Привет! Мы открываем год обзором перспектив технологии VR от Николая Армоника (технический директор Legends Of Eisenwald).

Почему VR — это будущее

У каждого, кто читает эти строки, перед глазами скорее всего есть такая штука — монитор, потомок телевизора. C телевизорами произошла такая история: в 1947 году в США было около 180 тысяч телевизоров, а к 1951-му их число превзошло 10 миллионов. Потом случилась похожая история со смартфонами (рассмотрим данные по iPhone): летом 2010 года их было продано более 5 миллионов, а к лету 2012 их число превзошло 250 миллионов. Законы развития цикличны — это даёт определённые основания усматривать ту же судьбу для шлемов виртуальной реальности вроде Oculus Rift.

Что сейчас?

По состоянию на лето 2014 было продано более 100 тысяч комплектов разработчика Oculus Rift. Уже сейчас VR-девайсы имеют большую пользовательскую привлекательность за счёт доступной цены и новых впечатлений. Достижение той самой легендарной “виртуальной реальности” наконец-то видится возможным в ближайшие годы.

И я имею в виду не только компьютерные игры.
С играми имеется проблема, связанная с отсутствием периферии, стандартизированной и покрывающей потребности пользователей (об этом ниже). Зато у VR есть достаточно потенциальных преимуществ над настольными видео-мониторами.

Окулус может показывать намного больше площади, чем любой экран, при почти сопоставимой стоимости; занимает намного меньше места, чем настольный монитор; может показывать 3D-картинку лучше, чем настольный монитор и в ближайшем будущем достигнет сопоставимой зрительной плотности пикселей. Польза для инженеров и CG-артистов очевидна. Кроме того, в Окулусе можно будет смотреть 3D-кино и оперировать информацией с множества виртуальных рабочих столов.

Что касается тренда развития VR, мы наблюдаем картину, схожую с условиями начала типичного технологического бума. Остаётся только вопрос “когда”. Цукерберг считает, что нескоро, согласно его мнению потребуется около 10-20 лет. Однако, я не вижу за этим прогнозом существенных оснований — проблемы есть, ниже я их перечислю, но ни одна из них не стоит решения в 10 лет длиной.

Когда наступит эра VR

Что надо, чтобы это произошло? Должны быть выполнены несколько пунктов:

1. VR-девайсы с хорошими ТТХ, желательно дешевые.

Сейчас имеющиеся HMVRD (head mounted virtual reality display, здесь я вольно называю их Окулусами) обладают недостаточными характеристиками для полноценной передачи виртуальной реальности. К счастью потребителя, они всего лишь прототипы. Проблемы, которые были обнаружены благодаря этим прототипам, активно решаются — в частности, с эффектом укачивания начали активно бороться уже в DK2 Crystal Cove. Что касается эффекта “screen door” (эффект барьера перед глазами из-за низкого разрешения виртуального экрана), то и он будет побеждён. Например, Майкл Абраш (один из первых евангелистов VR) очень конкретно подсчитал, что для достаточного покрытия нашей “визуальной потребности в детализации картинки” разрешение экрана внутри Окулуса должно достичь 8К×4К.

Казалось бы, огромные цифры! Но производители матриц для смартфонов не дремлют, Sharp анонсировал дисплеи сверхвысокой четкости до 4096×2160 и это определённо не предел. Дальше пикселей будет только больше.
К сожалению, большое количество пикселей — большая забота для того, кто их рендерит. Существенно придётся подтянуться по мощности системам, обслуживающим рендеринг для VR. Например, не самая дешевая в настоящий момент видеокарта R9 290 выдаёт в Crysis 3 порядка 60 кадров (FullHD, максимальные настройки).

Для Окулуса DK3 (анонсированное разрешение дисплея — 2560×1440), можно справедливо предположить, что для этой же игры в VR частота кадров упадёт более чем в 1.77 раза (1.77 — это простое отличие этих разрешений по площади в пикселях). 33 кадра это совсем не хорошо для VR. Геймерам, чьи системы окажутся ниже планки по трафику и гигафлопсам (а это большинство нынешних геймеров), придётся менять их. Когда? Когда индустрия будет готова заинтересовать их играми для VR.

2. Хорошие игры под VR.

Дорогие контентно насыщенные игры разрабатываются крупными компаниями с ориентацией на уже сложившуюся клиентскую базу. Следовательно, условия для массового пришествия виртуальной реальности в хардкорный гейминг сложатся тогда, когда у среднего геймера, готового купить VR-игру, в компьютере будет стоять нечто наподобие GFX Titan Z. Кроме этого, позиция крупных компаний в настоящий момент такова, что они предпочтут подождать с разработкой игр, пока маленькие компании “разведают почву”, найдут удачные решения и выявят проблемы. Таким образом, первую ААА-игру, разработанную специально с ориентацией на Окулус, можно ожидать не ранее чем через года три-четыре.

3. Стандартизованная удобная периферия.

С этим сейчас очень сложная ситуация.
В течение нескольких лет разнообразных разработок от множества компаний стало понятно только одно — единого устройства не будет. Несложно сделать джойстики, муляжи пистолетов, автоматов, мечей — сложно это всё стандартизировать так, чтобы ради очередной игры не пришлось покупать эксклюзивный девайс, под который ее заточили разработчики. А разработчики, в свою очередь, не могут ни на что ориентироваться, потому что очевидного мейнстримного решения не видно.

Несмотря на то, что журналисты восхищаются VR с Virtuix Omni и различными видами джойстиков, они же отмечают сложности с адекватным перенесением в VR классического игрового опыта (когда игрок статично сидит за столом, действуя только мышкой и клавиатурой). VR создаёт сильное ощущение присутствия и подразумевает более тесную связь игрока с его аватаром, из-за чего у игрока возникает ожидание, что его действия своим телом будут в высокой точности передаваться в игру. Вот с реализацией этих потребностей как раз самые большие проблемы.

Что касается технической стороны вопроса, то я замечаю, что дело движется в сторону свободного объемного сканирования (позиционирования) тела игрока разными устройствами. Возможно, что в итоге будет выработан единый формат данных о положении тела игрока — тогда станет неважно, какие устройства и какими методами собрали эти данные, будь то специальный костюм или внешние камеры-сканеры глубины.

Технические аспекты VR

Сейчас можно принимать к сведению только один известный аспект, с которыми уже сталкиваются разработчики. Речь идёт про бандвич/филлрейт рендеринга. Высокое разрешение и необходимость высокой частоты кадров создают серьезные требования к компьютеру и видеокарте, которые рендерят картинку для VR.

Потому что для стереоскопической картинки требуются два кадра. В самом примитивном случае каждый кадр необходимо рендерить отдельно с другими настройками камеры, а это означает двойной прогон всего контента через конвейер движка. Из-за этого для CPU кадр для Окулуса будет выглядеть по нагрузке как 2 полноценных кадра в обычной ситуации. При этом допускать низкого проседания FPS очень нежелательно: это будет влиять на тошноту (или иные неприятные ощущения) и значительно ухудшать восприятие виртуальной реальности.

Кроме этого, возможно, придётся отказаться от техник рендеринга, манипулирующих биллбордами или скринспейсом — эти техники подходят для формирования красивой картинки на экране 2D-монитора, но в трехмерном пространстве наш мозг (и наше бинокулярное зрение) сложнее обмануть — всё, что не сможет создать ощущения единого 3D-континуума, будет создавать дискомфорт восприятию. Типичный пример — снег или дождь, реализованный плоскостями, параллельными экрану, или дым, реализованный биллборд-партиклами. Не исключено, что биллборд-эффектам вообще не найдется места в VR.

Итоги

Шлемы виртуальной реальности эволюционируют гораздо быстрее, чем вся остальная часть комплекта для VR (я подразумеваю мощность видеокарт, комфортные средства управления и наличие игр). Возможно, в течение 5 лет для разработчиков игр будет выполнен полный набор условий, чтобы создавать игры для в виртуальной реальности стало выгоднее, чем для ПК.

Как же действовать разработчику сейчас, чтобы угодить и обычному игроку ПК, и радовать своей игрой обладателей Окулусов?
Я рекомендую идти по пути наименьшего сопротивления, и использовать Окулус для создания перед игроком большого виртуального 3D-экрана, чтобы ощущения соответствовали тому, что мы видим при просмотре 3D-фильмов в кинотеатре.
Подобное использование Окулуса несомненно обогатит обычный игровой опыт. Да, такой подход ухудшит натуральное погружение “всем телом”, но и сгладит негативные эффекты VR-технологии, а также избавит от необходимости поддерживать какую-либо периферию кроме клавиатуры и мышки.

 

Часть скриншотов с сайта http://www.theriftarcade.com