Технологии виртуальной реальности: основные принципы работы

“VR открывает новые цифровые миры, что позволяют визуализировать информацию. Данная способность в будущем способна изменить и открыть перспективы для множества индустрий”, — говорит о перспективах развития систем цифрового мира наш эксперт Евгений Касьяненко.

Сегодня мы расскажем: 

• как работает технология, 
• почему системы виртуальной реальности станут ключевыми инструментом для развития гейминг проектов, 
• какое необходимо оборудование для реализации проектов,
• чего способны достичь изобретения.

Предлагаем погрузиться в технологию VR вместе с нами!

Что такое виртуальная реальность и как она работает?

“VR – это цифровое пространство, которое задается специальной программой. В нем можно участвовать с целью развлечения, обучения, применять в промышленности или медицине”, – поясняет Евгений Касьяненко.

Основными принципами работы VR-систем являются:

• Реалистичность и полное погружение. Благодаря наличию специального оборудования, такого как: VR-шлем, контроллер, сенсоры, датчики движения, гарнитура, одежда и многое другое, создается эффект присутствия. А рендеринг способствует точному повторению физических движений игрока без задержек. Происходит блокировка внешних факторов из реального мира, и весь процесс игры происходит с максимальной точностью.
• Взаимодействие с объектами внутри цифрового мира. Развитие технологии ВР позволяет брать предметы, нажимать кнопки, перемещаться по локациям, взаимодействовать с другими персонажами как в реальной жизни.
• Трехмерное пространство уровня 6DOF. Система способна отслеживать движения и фиксировать наклоны, перевороты, перемещения и изгибы рук, ног, тела. Технология подходит для симуляторов и динамичных игр.
• Финальный рендеринг (фокусирование взгляда). VR-технология оптимизирует область, только видимую для глаза. Тем самым снижая нагрузку на систему. Поэтому четкая детализация сохранена там, куда непосредственно смотрит участник. 
• Гаптичность цифрового мира (имитация тактильности). VR-контроллеры с помощью перчаток и сенсорных костюмов позволяют ощутить текстуру, температуру и силу нажатия на предметы из цифровой среды. В перспективе технология способна достичь возможности имитировать ветер, вибрацию, влажность и другие климатические факторы.
• Трехмерный звук. Аудио технологии погружают в пространственный звук, что приятен и естественный для уха. Атмосфера благодаря этому очень реалистична, ведь внешнего шума даже неслышно. 
• Управление глазами. Выбирайте объекты взглядом, без рук, а система еще и считывает эмоции, подстраивая интерфейс под ваше настроение.
• Управление силой мысли (BCI). Сейчас они применяются в медицине, например, для управления экспериментальными протезами и в реабилитации. В VR-сфере разработки пока на ранней стадии: Neuralink тестируется на животных, проект Ctrl-labs (Meta) остановлен в 2023 году. Массового применения еще нет, но направление активно развивается.

Как VR влияет на сферу компьютерных игр?

Как ни крути, сегодня виртуальная реальность чаще всего используется именно в играх. И не зря, она поднимает геймплей на совершенно новый уровень, превращая просто “игрушку” в настоящее приключение, где вы по-настоящему внутри истории.

Вот чем VR особенно крут в играх:

1. Максимальное погружение. Геймер не просто управляет своим игровым аватаром со стороны, а является им.
2. Обзор на 360 градусов позволяет ощущать все физические законы виртуального мира.
3. Детализация. Игрок не просто видит картинку, а может ощущать глубину виртуального мира.
4. Реальное движение. Благодаря сенсорам и индикаторам происходит движения игрока, а не с помощью кликов на клавиши.
5. Вовлеченность в игру в физическом и эмоциональном спектре дает возможность глубже ощутить идею геймплея и сделать реакции гораздо интенсивнее.
6. Тактильность перчаток и контроллеров позволяет чувствовать игроку поверхности, твердость объектов, силу ударов и натяжение тетивы. Все эти свойства увеличивают силу реализма игры.
7. Кооперативное взаимодействие поддерживает многопользовательский режим. Функция позволяет нескольким игрокам находиться в одной реальности и взаимодействовать внутри геймплея: соревноваться, проходить мессии, создавать.
8. Интерактивный формат позволяет создавать уникальные сценарии игры, дополнять реальность так, чтобы поведение персонажей подстраивалось под выбор и решения игрока.

“VR-технологии развивают когнитивные способности: пространственное мышление, координацию, быструю реакцию, стратегический подход”,– подчеркивает наш специалист.

Современные технологии в VR-играх

VR-индустрия использует множество современных инструментов для улучшения качества игр, например:

• Технология Ray Tracing обеспечивает реалистичное освещение, тени, отражения.
• AI и машинное обучение адаптирует систему под стиль игры пользователя.
• Cloud VR запускает контент без снижения качества даже без мощного ПК.

Сюда же можно отнести и совмещение реальности (VR + AR). Это когда виртуальные элементы накладываются на реальный мир. Важно различать: VR полностью погружает в цифровую среду, а AR дополняет реальность. Например, Meta Quest 3 использует passthrough-AR (сквозное видео с наложением объектов), в то время как устройства вроде HoloLens создают полноценную пространственную дополненную реальность.

И это еще не все. VR – это не просто крутая картинка, а целая связка технологий, которые делают мир вокруг настоящим:

• тактильная отдача, чтобы почувствовать объекты;
• слежение за глазами, чтобы система понимала, куда смотрит пользователь;
• трекинг тела – движения повторяются точно и естественно.

Как итог, получается не просто игра, а настоящий опыт, что вовлекает с головой.

Оборудование для VR-игр

Качество погружения в VR во многом зависит от самого оборудования. Из популярного хотим выделить следующие варианты:

• Meta Quest 2 и Pico 4 – это автономные шлемы. Они работают сами по себе, без подключения к компу, и тянут крутую мобильную графику. Очень удобно и без лишних проводов.
• HTC Vive, Valve Index, HP Reverb G2 – это уже серьезные шлемы для ПК. Чтобы их использовать, нужен мощный комп, но взамен вы получаете топовую графику, точные движения и плавный геймплей. Настоящее погружение!
• PlayStation VR 2 – VR-системы, что разработаны для работы с консолями высокой производительности. 
• VR-перчатки, беговые платформы – устройства для тактильности, что повышают уровень реализма, они позволяют ощущать формы, мягкость, текстуру объектов внутри игры.

Будущее VR: куда движется технология?

VR развивается бешеными темпами и уже сегодня открывает новые горизонты и возможности. Вот что нас ждет совсем скоро:

• Глаза от графики и фокусов не устают, ведь технология Micro-OLED и Pancake-линз удаляет эффект сетки, что снижает глазное давление.
• Управление с помощью мысли уже не так удивляет, разработки уже имеют нейроинтерфейсы, что помогают управлять объектами силой мысли. Для этого даже не нужны специальные контроллеры, сигнал передается напрямую в систему от мозга.
• Облачные технологии способствуют изобретению шлемов без проводов, что влияет на комфорт погружения. Игроку не мешают кабели, движения становятся плавными и реалистичными.

“Виртуальный и реальный миры становятся все ближе и совсем скоро отличить их будет невероятно сложно”, – подчеркивает Евгений Касьяненко.

С какими сложностями сталкивается технология виртуальной реальности?

Да, VR вызывает восторг и открывает целые миры, но есть и обратная сторона, о которой важно помнить:

• Цена входа. Шлемы, контроллеры, мощный ПК – удовольствие не из дешевых. Даже автономные устройства требуют вложений.
• Физиологические ограничения. Некоторые игроки испытывают усталость глаз, головокружение или укачивание (motion sickness), особенно при неправильной настройке или в долгих сессиях.
• Мало контента. Большинство VR-игр – это короткие демо или инди-проекты. AAA-проекты пока редкость, хотя интерес растет.
• Технологии пока “в пути”. Управление взглядом или силой мысли – это перспективные разработки, но пока они на этапе исследований или пилотных кейсов, особенно в медицине.

VR развивается быстро, но важно учитывать эти его ограничения, чтобы проект получился не на хайпе, а на качестве.

Почему важно разрабатывать VR-игры с профессионалами?

VR – это не просто “добавить шлем” в обычную игру. Это целый мир, где все должно работать идеально: от графики и управления до того, как игрок чувствует себя в этой метавселенной. Стоит чему-то пойти не так и вместо “вау-эффекта” будет укачивание, тормоза и разочарование.

Как мы в KISS подходим к разработке VR

В KISS Software под руководством Евгения Касьяненко мы делаем VR-игры с головой и с душой. Вот как мы подходим к делу:

• Выбираем движок под задачу – не просто “на чём попало”, а так, чтобы проект шел быстро и выглядел круто.
• Учитываем физиологию игрока – движения, интерфейс, повороты – все должно быть естественным и не вызывать дискомфорта.
• Оптимизируем до блеска – никакой “каши” из пикселей или лагов. Игра должна быть плавной и красивой.
• Следим, чтобы не укачивало – тонкая настройка камеры и взаимодействий помогает избежать неприятных ощущений.
• Всегда на связи – обновления, поддержка, улучшения и т.д., не бросаем проект после релиза.

Мы не просто делаем VR-игры, а создаем погружение: когда игрок надевает гарнитуру и забывает, что вокруг вообще есть реальность.

Заключение

Игровая индустрия больше всего получает “плюшек” благодаря виртуальной реальности. Взаимодействие с миром, которое полностью погружает в различные эмоциональные состояния, цепляет людей. Но чтобы данная технология действительно работала правильно, нужен опыт.

Наша команда KISS.software под руководством Евгения Касьяненко знает, как превратить вашу идею в мощный, технологичный продукт. Хотите игру, от которой невозможно оторваться? Сделаем. Нужен VR-проект для обучения, презентации или медицины? Без проблем.

Мы подбираем технологии под задачу, собираем UX, кодим, тестируем, полируем и выдаем результат, который работает и цепляет.

Есть идея? Давайте обсудим, а дальше – мы все сделаем как надо.