Arial Georgia Tahoma Times New Roman Verdana

Шлем виртуальной реальности VFX3D

Каски на голову Господа!

Трудно придумать более яркий символ эпохи цифрового мира, нежели шлем виртуальной реальности. Достаточно вспомнить любой голливудский фильм на эту тему: герой обязательно надевает на голову нечто напоминающее либо каску, либо гипертрофированные очки для того, чтобы попасть в виртуальный мир и начать свою вечную борьбу с всемирным злом.

Так уж получилось, что основным источником восприятия для человека как в виртуальном, так и в реальном мире служит зрение. Поэтому множество компаний ломало голову над созданием удобных приспособлений, позволяющих погрузиться в виртуальный мир. Одним из пионеров данной области стала компания IIS (Interactive Imaging Systems). Ее первый продукт (шлем виртуальной реальности VFX1) вышел на рынок более 5 лет назад и, хотя не получил большого распространения, но, тем не менее, стал значимой вехой на пути устройств виртуальной реальности к конечному пользователю. До этого момента область виртуальных технологий в основном являлась прерогативой военных. Так уже давно существуют и успешно используются варианты шлемов виртуальной реальности для пилотов вертолетов и некоторых вариантов военных тренажеров. Обычный пользователь может лишь облизываться, глядя на характеристики военных устройств: по сравнению с тем, что предлагается обычным пользователям, это небо и земля. Правда, стоит отметить, что стоят такие шлемы до 250000 долларов, что на фоне нескольких десятков миллионов за сам вертолет, конечно, кажется копейками :)

Увы - прогресс в области шлемов виртуальной реальности движется очень медленно. Если его сравнивать, например, с темпами эволюции процессоров или видеоакселлераторов, то кажется, что на рынке шлемов вообще царит застой. Однако это не так. Во-первых, в последнее время значительно увеличилось количество компаний, выпускающих подобные устройства. Во-вторых же, для них нашлось дополнительное применение. Использование очков или шлемов виртуальной реальности при просмотре DVD-фильмов (к примеру, с портативного плеера), позволяет получить эффект присутствия в кинотеатре. Для тех, кому это интересно, могу порекомендовать вот этот сайт, где можно посмотреть на все многообразие устройств виртуальной реальности.

От наших друзей из компании "Multimedia Club" нам достался на тестирование эксклюзивный экземпляр шлема виртуальной реальности VFX3D от компании IIS. Данный шлем является результатом эволюции VFX1, с которого начинала компания-производитель.

Для начала небольшое отступление о том, что же такое шлем виртуальной реальности и как он работает. Шлем представляет собой комбинацию из трех основных систем виртуальной реальности:

1. Аудио - как правило, в виде наушников. В дорогих моделях иногда используются квадро-наушники для обеспечения более комфортного прослушивания 3D-звука.
2. Видео - два монитора (или панели) по одному на каждый глаз. Они могут быть жидкокристаллическими (LCD) или CRT (в последнее время редкость). Теперь немного о таком животрепещущем моменте, как разрешающая способность панелей. Производители часто указывают максимальную разрешающую способность, в которой может работать устройство, но оно часто не соответствует физическому разрешению панели. Вычислить реальное разрешение панелей можно по формуле высота*ширина*3пиксела=реальный размер панели (3 пикселя это RGB, для того чтобы получить один цветной пиксель). Таким образом, для получения разрешения 640*480 в шлеме должны стоять панели 640*480*3= 921600 пикселей.
3. И последний "кит", на котором стоит технология, это ориентация в пространстве (треккинг). В отличие от очков виртуальной реальности, которым требуются дополнительные сенсоры движений головы, шлемы всегда имеют встроенные сенсоры, причем, как правило, на несколько направлений движения. Обычно это: поворот головы вправо/влево, наклон головы вправо/влево, наклон головы вверх/вниз.

Работает шлем достаточно примитивно. Вы просто подключаете его к компьютеру и получаете изображение, которое в данный момент существует на дисплее. Для более интересных режимов, скажем просмотра стерео или трекинга в виртуальном мире, необходимо иметь соответствующее программное обеспечение, которое позволит вам использовать эти возможности шлема.

Ну а теперь перейдем к рассмотрению конкретной модели шлема, попавшей к нам на тестирование.

Технические характеристики

• Видео
• Два ЖКД с диагональю 0.7 дюйма
• Разрешение каждого 360000 пикселей
• 16 бит цвет
• Оптика
• Угол обзора 35 градусов
• Фиксированный фокус: 11 футов
• Можно использовать вместе с очками
• VOS (система ориентации в виртуальном пространстве; треккинг) - 3 сенсора
• Yaw (поворот головы вправо/влево) 360°, чувствительность ±0.1° (12 бит)
• Pitch (наклон головы вверх/вниз) ±70°, чувствительность ±0.1° (12 бит)
• Roll (наклон головы вправо/влево) ±70°, чувствительность ±0.1° (12 бит)
• Аудио
• Высококачественные наушники
• Диапазон поддерживаемых частот: 20 Гц-20 КГц
• Встроенный регулятор громкости
• Контроль параметров
• Яркость
• Контраст
• Цветность
• Подсветка
• Видеорежимы: Mono, Stereo 1, Stereo

В комплекте поставки входят следующие вещи: Шлем, черная коробочка LinkBox, к которой непосредственно подключаются все источники сигналов, и огромное количество шнуров для подключения чего-то куда-то :). К сожалению, в комплекте, который достался нам, не было ни инструкции, ни программного обеспечения. Так что пришлось лезть в сеть в поисках недостающего. По счастью, на сайте IIS можно без труда найти все необходимое.

Также мне достался джойстик CyberPack, который ранее поставлялся в комплекте со шлемом, но теперь является как бы дополнительной периферией. Принцип работы этого джойстика основан на работе системы трекинга шлема. Джойстик имеет два сенсора, которые позволяют контролировать его наклоны вправо/влево и вперед/назад, что и соответствует осям x и y, а также три кнопки.

Однако приступим к стадии установки. Основой всех подключений является "черная коробочка" LinkBox. На фото внизу можно увидеть все разнообразие ее коннекторов.

На фото слева сторона, отвечающая за "выход" сигнала. Здесь присутствуют два разъема: S-Video и разъем непосредственно осуществляющий связь LinkBox со шлемом. Также здесь расположена кнопка включения питания всей системы.

На фото справа сторона, выполняющая противоположную задачу т.е. связь с компьютером. Слева направо: Audio вход - соединяется с разъемом Line Out на аудио карте, VGA - через специальный pass-through кабель подключается непосредственно к разъему видео карты, а уже в него подключается монитор (более подробно этот кабель можно рассмотреть на фото внизу), RS-232 вход соединяется со свободным COM портом компьютера и, наконец, разъем для блока питания, который обеспечивает работоспособность всей этой системы.

Последствия использования VGA pass-through кабеля были довольно плачевными. Картинка на мониторе стала "мыльной" в лучших традициях старых китайских видеоакселлераторов на чипсете Voodoo 1, которые также использовали похожий VGA pass-through кабель.

На этом фото можно увидеть полностью собранный комплект, но пока не подключенный к компьютеру.

Установка программного обеспечения очень простая. Вы запускаете программу, и она устанавливает две утилиты и драйвера, необходимые для работы системы трекинга шлема.

VFX control

Утилита обеспечивает калибровку треккинг сенсоров и настройки программного интерфейса.

VFXLauncher

Эта программа по идее должна дать возможность запускать имеющиеся у вас на компьютере игровые программы в режиме, позволяющем вам максимально использовать возможности шлема VFX3D.

Джойстик CyberPack подключается как стандартный джойстик к игровому порту. После этого вам необходимо прописать его в разделе Game Controllers как обыкновенный джойстик с двумя осями и тремя кнопками.

Теперь можно перейти к процессу калибровки, как сенсоров шлема, так и сенсоров джойстика Cyberpack. Калибровка джойстика осуществляется в разделе Game Controllers как обыкновенного джойстика (стандартными средствами). Надо сказать, что с непривычки придется довольно долго возиться с калибровкой джойстика, так как для начала требуется полностью овладеть и осознать систему его управления. Не могу сказать, что она показалась мне удобной, но в виртуальном мире она кажется вполне естественной: наклон руки вперед - движение вперед, наклон руки вправо - поворот вправо и т.п.

Калибровка шлема процесс более утомительный из-за большего количества сенсоров. Для калибровки используется, как уже говорилось выше, утилита VFXcontrol. Конечно, можно оставить установки по умолчанию и в большинстве игр они будут работать более-менее приемлемо, но для полного комфорта стоит потратить несколько минут на процедуру калибровки сенсоров. Калибровка достаточно проста, но несколько утомительна. Необходимо откалибровать все три сенсора движений один за другим. Рекомендуется начинать с сенсора поворота головы Yaw. Для этого, нажав кнопку Calibration необходимо медленно повернуть шлем на 360 градусов проделать это три раза, а потом повторить похожую процедуру для остальных двух сенсоров(Pitch,Roll) после чего отключить кнопку Calibration.

Затем можно обратиться к секции INTERFACE SETUP. Фактически здесь нас интересует только один пункт: DirectX Support ON. Он отвечает за работу сенсоров треккинга в играх, используя процедуры DirectX. Таким образом, для работы со шлемом пользователю необходимо использовать исключительно Directx и навсегда забыть об OpenGL и Glide.

Здесь меня поджидал первый подводный камень. Как выяснилось, драйвера шлема не могут работать с DirectX старше версии 7.0a. Пришлось заняться мучительной процедурой "отползания" с DirectX 8 на DirectX 7. Параллельно выяснилось, что шлем не работает с операционными системами Windows ME и 2000. Однако, наконец, удалось успешно перейти на DirectX 7, и драйвера шлема отрапортовали о том, что все в порядке. Предварительные настройки завершены. Теперь, наконец-то, можно надеть шлем на голову и заняться регулировкой его параметров видео. Шлем очень плотно садится на голову благодаря толстому и мягкому уплотнителю. При этом он несильно давит на голову, так что чувствуешь себя довольно комфортно, хотя, пожалуй, в теплое время года сидеть в нем будет несколько жарковато. Слава богу, производители предусмотрели возможность извлечь уплотнитель из шлема и вымыть его :)

Надо отметить, что шлем, не столь полно отделяет от реальности как хотелось бы. Относительно наушников ничего плохого сказать не могу: они достаточно хорошо блокируют внешние шумы. Но когда вы опускаете на глаза переднюю часть шлема, где находятся LC-экраны (визор), то приходится сосредотачиваться на изображении, так как окружающая действительность так и норовит "втиснуться" в щели вокруг визора.

Теперь перейдем непосредственно к настройке видеопараметров шлема. Контроль осуществляется с помощью двухпозиционных качающихся кнопок, расположенных на нижней поверхности шлема (на фото они в красных кружках).

Левая клавиша при нажатии вперед позволяет получить доступ к меню установок видео: яркость, контраст, насыщенность и т.д. и при ее последующих нажатиях циклически проходит через все элементы меню. После выбора элемента меню правой кнопкой можно увеличить или уменьшить значение выбранного параметра. При нажатии левой клавиши назад можно получить доступ к видеорежимам Mono, Stereo1, Stereo2. Режимы Stereo1 и Stereo2 являются реверсивными режимами. При переключении из режима в режим вы увидите в одном из дисплеев надпись "Left Eye". Это необходимо на тот случай, если программа перепутала видео источники для правого и левого глаза - таким образом, у вас есть возможность убедиться, что все в порядке. Меню исчезают с экранов через 2 секунды. Когда меню, вызываемые левой кнопкой, не активны, правая кнопка используется для контроля громкости звука в наушниках.

Повозившись несколько минут с настройками, я понял, что в принципе лучше будет произвести настройку изображения в конкретно используемой программе, а не пытаться добиться приемлемого качества для разглядывания рабочего стола Windows . Теперь надо было выбрать из списка игры, имеющиеся у меня в наличии, и посмотреть, как они будут работать.

Вас наверно удивило то, что я не коснулся такого вопроса, как работа в шлеме без монитора? Собственно говоря, я не стал поднимать этот вопрос, так как качество изображения очень плохое и работать просто невозможно. Как ни печально, но шлем не может заменить монитор. Скорее всего, это связано с низкой разрешающей способностью ЖК-экранов (360k = 263*480*3). Так что оставалось использовать шлем исключительно как средство развлечения.

Из всего списка приведенных игр у меня под рукой были UnrealTournament и SystemShock 2. Обе игры поддерживали 3D stereo/tracking. Для запуска использовалась утилита VFXLauncher. Тут начались очередные веселые вещи. Утилита нашла директорию с игрой и оповестила меня о том, что треккинг этой игрой не поддерживается, так что мне следует либо удалить драйвер, либо оставить, как есть. Удаляем драйвер треккинга из Game Controllers. Опять запускаем VFXLauncher и стартуем игру, получаем сообщение о том, что игре требуется драйвер треккинга и предложение его проинсталлировать. Далее следует непереводимая игра слов с использованием местных идиоматических выражений ;) После восстановления драйверов трекинга запуск игр ведется с игнорированием этого предупреждения. Честно говоря, от программного обеспечения для столь дорогой вещи я ожидал более качественной работы. Видимо как следствие, UnrealTournament не только не пожелал включить стереорежим, но и не запустил треккинг. Правда, SystemShock 2 порадовал безукоризненной работой в стереорежиме и полной поддержкой системы трекинга.

Теперь непосредственно впечатления от работы устройства. Качество видео, конечно, весьма посредственное - цветопередача оставляет желать лучшего. Попытки подстроить параметры шлема для достижения более-менее приемлемого качества изображения успеха не имели. Игра в стереорежиме, несмотря на некоторый дискомфорт от цветопередачи, оставляет незабываемое впечатление. Ощущение объемности предметов очень впечатляющее. Даже в монорежиме все игры обретают некоторую объемность. В SystemShock2 я долго рассматривал урны на полу: почему-то каждая вызывала у меня ассоциации с хулиганским поведением Волка в "Ну Погоди!" Так и хотелось поддать ей ногой: до такой степени натурально она выглядела :)

Треккинг, правда, работал не безукоризненно. Периодически когда я крутил головой, осматривая достопримечательности потолков и полов космического корабля, треккинг сбивался, и изображение дергалось довольно ощутимо. Скорее всего, мне надо было больше внимания уделить калибровке сенсоров треккинга. В остальном все работало просто безукоризненно. Правда, пришлось некоторое время привыкать целиться движениями головы. Со стороны эта процедура наверно выглядела весьма занимательно. Инженерам IIS стоило сделать дополнительный датчик чтобы, подмигивая можно было стрелять, тогда можно было бы полностью погрузиться в виртуальную реальность, не отвлекаясь на джойстик :)

Увы, осталась еще одна старая проблема: очень сильно устают глаза при работе со шлемом. До сих пор сохранилось ограничение при работе в 15 минут, после чего рекомендуется сделать перерыв.

Далее: мне, конечно, было любопытно посмотреть, как будет выглядеть DVD-фильм при просмотре его в шлеме. В принципе получилось очень неплохо: создается впечатление, что вы сидите в кинотеатре примерно в 9-10 ряду. При этом при просмотре фильма с помощью программы PowerDVD создавалось ощущение, что просмотр идет на нормальном широком экране 16:9. К сожалению, цветопередача, как уже говорилось выше, посредственная. При просмотре DVD глаза устают не так быстро, но все же смотреть весь фильм без перерыва довольно опасно. Качество звука хорошее, но для подобного устройства, на мой взгляд, стоило использовать более качественные наушники.

Итого

Прогресс по сравнению со старой моделью налицо. Качество видео значительно улучшилось: старый шлем поддерживал более низкое разрешение и мог работать только в режиме 256 цветов. Однако качество изображения по-прежнему средненькое и не может удовлетворить даже обычного геймера. А довольно быстрое утомление глаз делает приобретение подобного шлема в частное пользование несколько преждевременным. Однако этот шлем может с успехом использоваться для обучающих и демонстрационных роликов, а также для использования в игровых клубах. Ведь что ни говори, а ощущения от уже знакомых игр становятся просто незабываемыми.