Код
#статьи

История VR: от неловких попыток до отслеживания жестов и полного погружения

Хроники наступающего киберпанка.

Фото: JulPo / Getty Images

В январе 2024 года Apple открыла продажи Vision Pro — своей первой гарнитуры виртуальной и дополненной реальности. Судя по всему, купертиновцы верят в технологию и планируют вкладывать в неё серьёзные деньги. Сеть заполонили видео людей в забавных шлемах, которые тыкают в невидимые кнопки.

Получается, теперь всё серьёзно и за VR действительно будущее, раз даже Apple включилась в гонку? Мы не будем давать прогнозов, но воспользуемся случаем и расскажем немного об истории VR: с чего всё началось, куда движется и что пока мешает корпорациям переодеть всех нас в умные шлемы.

Эксперт

Алексей Калинин

Специалист по Unity, эксперт Skillbox по геймдеву и VR. Восемь лет заведовал лабораторией 3D-дизайна и графики, делает игры и игры-сервисы.

Зарождение виртуальной реальности

Отцом виртуальной реальности принято считать американского режиссёра Мортона Хейлига. В 1962 году он, применяя свои операторские навыки, разработал Sensorama — устройство, которое позволяло зрителю не только смотреть отснятые кадры, но и буквально ощущать себя частью происходящего.

Работало это так: зритель садился на специальное кресло, помещал голову в короб, где находились экран и динамики, и смотрел заранее записанные ролики. Например, можно было покататься на мотоцикле по Бруклину с эффектом полного погружения: динамики воспроизводили гул мотора, вентиляторы имитировали ветер, кресло вибрировало, а внутри ощущались запахи города.

Всего таких картин Хейлиг заготовил пять — помимо бруклинского мотоцикла, среди них были вертолёт, картинг, велосипед и даже непристойный номер с нью-йоркской исполнительницей танца живота :)

«Сенсорама» Мортона Хейлига
Изображение: Morton Heilig. The Sensorama. U.S. Patent #3050870 / Sensorama Inc.

Результат Хейлигу понравился, он пошёл дальше и в том же году представил концепцию «Театра ощущений» — это то же, что и «Сенсорама», но для коллективного погружения в VR.

Однако ни «Сенсорама», ни «Театр ощущений» так и стали массовыми — уж слишком сложными и бунтарскими эти идеи казались бизнесу в начале 1960-х. Хотя частично они воплотились в виде современных 5D-кинотеатров. Те самые, где вы сидите в движущейся кабине посреди ТРЦ, смотрите какое-то мыльное фэнтези, а вам в лицо летят брызги крови хтонических чудовищ.

А ещё Хейлиг фактически придумал VR-очки — его телесферная маска была пугающе похожа на нынешние Meta Quest и Oculus. Всё-таки не зря Хейлиг величал сам себя человеком эпохи Возрождения — что-то общее с Леонардо в нём определённо есть.

Изображение: Morton L Heilig. U.S. Patent 2955156A

Дело Хейлига продолжил в 1968 году американский учёный Айвен Сазерленд. Вместе со своим студентом Бобом Спроулом он создал VR-гарнитуру под названием «Дамоклов меч» (The Sword of Damocles).

Гаджет состоял из двух лучевых трубок и оптических элементов, на которые с компьютера проецировалось изображение геометрических фигур. Но главная фишка устройства была не в графике, а в системе слежения: когда зритель вращал головой, гарнитура адаптировала под него ракурс отображения фигуры.

А ещё гарнитура была настолько тяжёлой, что её приходилось подвешивать к потолку, чтобы у пользователя не болела шея во время долгой носки — грозные крепления нависали над головой испытуемого прямо как дамоклов меч, отсюда и такое название.

The Sword Of Damocles — одна из первых VR-гарнитур
Фото: Ivan Edward Sutherland / The University of Utah

«Дамоклов меч», как и «Сенсорама», не стал популярным самостоятельным устройством. Исследователи тестировали его в лаборатории, но потребительская версия так и не вышла на рынок.

Первые шлемы и VR-игры

Ранние прототипы VR-гарнитур упёрлись в несовершенство технологий своего времени. Учёные не могли решить проблемы с весом устройств и контентом для них, поэтому развитие остановилось вплоть до 1990-х годов, когда на VR обратили внимание производители игровых консолей.

В 1993 году Sega Corporation привозит на выставку потребительской электроники CES шлем виртуальной реальности Sega VR. Начинка для тех лет была передовая: два ЖК-дисплея, объёмный стереозвук и датчики отслеживания движений головы, которые снимали положение шлема в пространстве 100 раз в секунду.

Футуристичный лук гарнитуры, по слухам, был навеян «Робокопом» и сериалом «Звёздный путь».

Официальная рекламная фотография Sega VR
Изображение: Sega Corporation

Ожидалось, что устройство поступит на рынок в конце 1993 года — однако позже компания перенесла релиз на 1994 год, а потом вовсе отменила. Дело в том, что от долгого просмотра роликов в гарнитуре зрителей укачивало — кстати, после этого случая в научных журналах впервые появился термин «киберболезнь».

Годом позже свой ответ на иммерсивного «Робокопа» выкатила Nintendo. Игровую консоль Virtual Boy пилили целых четыре года, прежде чем она попала на прилавки. Однако инженеры так перестарались с мерами безопасности, что устройство получилось на редкость монструозным.

Играть в «виртуального парня» приходилось сидя, а сама приставка крепилась к столу специальными ножками. Помимо этого, геймеры жаловались на всё ту же морскую киберболезнь даже во время коротких игровых сессий.

Частично из-за этого проект был свёрнут всего через полгода после старта продаж. За это время компания создала 22 игры и продала всего 700 тысяч шлемов, что для «Большой N» считалось коммерческим провалом.

Игровая консоль Nintendo Virtual Boy
Изображение: Nintendo Company, Limited

После этого большие компании перестали инвестировать в VR-технологии — вложенные средства и усилия не приносили прибыли и целесообразнее было развивать более осязаемые проекты. Из-за этого VR на долгое время стал забавой энтузиастов и футурологов.

Рассвет виртуальной реальности

Ситуация резко меняется в 2011 году. 18-летний изобретатель Палмер Лаки в гараже своих родителей собирает прототип гарнитуры виртуальной реальности под названием CR1. Следующие 10 месяцев он усердно совершенствует своё детище: добавляет трёхмерную графику, увеличивает угол обзора до 270 градусов и внедряет интерфейсы беспроводного подключения.

Шестой по счёту прототип гарнитуры Палмер называет Rift.

Лаки публикует все свои прототипы и отчёты на форуме Meant to be seen, на котором общались разработчики и виарные гики. Среди них был Джон Кармак — создатель культовых серий Doom и Quake. Он одалживает у подростка прототип Rift и везёт его на выставку E3 в Лос-Анджелеc. С помощью гарнитуры он демонстрирует геймплей игры Doom 3, чем вызывает интерес публики.

Прототип Oculus Rift DK1
Фото: Reality Labs LLC

После успеха на выставке Лаки бросает вуз и открывает вместе с Кармаком компанию Oculus. Одновременно молодой изобретатель показывает своё устройство Гейбу Ньюэллу, управляющему директору Valve, — тот новинку оценил и даже посоветовал открыть сбор средств на Kickstarter.

Так и поступили: в августе 2012 года Лаки разворачивает краудфандинговую кампанию с изначально довольно скромной целью в 250 тысяч долларов. Однако проект так понравился публике, что получает от жертвователей целых 2,4 млн долларов, половина из которых была собрана в первые три дня.

Ещё через два года Лаки приходит письмо счастья от Марка Цукерберга — гениальный Zucc предлагает юному дарованию 2 млрд долларов за его детище. От таких предложений не отказывается — Oculus становится частью «Фейсбука»*.

Первая массовая версия Oculus Rift CV1 поступила в продажу в 2016 году. Гарнитура оснащалась двумя OLED-экранами, которые выводили картинку с компьютера с разрешением 1080×1020. Положение шлема в пространстве отслеживали встроенные датчики, а действия пользователя улавливал внешний сенсор Oculus Rift Constellation, который устанавливался в комнате.

А ещё CV1 был гораздо компактнее предшественников, имел хорошее аудио на борту и поставлялся с двумя контроллерами Oculus Touch, которые позволяли пользователю управлять виртуальным миром. Всё это помогло новинке стать коммерческим хитом, несмотря на довольно увесистый прайс в 599 долларов.

Первая потребительская версия гарнитуры Oculus
Изображение: Reality Labs LLC

Вообще, дороговизна стала общей болью практически всех первых VR-устройств. Помимо собственно гарнитуры, пользователю нужно было покупать джойстики и иметь довольно мощное железо для вывода трёхмерной графики. Частично ответом на эту проблему стал гугловский Cardboard, выпущенный в 2014 году.

По мнению Google, VR-шлем вполне можно заменить обычным смартфоном. Ведь в нём уже есть всё, что нужно для полноценной виртуальной жизни: дисплей, датчики, гироскоп и возможность подключать контроллеры. Осталось придумать для этого аккуратную картонную маску с линзами, и дело в шляпе.

Итогом этих вполне рациональных рассуждений и стал проект Cardboard.

Google Cardboard — самый доступный VR
Фото: Google Cardboard

Однако именно из-за «природных» недостатков смартфона проект Cardboard так и не стал массовым. Во-первых, геймерам не понравилось, что из-за оптического увеличения линз картинка пикселизируется. Во-вторых, из-за VR-приложений смартфоны сильно нагревались, и весь этот горячий воздух дул геймерам в лицо.

Примерно в это время бизнесу становится ясно, что VR — больше не игрушка для гиков, а очень даже прибыльная платформа. В 2016 году Sony выпускает Project Morpheus, который в итоге превращается в PlayStation VR. Под это дело компания привлекает много инвесторов и сторонних разработчиков. Как итог — всего за полтора года японцы продают более 2 млн игровых комплектов PlayStation VR.

И пусть по некоторым параметрам гарнитура уступала Oculus, зато она могла работать без мощного компьютера, в паре с одной только PlayStation 4 — и это во многом определило её коммерческий успех.

Шлем PlayStation VR от Sony
Изображение: Sony Interactive Entertainment

В том же году в гонку за VR включается Microsoft. Редмондцы разрабатывают очки смешанной реальности HoloLens, заточенные на коммерческих клиентов. Например, она может помочь офисным сотрудникам с организацией рабочего места, а медицинским вузам — в обучении студентов. Хотя и игрушки она вполне себе запускает — по крайней мере, если судить по демороликам Microsoft.

Но главная фишка гарнитуры — голографическая телепортация. Это значит, что вы можете снять 3D-копию человека и показывать её в реальном времени носителю гарнитуры — отсюда и приставка holo в названии проекта. Несмотря на это, массовая версия гаджета пока так и не вышла — Microsoft производит её ограниченными тиражами для бизнес-клиентов на собственной фабрике в США.

HoloLens — гарнитура для профессионального и коммерческого использования
Изображение: Microsoft Corporation

В 2019 году в игру вступает Valve со своим игровым VR-сетом Index. Киллер-фича устройства — контроллеры Knuckles с индивидуальной калибровкой под каждого пользователя. Перед началом игры геймер помещает руку в специальную рамку, где 87 датчиков сканируют положение каждого пальца и силу нажатия.

Для продвижения гарнитуры Valve даже выпустила VR-версию культовой игры Half-Life под названием Alyx. Благодаря этому продажи консоли подскочили вдвое — по данным на 2020 год компания продала 149 тысяч устройств.

Комплект Valve Index с контроллерами Knuckles
Изображение: Valve

Ещё один знаковый проект, который Valve развивала совместно с HTC — Vive Pro. По характеристикам гарнитура ничем не уступала Oculus Rift, а в плане трекинга движений и вовсе превосходила — можно было погружаться в VR не только сидя на диване, но и нарезать круги по комнате. И хотя первой версии модели уже давно не продаются, её потомки вполне неплохо чувствуют себя на рынке.

Гарнитура HTC Vive Pro
Фото: Valve Corporation / HTC Corporation

VR в наши дни

Виртуальная реальность до сих пор остаётся дорогой и сложной технологией, поэтому разработкой устройств для неё занимаются большие компании. При этом иммерсивные технологии постепенно выходят за пределы игр — есть отдельные успешные VR-проекты в медицине, образовании и искусстве.

В 2023 году Meta* выпускает свою самую продвинутую VR-гарнитуру Quest 3. Под капотом у гаджета крутится процессор Snapdragon XR2 Gen 2, что делает его полностью автономным — можно играть в игры и бродить в виртуальных мирах без подключения к компьютеру с мощной видеокартой.

На корпусе установлено множество датчиков и камер для сканирования пространства и отслеживания рук пользователя. Фишка Quest 3 в том, что пользователь видит не только графику, но и всё происходящее в реальном мире — картинка с камер транслируется на экран, а поверх него накладываются виртуальные объекты. Это называется смешанной реальностью.

Для работы с Quest 3 не нужны контроллеры — в 2020 году инженеры наконец научили гарнитуры отслеживать руки пользователя, поэтому необходимость в периферии отпала.

За чёрными вставками Quest 3 спрятаны камеры и датчики
Фото: Reality Labs LLC

Компания обеспечила обратную совместимость Quest 3 с прошлым поколением своих устройств, что решило проблему отсутствия приложений на старте продаж.

Кроме того, гарнитуру начали использовать не только для игр, но и для решения повседневных задач: работы, просмотра видео на YouTube, сёрфинга в интернете и общения в соцсетях. При этом Quest 3 в базовой комплектации стоит 500 долларов, что делает их самым доступным VR-устройством на рынке.

Виртуальные мониторы Quest 3
Кадр: Tassilo von Gerlach / YouTube

В феврале 2024 года гейм-чейнджером в VR-индустрии стремится стать Apple со своими гарнитурами Vision Pro. Да, по формату они очень близки Meta* Quest и Oculus, зато это революционное устройство для самой Apple — оно позволяет перенести яблочную экосистему в виртуальную реальность. Смотрите сами — одна гарнитура Vision Pro может заменить сразу несколько экранов:

Для развития собственных виртуальных миров компания выпустила собственный магазин VR-приложений и SDK для разработчиков.

Apple Vision Pro и внешний аккумулятор для питания устройства
Изображение: Apple

На передней части устройства встроено множество датчиков и восемь камер для отслеживания пространства и рук пользователя. Изображение с камер передаётся на дисплей гарнитуры, интегрируя виртуальные объекты в реальный мир. Поэтому пользователь может одновременно пользоваться устройством и общаться с людьми вокруг. Ещё четыре камеры находятся внутри гарнитуры и отслеживают взгляд, с помощью которого можно управлять устройством.

Vision Pro позиционируется как устройство для работы и повседневной жизни. К гарнитуре можно подключить периферию и выводить в изображение с Mac в виртуальное пространство. Для созвонов Apple разработала цифровые аватары пользователей, которые транслируются в окно камеры вызова. Правда, пока CGI в них выглядит довольно крипово, отчего первые пользователи и журналисты ловили эффект зловещей долины — но Apple обещает исправить ситуацию.

Несмотря на все плюсы, у Vision Pro множество проблем. Перечислим основные.

Высокая стоимость. Сейчас базовая версия Vision Pro стоит 3500 долларов, что делает его самым дорогим VR-устройством на рынке. Для сравнения Quest 3 в максимальной комплектации стоит более чем в пять раз дешевле — 650 долларов.

Спорные инженерные решения. Например, у шлема нет встроенного аккумулятора — пользователям приходится носить с собой внешний, запаса которого хватает на 2–3 часа, а заряжается он с помощью проприетарного кабеля. У Quest 3 встроенный аккумулятор есть, при том что гарнитура от Meta* на 135 граммов легче.

Vision Pro в реальной жизни
Кадр: Will Bowers / YouTube

Мало приложений. Крупные компании не спешат портировать софт на гарнитуру от Apple. Пока нет гарантий, что устройство приживётся и потраченные на разработку и поддержку средства окупятся. Для решения проблемы Apple обеспечила совместимость с приложениями для iOS, но они не используют возможности виртуальной реальности и просто открываются в отдельном окне.

Впрочем, поклонники яблочной техники уверены, что проблемы эти временные и вызваны они тем, что для Apple это первое устройство подобного рода. Что-то похожее было и с первым iPhone, который при всей революционности не умел записывать видео и не поддерживал многозадачность. Так и с VR: судя по всему, компании только предстоит нащупать рецепт идеального устройства.

Что в итоге

VR-технологии прошли долгий путь от робких экспериментов в научных лабораториях до привлечения многомиллионных инвестиций. Несмотря на это, в индустрии установилось негласное правило, что VR — дорогое направление, заниматься которым могут только крупные бигтех-компании.

Не всё так гладко и по части железа: инженерам ещё только предстоит решить проблемы с автономностью, качеством и скоростью трансляции и нехваткой софта. Однако, если посмотреть, какой путь прошла индустрия от «Сенсорамы» до автономных гарнитур, становится ясно, что нет ничего невозможного.

Больше интересного про код — в нашем телеграм-канале. Подписывайтесь!


* Решением суда запрещена «деятельность компании Meta Platforms Inc. по реализации продуктов — социальных сетей Facebook и Instagram на территории Российской Федерации по основаниям осуществления экстремистской деятельности».

Научитесь: Разработчик VR с нуля до PRO Узнать больше
Понравилась статья?
Да

Пользуясь нашим сайтом, вы соглашаетесь с тем, что мы используем cookies 🍪

Ссылка скопирована