Vikipēdija

Virtuālās realitātes brilles

Virtuālās realitātes brilles jeb saīsināti VR brilles (saukta arī par virtuālās realitātes ķiveri) ir uzgalvas displejs, kas nodrošina virtuālo realitāti. VR brilles plaši izmanto VR videospēlēs, bet arī biznesa vajadzībām, piemēram, virtuālās ekskursijās un jaunās apmācībās.[1] VR brilles ir stereoskopisks uzgalvas displejs (katrai acij atsevišķs attēls), stereo skaņa un sensori, piemēram, žiroskopi un akcelerometri, lai izsekotu galvas pozīciju un saskaņotu virtuālās kameras orientāciju ar lietotāja acu pozīciju reālajā pasaulē.[2]

Videospēļu konsolei PlayStation 4 paredzētās PSVR brilles, kas izlaistas 2016. gadā.

Papildus pašām brillēm lietotājs izmanto VR kontrolierus, lai pārvietotos pa vidi. Ierīce piedāvā interaktīvu pieredzi, un ar kontrolieri ir jānorāda uz objektiem, jāizvēlas, jāvelk un jāmet, jānovelk uz augšu vai uz leju, jāpārvietojas starp dažādām VR telpām, jānorobežo robežas un jāveic citas funkcijas. Lielākajā daļā tirgū pieejamo VR austiņu tiek izmantoti rokas kontrolieri, kas darbojas līdzīgi džoistikiem.[3] Lietotāja mijiedarbību ar objektiem VR vidē var nodrošināt vairākos veidos. Lielākajā daļā VR brilles mūsdienās tiek izmantots koordinātu tīkls, ko lietotājs kontrolē ar galvu.[4][5]

Dažās VR brilles izmanto acu izsekošanas sensorus un muskuļu aktivitātes sensorus, lai padarītu izvēles uzdevumus virtuālajā telpā efektīvākus.[6]

Izvēloties VR brilles, lietotāji ņem vērā vairākus faktorus, kas ietekmēs pieredzi un ierīces praktisko lietojamību: attēla kvalitāte, kustības brīvība, kustību atpazīšanas precizitāte, skaņas kvalitāte, saderība ar videokartēm utt. Labāka attēla kvalitāte parasti tiek nodrošināta ar vadu savienojumu, kas ļauj pieslēgt brillēs pie datora, tomēr vajadzīgas pietiekami jaudīgas datora specifikācijas, lai pilnībā izmantotu VR.[1] Bezvada savienojums nodrošina lietotājiem lielāku kustības brīvību, stabilitāti un ērtību. Gan uz brillēm uzstādītas kameras, gan atsevišķi sensori (bāzes stacijas) var nodrošināt dažādas līmeņa precizitātes un stabilizācijas pakāpes. Dažādas VR brilles var piedāvāt dažādus skaņas risinājumus, sākot no iebūvētiem austiņām līdz atbalstam ārējām austiņām. PC VR sistēmas bieži atkarīgas no videokartes veiktspējas, ir ieteicams izvēlēties videokarti, kuras nodrošina labu saderību ar VR tehnoloģijām.[7]

Vēsture

labot šo sadaļu

VR tehnoloģijas attīstība sākās pagājušajā gadsimtā. 1968. gadā amerikāņu datorzinātnieks Ivans Sazerlends radīja "Damokla zobenu" (angļu: The Sword of Damocles) – pirmo uz galvas stiprināmo virtuālās realitātes ierīci. Tā bija apjomīga ierīce, kas karājās pie griestiem. Tai bija stereoskopisks displejs un galvas kustību izsekošanas iespējas.[5][8]

1990-2000. gadi

labot šo sadaļu

1990. gadā parādījās Virtuality - revolucionāra VR spēļu automāta versija, ko Džonatans Valderns demonstrēja izstādē Computer Graphics 90 Londonā. Tas bija pirmais masu ražošanā izlaisto VR izklaides sistēmu. Bija VR brilles un reāllaika iemiesojuma stereoskopiskas 3D attēli. Dažas mašīnas varēja tīklot kopā, lai spēlētu daudzspēlētāju spēles. Galu galā dažām ļoti populārām arkādes spēlēm, piemēram, "Pac-Man", bija VR versijas.[9]

1991. gadā Antonio Medina, NASA zinātnieks, izstrādāja VR sistēmu, lai no Zemes vadītu Marsa robotu raktuvēm, kaut arī bija signāla kavēšanās starp planētām. Šī sistēma saucas "Datorsimulētā teleoperācija" (angļu: Computer Simulated Teleoperation).[10]

1991. gadā SEGA paziņoja, ka strādā pie SEGA VR brilles, kas būs pieejamas vispārējai publikai. Šīs brilles bija paredzētas arkādes spēlēm un Mega Drive konsolai. Vizierī tika ievietoti LCD ekrāni, stereo austiņas un sensori galvas kustību sekotājai. Tomēr tās nekad netika izlaistas, kaut gan tika izveidoti četri spēļu nosaukumi. Viena no izskaidrojumiem bija SEGA bažas, ka cilvēki ievainos sevi, jo VR efekts bija pārāk reālistisks. Tomēr šķiet, ka tas ir maz ticams sakarā ar ierobežoto apstrādes jaudu. 1994. gadā SEGA veica ievērojamus soļus VR tehnoloģiju jomā, izlaižot SEGA VR-1 - kustību simulatoru arkāžu automātu, kas paplašināja spēļu pieredzes robežas.[11] Turklāt VictorMaxx prezentēja CyberMaxx - VR brilles, kas vēl vairāk dažādoja tirgu, piedāvājot lietotājiem vizuālo pieredzi ārpus tradicionālajām spēļu zālēm.[12]

1995. gadā Nintendo uzsāka savu ieiešanu virtuālajā realitātē, laižot konsoles Virtual Boy, kas kļuva par pirmo pārnēsājamo konsoli ar 3D grafiku. Neraugoties uz inovatīvajām funkcijām, Virtual Boy saskārās ar komerciālām grūtībām tādu ierobežojumu dēļ kā divkrāsa grafika, programmatūras atbalsta trūkums un neērtības ilgstošas lietošanas gadījumā, kas galu galā noveda pie tā pārtraukšanas.[13]

1997. gadā Džordžijas Tehnoloģiju institūta un Emorija Universitātes pētnieki izmantoja VR tehnoloģiju, lai izstrādātu "Virtuālo Vjetnamu" (angļu: Virtual Vietnam) - novatorisku lietojumprogrammu, kuras mērķis bija nodrošināt iedarbības terapiju veterāniem, kas cieš no PTSS. Šis inovatīvais VR lietojums parādīja imersīvās tehnoloģijas potenciālu terapeitiskās intervencēs, paverot jaunas iespējas tās izmantošanai ne tikai izklaides jomā.[14][10]

Līdz 2000. gadu sākumam, lai arī tehnoloģija bija pieejama, interese un investīcijas samazinājās, un VR attīstība lēnām zaudēja momentu. Militārās un pētniecības iestādes izmanto VR apmācībai un simulācijai, bet datoru jaudas un displeju tehnoloģiju attīstība paver ceļu vēl aizraujošākai pieredzei. Tomēr pētniecība un tehnoloģiju izstrāde turpinājās, un nākamajos gados, īpaši 2010. gados, notika VR tehnoloģijas atdzimšana. VR brilles piejamības iznākums, piemēram, Oculus Rift, HTC Vive un PlayStation VR, izraisa revolūciju patērētāju tirgū, ļaujot plaši izplatīties un attīstīt dažādus lietojumus, kas nav tikai spēļu spēlēšana.[8][10]

2010. gadi

labot šo sadaļu

2011. gadā Palmers Lukijs izstrādāja prototipu Oculus Rift, kas bija pirmais virtuālās realitātes ierīces prototips ar plašu redzes lauku un lielu izšķirtspēju.[15] 2012. gadā Palmers Lukijs izveidoja Kickstarter kampaņu, lai piesaistītu finansējumu Oculus Rift tālākai attīstībai. Kampāna guva milzīgu atsaucību un sasniedza pārsteidzošus finanšu rezultātus, piesaistot vairāk nekā 2,4 miljonus dolāru. Tas bija sākums komerciālās VR iekārtas attīstībai.[16]

2014. gadā Facebook iegādājās Oculus VR uzņēmumu par 2 miljardiem dolāru, atzīmējot lielo uzmanību un ieguldījumu VR tehnoloģiju attīstībā. Šis notikums būtiski ietekmēja VR industriju, piedāvājot jaunus resursus un iespējas turpmākai inovācijai un izaugsmei.[17]

2016. gadā HTC un Valve Corporation izlaida HTC Vive, kas bija pirmais komerciāli pieejamais VR ierīces komplekts ar telpiskās izsekošanas tehnoloģiju. Tas ļāva lietotājiem brīvi pārvietoties telpā un pilnībā iegrimt virtuālajā vidē. Tas bija solis uz priekšu VR izklaides un izglītības jomā, padarot VR pieredzi vēl reālistiskāku.[18]

2019. gadā Oculus izlaida Oculus Quest, pirmo pilnīgi autonomo VR brilles. Šis ierīces veids neprasa savienojumu ar datoru vai citu ierīci, un tas piedāvāja plašu VR pieredzi bez sarežģītām iestatīšanām vai kabeļiem.[19]

2020. gadi

labot šo sadaļu

Ārpus spēļu pasaulēm VR ir atradis pielietojumu dažādās nozarēs, piemēram, veselības aprūpē, izglītībā, arhitektūrā un inženierzinātnēs. Ārsti izmanto VR ķirurģiskiem simulācijām, skolēni izpēta vēsturiskos notikumus, un arhitekti veido virtuālās pastaigu pa ēkām pirms sākas būvniecība. Patērētāju pieejamība VR ir ievērojami uzlabojusies, ar tehnoloģiju attīstību padarot brillēs ergonomiskākas un lietotājam draudzīgākas. Lieluzņēmumi kā Meta, Sony un Samsung iegulda lielus līdzekļus patērētāju orientētās VR tehnoloģijās. Apple ienākums tirgū sola turpmāk revolucionizēt VR ainavu, izmantojot uzņēmuma pieredzi lietotāja pieredzē un ekosistēmas integrācijā.[20]

2020. gada septembrī Oculus (tagad Meta) prezentēja Oculus Quest 2, kas piedāvāja uzlabotu izšķirtspēju, jaudīgāku procesoru un vieglāku dizainu salīdzinājumā ar iepriekšējo Quest modeli. Quest 2 turpināja popularizēt autonomu VR pieredzi, piedāvājot lietotājiem iespēju izbaudīt VR saturu bez vajadzības pieslēgties pie datora vai citām ierīcēm.[21]

2023. gadā divi no lielākajiem tehnoloģiju uzņēmumiem, Apple un Meta, paziņoja par jaunām VR ierīcēm. Apple prezentēja Apple Vision Pro, kas tika pasludināts par izcilu jaunievedumu VR un jaukto realitāti (AR) jomā. Šī ierīce solīja augstas izšķirtspējas attēlus un uzlabotu interaktivitāti.[22] Meta paziņoja par Meta Quest 3, tika piedāvāts ar uzlabotu jaudu, izšķirtspēju un komfortu salīdzinot ar Quest 2.[23]

Mijiedarbība

labot šo sadaļu

Virtuālā vides mijiedarbība ietilpst trīs uzdevumu kategorijās: skata punkta pārvietošana, atlase un manipulācijas:[24]

Skata punkta pārvietošana

labot šo sadaļu

Agrīnās pētniecības darbā tika pievērsta uzmanība tehniku novērtēšanai ceļojumos, kas ietver skata punkta pārvietošanu starp dažādiem izvietojumiem. Šis uzdevums ietver virziena/mērķa izvēli, ātruma/pieātruma izvēli un ievades nosacījumus. Virziena/mērķa izvēlei ir izstrādātas dažādas tehnikas, ieskaitot skatienu vērstu stūrēšanu un norādījumu/viļņa stūrēšanu. Izvēle starp šīm tehnikām var būtiski ietekmēt lietotāja pieredzi, atkarībā no uzdevuma konteksta. Piemēram, lai gan skatienu vērstā stūrēšana sinhronizē kustību ar lietotāja skatienu, norādījumi ļauj neatkarīgi skatīties un pārvietoties citā virzienā. Ātruma un pieātruma izvēles tehnikas arī spēlē svarīgu lomu lietotāja komforta un telpiskās apziņas veidošanā. Eksperimenti ir parādījuši, ka dažādas kustības ātrumi un pieātrumi var ietekmēt lietotāju vides uztveri, ar nepārtrauktām kustības tehnikām vispārīgi nodrošinot labāku telpisko apziņu salīdzinājumā ar "lēcienveida" tehnikām.

Atlase

labot šo sadaļu

Atlase ietver norādīšanu VR sistēmai, ar kuru objektu vai lietotāja interfeisa (UI) elementu lietotājs vēlas mijiedarboties, atzīmējot to par turpmāko mijiedarbības fokusu. Atlase attiecas uz objekta norādīšanu vai izvēli kādam mērķim. Atlases paņēmienus var izmantot atsevišķi, lai veiktu tādus uzdevumus kā izvēlnes elementa izvēle vai objekta dzēšana.[24] Atlasei ir pieejami vairāki izplatīti metodes:[25]

  • Kontroliera ievade (lāzera rādītājs vai ray-cast): Šajā metodē virtuālais lāzera punkts tiek izstarots no lietotāja kontrollera. Mainot kontrollera orientāciju, lietotājs var šķērsot lāzera staru ar vēlamo objektu vai UI elementu. Var rasties izaicinājumi, piemēram, nejaušas atlases un aizsegums, kas prasa rūpīgu dizaina apsvērumu.
  • Žesti: Ar VR tehnoloģiju attīstību rokas žesti ir kļuvuši par intuitīvu mijiedarbības veidu. Sistēmas, kas spēj fiksēt un interpretēt roku kustības, ļauj lietotājiem veikt darbības, piemēram, norādīt un paņemt objektus virtuālajā telpā.
  • Skatījums: Skatījuma bāzētā atlase balstās uz lietotāja galvas pozīcijas vai acu skatiena izsekošanu. Vēršot skatienu uz objektu, lietotājs var uzsākt atlases procesu, apstiprinot to ar ārēju ievadi vai apmēramu laika izmantošanu.

Manipulācija

labot šo sadaļu

Manipulācija ir uzdevums noteikt pozīciju un orientāciju (iespējams, arī citus parametrus, piemēram, forma) izvēlētajam objektam. Lietotājs izvēlas objektu, "pieskaroties" tam ar savu virtuālo roku, un manipulē ar to tieši, kustinot roku. Tas ir intuitīvi un kognitīvi vienkārši, bet praktiski ir ierobežoti. Daudzi virtuālie objekti ir pārāk lieli, lai tos varētu viegli novietot, atrodoties pietiekami tuvu, lai objektam pieskartos. Turklāt nav piemēroti likt lietotājam pārvietoties rokas sasniedzamības attālumā no objekta, lai ar to manipulētu, īpaši, ja lietojumprogrammā ir nepieciešamas vairākas manipulācijas un efektīva veiktspēja.

Atsauces

labot šo sadaļu
  1. ↑ 1,0 1,1 pigu lt Dev Team. «Virtuālās realitātes brilles - kā tās izvēlēties?». 220.lv (latviešu). Skatīts: 2024-02-16.
  2. ↑ «Crafting Immersive Experiences: How Are VR Headsets Made?». www.42interactive.com (angļu). Skatīts: 2024-02-16.
  3. ↑ XR Today Team. «How Do Virtual Reality Headsets Work?». XR Today (en-GB), 2022-03-10. Skatīts: 2024-02-16.
  4. ↑ Alex Hagenah. «Reticles, Controllers and Buttons: Common Interactions in VR – IXD@Pratt» (en-US). Skatīts: 2024-02-16.
  5. ↑ 5,0 5,1 «"Tele2": kas ir virtuālā realitāte un kādas ir šīs...». www.tele2.lv (latviešu). Skatīts: 2024-02-16.
  6. ↑ Pai, Yun Suen; Dingler, Tilman; Kunze, Kai (2019-06-01). "Assessing hands-free interactions for VR using eye gaze and electromyography" (en). Virtual Reality 23 (2): 119–131. doi:10.1007/s10055-018-0371-2. ISSN 1434-9957.
  7. ↑ Toms. «Populārāko virtuālās realitātes (VR) briļļu plusi un mīnusi». Dateks blogs (lv-LV), 2022-01-04. Skatīts: 2024-02-16.
  8. ↑ 8,0 8,1 «Virtuālās realitātes nākotne: visaptverošs ceļvedis interesentiem». www.delfi.lv (latviešu). Skatīts: 2024-02-16.
  9. ↑ vradmin. «Virtuality – A New Reality of Promise, Two Decades Too Soon». Virtual Reality Society (en-GB), 2018-04-17. Skatīts: 2024-02-16.
  10. ↑ 10,0 10,1 10,2 «History of VR – Timeline of Events and Tech Development – VirtualSpeech» (en-US). Skatīts: 2024-02-16.
  11. ↑ «The Story of Sega VR: Sega's Failed Virtual Reality Headset». www.designnews.com (angļu). Skatīts: 2024-02-16.
  12. ↑ «CyberMaxx by VictorMaxx – The Video Game Kraken» (en-US). Skatīts: 2024-02-16.
  13. ↑ Benj Edwards. «Virtually Forgotten: Nintendo's Virtual Boy, 25 Years Later». How-To Geek (angļu), 2020-07-21. Skatīts: 2024-02-16.
  14. ↑ «Virtual Vietnam: Virtual Reality Exposure Therapy for PTSD – David Gotz» (en-US). Skatīts: 2024-02-16.
  15. ↑ Peter Rubin. «The Inside Story of Oculus Rift and How Virtual Reality Became Reality». Wired (en-US). ISSN 1059-1028. Skatīts: 2024-02-16.
  16. ↑ «Oculus Rift: Step Into the Game».
  17. ↑ «Facebook to Acquire Oculus». Meta (en-US). 2014-03-25. Skatīts: 2024-02-16.
  18. ↑ Ben Lang. «Latest HTC Vives Are Shipping with Tweaked Base Stations, Redesigned Packaging». Road to VR (en-US), 2017-04-13. Skatīts: 2024-02-16.
  19. ↑ «Introducing Oculus Quest — a New All-in-One VR System Coming Spring 2019». Meta (en-US). 2018-09-26. Skatīts: 2024-02-16.
  20. ↑ Andi Cross. «Council Post: The Evolution Of Virtual Reality: Exploring The Past, Present And Future». Forbes (angļu). Skatīts: 2024-02-16.
  21. ↑ «Introducing Oculus Quest 2, the Next Generation of All-in-One VR». Meta (en-US). 2020-09-16. Skatīts: 2024-02-16.
  22. ↑ «Introducing Apple Vision Pro: Apple’s first spatial computer». Apple Newsroom (en-US). Skatīts: 2024-02-16.
  23. ↑ Jacqueline Thomas. «Meta Connect 2023: Everything Announced at the Meta Quest 3 Event». IGN (angļu), 2023-09-27. Skatīts: 2024-02-16.
  24. ↑ 24,0 24,1 Bowman, Doug A.. Interaction Techniques for Immersive Virtual Environments: Design, Evaluation, and Application. Georgia Institute of Technology.
  25. ↑ «Interaction Techniques in VR». FutureLearn (en-US). Skatīts: 2024-02-16.
Saturs iegūts no "https://lv.wikipedia.org/w/index.php?title=Virtuālās_realitātes_brilles&oldid=4007526"