Недавно в фокусе новостных лент вновь оказалась дополненная реальность — Apple наконец-то выпустила свой шлем Vision Pro. Устройство рассчитано на повседневное использование и постоянное ношение, свидетельством чего уже стало множество забавных роликов из США и других стран. В то же время реальность виртуальная, кажется, опять в кризисе; PlayStation приостанавливает производство второго поколения шлемов PS VR из-за того, что склады уже переполнены. В этом посте мы расскажем, что сдерживает развитие виртуальной реальности и каких успехов добились производители в преодолении этих барьеров.

В начале 2024 года аниматор Disney и изобретатель Ленни Смут представил HoloTile — специальное покрытие, которое удерживает человека на ограниченной площади во время передвижения в виртуальной реальности.

Подробности работы устройства строго охраняются Disney, но общий принцип несложен: HoloTile определяет движение человека в одну сторону и тут же с помощью вращающихся дисков отодвигает его в противоположном направлении. Это уже не первая подобная разработка в принципе, но, по словам Смута, это первое устройство, поддерживающее одновременно нескольких пользователей. Их взаимное положение также берется в расчет, чтобы в процессе пользователи не столкнулись друг с другом.

HoloTile позволяет преодолевать некоторые физические ограничения, связанные с виртуальной реальностью, но для того, чтобы она могла приблизиться к привычной реальности, необходимо гораздо больше. Во многих VR-проектах передвижение — это все еще, по сути, телепортация из одной точки в другую, на которую вы указываете с помощью контроллера. В новой точке вам могут предложить новые сценарии взаимодействия с окружением, но когда вы с ними закончите, вам останется только ткнуть следующий телепорт.

Это сильно снижает степень погружения в виртуальную реальность, ведь на самом деле путь из одной точки в другую сопряжен у нас с преодолением реальных препятствий. Воспроизводить их на физическом уровне — это большой челлендж для индустрии. В лучшем случае сейчас можно лишь рассчитывать на то, что какая-нибудь реальная табуретка не разрушит весь волшебный VR-опыт. С помощью устройств, подобных HoloTile, мы уже вполне к этому приблизились.

А что если мы хотим перенести в VR какие-нибудь тактические экшены типа Rainbow Six, где важно уметь взаимодействовать с командой? Например, тронуть крадущегося впереди сослуживца, чтобы привлечь его внимание. Для этого необходимо довольно точное отслеживание сразу нескольких людей в пределах одного физического окружения, а также быстрый перенос их в виде виртуальной модели. Причем с сохранением их взаимного положения в физическом мире.

По умолчанию это происходит иначе: неважно, в какую сторону реально смотрит тот или иной игрок, в виртуальной реальности они занимают заранее заданное положение. Если вы встанете на том же HoloTile лицом на запад, а ваш друг — на север, в виртуальном мире вы все равно окажетесь повернуты в одну сторону.

Теоретически, эта проблема вполне решается с помощью «компаса» — датчика, который определяет положение игроков в реальном мире и переносит его в виртуальный. При этом можно собирать информацию о направлении пользователя с помощью камер, которые ориентируются на какие-нибудь условные маячки в реальном мире. Данные датчика и камер можно совмещать для лучшей производительности. 

Другая проблема — в переносе физических движений в виртуальные. Люди в принципе не слишком хороши в том, чтобы просто идти прямо. Когда у нас нет четких ориентиров, мы естественным образом начинаем ходить по кругу. Это проблему можно решить с помощью достаточных ориентиров в виртуальном пространстве, заметного изменения расстояний между виртуальными объектами и тонкой настройкой того, как меняется виртуальная картинка с поворотом головы. В итоге нам будет казаться, что мы идем прямо, но в реальном мире мы будем естественным образом идти по дуге. Так заодно можно будет обойти ограничения реальных пространств — вы с меньшей вероятностью упретесь в физическую стену, пока осваиваете виртуальный мир.

Здесь важно не переусердствовать со степенью отклонения пользователей: на определенном этапе они поймут, что на самом деле не идут по прямой. Диссонанс между тем, что видишь, и тем, что чувствуешь, создает дискомфорт, приводит к головокружению, тошноте и другим неприятным последствиям. Большинство жилых помещений слишком малы, чтобы обеспечить достаточно комфортный опыт прогулок в виртуальной реальности.

Прервать опыт в виртуальной реальности все же предпочтительней, чем получить травму в реальном мире, поэтому Meta Quest, например, позволяет установить границы реального мира, на которые система будет ориентироваться во время виртуальных прогулок. Рекомендованная безопасная площадь — 6,5 х 6,5 футов, то есть примерно 2 х 2 метра. Для стороннего наблюдателя это выглядит так, будто пользователь «окулуса» медленно ходит по кругу, но сам пользователь при этом рисует линию, которая в итоге замкнется, определив зону для VR.

Такой подход хорошо работает в одиночном режиме на ограниченных пространствах, но не подходит для групповых VR-активностей, где каждого пользователя необходимо удерживать в собственном «пузыре». И здесь уже больше подходят решения в формате всенаправленных беговых дорожек с ограниченной площадью. Они сохраняют физическое положение пользователя при его передвижении в виртуальном мире, а некоторые позволяют даже бегать.

Сегодня наиболее известны два подобных решения. Платформы Kat Walk C2 удерживают пользователя на месте с помощью ремня, закрепленного на раме, которая вращается по периметру площадки. Движения считываются с помощью датчиков на специальной обуви.

Второе, похожее решение — это Virtuix Omni One. Оно также ограничивает движения игрока с помощью ремня, чтобы никто не упал с платформы. К подобной защите нужно привыкать: поначалу тело будет воспринимать ремень как барьер и противиться движению. Зато такая конструкция позволяет не только идти, но также приседать и красться.

Основная разница между устройствами — в комплектации. Kat Walk C2 уже доступна, продается без VR-шлема по цена от 999$. Omni One будет поставляться уже со шлемом, и поэтому стоит в два раза дороже. Также Kat Walk требует надевать специальную обувь, а Virtuix предлагает насадки-сандалии на обычную обувь. Приобрести оба устройства частным покупателям может быть проблематично — они рассчитаны на создание VR-бизнеса через предоставление в аренду. И это весьма затратный бизнес, ведь помимо всего VR-сетапа вам нужно иметь компьютер достаточно мощной конфигурации, арендовать место в торговом центре или другом месте скопления людей… срок окупаемости таких устройств немалый, особенно сейчас, когда VR-бум уже прошел.

Мы вспоминали о таких беговых дорожках в начале поста, рассуждая о HoloTile. По сравнению с ними разработка Disney выглядит как шаг вперед. Диски размером с крупную монету устанавливаются на уровне пола и удерживают пользователя на месте без всяких дополнительных приспособлений, что обеспечивает лучшее погружение. Но место для скептицизма все же остается: демонстрация HoloTile получилась весьма скудной, вероятно, за счет того, что устройство еще сыровато. В демороликах пользователи передвигаются маленькими шагами на низкой скорости — в отличие от демок VR-платформ, где пользователи бегают впечатляюще быстро.

Kat Walk C2 и Virtuix Omni One получают в VR-сообществе спорные отзывы. Одни говорят, что это и есть мостик к обычным пользователям для виртуальной реальности. Другие — что устройства все еще слишком сырые, чтобы стать мейнстримом, так как ограничения слишком велики. Аргументы нынешних VR-скептиков мало отличаются от аргументов скептиков в 1990-е годы, когда виртуальной реальности уже пророчили яркое будущее в ближайшее время.

Получается, что сегодня, пусть и с бо́льшим техническим арсеналом, VR-индустрия решает все тот же вопрос: функциональность или безопасность? Правильный баланс наверняка обеспечит этому классу устройств дорогу в каждый дом. А что может помочь VR по вашему мнению?