Устройства погружения в VR

На волне выхода Ready Player One и появления криптовалютных VR стартапов решил поверхностно сложить информацию о некоторых реальных и выдуманных устройствах полного или глубокого погружения в искусственно созданные миры.

TL;DR (5 страниц): VR только развивается, в этом десятилетии системы полного погружения не появятся в свободной продаже, да и погрузиться еще некуда. Мечтать же можно всегда.

Сегодня мы имеем несколько гарнитур с контроллерами для рук и строгой привязкой к игровой платформе: Oculus Rift, HTC Vive и PlayStation VR. Значительных отличий в рамках темы они не имеют, так что объединим их под определением “текущее поколение VR”: 3 точки отслеживания перемещения и взаимодействия с окружением (шлем/очки и 1 контроллер для каждой руки). Можно добавить трекеры для ног и т. п., но они опциональны и не входят в стандартный набор.

Для эффекта погружения может быть достаточно шлема с контроллерами, тем не менее, в списке недостатков, препятствующих физическому чувству нахождения в отображаемом через линзы мире, присутствуют:
— низкое разрешение изображения (пиксели еще заметны)
— малый угол обзора (будто смотришь через бинокль)
— отсутствие трекинга всего тела (виртуальный аватар пытается сохранить положение относительно нескольких векторов и не повторяет сгибание тела, аналогично с лицевой анимацией)
— отсутствие обратной связи в виде имитации прикосновения, ветра, отдачи оружия и т. д. (простой вибрации явно недостаточно)
— провода или разрядка батарей (требуют внимания к реальному миру)

Переходя к VR будущего начну, пожалуй, с трудов писателей, устройства которых считаю эталонными (синдром гусёнка). Возможно, есть другие произведения, неизвестные мне, с более детально и реалистично описанными устройствами. Всё же быстрее пройти Скайрим, чем ознакомиться со всей литературой.
Следующий раздел может содержать небольшие спойлеры

Ready Player One (novel, movie)

Социопат и фанат игровой индустрии 80-х годов James Halliday создал OASIS, виртуальный рай в загнивающем мире будущего, VR экосистему. Полностью состарившись, создатель запускает ивент: найдешь пасхалки, получишь все мои сокровища. Крысиные бега стартуют в обеих реальностях. Наш герой, обитающий в гетто, присоединяется к гонке.

Ernest Cline создал в меру реалистичную картину будущего, описал работу различных VR устройств и окружений, поселил героя в трущобах, добавил немного романтики и смазал всё это отсылками к культуре конца прошлого века. Книга стала бестселлером и обрела фанатов, пожалуй, всех возрастов. Фильм должен повторить и умножить успех.
Никнеймы Parzival и Art3mis еще свободны?

Стандартный набор для входа в OASIS состоит из визора и перчаток.
Визор имеет маломощные лазеры, рисующие изображение на сетчатках, заполняя всё поле зрения. Тактильные перчатки позволяют почувствовать виртуальные объекты и поверхности, перемещаться можно с помощью жестов.

Пример дорогой сборки системы погружения в VR:
Регулируемое тактильное кресло, закрепленное на двух роботизированных руках, которые способны перемещать его вокруг 4 осей, позволяя кувыркаться, летать, падать и т. д. В связке с креслом работает тактильный костюм обратной связи, покрывающий всё тело и раскрывающийся в нужных местах для справления нужды. Обратная связь скорее имитирует удары и толчки, поэтому виртуальный водопад ощущается недостаточно реалистично. Костюм покрывает экзоскелет, создающий сопротивление при необходимости. Отдельно размещен моющий модуль с запасным костюмом. По всей комнате расставлены динамики, имеется установка для генерации запахов. Под ногами всенаправленная беговая дорожка, способная менять рельеф и наклон. Для особых развлечений можно заказать анатомически корректную куклу любого пола с реалистичной кожей, симуляцией мускулатуры и другими опциями, в зависимости от пожеланий.
Тактильное кресло способно трансформироваться в кровать. С автоматизацией поможет ИИ-программа, голос и поведение которой можно настроить.

Дальнейшее развитие систем для погружения в OASIS – маленькая сферическая комната с тактильным креслом, подвешенным под потолком на роботизированной руке, вместо беговой дорожки сама вращающаяся комната.

С внутренней стороны OASIS представляет из себя вселенную-кубик рубика, поделенную на 27 секторов, на пересечение каждого понадобится 10 световых часов, присутствуют космические корабли, крепости и платные телепорты. Один сектор посвящен звездным войнам, в других есть магия, стимпанк или всё вместе. У аватара одна жизнь, при смерти игрок теряет всё, есть система уровней и прокачка. При этом, в Оазисе много рабочих и учебных миров и локаций, в которых отключен урон.

По вышеописанным особенностям OASIS можно считать целью, к которой стремятся разработчики и игроки, уже сейчас появляются прототипы устройств и полноценных VR миров.

Armada (novel)

Разработчики мирового уровня создают игры, в которых пилоты боевых дронов противостоят расе злобных пришельцев. Главный герой задротит в симулятор перехватчика. Внезапно оказывается, что игры не игры, а программы обучения пилотов для борьбы с реальными пришельцами. Под цитаты великих людей из Star Wars, Star Trek и других фантастических фильмов игроки должны защитить Землю.

Следующая книга Эрнеста Кляйна не стала такой же успешной, как первая. Довольно глупое перечисление реальных разработчиков типа EA, от стиля повествования и концовки у меня прилично бомбило. Права на экранизацию куплены, не более.

VR устройства непримечательны: шлем и аналоги РУС для авиасимуляторов. Вообще играть можно с любым устройством и типом управления — смартфон, клавиатура, геймпад.

Sword Art Online (ranobe, anime)

Японский злой гений Каяба Акихико создал Нейрошлем полного погружения, а затем и MMORPG для него. После бета-теста, в день релиза мастер объявляет, что все 10 тысяч игроков останутся в этом мире на ПМЖ до гейм овера, а чтобы никто не ливнул, в нейрошлеме активирован выжигатель мозгов, срабатывающий при дисконнекте.
Дальше идут Кирито, Асуна, драмы, 16.5 и прочее аниме.

SAO описывает фантазии анимешников и прочих фантазеров, трудно не встретить игрока с ником Kirito или Asuna в онлайн игре (сам был среди них), а в VRChat можно побывать в комнате главного героя, побродить по пустой локации, сразиться с боссом, но выглядит это относительно ужасно и требует работы воображения.

NerveGear

Нейрошлем — мечта, убийца, проводник в прекрасный мир. VR шлем будущего, устройство полного погружения. Передает электромагнитные сигналы напрямую в мозг, полностью блокируя связь с телом, что дает полную синхронизацию с виртуальным аватаром (передвижения, чувства, запахи, эмоции). Изображение рендерится устройством с некоторыми ограничениями типа использования LOD. Имеет режим микроволновки для удерживания игроков в игре.
Главный недостаток — во время игры превращает в высыхающего овощя.

Амусфера — по сути, безопасный нейрошлем. Легче, меньше, автоматически отключает пользователя при отклонениях в показателях датчиков (при стрессе). Не полностью блокирует сигналы тела, позволяя замечать реальность в игре.
Soul Translator – взаимодействует с пользователем на уровне Fluctlight (души, сознания?), рендерит не полигонами, а воспоминаниями подключенных пользователей, отсюда детальный изменяемый мир, волосы на коже и прочие возможности. Созданный фантастический мир ощущается реальностью. Сервер потребляет огромное количество энергии. Такова сомнительная фантазия автора.
Brain Implant Chip — вероятно, описывается в продолжении истории. В реальности также проходят исследования и тесты по прямому соединению мозга с электроникой и сетью, даже Илон Маск основал Neuralink.

Accel World (ranobe, anime)

Параллельный роман от автора SAO, действие происходит, практически, в той же вселенной, только на десятки лет позже.

Нейролинкер — компьютер, который надевается на шею, работает с мозгом на квантовом уровне, может всё: создание изображения перед взором, обмен сообщениями, контроль за питомцем, запуск игр, одной из которых является та самая, ускоряющая сознание в 1000 раз и отправляющая реализм в другую вселенную.
Brain Implant Chip – чип в мозг, предшественник нейролинкера, ввиду специфики работы и возможного использования был запрещен.
Подробности работы автор расписывать не пожелал, отдав предпочтение расширяющемуся гарему, что также веет фантастикой.

Log Horizon (ranobe, anime)

Игроков засасывает в их персонажей из обычной ММОRPG. Никто ничего не знает, связи с реальным миром нет, кроме воспоминаний, которые отрывочно показывают при смерти и стирают. Сюжет довольно интересен с точки зрения VR, но устройства погружения не упоминаются.

Расписывание произведений пары авторов что-то затянулось, перехожу к реальности и начну с виртуального окружения. Оно до сих пор сильно ограничено мощностями компьютеров, даже классические MMO редко справляются с нахождением сотни игроков в одной локации, не говоря о детальном взаимодействии.

VRChat

Самая популярная VR игра, в которой минимум классического геймплея и называние игрой не совсем корректно. Различные способы общения с другими персонажами, отыгрывание роли своего аватара, множество пользовательских миров, среди которых Uganda. Много людей купили VR устройства только ради этой игры, другие же заходят, имея обычный монитор, и стараются получить удовольствие от этого социального мира.
Конечно, виртуальный чат еще далек от идеала — нельзя прикоснуться к другому персонажу, минимум интерактивности, графика довольно простая.

Decentraland

Как заявляют создатели, Decentraland – первая VR платформа, которой владеют пользователи. Интерактивный мир, в который можно попасть через VR устройство или браузер. Пользователи покупают землю за криптовалюту, обустраивают свою локацию, казино, лунапарк и предоставляют другим игрокам. Право владения и контент хранятся Ethereum blockchain, для обмена используется IPFS.
Технологии еще недостаточно распространены, чтобы всем (и мне) была понятна их работа. На первый взгляд проект выглядит интересно, своя валюта для поддержания, децентрализация. Платформа еще в процессе создания на стадии пре-альфы.

MarkSpace

Платформа для 3D/VR вебсайтов и объектов, основанная на том же блокчейне. Назову это в первую очередь городом, в котором создаются магазины с оцифрованными реальными товарами, которые можно рассмотреть и примерить (на манекене/аватаре). Проект еще не запущен, доступны демо и коструктор, в некотором будущем можно ожидать реализацию виртуальных магазинов и жилой зоны для пользователей. Криптовалюта используется для покупок, является наградой за ресурсы майнеров. Среди партнеров есть крупные производители товаров.
Я узнал о MarkSpace (после чего решился на этот текст) от Шамова Дмитрия, который проводил параллели с SAO, но общего у них оказалось немного.

Cappasity (ARToken)
3D/VR экосистема на основе блокчейна, планируется для создания, хранения, распространения контента, сохраняя авторские права.

Как видим, создающиеся экосистемы пока что направлены на создание контента и зарабатывание денег. Конкуренция и неопределенный статус криптовалют также требуют внимания. Для привычного досуга и развлечений остаются виртуальный рабочий стол и отдельные VR приложения.

Устройства и прототипы

Сегодня множество компаний занимаются разработкой перчаток для взаимодействия с виртуальным миром. Среди них CaptoGlove, Exoglove, Gloveone, Manus VR Glove, Senso VR Gloves, Oculus Glove, HaptX Gloves. В основном они захватывают движение пальцев, некоторые имеют тактильную связь. Несколько выделяются Dexmo, перчатки с экзоскелетом, обеспечивающим силовую обратную связь. Разработка продолжается, так что стандартом остаются пластиковые контроллеры.

Для перемещения ногами существуют платформы типа Virtuix Omni, Cyberith Virtualizer, Kat Walk. Последняя хоть и продолжает улучшаться, доступна для покупки по цене нескольких компьютеров с VR шлемами. К сожалению, устройство платформ не позволяет лечь, что легко осуществить только со шлемом.

Среди тактильных костюмов выделяются Hardlight Suit и Teslasuit, недоступные для покупки.
Hardlight представляет из себя жилет, покрывающий торс и сгибы рук, в данных областях работает трекинг и обратная связь.

Teslasuit – полный костюм с захватом движений, тактильной отдачей, изменением температуры. Фаворит.

В ближайшие годы за огромные деньги можно собрать набор для погружения в VR, подобный увиденному в Ready Player One, только оазиса по ту сторону линз не будет, также многие игры просто не поддерживают что-то кроме контроллеров со шлемом.
Для физически ограниченных людей погружение в VR может быть неполным или вообще невозможным, поэтому следует надеяться на развитие технологий по прямому взаимодействию с мозгом и однажды SAO может стать настоящей VRMMO.

Вчера мы мечтали о том, что становится доступно сегодня. Продолжим же смотреть с оптимизмом в завтрашний день.