Создание игры для виртуальной реальности — опыт Pixonic. Виртуальная реальность: куда смотреть, чего ждать
Сегодня прогресс достиг действительно небывалых высот, а новое поколение способно использовать такие возможности, о которых еще 10-15 лет назад люди лишь мечтали. То, что было мистикой и волшебством, сегодня стало техническим прогрессом. Один из таких моментов – это виртуальная реальность. Сегодня мы поговорим о том, что такое VR и как ее используют в различных сферах.
Определение виртуальной реальности
Виртуальная реальность – это созданный с помощью технического и программного обеспечения виртуальный мир, передающийся человеку через осязание, слух, а также зрение и, в некоторых случаях, обоняние. Именно объединение всех этих воздействий на чувства человека в сумме носит название интерактивного мира
Она, VR, способна с высокой точностью имитировать воздействия окружающей виртуальной действительности на человека, но для того, чтобы создать действительно правдоподобный компьютерный синтез из реакций и свойств в рамках интерактивного мира, все процессы синтеза просчитываются, анализируются и выводятся в качестве поведения в реальном времени.
Использование виртуальной реальности многогранно: в 99 процентах случаев одушевленным и неодушевленным предметам, созданным при помощи такой технологии, присущи точно такие свойства, поведение и движение, какие есть у их настоящих прототипов. При этом пользователь в состоянии оказывать на все одушевленные и неодушевленные объекты влияние согласно реальным законам физики (если игровым процессом не предусмотрены другие законы физики, что случается крайне редко).
Принцип работы
Многим интересно, как именно действует технология. Вот три главных компонента, которые используются практически при любом взаимодействии с виртуальной средой:
- Голова . Виртуальная среда внимательно, при помощи специализированной гарнитуры, отслеживает положение головы. Так, гарнитура двигает картинку согласно тому, в какие из сторон и когда пользователь поворачивает свою голову – в бок, вниз или вверх. Такая система официально называется шестью степенями свободы.
- Движения . В более дорогих модификациях технического обеспечения отслеживаются и движения пользователя, при этом виртуальная картинка будет двигаться согласно им. Речь идет здесь не об играх, в которых пользователь просто находится на месте и взаимодействует с окружением, но о тех, где он перемещается в виртуальном пространстве.
- Глаза . Еще один основополагающий в реальности датчик анализирует то направление, в котором смотрят глаза. Благодаря этому игра позволяет пользователю погрузиться в интерактивную реальность более глубоко.
Эффект полного присутствия
Уже по термину полного присутствия понятно, о чем именно идет речь: мир – это виртуальная реальность. Это значит, что пользователь будет ощущать себя именно там, где находится игра, и он может взаимодействовать с ней. Пользователь поворачивает голову – персонаж тоже поворачивает голову, человек шагает в своей комнате – игрок движется в интерактивной реальности. До сих пор идут споры — возможно ли
The Leap – отслеживание пальцев и кистей
Эффект от полного присутствия достигается за счет устройства The Leap. Это устройство, использующее сложную систему отслеживания каждого движения, все еще остается частью очень дорогих и ТОПовых шлемов. Однако алгоритм работы достаточно прост, и он присутствует в немного измененном виде в другом устройстве, а именно в шлеме HTC Vive.
Как контроллер, так и шлем в HTC Vive, оснащены множеством фотодиодов – небольших приборов, преобразовывающих световую энергию в электрическую.
Важный момент! Вообще человек ежедневно сталкивается с фотодиодами и их работой. Как пример, это фотодиод, отвечающий за освещение смартфона. Фотодиод определяет, сколько именно освещения падает на него, и, на основе этих данных, регулирует уровень яркости
Такой же принцип полного присутствия используется и в шлеме. В комплекте со стандартным ВР-шлемом идут две станции, которые через временные интервалы пускают пару лучей – это горизонтальный и вертикальный лучи. Они пронизывают комнату и добираются до фотодиодов на устройстве шлема и контроллера. После этого фотодиоды начинают свою работу, и за несколько секунд происходит обмен информационными данными, в ходе которого датчики передают положение контроллеров и шлема.
В этом заключается алгоритм создания полного присутствия.
Какие существует разновидности VR
Официально сейчас существует три разновидности виртуальной реальности:
- Имитация и компьютерное моделирование.
- Мнимая деятельность.
- Киберпространство и аппаратные средства.
VR шлемы
Главная разница между этими тремя гаджетами заключается лишь в компаниях-производителях. В остальном же они похожи. Все три шлема отличаются портативностью и обеспечением полного погружения в игровой процесс.
Плюсы и минусы виртуальной реальности
Плюсы:
- Возможность полностью окунуться в интерактивное измерение.
- Получение новых эмоций.
- Профилактика стресса.
- Создание электронных информационных и обучающих ресурсов.
- Проведение конференций.
- Создание объектов культурного наследия.
- Возможность визуализации различных объектов и физических явлений.
- Возможность для каждого перейти на новый уровень развлечений.
Минусы:
К минусам можно отнести следующие моменты:
- Зависимость.
- Еще один явный минус: виртуальная реальность и ее психологическое воздействие на человека – оно далеко не всегда бывает позитивным, так как есть риск слишком сильно погрузиться в виртуальным мир, что иногда влечет за собой проблемы в социальной и других сферах жизни.
- Высокая стоимость устройств.
Применение виртуальной реальности
VR можно использовать в таких сферах, как:
- Обучение . Сегодня интерактивная реальность позволяет смоделировать тренировочную среду в тех сферах и для тех занятий, для которых необходимой и важной является предварительная подготовка. Как пример, это может быть операция, управление техникой и другие сферы.
- Наука . VR дает возможность значительно ускорить исследования как атомного, так и молекулярного мира. В мире компьютерной реальности человек способен манипулировать даже атомами так, словно это конструктор.
- Медицина . Как и было отмечено, при помощи VR можно тренировать и обучать медицинских специалистов: проводить операции, изучать оборудование, улучшать профессиональные навыки.
- Архитектура и дизайн . Что может быть лучше, чем показать заказчику макет нового дома или любого другого строительного объекта при помощи такой реальности? Именно она позволяет создавать эти объекты в виртуальном пространстве, в полном размере, для демонстрации, тогда как раньше использовались ручные макеты и воображение. Это касается не только строительных объектов, но и техники.
- Развлечение . VR безумно популярен в игровой среде. Причем, спросом пользуются как игры, так и культурные мероприятия и туризм.
VR – вредно это или нет?
Пока что можно отметить, что никаких глобальных исследований в этой области не проводилось, однако первые выводы сделать уже можно. Так как VR еще только-только разрабатывается (и это действительно так), у многих могут появляться неприятные ощущения при продолжительном использовании этой технологии. В частности, человек будет ощущать головокружение и тошноту.
Пока что нет никаких доказательств того, что . Отрицательный эффект, несомненно, есть, однако он не настолько велик, чтобы бить тревогу. Поэтому пока неизвестно, виртуальная реальность, что это такое – вред или польза.
VR – что ждет в будущем?
Сегодня виртуальная реальность не до конца доделана, поэтому могут появляться неприятные ощущения. В будущем же появится множество устройств, копий и аналогов, которые не будут отрицательно действовать на человеческий организм и психику.
Также устройства VR смогут решить проблемы с потреблением информационных данных, а сеансы станут такими же стандартными и обыденными, как и обычные игры на компьютере или приставках в наши дни.
Вывод
Виртуальная реальность – пока что бездонная пропасть для исследования и улучшения алгоритмов работы. Сегодня технологии продвигаются очень быстро, поэтому можно с уверенностью сказать, что в ближайшем будущем рыночная стоимость комплекта будет по карману человеку со средним достатком.
Не знаю, как вы, а лично я вот уже полтора года жду, когда наконец VR начнёт разрывать рынок. Сначала были картонные Google Cardboard, которые служили идеальным подарком хоть другу, хоть жене. Потом Microsoft выпустило к финалу Супербоула красочное видео , показав далекие от реальности возможности Hololens. И конечно, за 2016 год мы посмотрели и почитали немало обзоров о невероятно крутых свежеиспеченных VR устройствах, а также поиграли в первые качественные ориентированные на данные девайсы игры.
При всем этом популярность VR-приложений всё ещё далека от заданных приложений, но интерес это ничуть не снижает. Так что если революция надвигается, то сейчас самое время взять знамя в собственные руки. Но как?
Просто, как раз-два-три
Вы можете создавать мобильные приложения, не имея под рукой подходящего смартфона, но создать VR-приложение без соответствующего устройства практически невозможно. Поэтому вашим первым шагом будет покупка любого, пускай даже примитивного VR-адаптера.
Следующем шагом будет установка правильного «движка», коим в нашем случае будет являться Unity. На сегодняшний день он наилучшим образом настроен не только для создания VR-приложений с нуля, но и на перевод в данный формат уже существующих 3D творений. Кстати, блуждая по просторам интернета вы можете наткнуться на мнение, что опция VR у Unity изначально была разработана для взаимодействия с пакетом Google Cardboard SDK, поэтому использование под iOS доставит немало трудностей. Первая часть частично правдива, а вот вторая — нет. Во всяком случае реальных проблем замечено не было.
Третий и главный шаг — среда разработки приложения, это стандартные и всем известные IDE, принципиальной разницы в данном вопросе нет.
Ещё в помощь
Если мы говорим о создании мобильных приложений, то именно такой набор инструментов считается оптимальным, но в зависимости от рода вашего творения можно использовать и другие.
Unreal Engine
Начиная с 4 версии вам также откроется доступ к возможностям работы с VR-графикой. Однако в силу некоторой сложности и дороговизны платформы, назвать Unreal приоритетным вариантом язык не повернётся.
InstaVR
Веб-сервис, позволяющий в несколько нажатий мышкой создать собственное VR-приложение. Прекрасно подойдёт для реализации простых задумок, будь то визуализация пейзажа или виртуальная 3D консоль.
Wonda VR
Специализированный сервис для создания VR-видео. Здесь действительно легко заниматься прототипированием, склейкой видео, наложением эффектов, но и цена начинается от 499 €. Впрочем, есть 14-дневная триал-версия для оценки возможностей.
Приложение для обработки фотографий с возможностью преобразования в формат VR.
Splash
Аналогичный сервис, доступный только для iOS. Ещё находится в стадии разработки, но уже имеет неплохой функционал.
Отличия от разработки игр
Принципиальных отличий нет. С точки зрения разработки VR-приложений и 3D игр подход почти полностью совпадает, разница заключается лишь в мелких деталях. Более того, если качество 3D игр сегодня напрямую зависит и от графической составляющей и от сюжетной, то VR позволяет одним из аспектов пренебречь и остаться успешным.
Полезная литература
В силу специфики, в мире существует не так много полезной литературы о создании популярных и красивых VR-приложений. Так что ознакомимся с поверхностной обучающей литературой.
Google VR — начнем с официального руководства от Google, повествующего о том, как сделать из простой коробки чудо-развлечение;
Microsoft VR — аналогичная пошаговая инструкция, но от Microsoft;
How to make a VR app with zero experience — полезная и наглядная статья, которая поможет вам создать своё первое приложение;
Creating a Gear VR app in Unity Free — а вот и обучающее видео, как с помощью своих прямых рук и Unity создать VR-конфетку.
Студия NMAS делится с новичками реальным опытом.
Среди клиентов Nanobotmodels Medical Animation - крупнейшие анимационные студии, институты, медицинские научно-исследовательские организации, региональные представительства крупнейших фармацевтических компаний в США, Австралии, Великобритании, России, Украине, Белоруссии, Казахстане и не только.
Во время создания очередного видео-ролика или интерактивного медицинского приложения Юрий видит что-то непонятное даже IT -журналисту:
Если перенести это на устройство виртуальной реальности, получится нечто подобное:
А примерно так эта демонстрация выглядела для меня в VR -шлеме:
С помощью трехмерной анимации от NMAS я совершил путешествие по простым герпесвирусам внутри нервной клетки в теле человека, увидел работу синапсов головного мозга и формирование иммунного ответа - красиво, интересно и, как я понял, научно достоверно. Думаю, к каждому совету создателя чего-то подобного нужно прислушаться .
1. Расскажите интересную историю - не надо никаких американских горок
Опыт работы в направлении виртуальной реальности не имеет первостепенного значения. Сегодня на рынке различного VR -контента предостаточно, но действительно интересных проектов очень немного. Поэтому в первую очередь определитесь с идеей - она должна быть максимально увлекательной и необычной .
Каких-то безумных американских горок в VR сегодня хватает - ими уже никого не удивишь. А вот захватывающих логических головоломок, если мы говорим об играх, практически нет - по крайней мере, ничего действительно стоящего в данном направлении пока не сделали.
Перед началом творческого процесса лучше ознакомьтесь с основами работы с виртуальной реальностью, которые отлично изложены в данном видео:
2. Выберите правильную платформу - начните с мобильной
Принципы создания контента для виртуальной реальности сегодня практически не отличаются от платформы к платформе. Более того, созданный для одного из доступных сегодня устройств материал можно без больших проблем портировать на другое - главное, чтобы у него производительности хватило.
Новичкам Юрий рекомендует начать с мобильной виртуальной реальности , для работы с которой будет достаточно мало-мальски производительного компьютера, современного смартфона, а также простого недорого VR -кейса - подойдут Gear VR , Mattel View-Master или самый обычный Cardboard от Google .
В этом видео отлично раскрыт вопрос различных устройств для входа в виртуальную реальность - тут же показывают, как сложить свой первый Cardboard из картона:
3. Изучите движок и заинтересуйте - не переставайте удивлять
В студии NMAS уверены, что у разработчика есть не более 15 минут , чтобы заинтересовать пользователя трехмерной видеозаписью или интерактивным приложением в виртуальной реальности. Больше времени даже самый пытливый просто не вытерпит, поэтому нужно начать удивлять уже с самого начала.
Более того, в виртуальном мире должны быть четко выделены маркеры внимания, чтобы пользователь не пропустил самое интересное, соблюдена непрерывность повествования и определены точки входа-выхода в каждое из показываемых ему пространств.
Чтобы данный вопрос стал более прозрачным, рекомендуем ознакомиться с записью, в которой как нельзя лучше раскрыты основные вопросы работы с самым популярным VR -движком - Unity :
4. Сконцентрируйтесь на качестве - пользователей не должно укачать
Юрий советует сконцентрироваться не на количественных показателях, а на качественных. Чем лучше продуманным и детальней прорисованным окажется окружающий пользователя виртуальный мир, тем больше времени он в нем с удовольствием проведет.
Тем не менее, в данном случае нужно учитывать ограничение производительности разных платформ. Ее сегодня крайне недостаточно, поэтому чем-то в любом случае придется жертвовать - качеством текстур, размером локаций и так далее. Главное, во время изучения виртуального мира не должно быть лагов или глюков - это сразу вызовет тошноту и головокружение у пользователя.
Быть может, ключевой фишкой вашего первого проекта, которая заставит закрыть глаза на качество реализации, окажется смешанная реальность - информация о ней лучше всего подана в этом видео:
5. Наберитесь терпения и не упустите момент - начните прямо сейчас
Лучшее время для любого начинания - сегодня. Чем раньше к изучению виртуальной реальности в принципе и разработки контента для нее в частности вы приступите, тем лучше. В NMAS уверены, что за VR и AR будущее, поэтому студия для своей медицинской специфики давно сконцентрировалась на создании именно таких материалов.
Виртуальная реальность ещё не стала частью нашей повседневности, но на уровне разработок уже проникла в сферы от медицины до искусства и становится всё более доступна пользователю: самые простые VR-очки изготавливаются из картона. Постепенно VR находит своё место и в сфере детского образования, значительно меняя сам процесс обучения.
Как технологии меняют образование
Сразу скажем: речь не о том, чтобы приложения и гаджеты заменили школьникам учебники или работу в классе с учителем. Но современные технологии, такие как виртуальная и дополненная реальность, могут существенно дополнить традиционные методы и обеспечить более полное погружение в предмет изучения.
Исследования показываютThe Brain May Use Only 20 Percent of Its Memory-Forming Neurons , что мы запоминаем только 20% от того, что мы слышим, 30% - от того, что видим, и до 90% - от того, что делаем сами или испытываем во время симуляции. Виртуальная реальность позволяет получить реальный опыт присутствия, повышая эффективность обучения и вероятность запоминания.
Погулять внутри человеческого тела, совершить экспедицию на Марс, оказаться внутри химической реакции вещества - всё это позволяет совершенно иначе понимать и воспринимать предмет.
Кроме того, использование современных технологий во время школьных занятий кажется детям очень увлекательным, они с энтузиазмом погружаются в процесс. Если во время традиционного урока учителю трудно удерживать внимание всех учеников, то во время виртуального тура дети полностью вовлечены и фокусируются на 100%, поэтому процесс обучения идет с максимальной эффективностью.
Чему можно научиться в виртуальной реальности
Виртуальная реальность, как никакая другая технология, может обеспечить эффект погружения. VR - это не абстрактная информация, которую ребёнку надо запомнить, а полноценный визуальный опыт, на котором многим легче учиться.
Многие VR-приложения основаны на простой демонстрации 3D-объектов, фото или видео, но даже это фундаментально меняет процесс познания. И уже существует немало VR-приложений, в которых пользователь может активно влиять на виртуальную реальность и преобразовывать её. Мы подобрали несколько интересных VR-проектов, чтобы показать, чему школьник может научиться и что узнать с их помощью.
Путешествовать с Google Expeditions
Приложение Google содержит сотни туров и объектов в виртуальной или дополненной реальности, с которыми можно отправиться на раскопки археологов, совершить экспедицию под водой, превратить класс в музей. Пока преподаватель рассказывает, например, об океане, ученики «погружаются» на дно океана и «плавают» рядом с акулами. Или, используя дополненную реальность, учитель может устроить извержение вулкана прямо в классе, рассмотрев и обсудив его вместе с учениками.
Недорогие картонные очки Google Cardboard вместе с приложением Expeditions уже используются преподавателями в тысячах школ по всему миру.
Разобраться со сложными научными понятиями в MEL Chemistry VR
VR-уроки от Mel Science позволяют оказаться внутри химических реакций и увидеть своими глазами, что происходит с частицами веществ. Ученики могут взаимодействовать и экспериментировать с атомами и молекулами, а учитель контролирует ход VR-урока и видит прогресс каждого ученика. Мощная визуализация и эффект присутствия помогают понять суть химических явлений без бессмысленного зазубривания формул.
Рисовать в Tilt Brush
Это приложение позволяет рисовать в виртуальной реальности, где всё, что вы задумаете, возникает прямо из воздуха. Представляете, какой взрыв фантазии такие возможности вызовут у творческого школьника?
Даже если ребёнок не будет связывать свою дальнейшую жизнь с искусством, вполне вероятно, что к моменту, когда он будет получать профессиональное образование, проектирование в виртуальной реальности для многих специальностей станет обычным делом. К сожалению, VR-шлемы, необходимые для этой программы, всё ещё довольно дорогое оборудование.
Узнать о строении организма в InMind и InCell
Два очень красивых приложения, наглядно раскрывающих принципы работы мозга и клеток организма в виде игр. Анатомия вдохновляет разработчиков VR-приложений, и интересных решений в этой области можно найти немало. Мы остановились на этих двух, потому что, во-первых, это примеры российской разработки (их выпустила студия Nival VR), а во-вторых, они полностью бесплатны. Кстати, медицина - одна из сфер, где VR-технологии уже сегодня заняли заметное место в науке, практике и профессиональном обучении.
Познакомиться с виртуальной реальностью в The Lab и создавать её в CoSpaces Edu
Ещё один распространённый тип образовательных VR-приложений даёт представление о самой этой технологии. The Lab - альманах мини-игр, демонстрирующих возможности виртуальной реальности. С этого полностью бесплатного приложения рекомендуют начинать знакомство с VR.
Если ребёнок уже заинтересовался виртуальной реальностью, то ему можно предложить площадку для самостоятельного творчества. Подойдёт CoSpaces Edu: 3D-конструктор можно собирать из готовых объектов или строить их самостоятельно, а можно и писать код.
1. Изучаем оборудование
Спросите себя: меня интересует разработка для десктопных устройств, наподобие HTC Vive, или меня больше привлекают мобильные устройства вроде Samsung Gear VR или Google Cardboard? Если вы пока не определились, то почитайте обзоры и подумайте о том, что лучше выбрать для вашего рынка. Если для ваших идей требуются контроллеры движения или качественная графика, то ориентируйтесь на подключаемые к компьютеру очки VR. Модели, которые сегодня поддерживаются движками Unity, Unreal и веб-реaлизациями:Компьютерная VR:
- Фотограмметрия и 3D-сканирование
- Изучите введение по пространственному позиционированию звука от Oculus, а также это видео 3D Audio: Designing Sounds for VR .
4. Внедрение интерактивности
После того, как вы освоитесь с движком и приготовите арт-материалы, нужно будет придумать, как придать вашему проекту интерактивности. Я очень рекомендую сначала почитать о принципах построения UI и UX в виртуальной реальности. Иначе у ваших пользователей могут заболеть глаза от плохих решений по стереоскопическому рендерингу, или их укачает. Этого можно избежать, просто отказавшись от привязки текста к полю просмотра, или поместив камеру игрока во время движения в видимую капсулу (автомобиль, скафандр, кабину). А если вы хотите реализовать ручное управление, то рекомендую делать всё как можно реалистичнее - ваши усилия по исследованию и прототипированию будут вознаграждены чувством присутствия.. Руководство, объясняющее разные полезные принципы.