Вирішення проблеми “нескінченної ходьби” у VR за допомогою місячних черевиків

“Йдеться про безперервність досвіду, – сказав Бред Фактор. “Йдеться про підтримку цього занурення. Йдеться про простоту використання і криву навчання: не потрібно вчити когось, як користуватися VR, а просто мати можливість вдягнути гарнітуру і відчути віртуальний світ природним чином. Це багато з того, на чому ми зосереджені”.

• Проблема нескінченної ходьби
• Наступна велика річ у VR?
• Промислове застосування і не тільки

Фактор, засновник і генеральний директор компанії Ekto VR, винайшов те, що, по суті, є парою грубих, схожих на кіберпанк черевиків для місячної ходьби для використання в середовищах віртуальної реальності. Якщо Дороті носила рубінові черевички, щоб безпечно подорожувати чарівною, технічно кольоровою країною Оз у фільмі “Чарівник країни Оз”, то винахід Фактора призначений для аналогічної безпечної подорожі у віртуальній реальності.

Ви коли-небудь замислювалися, як можна створити переконливий VR-сценарій, який дозволить вам, скажімо, подорожувати по пустелі Сахара без болісного, порушує занурення досвіду зіткнення зі стіною у вашій квартирі? Ekto VR вважає, що у нього є відповідь: Взуйте пару черевиків-симуляторів компанії на своє звичайне взуття, надіньте гарнітуру віртуальної реальності, і ви зможете відчути, як ходите по віртуальному середовищу, яке набагато, набагато більше, ніж фізичний простір, в якому ви знаходитеся.

• Вражаюча гра в лазертаг зі змішаною реальністю може стати новим козирем VR
• Як новий додаток Quest VR повністю переконав мене у необхідності тренувань у віртуальній реальності
• Масові поставки гарнітури змішаної реальності від Apple можуть бути відкладені

Черевики Ekto VR працюють за рахунок використання масиву моторизованих коліс на їх нижній частині, які обертаються всупереч швидкості, з якою йде користувач. Щоб уникнути заколисування, черевики дозволяють користувачеві спочатку зробити кілька кроків вперед. Це робиться для того, щоб забезпечити необхідні вестибулярні внутрішньовушні сигнали, щоб сказати своєму тілу, що вони прискорюються вперед. Однак через кілька кроків черевики автоматично ковзають назад до центру кімнати так, що створюється враження, ніби користувач ходить на місці, як на біговій доріжці. Тим часом користувач вважає, що він продовжує рухатися вперед – і, виходячи з VR-сцени, яку він переживає, так воно і є.

“Що стосується коментарів, які ми отримуємо в демонстраційних версіях, то люди майже повністю переконані – а в деяких випадках абсолютно переконані – що вони збираються вийти з кімнати”, – сказав Фактор в інтерв’ю Digital Trends. “Люди запитують нас: “Чи взуті [черевики]? Чи працюють вони? Чи наближаюсь я до краю [кімнати]? Це дійсно виглядає так, ніби вони не мають жодного відчуття того, де вони знаходяться. Вони занурені в навколишнє середовище до такої міри, що не впевнені, що все ще перебувають у тій кімнаті, з якої почали”.

(Примітка: Digital Trends не змогли самі випробувати це взуття).

До того, як він приступив до створення VR-черевиків, Фактор працював в Honeywell Aerospace, де він провів вісім років, створюючи системи управління польотом для таких літаків, як Boeing 787 Dreamliner. У цьому випадку він відповідав за деякі з основних технологій, які дозволяють 200-300 людям одночасно сидіти, здавалося б, нерухомо всередині великої металевої труби, перш ніж з’явитися за тисячі миль від місця призначення.

Зараз він працює над протилежною проблемою: тримати людей в офісі, обманюючи їхні мізки, щоб вони думали, що подорожують на великі відстані. Якщо йому вдасться вирішити цю проблему на комерційному рівні, він буде першим – але він не єдиний, хто намагається це зробити.

Проблема нескінченної ходьби

Ekto VR – не перша компанія, яка намагається вирішити проблему нескінченної ходьби у віртуальній реальності, яку іноді називають проблемою LI (інтерфейс пересування). Спроби зробити це сягають щонайменше 1980-х років. У книзі Говарда Рейнгольда 1991 року “Віртуальна реальність: Революційна технологія комп’ютерно-генерованих штучних світів і як вона обіцяє трансформувати суспільство” автор розповідає про використання бігової доріжки віртуальної реальності в Університеті Північної Кароліни.

У парі з VR-гарнітурою бігова доріжка дозволяла користувачам ходити віртуальною версією Сіттерсон-холу, де сьогодні розташований факультет комп’ютерних наук Університету Північної Кароліни. При цьому VR-демонстрація дозволила відчути, як це – ходити тривимірною, повнорозмірною версією будівлі, яка тоді ще перебувала на стадії будівництва.

“Я зміг прогулятися коридорами цілої будівлі, фізично не виходячи з однієї маленької кімнати, тому що я крокував по біговій доріжці, тримаючись за пару ручок”, – написав Рейнгольд. “Коли я хотів повернути праворуч і побачив, що в кінці коридору є щось, що тягнеться в тому напрямку, я повернув кермо і продовжував йти прямо. Це зайняло хвилину, щоб звикнути”.

Окрім UNC, інші спроби вирішити проблему нескінченної ходьби були здійснені в Університеті штату Юта, який розробив машину під назвою TreadPort. Вона мала велику бігову доріжку з механізмом нахилу, що поєднувала в собі інтерфейси локомоції з візуальними, слуховими і нюховими відчуттями – і навіть елементи променистого тепла і вітру.

Велика робота також була проведена в Японії, зокрема в Університеті Цукуби. “Я б сказав, що ви можете вказати на кожне рішення, яке існує сьогодні, особливо апаратне, і сказати [що дослідники з Університету Цукуби] вже випробували його”, – сказав Фактор. “Вони зробили всеспрямовану бігову доріжку. Вони зробили щось дуже схоже на те, що було у нас, це називається powered shoes. Вони робили струнну доріжку. Вони спробували десь вісім різних підходів, можливо, навіть більше. Я не думаю, що вони намагалися просунути будь-який з них вперед [до комерціалізації]”.

Зовсім недавно дослідники з японської компанії Unity Technologies розробили інноваційне рішення проблеми нескінченної ходьби, яке створює ілюзію нескінченного віртуального коридору всередині “ігрового простору” розміром 16 х 22 фути. Цей підхід, який отримав назву “перенаправлена ходьба”, має на меті обдурити мозок, змусивши його думати, що суб’єкт йде по прямій лінії, тоді як насправді він рухається по гігантському колу.

Ще один підхід, розроблений дослідниками з Університету Стоуні Брук, Nvidia і Adobe, робить щось концептуально схоже за допомогою відстежуваного погляду HMD (head-mounted di

“Ми – найскладніша біологічна система, безумовно, складніша, ніж будь-яка бігова доріжка, наприклад, чи не так?” Ци Сун, провідний автор дослідження, розповів Digital Trends. “Так чому б нам не використовувати найпоширенішу, але складну машину – нас самих – для того, щоб отримати той тип досвіду, який ми хочемо вирішити. Це була початкова мотивація вищого рівня цього дослідження”.

Цікавим у безлічі підходів до вирішення проблеми нескінченної ходьби є те, що навіть через кілька десятиліть досі не існує єдиного узгодженого рішення, яке б змусило дослідників відкинути всі інші. Ніхто ще не створив ідеального комерціалізованого рішення, яке б чітко освітлювало шлях у майбутнє. А це означає, що все ще є за що грати не тільки в плані того, хто володіє цим ринком, але і в плані специфіки застосовуваного підходу.

Наступна велика річ у VR?

Чи стане технологія інтерфейсу локомоції наступною великою річчю для віртуальної реальності? Багато що залежить від того, чи є VR в кінцевому рахунку створенням віртуальних світів або просто наданням нового виду інтерфейсу. Якщо це інтерфейс, який використовується переважно для практичних застосувань, таких як VR-еквівалент нарад в Zoom, такий вид реалізму може не мати великого значення. В такому випадку можливість ходити на великі відстані у віртуальній реальності може бути не тільки непотрібною, але й фактично зашкодити користувачеві. Наприклад, VR-версія шопінгу не обов’язково повинна відтворювати досвід ходіння вгору і вниз по проходах і перенесення все більш важкого кошика. Це було б значним погіршенням порівняно з бездоганною легкістю покупок в один клік на Amazon.

З іншого боку, якщо найбільш переконливі випадки використання віртуальної реальності пов’язані зі створенням переконливих віртуальних світів, то проблема з пересуванням абсолютно необхідна для вирішення. Дослідження за дослідженням показують, що суб’єкти знаходять середовище віртуальної реальності більш захоплюючим, з більш високим суб’єктивним відчуттям присутності, коли вони пересуваються по ньому за допомогою віртуальної ходьби, а не, наприклад, телепортуючись між локаціями за допомогою ручного контролера. Як сказано в одному дослідженні 2004 року, проведеному японськими дослідниками, відчуття ходьби впливає на “когнітивні карти людей”, на те, як наш мозок обробляє відстань і рух. Коротше кажучи, ходьба додає віртуальній реальності, яка може обдурити наш мозок і змусити його сприймати те, що ми бачимо, як справжнє.

Ігри є чудовим прикладом використання, яке буде ставати все більш переконливим, чим ближче досвід до реальності – але не тільки для ігор. Наприклад, якщо ви архітектор, який хоче показати клієнту комерційної нерухомості, як виглядатиме новий дизайн торгового центру, коли він буде побудований, можливість прогулятися по віртуальній версії будівлі (як обговорював Рейнгольд більше 30 років тому) буде надзвичайно корисною.

Промислове застосування і не тільки

Що стосується Ekto VR, Фактор сказав, що його компанія спочатку націлена на ці останні види промислового застосування.

“Коли ви переходите до більш масштабних навчальних додатків [VR], говорячи про нафтопереробні заводи, трубопроводи, морські платформи, виробничі об’єкти або перевірки літаків, люди скажуть: “Ну, [ми могли б просто використовувати інтерфейс, який телепортує користувачів навколо нього]”, – сказав він. “Це чудово з точки зору пропускної здатності, якщо ви оптимізуєте те, для чого потрібно швидко бачити повністю незалежні одна від одної області. Але ми все більше і більше занурюємося в ці більш комплексні сценарії, коли необхідно провести повний огляд обшивки літака, або побачити, як щось на хвостовому колесі [літака] з’єднується з носовим колесом, або як один клапан в установці впливає на конденсатор в іншій частині [будівлі]. Це дійсно вимагає від вас набагато кращого розуміння вашого оточення [і того, як воно просторово пов’язане одне з одним]”.

Маючи на увазі ці типи промислових застосувань, Ekto планує запустити свою партнерську бета-програму в першій половині 2022 року. Що стосується ціноутворення, то, за словами Фактора, компанія все ще зважує свої варіанти – від пропозиції комплектів для продажу до здачі в оренду. Точна ціна ще не оголошена, але початкова пряма покупка, ймовірно, буде в районі 15 000 – 20 000 доларів США.

“Очевидно, що такі ціни, про які ми говоримо, не є споживчими, і, до певної міри, навіть не дуже підходять для більшості випадків використання на підприємствах”, – сказав Фактор. “Багато в чому це пов’язано з низьким обсягом на даний момент. Коли ми збільшимо обсяг, ми очікуємо, що витрати і ціни різко знизяться”.

Зрештою, за його словами, компанія буде прагнути продавати на ринку за ціною нижче 1000 доларів, що зробить її більш привабливою пропозицією для повсякденного застосування. Це включає в себе перспективу більш орієнтованих на споживача випадків використання.

Нескінченна ходьба – не єдина відсутня частина головоломки віртуальної реальності. Імітація дотику, запаху, смаку і багато іншого – це інші області, які ще належить вирішити, і які тільки починають привертати увагу далекоглядних дослідників. Очікується, що в найближчі місяці і роки ми побачимо набагато більше. Зрештою, ажіотаж навколо віртуальної реальності – однієї з частин більш широкої концепції метавсесвіту – не був таким гарячим протягом багатьох років.

Як би ви це не називали, ми будемо проводити багато часу у віртуальних світах, тому вкрай важливо зробити це правильно.

Рекомендації редакції

• Цей модульний контролер SteamVR вирішує основну проблему з VR-контролерами
• PlayStation VR2: характеристики, дата виходу, стартові ігри, ціна та інше
• Ось що я дізнався після використання Quest Pro протягом одного місяця
• Я замінив свій MacBook на Quest Pro на повний робочий тиждень. І ось що з цього вийшло
• VR-гарнітура Apple може незабаром вийти на ринок, свідчить інтригуючий витік

• Комп’ютерні технології
• Нові технології
• Особливості
• Віртуальна реальність

Source: digitaltrends.com