Технології віртуальної реальності: основні принципи роботи

«VR відкриває нові цифрові світи, що дозволяють візуалізувати інформацію. Ця здатність у майбутньому може змінити та відкрити перспективи для багатьох галузей», — говорить про перспективи розвитку систем цифрового світу наш експерт Євген Касьяненко.

Сьогодні ми розповімо:

• як працює технологія,
• чому системи віртуальної реальності стануть ключовим інструментом для розвитку геймінг-проектів,
• яке обладнання необхідне для реалізації проектів,
• чого здатні досягти винаходи.

Пропонуємо зануритися в технологію VR разом з нами!

Що таке віртуальна реальність і як вона працює?

«VR — це цифровий простір, який задається спеціальною програмою. У ньому можна брати участь з метою розваги, навчання, застосовувати в промисловості або медицині», — пояснює Євген Касьяненко.

Основними принципами роботи VR-систем є:

• Реалістичність і повне занурення. Завдяки наявності спеціального обладнання, такого як: VR-шолом, контролер, сенсори, датчики руху, гарнітура, одяг і багато іншого, створюється ефект присутності. А рендеринг сприяє точному повторенню фізичних рухів гравця без затримок. Відбувається блокування зовнішніх факторів з реального світу, і весь процес гри відбувається з максимальною точністю.
• Взаємодія з об’єктами всередині цифрового світу. Розвиток технології ВР дозволяє брати предмети, натискати кнопки, переміщатися по локаціях, взаємодіяти з іншими персонажами як в реальному житті.
• Тривимірний простір рівня 6DOF. Система здатна відстежувати рухи і фіксувати нахили, перевороти, переміщення і вигини рук, ніг, тіла. Технологія підходить для симуляторів і динамічних ігор.
• Фінальний рендеринг (фокусування погляду). VR-технологія оптимізує область, тільки видиму для ока. Тим самим знижуючи навантаження на систему. Тому чітка деталізація збережена там, куди безпосередньо дивиться учасник.
• Гаптичність цифрового світу (імітація тактильності). VR-контролери за допомогою рукавичок і сенсорних костюмів дозволяють відчути текстуру, температуру і силу натискання на предмети з цифрового середовища. У перспективі технологія здатна досягти можливості імітувати вітер, вібрацію, вологість та інші кліматичні фактори.
• Тривимірний звук. Аудіо технології занурюють у просторовий звук, що приємний і природний для вуха. Атмосфера завдяки цьому дуже реалістична, адже зовнішнього шуму навіть не чути.
• Управління очима. Вибирайте об’єкти поглядом, без рук, а система ще й зчитує емоції, підлаштовуючи інтерфейс під ваш настрій.
• Управління силою думки (BCI). Зараз вони застосовуються в медицині, наприклад, для управління експериментальними протезами і в реабілітації. У VR-сфері розробки поки на ранній стадії: Neuralink тестується на тваринах, проект Ctrl-labs (Meta) зупинений в 2023 році. Масового застосування ще немає, але напрямок активно розвивається.

Як VR впливає на сферу комп’ютерних ігор?

Як не крути, сьогодні віртуальна реальність найчастіше використовується саме в іграх. І не дарма, вона піднімає геймплей на абсолютно новий рівень, перетворюючи просто «іграшку» на справжню пригоду, де ви по-справжньому всередині історії.

Ось чим VR особливо крутий в іграх:

1. Максимальне занурення. Геймер не просто керує своїм ігровим аватаром з боку, а є ним.
2. Огляд на 360 градусів дозволяє відчувати всі фізичні закони віртуального світу.
3. Деталізація. Гравець не просто бачить картинку, а може відчувати глибину віртуального світу.
4. Реальний рух. Завдяки сенсорам і індикаторам відбувається рух гравця, а не за допомогою кліків на клавіші.
5. Залученість в гру в фізичному та емоційному спектрі дає можливість глибше відчути ідею геймплея і зробити реакції набагато інтенсивнішими.
6. Тактильність рукавичок і контролерів дозволяє гравцеві відчувати поверхні, твердість об’єктів, силу ударів і натяг тятиви. Всі ці властивості збільшують силу реалізму гри.
7. Кооперативна взаємодія підтримує багатокористувацький режим. Функція дозволяє декільком гравцям перебувати в одній реальності і взаємодіяти всередині геймплея: змагатися, проходити місії, створювати.
8. Інтерактивний формат дозволяє створювати унікальні сценарії гри, доповнювати реальність так, щоб поведінка персонажів підлаштовувалася під вибір і рішення гравця.

«VR-технології розвивають когнітивні здібності: просторове мислення, координацію, швидку реакцію, стратегічний підхід», – підкреслює наш фахівець.

Сучасні технології в VR-іграх

VR-індустрія використовує безліч сучасних інструментів для поліпшення якості ігор, наприклад:

• Технологія Ray Tracing забезпечує реалістичне освітлення, тіні, відбиття.
• AI і машинне навчання адаптує систему під стиль гри користувача.
• Cloud VR запускає контент без зниження якості навіть без потужного ПК.

Сюди ж можна віднести і поєднання реальності (VR + AR). Це коли віртуальні елементи накладаються на реальний світ. Важливо розрізняти: VR повністю занурює в цифрове середовище, а AR доповнює реальність. Наприклад, Meta Quest 3 використовує passthrough-AR (наскрізне відео з накладенням об’єктів), в той час як пристрої на зразок HoloLens створюють повноцінну просторову доповнену реальність.

І це ще не все. VR – це не просто крута картинка, а цілий комплекс технологій, які роблять світ навколо справжнім:

• тактильна віддача, щоб відчути об’єкти;
• відстеження очей, щоб система розуміла, куди дивиться користувач;
• трекінг тіла – рухи повторюються точно і природно.

Як підсумок, виходить не просто гра, а справжній досвід, що занурює з головою.

Обладнання для VR-ігор

Якість занурення в VR багато в чому залежить від самого обладнання. З популярного хочемо виділити наступні варіанти:

• Meta Quest 2 і Pico 4 – це автономні шоломи. Вони працюють самі по собі, без підключення до комп’ютера, і забезпечують круту мобільну графіку. Дуже зручно і без зайвих дротів.
• HTC Vive, Valve Index, HP Reverb G2 – це вже серйозні шоломи для ПК. Щоб їх використовувати, потрібен потужний комп’ютер, але натомість ви отримуєте топову графіку, точні рухи і плавний геймплей. Справжнє занурення!
• PlayStation VR 2 – VR-системи, розроблені для роботи з консолями високої продуктивності.
• VR-рукавички, бігові платформи – пристрої для тактильності, що підвищують рівень реалізму, вони дозволяють відчувати форми, м’якість, текстуру об’єктів всередині гри.

Майбутнє VR: куди рухається технологія?

VR розвивається шаленими темпами і вже сьогодні відкриває нові горизонти і можливості. Ось що нас чекає зовсім скоро:

• Очі від графіки і фокусів не втомлюються, адже технологія Micro-OLED і Pancake-лінз усуває ефект сітки, що знижує очний тиск.
• Управління за допомогою думки вже не так дивує, розробки вже мають нейроінтерфейси, що допомагають керувати об’єктами силою думки. Для цього навіть не потрібні спеціальні контролери, сигнал передається безпосередньо в систему від мозку.
• Хмарні технології сприяють винаходу шоломів без дротів, що впливає на комфорт занурення. Гравцеві не заважають кабелі, рухи стають плавними і реалістичними.

«Віртуальний і реальний світи стають все ближчими і зовсім скоро відрізнити їх буде неймовірно складно», – підкреслює Євген Касьяненко.

З якими складнощами стикається технологія віртуальної реальності?

Так, VR викликає захват і відкриває цілі світи, але є і зворотна сторона, про яку важливо пам’ятати:

• Ціна входу. Шоломи, контролери, потужний ПК – задоволення не з дешевих. Навіть автономні пристрої вимагають вкладень.
• Фізіологічні обмеження. Деякі гравці відчувають втому очей, запаморочення або захитування (motion sickness), особливо при неправильному налаштуванні або в довгих сесіях.
• Мало контенту. Більшість VR-ігор – це короткі демо або інді-проекти. AAA-проекти поки що рідкість, хоча інтерес зростає.
• Технології поки що «в дорозі». Управління поглядом або силою думки – це перспективні розробки, але поки що вони на етапі досліджень або пілотних кейсів, особливо в медицині.

VR розвивається швидко, але важливо враховувати ці його обмеження, щоб проект вийшов не на хайпі, а на якості.

Чому важливо розробляти VR-ігри з професіоналами?

VR – це не просто «додати шолом» у звичайну гру. Це цілий світ, де все повинно працювати ідеально: від графіки і управління до того, як гравець відчуває себе в цьому метавсесвіті. Варто чомусь піти не так і замість «вау-ефекту» буде заколисування, гальмування і розчарування.

Як ми в KISS підходимо до розробки VR

У KISS Software під керівництвом Євгена Касьяненко ми робимо VR-ігри з головою і з душею. Ось як ми підходимо до справи:

• Вибираємо движок під завдання – не просто «на чому попало», а так, щоб проект йшов швидко і виглядав круто.
• Враховуємо фізіологію гравця – рухи, інтерфейс, повороти – все повинно бути природним і не викликати дискомфорту.
• Оптимізуємо до блиску – ніякої «каші» з пікселів або лагів. Гра повинна бути плавною і красивою.
• Стежимо, щоб не заколисувало – тонке налаштування камери і взаємодій допомагає уникнути неприємних відчуттів.
• Завжди на зв’язку – оновлення, підтримка, поліпшення тощо, не кидаємо проект після релізу.

Ми не просто робимо VR-ігри, а створюємо занурення: коли гравець одягає гарнітуру і забуває, що навколо взагалі є реальність.

Висновок

Ігрова індустрія найбільше отримує «плюшки» завдяки віртуальній реальності. Взаємодія зі світом, яка повністю занурює в різні емоційні стани, чіпляє людей. Але щоб дана технологія дійсно працювала правильно, потрібен досвід.

Наша команда KISS.software під керівництвом Євгена Касьяненко знає, як перетворити вашу ідею в потужний, технологічний продукт. Хочете гру, від якої неможливо відірватися? Зробимо. Потрібен VR-проект для навчання, презентації або медицини? Без проблем.

Ми підбираємо технології під завдання, збираємо UX, кодуємо, тестуємо, поліруємо і видаємо результат, який працює і чіпляє.

Є ідея? Давайте обговоримо, а далі – ми все зробимо як треба.