W tym wpisie na blogu przyjrzymy się bliżej technologii „śledzenia” — kluczowemu tematowi na rynku VR — analizując, czym ona jest, jak działa i jakie przeszkody stoją na drodze jej komercjalizacji.

Rynek VR i wojna o śledzenie

W marcu 2014 roku zainteresowanie opinii publicznej gwałtownie wzrosło, gdy założyciel Facebooka, Mark Zuckerberg, przejął firmę Oculus, produkującą urządzenia VR, za około 2.5 biliona wonów. VR to skrót od Virtual Reality (rzeczywistość wirtualna), technologia, która pozwala użytkownikom oglądać i wchodzić w interakcje z komputerowo generowanymi środowiskami, tak jakby były prawdziwe. Jednym z powodów, dla których decyzja o przejęciu przyciągnęła tak dużą uwagę, było „śledzenie”, które w tamtym czasie pozostawało kluczowym wyzwaniem w rozwoju VR.
Śledzenie to, dosłownie, technologia, która śledzi ruchy użytkownika i odzwierciedla je w środowisku wirtualnym. Kluczowe przykłady to śledzenie głowy (obliczające obrót głowy), śledzenie położenia (śledzące lokalizację użytkownika) oraz śledzenie ruchu gałek ocznych (ang. eye tracking). Obecnie dominującymi urządzeniami na rynku są wyświetlacze HMD (Head-Mounted Displays), a zarówno same wyświetlacze HMD, jak i kontrolery przenośne wymagają technologii śledzenia.

Rodzaje śledzenia i sposób ich działania

Śledzenie ruchu głowy to technologia zaprojektowana tak, aby odzwierciedlać ruchy głowy w sposób naturalny dla użytkownika. Obrót głowy można opisać na trzy sposoby: kiwanie głową w górę i w dół nazywa się pochyleniem, obracanie głową na boki nazywa się odchyleniem, a przechylanie głowy nazywa się rolowaniem. Obroty te są mierzone przez jednostkę pomiaru bezwładności (IMU), która łączy akcelerometr i żyroskop (czujnik obrotu), a większość gogli HMD jest wyposażona w ten czujnik bezwładności.
Śledzenie położenia to technologia, która śledzi położenie użytkownika w przestrzeni trójwymiarowej, zapewniając, że ruch głowy lub dłoni w rzeczywistości powoduje ten sam ruch w świecie wirtualnym. Wdrożenie śledzenia położenia oferuje korzyści w postaci zwiększonej immersji i redukcji zawrotów głowy. Jednakże, ponieważ gogle HMD blokują pole widzenia użytkownika, ruch jest ograniczony bez dużej, otwartej przestrzeni, a dokładne śledzenie położenia jest trudne do osiągnięcia bez zewnętrznych kamer lub oddzielnego sprzętu. Włączenie śledzenia położenia do kontrolerów sprawia, że ​​ruchy dłoni są bardziej naturalne i rozszerza zakres interakcji.

Śledzenie pozycji i podejście firmy Oculus

Firma Oculus opracowała zewnętrzną metodę śledzenia opartą na podczerwieni, zwaną Systemem Śledzenia Konstelacji (Constellation Tracking System). W tym systemie na goglach HMD umieszczono wiele diod LED emitujących światło podczerwone (LED), a zewnętrzne czujniki podczerwieni odczytują wzór tych świateł, aby obliczyć pozycję i orientację. Na przykład, gdy cztery punkty tworzą kwadratowy wzór, wzór ten kurczy się, gdy użytkownik porusza się do przodu, przesuwa się na boki, gdy użytkownik porusza się na boki, i ulega zniekształceniu, gdy użytkownik obraca głowę. Analizując te zmiany, można określić pozycję i obrót gogli HMD, a im więcej punktów, tym mniejszy błąd.
Jednak śledzenie pozycji zwiększa koszty i złożoność. Produkty, które nie umożliwiają śledzenia pozycji – takie jak te, w których smartfon jest po prostu wkładany do zestawu słuchawkowego (np. Samsung Gear VR) – są stosunkowo niedrogie, podczas gdy urządzenia oparte na komputerach PC, takie jak Oculus Rift, które zawierają zewnętrzne czujniki, były dostępne w wyższej cenie. Co więcej, urządzenia te wymagają komputerów o wysokiej wydajności, co zwiększa początkowy koszt. Ostatecznie wdrożenie śledzenia pozycji ma ograniczenie w postaci konieczności użycia oddzielnego sprzętu i skomplikowanych obliczeń.

Śledzenie ruchu gałek ocznych i wyzwania związane z powszechną adopcją

Eyetracking to technologia, która śledzi ruchy gałek ocznych użytkownika, aby zmieniać zawartość ekranu lub przesuwać kursor. Była już wykorzystywana jako metoda wspomagająca wprowadzanie danych dla użytkowników o ograniczonej sprawności ruchowej i jest podobna do technologii stosowanej przez takie postacie jak Stephen Hawking. Jednak w obecnych aplikacjach VR sterowanie oparte na spojrzeniu często powoduje zawroty głowy lub jest mało praktyczne, co uniemożliwia jego powszechne zastosowanie. Wraz z rozwojem technologii istnieje możliwość, że stanie się ona bardziej naturalna.
Sam postęp techniczny nie gwarantuje masowego przyjęcia VR. Niezależnie od tego, jak bardzo poprawi się śledzenie ruchu i wzrośnie immersja, jeśli zabraknie „zabójczej zawartości”, za którą konsumenci będą skłonni zapłacić więcej i cieszyć się nią stale, może ona pozostać jedynie ulotnym doświadczeniem. Ponadto kluczowe jest obniżenie cen. Niedawny szał na Pokémon GO wywołał rosnące zainteresowanie AR i VR, ale AR wymaga również precyzyjnego śledzenia, aby wirtualne obiekty prawidłowo dopasowywały się do współrzędnych w świecie rzeczywistym. W niedalekiej przyszłości śledzenie zdolne do replikacji wszystkiego, od mimiki twarzy po ruchy całego ciała – zasadniczo odzwierciedlając nasze rzeczywiste ja – może stać się powszechne. Ostatecznie liderami tej nowej ery będą ci, którzy jako pierwsi osiągną perfekcyjne śledzenie ruchu w rzeczywistości wirtualnej.