Лекция: D-шлемы
Для формирования трехмерного изображения вовсе не обязательны специальные трехмерные игры. Во время любой игры видеокарта получает данные о расположении предметов в пространстве и об их внешнем виде (вроде чертежей), а также информацию о положении игрока (или его виртуальной копии). По этим данным плата сама рисует картинку на мониторе. Мощному графическому процессору ничего не стоит по простому алгоритму прибавить к одним числам другие и получить слегка отличные изображения для разных глаз. Все видеокарты nVidea при установке специального бесплатного патча могут выводить на монитор поочередно две картинки.
Этому способу формирования трехмерного видео было уделено столько внимания потому, что именно он используется… в работе полноценных 3D-шлемов. Для двух самостоятельных жидкокристаллических матриц для правого и левого глаза шлем получает картинку поочередно с обычного выхода для монитора. Стандартная частота для современных шлемов — всего 100 Гц, по 50 Гц для каждого глаза. Мигание в них незаметно, так как в промежутке между обновлениями матрица продолжает гореть. Однако очевидно, что изображение в шлеме не так динамично, как на традиционном мониторе. Зато ни драйверов, ни переходников, ни специальных видеокарт шлемы не требуют.
В настоящее время можно приобрести разные модели шлемов виртуальной реальности фирм CyberMind, Daeyang, I-O Display Systems. Стандартными разрешениями для них являются 640х480 и 800х600, попадаются модели с поддержкой 1024х768. Для небольших матриц этого вполне достаточно. Стандартная глубина цвета — 18 или 24 бит. Почему же при столь схожих характеристиках стоимость бытовых шлемов так сильно различается (от $800 до $5000)? Трехмерное изображение имеет свои подводные камни.
Устройства, отслеживающие изменения положения в пространстве (треккеры, track — след, следить), уже давно оценили любители авиасимуляторов. В летных играх, где чрезвычайно важен динамический обзор на все четыре стороны, управление видом с помощью поворота головы предоставляло счастливым обладателям треккеров солидное преимущество. Разумеется, с распространением шлемов виртуальной реальности треккеры стали их непременным атрибутом — ведь в отличие от монитора шлем зафиксирован относительно глаз игрока и позволяет поворачивать голову на любые углы.
В настоящее время можно приобрести треккеры двух видов. Простые контроллеры, например NaturalPoint TrackIR 2, стоят в районе $200. Треккер представляет собой инфракрасный приемник внушительных размеров, устанавливаемый перед игроком. Помимо приемника в комплект устройства входят светоотражающие наклейки, положение которых в пространстве отслеживает треккер. Их можно наклеить на шлем виртуальной реальности, на очки, даже на руку, превратив ее в виртуальную мышь. Продаются даже бейсболки со светоотражающей полосой, специально для TrackIR 2.
Главный недостаток инфракрасного треккера — небольшой «угол обзора». Если игрок отвернется от приемника, светоотражающая наклейка выйдет из поля действия и устройство прекратит работу. Кроме того, инфракрасные треккеры не отличаются высокой точностью позиционирования.
Для полноценной работы со шлемами виртуальной реальности существуют более сложные треккеры. Они представляют собой устройства, снабженные датчиками движения, и закрепляются непосредственно на голове (или другой части тела) игрока. Такой треккер не зависит от приемника или передатчика, он работает сам по себе, в любых положениях, при любых углах. Кроме того, точность его достаточно высока даже для прицеливания взглядом в 3D-шутерах. Гироскопные треккеры — удовольствие дорогое, например InterSense Inter-Tarx 2 стоит $995.
Большинство треккеров комплектуются универсальными драйверами. Они совместимы с любыми играми через режим эмуляции мыши или напрямую, в виде осей свободы джойстика. Подключается большинство устройств к порту USB.
Перчатки, как и треккеры, различаются по типу устройств слежения и, соответственно, цене.
Примером простых и недорогих перчаток является долгожданное устройство Essential Reality P5, которое стоит «всего» $200. Внешне перчатка напоминает не профессиональный инструмент, а игровой контроллер, правда сделанный классно. Игры — это и есть основное предназначение P5. Для отслеживания положения перчатки в пространстве служит инфракрасный приемник размером с колонку. Он фиксирует перемещения руки вверх-вниз, вправо-влево и вперед-назад. Сгибание каждого пальца (только у кисти) задействует отдельную ось свободы, всего таких осей пять. Софт, включенный в комплект устройства, поз66воляет подробно настраивать чувствительность и мертвые зоны всех осей, запускать контроллер в режиме эмуляции мыши, благодаря чему перчатка совместима со всеми играми.
У перчаток виртуальной реальности, без сомнения, есть будущее. Для них будут разрабатываться специальные игры и патчи, они применимы и в ныне существующих стратегиях или RPG. Особый кайф — играть в «симулятор бога» Black & White, не перемещая мышку и кликая на кнопки, а водя над миром своей божественной рукой и указуя перстами. Правда, это не так просто. Руку практически нельзя расслабить, положить на стол — ее положение постоянно отслеживается. Та же ситуация с пальцами — они постоянно должны быть выпрямлены. Из-за инфракрасной системы слежения у P5 случаются проблемы с точностью передачи движений, выходом из зоны действия. Так что быть богом непросто.
Существуют и более сложные, профессиональные модели перчаток. Их основное отличие — гироскопическая система слежения, основанная на независимых датчиках движения, встроенных в саму перчатку. У таких перчаток нет ограничения зоны действия, максимальных углов отклонения, они очень точны. Другой принцип отличи моделей — по количеству датчиков. Представьте себе способности человеческой руки: она может не только перемещаться, но и вращаться также по трем осям, пальцы могут сгибаться не только у кисти, но и в фалангах. Максимальное количество датчиков у перчаток, доступных в России, — шестнадцать.
Перчатки с гироскопическим слежением намного дороже инфракрасных. Их начальная цена колеблется в районе $1000. Почти все профессиональные модели перчаток выпускаются как в проводном, так и в беспроводном варианте.