może obserwować co dzieje się wokół niej. VR stawia na pełne odcięcie od świata rzeczywistego. Obecnie dostępne hełmy całkowicie niwelują bodźce zewnętrzne. Całe doświadczenie użytkownika jest w pełni wirtualne. Z tego względu VR ma większe zastosowanie w rozrywce, a AR jako urządzenie multimedialne.

Rzeczywistość rozszerzona ma jednak jedną, ważną przewagę nad wirtualną – zazwyczaj nie powoduje zawrotów głowy i mdłości, na które skarży się spora część użytkowników VR. Okazuj się, że wirtualne bodźce stanowią spore wyzwanie dla błędnika i mózgu, który szybko gubi się z cyfrowym świecie. Jest to szczególnie dotkliwe w dynamicznych grach VR i dla części użytkowników będzie problemem nie do przeskoczenia. Pozostanie im bardziej konwencjonalna zabawa z VR, np. oglądanie filmów.

Jak zacząć?

Aktualnie dostępne hełmy VR to urządzenia przewodowe, część z nich oferuje zbyt niską jakość obrazu, są też zależne od zewnętrznych czujników ruchu (a takowe powinny być wbudowane w konsolę, telewizor lub komputer). Niemniej VR jest już komercyjnie dostępny. Choćby w bardzo prostej postaci kartonowych okularów Google Cardboard. Ta konstrukcja do samodzielnego złożenia, wykorzystuje telefon jako ekran i jego czujniki do zmiany pozycji w wirtualnym środowisku. Bardziej zaawansowane rozwiązania to wydatek od 3500 zł w górę.

Rzeczywistość rozszerzona pozostaje lekko w tyle. Google wycofało do fazy testów swoje okulary AR ale szybko znalazło naśladowców. Kilku producentów zaprezentowało własne adaptacje tzw. smartglasses (inteligentnych okularów). Ceny urządzeń wahają się między 2000 a 6000 zł. Okulary nie potrafią, niczym HoloLens, wyświetlać obrazów 3D i są raczej przedłużeniem smartfonu niż samodzielnym gadżetem. Zdecydowanie zwracają też uwagę swoim wyglądem co nie każdemu użytkownikowi może się podobać.

Hełm Microsoftu dostępny jest tylko w wersji dla developerów i kosztuje 3000 tys. dolarów. Trudno przypuszczać by wersja komercyjna, jeśli powstanie, była znacznie tańsza. Prawdopodobnie HoloLens przejdą do historii jako technologiczne demo. A Microsoft skoncentruje się na ogłoszonym właśnie projekcie gogli łączących VR z AR. Seria urządzeń, których specyfikację mamy poznać jeszcze w tym roku będzie kosztować od 300 dolarów w górę. Produkcją zajmą się firmy zewnętrzne a gogle mają działać pod kontrolą laptopa z Windows 10. Premiera pierwszych modeli już na wiosnę. Ze skromnych wypowiedzi twórców można wywnioskować, ze budżetowe gogle nie zaoferują możliwości porównywalnych z HoloLens – szczególnie na początku. Jednak już sama niska cena daje duże nadzieje na upowszechnienie technologii rzeczywistości wirtualnej i wyjście z niszy gier, którą okupuje obecnie.



Udostępnij

Komentarze do artykułu


widget instagram lenovo
widget twitter lenovo
widget facebook lenovo
widget youtube lenovo