- В першій частині статті були розглянуті яскраві приклади використання AR в телебаченні і перспективи...
- Як ми бачимо світ завжди
- Як ми бачимо світ з гарнітурою 3 DOF, 6 DOF
- Відео 360 ≠ VR
- Стереоскопічне відео / зображення 3 D
- Відмінності VR / AR / MR - віртуальна, доповнена, змішана
- Особливості виробництва. Переваги та недоліки VR і відео 360
В першій частині статті були розглянуті яскраві приклади використання AR в телебаченні і перспективи розвитку VR. Друга частина буде цікава для тих, хто хоче копнути глибше і розібратися в деталях, не будучи фахівцем у сфері. Адже якщо говорити про віртуальну реальність, зустрічається багато малознайомих або незнайомих понять і термінів.
Іноді різні типи відео і досвіду плутають між собою, приймаючи за VR стереоскопічне відео 360. Плутанина відбувається тоді, коли віртуальна реальність побудована на основі реальних зйомок і зображень, або навпаки, коли відео 360 роблять на основі вигаданого світу: наприклад, в світі комп'ютерної гри «встановлюють» віртуальну камеру з 360-градусним оглядом, і потім записують сам процес гри. Здається, що ви в віртуальної реальності, але все ж це відео 360.
Збитися столку можна і при перегляді доповненої реальності (Augmented reality), яку плутають з віртуальної і змішаної (Mixed Reality). Звичайно, багато хто скаже: «Це ж очевидно! Зовсім різні речі! ». Швидше за все таких профі стаття не здивує. Але спробувати щастя варто.
Короткий зміст:
- Ступені свободи 3 DOF і 6 DOF: коло огляду людини і можливість рухатися в просторі
Для розуміння різниці досвіду перегляду в різних технологіях, ми повинні з'ясувати, які можливості спостереження нам надають: чи можемо ми тільки повертати голову вліво / вправо, вгору / вниз або також пересуватися в просторі, не втрачаючи картинку. Все це включено в поняття ступеня свободи (Degrees of Freedom).
- Як ми бачимо світ завжди: поняття оклюзії, параллакса руху і стереоскопічності
- Як ми бачимо світ в гарнітурі 3 DOF і 6 DOF
- Відео 360 VR
- Стереоскопічне відео / зображення 3 D
- Різниця між VR, AR, MR - віртуальної, доповненої, змішаної реальностями
- Особливості виробництва. Переваги та недоліки VR і відео 360
Степені волі 3 DOF і 6 DOF
DOF (Degrees Of Freedom, ступеня свободи) - це кількість напрямків, в яких об'єкт може переміщатися / обертатися в тривимірному просторі. Гарнітура для VR в форматі 3DOF може відстежувати орієнтацію вашої голови, знаючи куди ви дивитеся. Отримуємо три осі обертання: хитання головою (yaw), поворот / нахил вліво і вправо (roll) і нахил вперед / назад (pitch). Гарнітури з шістьма ступенями свободами 6DOF відстежуватимуть і орієнтацію, і положення, отримуючи інформацію куди ви дивитеся, а також де ви знаходитеся в просторі. Таке відстеження називають позиційним.
Реалізувати 3DOF легше, так як обертання відносно легко визначити і відстежувати навіть за допомогою більшості телефонів. Вони мають необхідне обладнання - датчики акселерометра і гіроскопа.
Для повноцінної віртуальної реальності необхідні всі шість ступенів свободи, отже - позиційне відстеження. C позиційним відстеженням, необхідним для 6 DOF, все складніше. Для перегляду такого віртуального контенту необхідна гарнітура, яка зможе точно з високою чутливістю відстежувати ваше становище. Більшість автономних / мобільних VR-гарнітур на ринку на даний момент 3DOF. Фактично, тільки в перші місяці 2018 го на ринок стали виходити 6DOF автономні гарнітури (для цікавляться - Vive Focus, Oculus Santa Cruz і Pico Neo).
Для того, щоб краще розібратися, як створюються нові вигадані світи, слід згадати або дізнатися, як ми сприймаємо світ реальний.
Як ми бачимо світ завжди
Завдяки чому ми бачимо світ? За допомогою світла, кольору, отримання об'ємного зображення і руху об'єктів. Людина (в здоровому стані) має здатність бінокулярного і стереоскопічного зору. Бінокулярного - здатність одночасно чітко бачити зображення предмета обома очима. Не завжди бінокулярного означає здатність бачити в стерео. Так, наприклад, у хамелеона очі управляються мозком незалежно один від одного. Завдяки цьому він спостерігає за різними об'єктами різними очима незалежно. У людини ж при стереоскопічному зорі в мозку формується об'ємне зображення об'єкта.
Отже, люди і деякі тварини аналізують глибину зображення і відстань за кількома ознаками.
Оклюзія і паралакс руху. Я вибрала ці ознаки, так як ми сильно на них покладаємося. І, чого вже гріха таїти, так як до роботи над статтею я не змогла б відповісти, що вони собою представляють.
Оклюзія - це ознака, який забезпечує нам ефект глибини, коли один спостережуваний предмет частково закриває інший. На ілюстрації незважаючи на те, що велика частина білого трикутника відсутня, зорова система «добудовує» зображення, щоб відтворити загальну структуру, причому одночасно виникає ілюзія віддаленості трикутника від трьох кіл.
Паралакс руху - це позірна відносне зміщення близьких і більш далеких предметів. Наприклад, якщо спостерігач буде рухати головою вліво і вправо або вгору і вниз. Найпростіший приклад - підійміть великий палець руки перед собою і погляньте на нього спочатку правим, а потім лівим оком. Інший приклад - явища, які спостерігаються через бокове скло швидко автомобілем під час руху. Спостерігачеві здається, що об'єкти, розташовані вище точки, на якій він зафіксував погляд, рухаються в напрямку руху автомобіля. Навпаки, об'єкти, розташовані нижче точки фіксації, рухаються в протилежному руху автомобіля напрямку.
При сприйнятті об'єктів кожне око бачить двовимірне зображення. Обидва зображення проектуються на сітківку з невеликим розходженням. Саме ця різниця разом з іншими ознаками дає сприйняття глибини - стереоскопичность. Незважаючи на те, що зображення предметів на сітківці очей двовимірне, людина бачить світ тривимірним, тобто він може сприймати глибини простору стереоскопічним зором. Оцініть важливість цього явища для координації рухів і сприйняття простору, закривши одне око і спробувавши всунути нитку в голку.
Збагатившись базою термінів, повернемося до VR.
Як ми бачимо світ з гарнітурою 3 DOF, 6 DOF 
Людина з гарнітурою 6DOF VR може вільно і природним чином переміщатися в віртуальному просторі. Все відбувається так само, як в реальному світі. Ви можете дивитися на об'єкти під різними кутами, ви можете нахилятися над або під ними, обходити об'єкти. Все натурально, так як є всі необхідні ознаки для вашого зору.
З гарнітурою 3DOF у вас відбирають деякі з ваших здібностей. Ви можете дивитися навколо, але начебто приклеєні до однієї точки. І все б нічого, якби ви були нерухомі в ногах. Але навіть коли ми нерухомі, наприклад, сидимо, ми здійснюємо руху голови, що створюють той же ефект паралакса, згаданий вище. У 3DOF уявіть, що до вашої голови приклеїли весь світ і він рухається разом з вами. Всі об'єкти будуть перебувати на одній відстані від ваших очей.
Неприродний спосіб погляду на світ з гарнітурою 3DOF іноді створює не дуже сприятливий вплив на людину. Деякі не помітять його зовсім, в інших може виникнути запаморочення, втома очей або просто загальний дискомфорт. Грає роль і тривалість сеансу. Більшість мобільних VR-сеансів обчислюються в хвилинах. Цього недостатньо для того, щоб викликати симптоми для більшості людей. Однак, оскільки індустрія VR розвивається, будуть з'являтися гри / програми, в яких ця проблема може стати більш гострою.
Відео 360 ≠ VR
Відео 360 іноді помилково включають в категорію VR. Таку помилку допускають, як правило, так як відео 360 можна переглядати в гарнітурі віртуальної реальності. Але безглуздо стверджувати так тільки через використовуваного інструменту, так як це все одно що стверджувати: «Я сиджу в машині, значить я повинна бути їжу».
Відео 360 можна переглядати по-різному. Наприклад, на телефоні в стрічці Facebook, використовуючи свій палець, щоб проскролліть і отримати перспективу на 360 градусів. Можна дивитися і на Youtube, за допомогою мишки прокручуючи відео.
Навіть якщо ви будете дивитися в гарнітурі VR, при наявності якісних відчуттів вам не буде вистачати звуку і повної свободи дій, яку може забезпечити справжній 6DOF VR. Немає можливості взаємодіяти з тим, що вас оточує. Відео 360 має три ступені свободи = 3DOF. Відчуття повної присутності не зможе забезпечити ні відео 360, ні стереоскопічне відео, ні 3D.
Тепер розглянемо різницю стереоскопічного відео та справжнього 3D.
Стереоскопічне відео / зображення 3 D
Про стереоскопічний зір ми вже поговорили. Тепер розберемося, чи дійсно нам надають відео 3D як обіцяють. Поняття 3D використовуються всюди: 3D фільми, 3D дисплеї і т.д. У більшості випадків все це стереоскопічний контент, а не справжній 3D.
Cтереоскопіческіе зображення або відео - ті, що зняті з двох кутів, наслідуючи нашому зору, нашим очам.
3D означає, що у нас є достатньо інформації про об'єкт, щоб розглядати його з будь-якого кута огляду. Так як замість довгого поняття «стереоскопічне відео» було простіше використовувати термін 3D, останній відразу ж «прижився».
Останнім часом з'являються дійсно 3D або volumetric (об'ємні) відео, тому розрізняти ці терміни.
Приклад такого відео можна подивитися тут (CES 2017):
Приклад volumetric video
На демо учасники можуть не тільки вільно переміщатися, але і бачити абсолютно всі деталі об'єкта, куди не заглянуть. Такі технології на сьогоднішній момент шалено дорогі (вартість камери $ 250 тис. І вище), а підсумкові розміри файлів складають близько 3 терабайт / хвилина. Так що доведеться почекати десяток років, щоб ці нововведення стали доступніші.
Відмінності VR / AR / MR - віртуальна,
доповнена, змішана
Визначитися в цих трьох видах можна досить просто, відповівши на кілька запитань:
- Якщо, одягаючи спеціальну гарнітуру, ви вже не бачите ваше реальне оточення, в якому ви в даний момент знаходитеся, перед вами - VR. Якщо ви навіть при використанні гарнітури, залишаєтеся в тому ж приміщенні, на тій же вулиця і т.п., значить перед вами AR або MR.
- Різницю між двома останніми реальностями можна зрозуміти, звернувши увагу, як розміщується цифровий об'єкт в просторі (анімована овечка, робот, зомбі і що-любо інше, з чим вам пощастило зіткнутися). Ключовий момент полягає в тому, що цифровий контент не прикріплений до простору. Те-є, якщо віртуальний об'єкт ширяє в повітрі, це означає, що він з доповненої реальності. Доповнена реальність не змінює оточення людини, а лише привносить в нього штучні елементи.
В MR ж є прив'язка до положення в реальному світі. В цьому випадку в світ додаються віртуальні предмети, які прикріплені до свого місця в просторі для того, щоб ви сприймали їх як реальні.
Подсумміруем:
AR - «жива» реальність навколо вас з «наклеюванням» графіки поверх вашого реального світу
MR - «жива» реальність навколо вас з впровадженням графіки в ваш справжній світ, тобто об'єкти вже не наклеюються поверх вашої картинки, а розставляються в реальному світі.
Розглянувши різні види контенту, коротко розглянемо особливості виробництва.
Особливості виробництва.
Переваги та недоліки VR і відео 360
Серед переваг відео 360, однозначно, більш легке і дешеве виробництво і доступність гаджетів, необхідних для перегляду. Серед недоліків - низька роздільна здатність. Формату 4К недостатньо для виробництва чіткого зображення, коли його необхідно розтягнути, щоб покрити 360 градусів. Потрібно 8К або навіть 16К формати, що ускладнює процес зйомки, монтажу і програвання. До того ж, відео, як правило, 30 або 60 кадрів в секунду. Для порівняння, для VR необхідно мінімум 90 кадрів в секунду, в іншому випадку у глядача може виникати біль в очах або запаморочення.
Відео 360 важко редагувати після того як все відзнято. Можна зробити корекцію або поміняти текстуру 3D моделі в кілька кліків. Виправляти ж відео важко і дорого. У підсумку, відео можна відносно дешево зняти, але в довгій перспективі процес може піднятися в ціні.
Стереоскопічне відео 360 так само має ряд проблем: стереоефект буде вдалим і природним тільки, якщо дистанція між двома камерами збігається з фактичною дистанцією між вашими очима - межзрачковим відстанню (IPD - the interpupillary distance).
Навіть якщо вам пощастить мати IPD, який відповідає настройці стереоскопічної камери, відео 360 як і раніше може здаватися дивним, а масштаб часто помилковим. Це пов'язано з тим, що стереоскопічний ефект можливий тільки при певних кутах огляду, коли ви дивитеся в тому ж напрямку, що і фізичні лінзи на фотоапараті. При зведенні стереоскопічного зображення з декількох камер похибки неминучі.
У виробництві VR основними перешкодами залишаються два моменти:
- Для виробників складний, трудомісткий і витратний процес створення ідеального зображення для максимального занурення у віртуальну реальність
- Для користувачів це недоступність або захмарні ціни на необхідні гаджети. Тобто навіть за умови створення казкового віртуального світу донести його до широкої публіки в вихідній якості на даний момент неймовірно складно.
У висновку хочеться сказати, що в віртуальний світ хочеться занурюватися все глибше і глибше. Чим більше вдаешься в деталі, тим більше розумієш, якими темпами мчить розвиток. І ми не завжди знаємо, в якому напрямку будуть наступні кроки. Можливо, скоро будуть інші види реальностей. А може, незабаром поняття реальності стане відносним.
Слідкуйте за новинками і створюйте свої!
Якщо ви знайшли помилку, будь ласка, виділіть фрагмент тексту і натисніть Ctrl + Enter.
Сподобалося нас читати?