Varför Virtual Reality Technology kommer att blåsa ditt sinne om 5 år

Om du inte bara har vaknat upp från en tvåårig coma har du säkert hört mycket hype om den virtuella verkligheten och Oculus Rift - nog att du är troligen sjuk av den.

Tja, för dåligt, för jag är här för att säga, utan tvekan, att framtiden för den virtuella verkligheten är här nu. Det fungerar, och det kommer att förändra världen. Den officiella lanseringen av Rift är planerad att släppa någon gång före slutet av nästa år, och det är bara början.

Virtuell verklighet idag

Här är vad den första Rift dev-kit (den som för närvarande är i händerna på utvecklare och journalister) Oculus Rift Development Kit Review och Giveaway Oculus Rift Development Kit Review och Giveaway Oculus Rift har äntligen kommit och gör huvuden tur (bokstavligen) överallt spelgemenskapen. Inte längre är vi begränsade till att peering genom ett platt fönster i spelvärlden vi älskar ... Läs mer erbjuder just nu: stereoskopisk 3D, ett 90 graders horisontellt synfält, 800 × 600 per ögonupplösning, hög precision rotationshuvud spårning och en relativt låg latens (tiden som systemet tar för att svara på en huvudrörelse) på ungefär sextio millisekunder.

Det betyder att, förutsatt att du håller din torso kvar, kan du rotera ditt huvud runt fritt, och utsikten mot dina ögon, efter en mycket liten fördröjning, kommer att bli ganska mycket korrekt (och kommer att fylla det mesta av ditt visuella fält). Det är nog att vara ganska nedsänkt (även om det tidiga innehållet är mycket övertygande 5 Oculus Rift Demos som kommer att blåsa ditt öga 5 Oculus Rift Demos som kommer att blåsa ditt sinne Glöm Playstation 4 eller Xbox One - Jag har sett framtiden för spel, och det är ingen av dem. Oculus Rift är fantastiskt - och med 16 miljoner dollar i ny finansiering, ... Läs mer), men det finns gott om utrymme för förbättringar. LCD-skärmen introducerar rörelseoskärpa, upplösningen är smärtsamt låg, lutar din torso får världen att glida med dig på ett oroande sätt och latensen det är, är illamående för vissa användare.

Den andra dev-kit, DK2, som skickas nästa månad, förbättrar den här funktionen med en kamera som gör att headsetet kan ta reda på var ditt huvud är i rymden (så att du kan luta dig och flytta dig inuti kamerans syn). Det skär latensen nära 20 ms (tröskeln för mänsklig uppfattning). Det höjer upplösningen till 960 × 1080 per öga, och förbättrar optiken för att trycka fler av de tillgängliga bildpunkterna i ditt synfält. Det ersätter också LCD-skärmen i originalet med en Samsung OLED-skärm, vilket ger bättre färgåtergivning, högre uppdateringshastigheter och låg persistens.

Den sista kan behöva lite förklaring: Här är Palmer Luckey som beskriver låg uthållighet:

“Det bästa sättet att tänka på är att med en full persistensdisplay gör vi en ram, sätter den på skärmen och den visar på skärmen tills nästa ram, så börjar den hela tiden. Problemet med det är att ramen bara är korrekt när den är på rätt plats - när den är först där. För resten av tiden är det typiskt som skräpdata. Det är som en trasig klocka, du vet hur en trasig klocka är rätt ibland när den är på rätt ställe, men mestadels visar det sopdata?

Vad vi gör är att göra bilden och skicka den till skärmen, vi visar den under en liten tidsperiod, så tömmer vi bildskärmen och den är svart tills vi har en annan. Så vi visar bara bilden när vi har en korrekt och aktuell ram från datorn för att visa dig.”

VR om 5 år

Den första konsumentversionen av Rift (och konsumentversionen av Sonys VR-prototyp, Project Morpheus) förväntas bli en inkrementell uppdatering på DK2: högre upplösning, snabbare uppdateringshastigheter, bättre optik, lägre latens - den typen av sak. För andra generationens VR-hårdvara (och tredje och fjärde) finns det dock många tekniker i horisonten som kommer att göra en stor skillnad i VR: s kvalitet och känsla av närvaro som VR tillhandahåller.

Här är Oculus 'Michael Abrash (då av Valve) som beskriver kraften hos VR-närvaro (med ventilens prototyp VR-rum):

“Vi har en demo där du står på en sida och tittar ner på en betydande droppe. Här är scenen; Stentexturen är en dykbrätsliknande kant ovanför golvet i ett lådorum som är texturerat med föråldrade webbsidor. [...] När man tittar på detta på en skärm (även om den inte är snedställd) gör inget för mig, men när jag står på den här sidan i VR låser knäna på mig, precis som de gjorde när jag låg på toppen av Empire State Building. [...] Ingångarna är övertygande nog att min kropp vet, på en nivå under medvetandet, att det inte finns i demo rummet; Det är någonstans annars och står bredvid en droppe.”

Foveated Rendering

En av de viktigaste begränsningsfaktorerna för VR just nu är bara svårigheten att göra världen som du beboar tillräckligt snabbt. Att göra en detaljerad scen i 3D vid 75 FPS är en icke-trivial utmaning, även för relativt avancerade PC-spelrätter. För konsol eller mobila VR-upplevelser som Sonys Project Morpheus är dessa utmaningar ännu hårdare.

John Carmack har gjort stora framsteg när det gäller att hitta fusk för att tillåta VR-upplevelser att springa mer smidigt (inklusive en teknik som heter “Tidsresa” som fyller i saknade ramar med en smart interpolationsalgoritm) - men det är fortfarande en viktig begränsning för konsumenternas antagande av VR-hårdvara. Foveated rendering erbjuder en väg ut ur detta problem.

Foveated rendering beror på ett kritiskt fakta om det mänskliga ögat, vilket är att fotoresceptorerna på den mänskliga näthinnan inte är jämnt fördelade: nästan alla är kluster i en liten cirkel mitt i näthinnan som heter fovea. Utanför mitten av få procent av det visuella fältet är människor i princip blinda. Vi tar oss runt detta genom att snabbt blicka ögonen runt om i världen och sy ihop de resulterande data i en illusion av en kontinuerlig, detaljerad visuell bild.

Detta är mildt oroande, men otroligt användbart för huvudmonterade skärmar. Genom att inkludera små kameror i headsetet för att spåra användarens ögon är det möjligt att bara återge de delar av bilden som fovea kan se i full detalj, vilket ger resten av det visuella fältet med mycket låg upplösning. Detta ger en dramatisk hastighet jämfört med att scenen görs konventionellt, vilket gör en stor skillnad i kvaliteten och konsekvensen av den visuella upplevelsen.

Johan Andersson, en ingenjör som arbetar för DICE, beskriver en sådan utförande:

“Vad vi skulle vilja kunna göra, om vi kunde, är i grunden foveated rendering [...] så vi kan göra ett par resolutioner, i huvudsak och hålla ögonspårning, så du gör med din super högupplösta, men på din miniatyrbild, och sedan gör du lite lägre upplösning runt det, och lite lägre runt det, och du kompositerade dem tillsammans. Det kräver mycket högkvalitativ ögonspårning, men jag har sett några demos av det, och det fungerar verkligen överraskande bra.”

Motion Controls

Att komma in i spelet är en utmaning i sig, men det räcker inte. Jag har satt tiotals människor genom headsetet, och det första som nästan alla gör är att leta efter händerna eller försöka röra någonting. Nuvarande VR-teknik får dig att känna dig som ett osynligt, immateriellt spöke - eller värre, ett spöke fångat i en kropp som de inte kan kontrollera.

Hittills har Oculus meddelat att de arbetar med kontrollproblemet, men har ännu inte hittat en tillräckligt bra lösning. Sonys Morpheus inkluderar PS Move-controllers - spårar wands som låter dig flytta händerna i spel, men lider av precisions- och ocklusionproblem och känner inte riktigt som dina riktiga händer.

Flera företag utvecklar VR-ingångslösningar som ger en glimt på vad det ideala VR-inmatningssystemet ser ut. I sin begränsade spårvolym ger Leap Motion mycket hög precisionspåföljning, och STEM-styrenheten erbjuder en högre precision av PS Move-stil utan att det uppstår problem med optisk spårning. Control VR erbjuder en billig uppsättning sensorer som du har på din torso och armar som kan fånga rörelse på nivån av enskilda fingerrörelser, men systemet är skrymmande och kräver exakt kalibrering för bra resultat.

På den haptiska sidan av saker utvecklar Tactical Haptics enheter som använder hudhår för att skapa illusion av tryck på användarens händer. Den nu sannolikt defunkta Novint Xio var ursprungligen utformad som ett billigt exoskelett som kunde ge tryck på användarens händer i alla tre dimensioner. Detta skulle vara ett billigare alternativ till avancerade robothaptiska system som de som tillhandahålls av Cyberglove.

Här är vad William Provancher of Tactical Haptics har att säga om sin controller:

“Våra styrenheter är olika eftersom de som ni nämner mest har vibrationsåterkoppling. Reactive Grip feedback i våra styrenheter kan skapa kraftfulla vridmomentliknande haptiska illusioner”

Ingen av dessa produkter är perfekt för VR än, men tillsammans ger de en glimt av vad en billig, högkvalitativ haptisk VR-kontroller kan se ut inom den relativt nära framtiden.

Social VR

Vissa av er kanske läser den rubriken och flinch. Oroa dig inte: oavsett vad Chicken Littles på Internet kanske har berättat om Facebook-förvärvet är ingen intresserad av Farmville i VR. Det vi pratar om här är något mycket mer intressant.

Ta en minut och titta på den här videon:

Systemet använder smart programvara för att upptäcka användarens ansiktsuttryck från en webbkamera och sedan kartlägga dem på en virtuell avatar. Det är inte perfekt, men det är tillräckligt bra att visa tydligt uttryck och utnyttja icke-verbala sociala signaler. Genom att inbädda kameror och sensorer i headsetet bör det vara möjligt att ge ansiktsrörelsesdetektering på samma sätt som kommersiell rörelsefångst om ett år eller två.

Tänk nu att du befinner dig i ett gemensamt virtuellt utrymme med någon annan, med hjälp av ansiktsspårning och rörelsekontrollers för att fånga uttryck, gester och kroppsspråk och använda dem för att driva karaktärsavatars för båda. Ni båda känner sig fysiskt närvarande i ett utrymme med den andra personen och kan prata med dem medan de använder icke-verbala signaler för att kommunicera. Det är precis som att det faktiskt är i ett rum med någon - och med haptic motion controllers kan du till och med krama, skaka hand eller fritt engagera sig i avslappnad social touch.

Sociala VR-upplevelser liknar videokonferenser, men är djupare och rikare på viktiga sätt. Ögonkontakt, fri rörelse och känslan av fysiskt att dela ett utrymme med en annan person är alla kraftfulla signaler som saknas vid normala videokonferenser.

Social VR är ett kraftfullt sätt att bedriva affärer, göra vänner och hålla kontakten med sina nära och kära när de inte är fysiskt nära dem. Social VR erbjuder möjligheten till onlinemiljöer som använder sociala signaler för att uppmuntra civiliserad konversation och produktiv dialog: människor är trevligare mot verkliga människor ansikte mot ansikte än de är ansiktslösa användarnamn på Internet-meddelandekort. För första gången i Internetets historia kan vi skapa online-grupper utan troll.

Dessutom kan sociala VR vara en funktion förbättring över att verkligen hänga med dina vänner i person! Du kan inte i verkligheten samlas med vänner och spela basket på månen. Du kan inte få en IMAX-teater till dig själv och höja högt en ny film. Du kan inte döda varandra med sci-fi-vapen och genast köra igen. Du kan inte utforska Middle Earth tillsammans. I VR kan du. Glöm paintball, LARPing och biografer. Social VR kommer att göra allt det bättre, och en dag kommer det att vara det primära sättet du har kul med dina vänner.

Här är Mark Zuckerberg, som talar om Oculus Rifts sociala potential kort efter bolagets förvärv:

“Det här är verkligen en ny kommunikationsplattform. Genom att känna sig verkligen närvarande kan du dela obegränsade utrymmen och erfarenheter med människorna i ditt liv. Tänk dig att dela inte bara stunder med dina vänner online, men hela upplevelser och äventyr.”

Den virtuella verklighetens framtid

Om dessa låter som samma cirkulära VR-drömmar som du har hört talas om sedan 80-talet är du inte helt fel. Många av dessa idéer har funnits länge. Skillnaden är att nu är de påtagligt nära verkligheten. Det här är inte “tjugo år-off” fantasier längre. Dessa är genomförbar, livskraftig koncept för nystart. Pengarna är där 5 Tecken Oculus Rift kommer att bli en stormande framgång 5 Tecken Oculus Rift kommer att bli en stormande framgång Oculus Rift kommer att förändra spel, för alltid - hype har inte bara fizzled det, det har varit fördröjd för det gångna året och bara växer. VRs ålder är nu över oss; uppslukande upplevelser ... Läs mer, industrin tröghet finns, och viktigast av allt är tekniken äntligen här för att göra det rätt. Dessa är erfarenheter som kommer att bli billigt tillgängliga på konsumentmarknaden under de närmaste åren.

Framtiden för den virtuella verkligheten som du har drömt om sedan du läste först Snöolycka är nästan här. Du kommer att kunna prova den första vågen av den framtiden inom några månader. Det fungerar, det är otroligt coolt, och det har några av de ljusaste sinnena i teknikindustrin som är galen för att göra det ännu bättre.

Funktionsbild: “Anna Bashmakova och Oculus Rift”, Sergey Galonkin

Bilder: “Kvinna som bär Oculus Rift”, BagoGames, “Nan bär Oculus Rift”, Nan Palmero, “Testa Oculus Rift,” Karl Baron, “Elite farligt på Oculus Rift,” Jeroin Van Luen, “Ny Oculus Rift nu tillgänglig,” BagoGames

Utforska mer om: Virtual Reality, Virtual World.