Разработка VR приложений

Virtual Reality (VR) is an immersive environment that makes you feel inside a virtual or digitally reproduced real 3D world.Виртуальная реальность (VR) – это иммерсивная среда, создающая ощущение полного переноса в виртуальный или воспроизведенный в цифровом виде реальный трехмерный мир.

The main idea of VR is to create the illusion of human presence in a virtual environment. The person is immersed in it, identifies with the character, and lives in this environment.Основа виртуальной реальности – создание иллюзии присутствия человека в виртуальной обстановке. Человек "погружается" в нее, отождествляет себя с персонажем,"живет" в этой среде.

To understand the basics of VR systems, let's figure out how to create a virtual world.Чтобы понять основные принципы работы систем виртуальной реальности нужно разобраться, как создается искусственный мир.

The development of 3D content underlies the creation of VR. Then, you implement a program code and assign it to the rendered objects. Next, you develop a plot, work out details, and make the resulting image meet the application requirements.В основе создания VR лежит разработка 3D контента. После этого пишется код и привязывается к визуализированным объектам, далее прорабатывается сюжет и детали, а затем изображение подстраивается под определенные запросы приложения.

The 3D effect of a rendered image is achieved by tracking head and body movements by VR systems and also tracking the gaze direction (in advanced systems). All of this allows you to create a truly immersive experience. The whole principle of VR technologies is based on this. The multi-channel audio system provides the ability to navigate in VR by ear.Объемный эффект изображения достигается за счет того, что системы виртуальной реальности отслеживают движения головы и тела, а также направление взгляда (в продвинутых системах). Все это в комплексе и позволяет создать эффект полного погружения. Весь принцип работы VR технологий строится на этом. Звуковое сопровождение осуществляется благодаря многоканальной акустической системе, что позволяет ориентироваться в виртуальной реальности при помощи слуха.

The main device for immersing in VR is VR glasses or a Head-mounted display (HMD). There are various types of VR glasses designed for different purposes — for smartphones, PCs, game consoles, and autonomous HMDs.Главное устройство для погружения в виртуальную реальность – VR-очки или шлем (HMD – Head-mounted display). Выделяется несколько типов очков для виртуального мира в зависимости от назначения: для смартфонов, ПК, игровых приставок, а также шлемы, работающие в автономном режиме.

The VR headset has a special screen with a partition or two separate displays for each eye, with a combined field of view of 110 degrees (i.e., a separate image is drawn and sent to each eye). It is done so because our organs of vision see the same object from slightly different angles and with different depths. The brain can combine these two images, and we see one realistic 3D picture.VR-гарнитура имеет специальный экран с перегородкой или два отдельных дисплея для каждого глаза, с совокупной зоной видимости 110 градусов (т.е., для каждого глаза рисуется и подается отдельное изображение). Сделано так, потому что наши органы зрения видят один и тот же объект слегка под разным углом, и с разной глубиной. Мозг же обладает способностью объединять эти 2 изображения, и мы видим одну реалистичную и объемную картинку.

Now, let’s see how to detect your position in the virtual world. For this purpose, there is a technology for tracking the movement of the head and body. It uses ultra-sensitive sensors: a gyroscope, a magnetometer, and an accelerometer. A user may have VR sickness, which is similar to motion sickness. So, transmitting information as quickly and accurately as possible is crucial for keeping the VR experience effective. For example, if the displayed image doesn’t change within 50 milliseconds after the user changes its head position, they can experience mild nausea. That is why modern headsets have mini-diodes that send signals to the special cameras (base stations).Теперь разберемся, как определяется местоположение в виртуальном пространстве. Для этих целей была создана технология отслеживания движения головы и тела. Она основывается на применении сверхчувствительных датчиков: гироскопа, магнитометра и акселерометра. Для того, чтобы в процессе погружения не было тошноты или укачивания, сенсорная информация должна передаваться максимально быстро и точно. Так, если при изменении положения головы в пределах 50 миллисекунд изображение не поменяется, может наступить легкая тошнота. Именно поэтому современные шлемы покрыты мини-диодами, сигналы которых передаются на специальные камеры (базовые станции).

The headset connected to the USB and HDMI ports displays the image on the glasses screen. Smartphone glasses work even easier - the picture is displayed on the device screen, and the phone determines its own position in space.Выведение же картинки на экран очков происходит благодаря гарнитуре, которая подключается к портам USB и HDMI. Очки для смартфона работают еще проще – там картинка выводится на экран самого устройства и сам же телефон определяет собственное положение в пространстве.

Immersion in the virtual world would be incomplete without interaction with it, and for this, you need devices to receive control signals from the user (User Input). There is a wide variety of them, ranging from all kinds of controllers and gamepads to gloves and devices that read the movement of fingers (Leap Motion). In addition, there are vibration vests on the market, entire VR suits with simulated physical sensations throughout the body, motion capture systems, climate control, and much more to maximize the depth of immersion.Погружение в виртуальный мир было бы неполным без взаимодействия с ним, а для этого нужны устройства для получения сигналов управления от пользователя (User Input) – их существует превеликое множество, начиная от всевозможных контроллеров и геймпадов до перчаток и устройств, считывающих движение пальцев (Leap Motion). Кроме того, на рынке есть виброжилеты, целые VR-костюмы с имитацией физических ощущений по всему телу, системами захвата движения, климат-контроля и много чего еще для максимального увеличения глубины погружения.

Let’s talk a bit more about acronyms.Еще немного про другие аббревиатуры.

AR or Augmented Reality is another popular technology, second in popularity after VR. The essence of AR is that the computer does not generate a new reality but only adds virtual objects to the picture of the real world. In the simplest case, a camera from a device (VR glasses or smartphone) captures an image of the current reality, and the computer on the fly processes this image and superimposes virtual objects on the picture.AR (Augmented Reality) или дополненная реальность – еще одна распространенная технология, вторая по популярности после VR. Суть AR заключается в том, что компьютер не генерирует новую реальность, а лишь добавляет виртуальные объекты на картинку реального мира. В простейшем случае камера с устройства (VR-очков или смартфона) снимает изображение "настоящей" реальности, а компьютер "на лету" обрабатывает это изображение и накладывает на картинку виртуальные объекты.

MR or Mixed Reality is the most complex of the technologies under consideration. Its essence is already clear from the name — to combine virtual and ordinary reality to such an extent that a person could not distinguish one from the other. To do so, the computer must be able to draw 3D objects in the real world, recognize objects, and analyze objects in the image.MR (Mixed Reality) или смешанная реальность – самая сложная из рассматриваемых технологий. Ее суть понятна уже из названия — объединить виртуальную и обычную реальность до такой степени, чтобы человек не мог отличить одно от другого. Для этого компьютер должен уметь "дорисовывать" 3D-объекты в реальный мир, распознавать предметы и анализировать предметы на изображении.

And then, there is XR (Extended Reality). Often, this term is used to refer to AR, VR, or MR.А еще есть XR (Extended Reality), и очень часто этот термин используют для обозначения AR, VR или MR.

VR is often associated with entertainment, but it has many other uses. Nowadays, VR, AR, and MR technologies are used in manufacturing and service, construction, education, tourism, museums, medicine, and the list can go on and on. These technologies are important, necessary, and actively developing. And specialists in this field are in high demand.Многие думают, что VR – это только крутые игры, но это не так, в настоящее время VR, AR и MR-технологии используются в производстве и обслуживании, строительстве, образовании, туризме, музейном деле, медицине и этот список можно продолжать еще долго.Технологии эти нужны, важны и активно развиваются, а специалисты в этой области крайне востребованы.

The development of VR applications is a fascinating process that can bring both satisfaction and benefit, but it has its own peculiarities that should be taken into account.Разработка VR-приложений – это увлекательный процесс, который может принести и удовлетворение, и пользу, однако, он имеет свои особенности, которые следует учитывать.