Если в VR начинается тошнота, бросайте камни в разработчика

Павел Романченко: Взрывной рост технологий начался, когда мы научились достаточно точно позиционировать устройства в пространстве. Для использования AR и VR на том же смартфоне нужно четко понимать, где находится пользователь. Это особенно актуально для виртуальной реальности, где изображение проецируется прямо в глаза, поэтому положение головы и шлема нужно идентифицировать максимально точно. Подобные технологии трекинга или отслеживания движения стали доступны относительно недавно.

Алексей Каленчук: Первая волна развития VR поднялась в 1960-х с появлением виртуальных симуляторов Sensorama и Headsight. Затем интерес поутих, а новый всплеск начался в начале 1990-х с выходом фильмов «Газонокосильщик» и «Джонни Мнемоник». Тогда и появился первый потребительский VR-шлем VFX3D, гражданская версия военной разработки. Он был дорогим и выдавал картинку низкого разрешения. В 1995 г. Nintendo презентовала первую портативную игровую консоль с 3D-графикой Virtual Boy. По форме она напоминала шлем, но из-за сложности реализации трекинга производитель отказался от идеи крепить его на голову.

В 1999 г. вышла культовая «Матрица», поэтому хайп сохранялся, но реального потребительского спроса на устройства не было. Серьезными ограничениями для развития оставались трекинг и низкое разрешение экрана (так близко к глазам даже Retina будет выглядеть как москитная сетка). Следующей была волна 2013–2014 гг. Ее запустил гик Палмер Лаки. За несколько лет до этого он создал в гараже своих родителей первый прототип VR-шлема Oculus Rift и назвал его CR1. Это был прорыв, потому что его изобретение позволило на порядок снизить стоимость производства экранов и сенсоров. Через два года его компанию купил Facebook, а Марк Цукерберг стал главным апологетом развития VR-технологий.

Сегодня виртуальную реальность уже убрали с хайп-цикла Gartner, потому что она вышла на плато эффективности: парк премиальных VR-устройств в мире составляет около 12 млн штук. А если посчитать очки виртуальной реальности Cardboard, получится около 80 млн. Но лучше не считать — это VR низкого качества.

Алексей Каленчук: В общем, да. Системы отслеживания делятся на два глобальных блока: три и шесть степеней свободы. Три степени означают, что можно только крутить головой, шесть — передвигаться в пространстве.

Среди резидентов «Сколково» есть пять компаний, занимающихся исключительно трекингом. Одно из популярных решений — SLAM-трекинг (Simultaneous Localization and Mapping), когда устройство по картинке с камер отслеживает, как изменились угол зрения и положение пользователя. Замер происходит каждые 20 миллисекунд, медленнее просто нельзя. Задержка должна быть очень короткой, иначе начнется эффект укачивания.

Алексей Каленчук: Дополненная реальность развивалась параллельно. В какой-то мере первыми AR-решениями можно назвать логотипы телеканалов на видеопотоке и прогнозы погоды. Это старая технология, которая обрела новую жизнь с приходом смартфонов и планшетов.

В AR вопрос трекинга стоит не так остро, потому что его можно решить через вспомогательные устройства. Например, отслеживать перемещение телефона с помощью инерционных систем и видеокамер, фиксирующих изменение обстановки. В промышленных решениях для этого также используют метки. Например, если компания учит сотрудников работать с оборудованием с помощью AR, первым делом на нем расставляют метки, чтобы пользовательское устройство могло перемещаться относительно них.

К сожалению, сейчас нет ни одних AR-очков, достойных регулярного применения, и здесь дополненная реальность сильно отстает от виртуальной. Был многообещающий проект Google Glass, но устройство вообще не понимало, как человек перемещается в пространстве, — ориентировалось только по геометке. Кроме того, у AR-очков есть фундаментальная физическая проблема — невозможность найти компромисс между контрастностью виртуальных элементов и возможностью видеть внешнюю реальность. В AR нельзя нарисовать черный пиксель, можно только затемнить реальность, но при сильном затемнении падает контрастность. Все попытки решить эту проблему спотыкаются о вторую сложность: у AR-очков маленький угол зрения. Если в виртуальной реальности это 160º, то в дополненной — 60º по горизонтали и 40º по вертикали. Это физические ограничения, связанные с законами преломления света. Все попытки их преодолеть пока ведут к космическому удорожанию устройств. Поэтому AR-очки все еще очень сырая технология. Microsoft готовится выпустить вторую версию HoloLens, над своим продуктом работает Magic Leap, но главным AR-устройством по-прежнему остается смартфон.

Алексей Каленчук: Главная проблема в том, что Pokémon Go — не AR-кейс. Если убрать характерную для дополненной реальности визуальную составляющую и оставить обычную визуализацию, не «подмешивая» видеопоток с камеры, продукт ничего не потеряет. Здесь нет игровой AR-механики, и это главный козырь для скептиков, ведь других ярких игровых кейсов в этой сфере пока не существует. Даже на устройствах, где AR давно и хорошо работает, не хватает качественных продуктов. Позитивный пример на сегодня — это использование AR-масок для лица и других частей тела (руки, ноги).

Резюмирую: сегодня VR существует в зоне внедрения, а AR — в поле экспериментов.

Павел Романченко: Я бы их разделял. Задача VR — сконструировать изображение так, чтобы ты поверил в него. Для этого используются специальные движки, которые позиционируют пользователя и строят пространство вокруг него. А в дополненной реальности нужно позиционировать виртуальные фигуры на существующее пространство. Здесь работают разные механизмы: один — проецирование картинки в глаза и трекинг головы, другой — проецирование с учетом существующей реальности и трекинг телефона. Поэтому технологически AR и VR — разные решения, но для пользователей они вполне могут пересекаться. Для них и то и другое — конструирование иной реальности.

Павел Романченко: Одна из самых распространенных — морская болезнь. Ты передвигаешься «внутри» шлема, картинка обновляется, а тело при этом остается неподвижным. И мозг неправильно истолковывает эту ситуацию. Решить проблему не так просто, поскольку она носит не технологический характер. Как вариант, можно использовать большие тренажеры или целые залы, чтобы человек перемещался и в реальности.

Алексей Каленчук: Я выражусь жестко: если в VR начинается тошнота, кидайте камни в разработчика. Существует масса методов, способных как минимум сгладить эту проблему. Например, можно сделать картинку в центре экрана статичной, а на периферии — немного размытой. Также помогают движение воздуха (снаружи пользователя обдувают вентилятором) и наклоны тела. Еще можно отображать движения в VR-шлеме с коэффициентом: например, реальный шаг в 1 метр приравнять к шагу в 1,2 метра в виртуальной реальности. Или отклонить человека в реальности на 10º, а «нарисовать» при этом 20º — мозг поверит. Плохо, когда вообще нет движения.

В VR существуют и более фундаментальные задачи. Первая — обеспечить должный уровень аккомодации, иначе говоря, варифокальности. Вы видите любой объект в стереоэффекте, объем создается за счет совмещения двух картинок по углу. Но при использовании VR фокусное расстояние от объектов до глаза не меняется, а это снижает комфорт и эффект погружения. Качественная симуляция аккомодации поможет нам дольше присутствовать в виртуальной реальности.

Вторая задача — симулировать в VR проприоцепцию. Нужно, чтобы пользователь, сидя в кресле, ощущал перемещение своего тела. В этом заинтересованы военные и силовые ведомства: им нужно создавать тактические симуляторы и генерировать реалистичные условия боевых действий в ограниченном пространстве.

Также в VR нужно реализовать качественную обратную связь для пользователя за вменяемые деньги. У обычного джойстика есть вибрация, в более сложных системах с экзоскелетами могут быть ощущения в пальцах или локтях. Но пока это стоит дорого и работает плохо: нужно изготавливать устройство под конкретного человека и проводить сложную калибровку. А если мы хотим не только видеть и слышать, но и чувствовать VR всем телом, возникают дополнительные проблемы с температурой, осязанием.

Павел Романченко: Полноценное консьюмерское VR-устройство стоит примерно 50–60 тысяч рублей. Самое распространенное — PlayStation VR, шлем, который подключается к игровой консоли PlayStation 4. Это большой сегмент индустрии развлечений, крупные компании активно производят VR-контент — от игр до видео для YouTube.

Алексей Каленчук: Уже продано около 5 млн устройств PlayStation VR, пока это самый крупный рынок однородных VR-устройств. Вторая большая волна потребительского VR, поднимающаяся прямо сейчас, связана с автономными решениями: Oculus Go, Oculus Quest и HTC VIVE Focus. Качество картинки в них выше, чем в PlayStation VR, при этом стоят они от 200 до 600 долларов.

Алексей Каленчук: Среди резидентов «Сколково» есть ряд компаний, занимающихся AR- и VR-контентом. Есть и те, кто делает «конструкторы» контента, наполненные библиотеками с возможностью простейшего программирования на языке Scratch. Этим занимаются, например, Varwin, Modum Lab и VR Professionals. Но на данный момент подавляющее большинство курсов для бизнеса построено не на конструкторах. Это индивидуальные разработки.

Алексей Каленчук: Поскольку AR работает на смартфонах, формально это массовый рынок. Виртуальная реальность же находится на этапе привлечения ранних последователей. Чтобы рынок VR стал массовым, на нем должно быть 20 млн гомогенных устройств, таких как PlayStation VR или Oculus Quest. Сейчас он больше похож на рынок смартфонов до появления iPhone. Все ждут перехода в массовость — когда это произойдет и произойдет ли вообще.

Использование AR/VR в российских компаниях (% от общего числа компаний в отрасли)

Павел Романченко: Использование этих технологий не приведет к нарушению периметра компании. 3D-ассеты находятся внутри периметра и защищаются теми же средствами, что и остальные приложения. Хотя есть определенная тонкость: допустим, вы выдаете сотруднику телефон и стримите на него 3D-модели. Тогда этот девайс придется защищать, как и каналы связи. Периметр станет шире, а значит, появятся новые векторы для кибератак. Но средства защиты уже известны, поэтому для ИБ-специалистов это не станет новым вызовом.

Алексей Каленчук: Солидарен с коллегой. Расширение периметра уже началось. VR позволяет понять, на что смотрит человек, а это новый тип биометрических данных — как пользователь ведет себя при взаимодействии с объектом. Сейчас эта информация используется во благо — например, в тренажерах для обходчиков шахт: можно отследить, заметил ли специалист задымление или неверное положение контрольных кранов. Но в будущем злоумышленники наверняка заинтересуются этими данными, и их нужно будет защищать.

Алексей Каленчук: Два глобальных вектора — работа с soft- и hard-скиллами. Промышленные компании в основном заинтересованы в последних и активно экспериментируют в этом направлении. Речь о процедурных тренажерах: тренинги для обходчиков, отработка реакции и последовательности действий при инцидентах. А ритейлерам, например, интересны soft-скиллы: решение конфликтов, повышение продаж. Как вариант, покупатель с помощью телефона может оценить, подходит ли ему тот или иной товар.

Павел Романченко: Чаще всего заказчики приходят к нам с запросом «удаленная помощь сотруднику». Сейчас для решения какого-либо инцидента «в поле» необходимы высококвалифицированные специалисты, способные детально разобраться в задаче. С помощью AR и VR они смогут удаленно помогать менее квалифицированным сотрудникам на местах — рисовать на экране, что нужно покрутить, на что обратить внимание. Плюс можно выводить на дисплей «историю жизни» конкретного оборудования: что с ним происходило, когда был последний останов.

Алексей Каленчук: Виртуальная реальность востребована в индустрии развлечений. На одного москвича сегодня приходится наибольшее число игровых VR-локаций по сравнению с другими европейскими городами. У нас 8 больших парков и сети, состоящие из 20–35 точек. У технологии есть перспективы и в сфере образования: использование VR повышает запоминаемость информации. Одно дело, когда на тебя летит птица на экране, и совсем другое, когда она летит в VR. Даже осознавая, что это симуляция, ты все равно пытаешься уклониться