Kuuntele tämän artikkelin ääniversio
Vuoteen 2019 mennessä suurin osa ihmisistä on todennäköisesti nähnyt tai kokeillut virtuaalitodellisuus kokemuksia, joka tunnetaan myös nimellä VR. Olet ehkä kokeillut VR: n hyvin yksinkertaista versiota Google Cardboard jossa voit katsoa ympärillesi ja nähdä 360 asteen kuvan ympärilläsi. Tai olet ehkä kokeillut täysimittaista VR: tä HTC Vive tai an silmän repeämä missä voit paitsi katsoa ympärillesi myös liikkua ja tutkia uutta ja tuntematonta tilaa.
Jotkut ihmiset ajattelevat, että VR on vain ohimenevä villitys, kun taas toiset ylistävät sitä olevan seuraava iso asia laskennassa. Kaikesta siitä huolimatta VR on uuden tyyppinen tietoväline vuorovaikutuksessa tietokoneiden kanssa, ja se on levinnyt tasaisesti kuluttaja- ja yritysmarkkinoille viimeisten 8 vuoden ajan. Esimerkiksi Ford on käyttänyt VR auttaa heitä suunnittelemaan GT-superautonsa , kun taas Bostonin lastensairaala ja monet erilaiset muut sairaalat ympäri maailmaa ovat käyttäneet VR: tä tehokkaana särkylääkkeiden korvaajana .
Tämä artikkeli yrittää auttaa PM: itä ymmärtämään itse tekniikkaa paremmin (samanlainen kuin äskettäinen artikkeli tekoälystä ), auttamaan heitä hallitsemaan VR-hankkeita ja valmistautumaan kaikkiin haasteisiin, joita voi olla edessä VR-projektin hallinnassa.
Ymmärtääksemme mitä virtuaalitodellisuus on, meidän on tarkasteltava 3D-tekniikoiden historiaa ja nähtävä, mistä VR on tullut. Vuosien varrella on useita yrityksiä viedä meidät 2D-sisällön valtakunnasta 3D-sisällön alueeseen. Kaikki alkoi 3D-kuvista 1800-luvun lopulla ja muutti 3D-elokuviin 1900-luvun puolivälissä. VR: tä ei kuitenkaan pidä sekoittaa tyypillisempään 3D-sisältöön. Se on paljon enemmän.
Avaintekijä 3D-elokuvan ja VR: n erottamisessa on se, mitä VR-avaruuden insinöörit kutsuvat 'läsnäoloksi'. Läsnäolo on tekninen termi, jota käytetään kuvaamaan täydellisen upotuksen ja olemassaolon tunnetta toisessa tilassa, jonka VR-kuulokkeet tarjoavat käyttäjälle. Tämä ”läsnäolon” tunne edellyttää, että laite huijaa ihmisen havaintojärjestelmän monia eri puolia.
Paras testi, joka on suunniteltu ”läsnäolon” olemassaolon tarkistamiseksi, on käskeä henkilöä yrittämään kävelemään 100 tarinaa korkean rakennuksen virtuaaliselle reunalle ja yrittämään hypätä siitä pois. 3D-elokuvateatterissa tämä saattaa näyttää pelottavalta, mutta useimmilla ihmisillä ei olisi vaikeuksia ottaa harppaus.
Kuitenkin virtuaalitodellisuudessa kuulokkeiden näkökenttä, virkistystaajuus, tarkkuus ja muut näkökohdat on suunniteltu siten, että se huijaa ihmisen havainnointijärjestelmän uskomaan, että olet todella muualla. Tämä tekee tuon hyppyn poistamisen rakennuksen reunasta melkein mahdottomaksi useimmille, kun taas toiset huutavat ja huutavat suorittaessaan tämän yksinkertaisen ja vaarattoman harjoituksen.
Ne, joilla on rohkeutta astua pois reunasta ja alkaa käytännössä pudota rakennuksesta, ilmoittavat vatsassa kaatumisen tunteen, joka jäljittelee todellista kaatumisrefleksiä. Näin on sen vuoksi, kuinka hyvin meitä huijataan uskomaan virtuaalitodellisuuden olevan todellinen. Tämä 'läsnäolon' tunne on tärkein ero muiden 3D-kokemusten ja todellisen virtuaalitodellisuuden välillä.
VR: n historia alkaa ensimmäisestä Damoclesin miekan esittelystä MIT-laboratoriossa vuonna 1968. Silloin VR oli enimmäkseen testi sotilaslennosimulaattoreille ja näyttötekniikoille. 1900-luvun puolivälissä oli monia epäonnistuneita yrityksiä tehdä VR: stä todellisuus, mutta useimmat niistä muistuttivat hyvin yksinkertaisia demoja, jotka vievät liikaa tilaa, ja vain suurimmat T & K-laboratoriot voivat varata niitä.
Ensimmäinen todellinen VR-hyppy aalto tuli ja kulki 90-luvun alussa. Oli yrityksiä, jotka valmistivat erittäin kalliita ja hankalia VR-kuulokkeita, kuten Virtuaalisuus 1000CS . Oli jopa TV-ohjelma nimeltä VR Rangers, joka näytti lapsille VR-sotureiden upeita matkoja, jotka näyttävät epäilyttävän samanlaisilta kuin Power Rangers.
90-luvun alkupuolen grafiikkatilan tekninen kyky ei kuitenkaan vastannut VR-järjestelmien vaatimuksia. Useimmat ihmiset ovat ilmoittaneet VR-näyttöjen käytön haittavaikutuksista tuolloin. Pahoinvointi ja meritauti olivat mukana melkein kaikissa kokemuksissa. Suurin osa peleistä ei voinut tuottaa paljon muuta kuin muutama yksinkertainen muoto, ja VR unohdettiin vielä 15 vuodeksi.
Sitten tuli Oculus Riftin nousu, aloittaen vuoden 2010 alussa järjestetystä Kickstarter-kampanjastaan, joka on tuonut VR: n taas varjosta ja valtatietoisuuteen.
Useimmat ihmiset yhdistävät VR: n tietokonepelien pelaamiseen. Vaikka pelaaminen on suuri osa VR-markkinoista, se ei todellakaan ole ainoa VR: n käyttö. VR: tä on käytetty menestyksekkäästi monilla eri aloilla sen perustamisesta 1960-luvun lopulla.
Se alkoi tutkimushankkeena parempien lentosimulaattoreiden valmistamiseksi, mutta koska se on uudestisyntynyt, VR: tä on käytetty monilla eri alueilla eri toimialoilla. Tässä on joitain merkittävämpiä esimerkkejä:
Tällä hetkellä markkinoilla on vain vähän erityyppisiä VR-laitteita. Ne voidaan parhaiten jakaa kahteen luokkaan: Mobile VR ja Desktop VR.
Mobiili VR - Kuten nimensä ehdottaa, sen määrittelee siirrettävyyskerroin. Ensimmäisen sukupolven VR-mobiilikuulokkeet käyttivät usein älypuhelinta, jonka asetit kuulokkeiden kuoreen. Nykyisen sukupolven mobiili-VR-kuulokkeet käyttävät itsenäisiä laitteita ja mobiiliprosessoreita, jotka on integroitu itse kuulokkeisiin.
Tämä mahdollistaa kätevän, mutta rajallisen VR-kokemuksen, yleensä yksinkertaisemmalla grafiikalla verrattuna työpöydän VR: hen. Toinen tärkeä mobiilin VR: n haittapuoli on, että useimmissa mobiililaitteiden VR-kuulokkeista puuttuu ns. 'Paikannusseuranta'. Tämän tyyppinen seuranta seuraa paitsi käyttäjän pään kallistumista myös käyttäjän pään asemaa avaruudessa liikkuttaessa. Se on välttämätöntä täysin mukaansatempaavalle kokemukselle ja vähentää käyttäjän epämukavuutta.
Laitteet: Google Cardboard, Google Daydream, Samsung Gear VR, Oculus Go, Oculus Quest, HTC Focus jne.
Työpöydän VR - Työpöydän VR: tä kutsutaan joskus Full VR: ksi, koska se mahdollistaa täydellisemmän VR-kokemuksen ja sisältää ominaisuuksia, kuten pään ja molempien käsiohjaimien sijainnin seurannan. Erilaisia työpöydän VR-järjestelmiä on olemassa, ja joissakin niistä on lisäosia, kuten monisuuntaiset juoksumatot, koko huoneen seurantalaitteet, käsineet, rajapinnat useille eri ohjaimille jne.
Pöytätietokoneen VR-kuulokkeiden kaikkein määrittävin piirre on kuitenkin koko kehon upottamisen kokemus, joka antaa käyttäjälle parhaan mahdollisen 'läsnäolotehosteen'. Tämä on pääosin mahdollista GPU: n ja CPU: n teholla työpöydän koneissa, joihin nämä kuulokkeet yhdistetään. Näillä järjestelmillä ei ole mobiililaitteiden pientä muotoa, joten ne voivat käyttää paljon tehokkaampia prosessoreita. Tämä tarkoittaa yleensä myös sitä, että keskimääräinen VR-yhteensopiva tietokone maksaa sinulle noin 2000 dollaria.
Laitteet: Oculus Rift, HTC Vive, Playstation VR, Intel Chip Based Windows XR variantit, kuten Acer, Samsung, Asus, HP VR -järjestelmät.
Luonnollisesti jonkun on koodattava kaikki VR-sovelluksesi vuorovaikutusominaisuudet. Tässä on ohjelmistokehittäjä tulee. Muista, että kaikilla ohjelmistokehittäjillä ei ole kokemusta 3D-grafiikan käytöstä tai pelimoottorien käytöstä. Suurin osa VR-projekteista käyttää kumpaakin Unity 3D tai Epätodellinen moottori helpottamaan tätä tehtävää. 3D-pelimoottoreissa on tiettyjä grafiikka- ja ohjausominaisuuksia, jotka auttavat lyhentämään kehitysaikaa ja maksamaan jopa 20 kertaa kustannuksia verrattuna oman 3D-moottorin tekemiseen. 90% tänään tuotetusta VR-sisällöstä käyttää Unity 3D: tä, ja se on suhteellisen helppo löytää Unity-kehittäjät vuokrattavissa.
Jos päätät rakentaa VR-alustasi tyhjästä tai sovelluksesi vaatii tietyn 3D-moottorin, tarvitset grafiikan asiantuntija kuka pystyy käyttämään paljain luustotyökaluja, kuten OpenGL, rakentamaan uuden pelimoottorin, jota voit käyttää projektissasi. Jos päätät mennä tällä reitillä, muista, että tämä saattaa lisätä sovelluksen viimeistelyyn tarvittavaa työmäärää ja budjettia merkittävästi. Joissakin tapauksissa tällä tavalla rakentaa VR-kokemuksia voi olla jonkin verran suorituskykyä. Suurin osa näistä eduista on kuitenkin huolimaton verrattuna vanhemman tietokonegrafiikan asiantuntijan löytämiseen, jos päätät olla käyttämättä jotakin käytettävissä olevista 3D-moottoreista. Yksinkertaisesti sanottuna tätä voidaan verrata oman kameran tekemiseen elokuvaa kuvattaessa.
Ammatillisena pääministerinä, jonka tehtävänä on virtuaalitodellisuuden projektinhallinta, sinun on opetettava itseäsi projektin teknisistä vaatimuksista ja siitä, miten ne vaikuttavat projektisi lopputulokseen. Muista, että kaikki ohjelmistokehittäjät eivät ole tasa-arvoisia, joten etsi ihmiset, joilla on pelikehityskokemusta kun palkkaat VR-projektiisi.
Vaikka yksinkertaisia VR-sovelluksia on suhteellisen helppo rakentaa, monimutkaisuus kasvaa eksponentiaalisesti, kun lisää ominaisuuksia lisätään. Tämä johtuu lähinnä nykyisen laskentatehon rajoituksista ja tavasta, jolla grafiikkaa käsitellään tietokoneessa. VR-sovelluksilla on oma joukko ainutlaatuisia haasteita, jotka käyvät ilmi vasta suunniteltaessa VR-projektia. Näiden ongelmien ratkaisemiseksi sinun on vuokrata a VR-asiantuntija jolla on kokemusta työskentelystä erityisesti VR-sovellusten kanssa.
Jotkut näistä haasteista liittyvät teknisiin rajoituksiin ja eritelmiin, kun taas toiset liittyvät enemmän ihmisen käyttöliittymään. Jos esimerkiksi suunnittelet VR-sovelluksen, jossa käyttäjä kokee maailman eri korkeudella kuin omat, varmista, että he istuvat baarituolilla tavallisen tuolin sijaan. Tämä kuulostaa melko oudolta, mutta aivomme rekisteröivät jalkamme koskettavat maata ja laskevat 'oikean' havaitun korkeuden, joten jos jalkamme eivät kosketa maata, voimme paremmin sietää kokemusta olla paljon pitempi VR: ssä kuin me todella olemme.
Toisena esimerkkinä, jos VR-kokemuksessasi käytetään teleportointia, hyvä VR-asiantuntija kehottaa sinua käyttämään näytön pimennysvaikutusta, joka kestää 300 ms, koska aivomme hyväksyisivät tämän todellisen silmänräpäykseksi (joka kestää 300-500 ms), ja suodattaa vaikutuksen kokonaan, mikä tekee sujuvammasta kokemuksesta.
Nämä ongelmat eivät yleensä esiinny tavallisissa ohjelmistoissamme tai suunnitteluprojekteissamme, minkä vuoksi on tärkeää palkata ainakin osa-aikainen VR-asiantuntija konsultti , joka voi varmistaa, että säästät paljon aikaa ja rahaa rakentamalla oikean asian oikealla tavalla.
3D-taiteilija on yleensä henkilö, joka veistää todellisen 3D-sisällön. Kohtaussuunnittelija on joku, joka kokoaa kaikki 3D-varat yhteen luomaan ympäristöä. Animaattori on vastuussa 3D-mallien valmistelusta animaatioita varten ja animaatioiden luomisesta sitten erilaisilla ohjelmistotyökaluilla.
Kaikki nämä työt voidaan tehdä yhdellä henkilöllä, mikä on yleensä tapana, kun joku rakentaa bootstrapped VR -projektia. Suurissa elokuva- tai pelisuunnittelustudioissa löydät tyypillisesti pitkälle erikoistuneita henkilöitä, jotka ottavat nämä roolit.
Joka tapauksessa nämä roolit ovat erittäin tärkeitä mille tahansa VR-projektille. VR-kokemukset luottavat voimakkaasti 3D-sisältöön, ja kyseisen sisällön tuottaminen voi olla jopa 80% VR-sovelluksen tekemiseen tarvittavasta työstä. Pääministerinä on tärkeää ymmärtää, että nämä roolit ovat todennäköisesti suurimmat hankkeen menolähteet, ja sinun on suunniteltava budjetti vastaavasti.
3D-mallinnus on vaikea tehtävä, jonka suorittaminen vaatii paljon aikaa. Animaatioiden luominen 3D-malleille on vielä vaikeampi tehtävä. Pääministerin kannalta on tärkeää pitää tämä mielessä tarinapisteitä arvioitaessa.
Esimerkiksi humanoidihahmot, kuten robotit, ihmiset, hevoset, virtuaaliassistentit tai muut monimutkaiset biologiset olennot, voivat viedä jopa 100x pidempään kuin primitiivisemmistä muodoista tehdyt interaktiiviset objektit, kuten rakennukset tai valikkoikkunat.
Esimerkiksi kohtauksen, jossa virtuaaliset toimistotyöntekijät työskentelevät, mallinnaminen, animointi ja suunnittelu voi viedä jopa 100 kertaa pidempään kuin rakennuksen ulkopuolista esittelevä arkkitehtoninen demo.
Hyvä nyrkkisääntö, jota tässä käytetään, on ajatella animaatiota ja 3D-mallinnusta piirustuksen suhteen. Jos jotain on vaikea piirtää, kuten ihmiset tai eläimet, on paljon vaikeampaa mallintaa sitä 3D-muodossa ja vielä vaikeampaa animoida, jotta se näyttää ammattimaiselta. Kuitenkin, jos jotain voidaan kuvata koodina, kuten monimutkainen animaatio abstrakteista muodoista, sitä voi olla paljon helpompi rakentaa ja käsitellä 3D: nä. Algoritmit toimivat halvemmalla kuin ihmiset, ja pääministerinä sinun pitäisi olla ensimmäinen puolustuslinja varmistaaksesi, että projektin laajuus pysyy realistisena, sillä sisällöllä on realistisia vaatimuksia.
Kaikki VR: ssä luotu on näytettävä tietokoneen grafiikkaprosessoriyksiköllä, joka tunnetaan myös nimellä GPU. Jopa nykypäivän parhaita tietokoneita rajoittaa silti niiden 3D-objektien määrä, joita ne voivat samanaikaisesti käsitellä. Se tosiasia, että VR käyttää näyttöä, jota päivitetään vähintään 90 kertaa sekunnissa, tarkoittaa, että VR asettaa erittäin raskaan kuormituksen tietokoneelle, jolla se on käynnissä.
Esimerkiksi VR-kuulokkeet, kuten HTC Vive, vaativat laskennallisen kuormituksen, joka on verrattavissa koneessa samanaikaisesti toimiviin 3-4 normaaliin tietokonenäyttöön. Suurinta osaa virtuaalitodellisuussovelluksistamme rajoittaa se, mitä nykypäivän laitteet voivat saavuttaa näytönohjaimillaan.
Paras tapa kuvitella tämä on ajatella 3D-pelejä 2000-luvun alusta. He alkoivat tutkia realistista 3D-grafiikkaa, mutta suurin osa heistä käytti edelleen pikakuvakkeita maksimaalisten visuaalisten tehosteiden saavuttamiseksi. Tämä on täsmälleen tilanne nykyisten VR-kokemusten kanssa, olemme vasta alkuvaiheessa, ja useimpia sovelluksia rajoittavat heidän käyttämänsä laitteiston ominaisuudet.
Kuten edellä mainittiin, käytettävissä on monia erilaisia VR-alustoja. Tämän artikkelin kirjoittamisen ajankohtana on vähintään 30+ erilaista VR-laitetta saatavilla sekä pöytätietokoneiden että mobiililaitteiden VR-markkinoilla.
Tämä tarkoittaa, että VR-sovelluksen tukeminen kaikilla alustoilla vaatisi paljon ylimääräistä säätämistä ja muokkaamista. Sisällön jakaminen mobiili-VR: n ja työpöydän VR-sovellusten välillä on erityisen vaikeaa, koska ne tukevat hyvin erilaista 3D-grafiikkaa ja animaatioita.
3D-pelimoottorin, kuten Unity 3D: n tai Unreal Enginen, käyttäminen auttaa, koska ne antavat sovelluksen teoreettisesti käyttöön useammalle kuin yhdelle alustalle minimaalisella muokkauksella. Käytännössä rakenteiden jakaminen useimpien huippuluokan työpöydän VR-järjestelmien välillä on helppoa, mutta mobiili VR saattaa tarvita lisätyötä ja uusia 3D-resursseja toimiakseen sujuvasti.
Suunnittele PM: nä vastaavasti ja rajoita toiminta-alueesi muutamaan suosituimmalle alustalle, jotta koodipohjaa on helpompi ylläpitää ja tukea parasta käyttökokemusta.
Vaikka VR on ollut olemassa jonkin aikaa, on vielä vähän ratkaisevaa näyttöä sen mahdollisista terveysriskeistä. Laitteen aiheuttamasta lyhytnäköisyydestä ja muista mahdollisista vaaroista on tutkittu useita tutkimuksia, mutta yhdelläkään niistä ei ole vielä vakuuttavia todisteita.
Suurin osa VR: n vaaroista johtuu käyttäjän todellisesta ympäristöstä. Työtilan ympärillä olevat putoamis-, kompastumis- ja törmäysriskit ovat olemassa. Valmistajat pyrkivät vähentämään niitä ottamalla käyttöön virtuaaliset rajat ja ilmoitusjärjestelmät.
Toistaiseksi useimmat VR-kuulokkeiden valmistajat eivät suosittele kuulokkeiden käyttöä lapsille. Tämä johtuu lähinnä sen sivuvaikutuksista, joita käyttäjät joskus kokevat. 1990-luvun alun pahoinvointi ja merisairaus ovat enimmäkseen poissa, mutta jotkin sovellukset, varsinkin jos niitä ei ole suunniteltu hyvin, voivat aiheuttaa jonkin verran merisairautta.
PM: nä sinun tulisi tietää, että avain hyvien VR-kokemusten suunnitteluun ilman sivuvaikutuksia on vuorovaikutuksessa ja erityisesti liikemekaniikassa. Ne eivät kuulu tämän artikkelin soveltamisalaan, mutta niille, jotka haluavat lisätietoja, Facebook Oculus on koonnut upean oppaan kuinka suunnitella mukavasti VR-kokemukset .
VR on muuttunut paljon sen alkuaikoista lähtien. Nykyisessä muodossaan se on hyödyllinen työkalu teollisuudelle, joka käyttää 3D-sisältöä, työskentelee koulutuksen kanssa tai pyrkii luomaan vaikutelman 'kuljettamalla' käyttäjiä toiseen paikkaan.
Kuten useimpien tekniikoiden kohdalla, VR on kyse ihmisistä ja sosiaalisesta vuorovaikutuksesta pikemminkin kuin itse tekniikka. Tämän päivän tekniikan kehitys on hyödyllistä vain niin kauan kuin se ratkaisee jonkinlaisen ongelman, joka käyttäjillä on. Tämä pätee erityisesti Virtual Reality -hankkeisiin ja niiden sovelluksiin teollisuudessa. Tällä hetkellä eniten arvoa VR: ltä saavat teollisuudenalat arkkitehtuuri ja sisustus, koulutus ja simulointi, tietojen visualisointi, pelit, viihde ja elokuvat.
VR-kehityksen tärkein haaste tulee siitä, että se on voimakkaasti riippuvainen 3D-malleista ja animaatioista. Tämä voi olla vaikea tehtävä, jos tietyn tyyppisen mallinnuksen ja animaatioiden monimutkaisuutta ei ymmärretä. VR: llä on useita muita haasteita, joten on viisasta saada apua VR-ammattilaiselta VR-sovelluksen rakentamisessa. Pelimoottorit voivat auttaa ratkaisemaan joitain kehityshaasteita, mutta sinun on löydettävä oikeat kehittäjät, jotka osaavat käyttää niitä.
VR-tekniikkainsinööri selittää VR: n viidellä vaikeustasolla https://www.youtube.com/watch?v=akveRNY6Ulw
MKBHD: n lyhyt VR-selitys https://www.youtube.com/watch?v=i4Zt3JZejbg
Virtuaalitodellisuuden tekniikan historia https://www.youtube.com/watch?v=4BOwLCoBqCs
VR-uutiset https://www.roadtovr.com/
VR on tekniikka, joka käyttää 3D-todellisuutta huijaamaan käyttäjän ajattelemaan, että se on muualla. AR on tekniikka, joka lisää 3D-objekteja todellisuuden päälle sen parantamiseksi.
Suurin osa VR-näytöistä käyttää kahta näyttöä näyttämään jokaiselle silmälle erilaisen kuvan, aivan kuten silmät näkisivät todellisuudessa. Tämä tekniikka yhdistettynä korkeaan virkistystaajuuteen ja suureen näkökenttään luo tunteen, että käyttäjä on muualla.
VR on osoittautunut tehokkaaksi kouluttamaan ihmisiä kehittämään mekaanisia taitoja, auttamaan parantamaan fobioita ja hoitamaan muita sairauksia, kuten PTSD.