AR или VR: В Чем Разница?

В 2016 году на огромный пластиковый шлем приходилось тратить внушительные суммы. Так, шлемы вроде Google Daydream View  (с ценником от $70.9), HTC Vive, Oculus Rift (стоимость которого составляет от $399.00), а также Sony PlayStation VR (по цене $358.99) уже могут побороться за деньги из вашего кошелька. Кроме этого, компания Microsoft анонсировала выход целого ряда шлемов виртуальной реальности для Windows 10. Для разработчиков компания Microsoft открыла доступ к гарнитуре HoloLens. И хотя данная гарнитура имеет множество схожих с другими шлемами особенностей, эти параллели слишком поверхностны. Все шлемы, представленные до сих пор, являются гарнитурами виртуальной реальности, в то время как HoloLens считается гарнитурой дополненной реальности. В чем же их отличия?

Виртуальная реальность

Гарнитуры виртуальной реальности полностью заполняют поле вашего зрения и создают эффект полного присутствия в совершенно другом месте. Дисплеи шлемов Vive и Rift полностью светонепроницемые, что позволяет блокировать любой окружающий вид, когда вы надеваете устройство. Если вы наденете устройство, когда оно выключено, может создаться ощущение, что вы ослепли.

Когда же устройство включено, внутренние OLED панели преломляются линзами и полностью заполняют ваш обзор показываемым изображением. Это может быть игра, 360-градусное видео или просто виртуальное пространство интерфейсов Oculus или SteamVR. Визуально это выглядит так, как будто шлем перенес вас из реального мира в виртуальный.

Большинство игр виртуальной реальности основаны на том принципе, что пользователь находится в фиксированном положении (сидит или стоит), поэтому он не столкнется со стеной и не наткнется на какие-либо объекты на своем пути. Из-за того, что шлем полностью блокирует обзор (помимо этого, в некоторых случаях, шлем подключен к компьютеру проводами), это создавало бы серьезную опасность.

Шлем виртуальной реальности HTC Vive с ценником $599.00 приблизился к решению данной проблемы, позволив пользователю организовывать особую зону для виртуальной реальности. Два внешних сенсора отслеживают положение шлема, а программное обеспечение SteamVR использует данные этих сенсоров для создания карты площади свободного пространства, определенного как безопасного для передвижения. Конечно, вся процедура происходит с вмешательством пользователя. Когда вы выходите за пределы обусловленной зоны, в поле зрения появляется виртуальная стена, уведомляющая вас о переходе в неопределенное для движения пространство. Эта функция очень полезна для ограничения движения. Благодаря этому некоторые игры SteamVR позволяют вам использовать для движения не только голову, но и тело.

Анонсированные модели шлемов виртуальной реальности для Windows 10 не используют внешние сенсоры. Вместо этого они оборудованы направленными наружу встроенными датчиками, которые отслеживают окружающую среду.

Виртуальное управление

Эффект, создаваемый технологией виртуальной реальности, заставит вас пожелать, чтобы все программы, которыми вы пользуетесь, поддерживали такие возможности, однако на практике это невозможно.  Для управления как шлем виртуальной реальности Rift, так и Vive используют подключаемые устройства: без них гарнитура не способна взаимодействовать с окружающей средой. Периферийные устройства для управления гарнитурой могут быть как простыми (как, например, джойстик), так и сложными (вроде контроллеров движения HTC Vive). Даже предназначенный для телефона наголовный дисплей  Samsung Gear VR с ценником $99.99 оборудован тачпадом для управления приложениями. Также проводились эксперименты с чувствительными к движению перчаткам для гарнитур виртуальной реальности, однако дальше исследований дело пока не продвинулось.

Программное обеспечение виртуальной реальности

Как уже упоминалось ранее, виртуальная реальность игр и приложений замещает ваше окружение, как бы перенося вас в другое место. Ваше физическое местонахождение при этом не имеет никакого значения.  В играх вроде «EVE: Valkyrie» вы можете оказаться в кабине космического корабля. В случае с приложениями вы можете совершить виртуальное путешествие по интересным местам. Виртуальная реальность предлагает множество возможностей, поскольку здесь вся окружающая вас обстановка заменяется другой.

Дополненная реальность

Если виртуальная реальность замещает то, что вы видите в реальности, то дополненная, простите за тавтологию, дополняет окружающую обстановку. Гарнитуры дополненной реальности вроде HoloLens Development Edition прозрачные, благодаря чему вы, надевая очки, можете видеть все, что вас окружает в реальном мире. Технология при этом обеспечивает полную свободу движений.

Компания Microsoft называет HoloLens устройством «смешанной», а не «дополненной» реальности. Теоретически, в своем самом широком смысле, определение «смешанной реальности» относится к технологиям, лежащим в основе как виртуальной, так и дополненной реальности. Использование этого термина разработчиками Microsoft, по всей видимости, основано только на желании придать устройству HoloLens исключительную индивидуальность. Гарнитура HoloLens является устройством дополненной реальности, и именно как к таковому к ней и следует относиться.

Устройство HoloLens использует два небольших проектора, направленных на встроенные в  шлем наклоненные линзы. Линзы отражают свет, при этом не блокируют проникновение света окружающей среды, накладывая изображение с проекторов поверх реальной окружающей среды. Создается впечатление, что любое изображение, показываемое  HoloLens, всплывает перед пользователем.

Для отслеживания вашего положения относительно виртуального расположения голограмм, проекторы взаимодействуют с целым рядом камер, встроенных в гарнитуру, а также с собственным чипом «holographic processing unit» (HPU). Шлем постоянно сканирует окружение на предмет наличия стен или мебели для того чтобы создать карту площади вокруг пользователя, а также передвигает голограммы для отражения вашего движения. Все это позволяет, например, поместить виртуальный объект посередине комнаты, и ходить вокруг него так, как будто он физически присутствует в комнате. Также вы можете пройти сквозь голограмму, поскольку, естественно, на самом деле ее в комнате нет. Виртуальный объект постепенно расплывается и теряет свою четкость по мере приближения пользователя, и снова обретает четкие контуры, как только пользователь отдаляется или меняет направление своего движения.

Данная технология, в сравнении с технологией виртуальной реальности, имеет один явный недостаток. Если шлем виртуальной реальности полностью перекрывает и заменяет то, что находится в поле вашего зрения, шлем HoloLens захватывает только ограниченное пространство перед вами. Проекторы и линзы устроены таким образом, чтобы создавать яркую и четкую голограмму в пределах прямоугольной области в центре поля вашего зрения. Когда пользователь двигает головой, голограммы исчезают, как только достигают пределов прямоугольников. Из-за этого виртуальные объекты испаряются еще до того момента, как они выйдут за пределы поля зрения пользователя. Остается только надеяться, что разработчики  Microsoft смогут побороть эти ограничения в ходе дальнейшей разработки шлема HoloLens, ведь такая визуальная «недоработка» является самой неприятной и разочаровывающей проблемой устройства.

Управление Дополненной реальностью

Самым простым способом взаимодействия с устройством HoloLens является использование жестов рук. Камеры девайса могут отслеживать движения ваших рук и пальцев, а также использовать эти движения в качестве прямого руководства к тем или иным действиям. Жест Bloom, выполняющийся путем соединения кончиков пальцев и раскрывания ладони, запускает стартовое меню и предоставляет доступ к программному обеспечению HoloLens. Жест Air Tap (указательный палец, изначально поднятый вверх, опускается вниз и сразу же поднимается обратно) имитирует нажатие кнопки мыши. Управление основано на жестах, а не на отслеживании движений, поэтому вам придется приноровиться держать руку на правильном расстоянии от гарнитуры прямо перед собой, для того чтобы жест был зафиксирован. К тому же, нельзя просто взять и быстро передвинуть голограмму привычным движением.

Для управления также можно использовать идущий в комплекте подключаемый Кликер, однако он способен имитировать только жест Air Tap. Устройство не функционирует в качестве специальной мыши для детализированного управления. Кроме этого, есть возможность подключить Bluetooth клавиатуру для текстового ввода.

Программное обеспечение Дополненной реальности

Для приложений дополненная реальность предлагает почти безграничные возможности. Устройство HoloLens уже способно проецировать стандартные приложения Windows 10 в виде парящих окон, которые можно расположить перед собой удобным для вас образом. Это фактически обеспечивает вас модульной мультиэкранной установкой.

Другие приложения вроде Holo Studio и HoloPlanner позволяют размещать голограммы в своем окружении. Программа Holo Studio позволяет создавать собственные голографические диорамы, а HoloPlanner позволяет просматривать, какой внешний вид имела бы ваша комната с другой мебелью и элементами декора.

В играх дополненная реальность использует окружающую обстановку. Так, детективная игра Fragments сканирует вашу комнату и создает криминальные сцены на основе ее планировки, размещая разные детали и предлагая различный опыт для разных помещений. Приложение RoboRaid определяет положение стен и проецирует голограммы роботов, появляющихся из разбитых стен. В игре Young Conker мебель помещения используется в качестве препятствий для героев. Во всех вышеописанных случаях игра подстраивается под «местность».

Разница

Несмотря на схожесть внешнего вида используемых устройств, виртуальная и дополненная реальность выполняют две разные функции двумя разными способами. Виртуальная реальность замещает окружающую среду, перенося пользователя в совершенно другую обстановку и ситуацию. Дополненная реальность, как несложно догадаться, дополняет существующую обстановку, накладывая информацию поверх того, что вы видите в реальности.

Обе технологии являются очень мощными. Как виртуальной, так и дополненной реальности предстоит длинный путь к сердцам пользователей, однако обе технологии уже можно назвать многообещающими. Ведь они могут в корне поменять наше отношение к компьютерам и, соответственно, способам их использования.