Имитация движения для виртуальной реальности

Кресло-качалка XXI века

Имитация движения для виртуальной реальности

Особую популярность технологии VR закономерно завоевали у любителей симуляторов. Если эффект погружения в разного рода бродилках пока остается неполным ввиду сидячего положения игрока и перемещения с помощью джойстика, а не собственных ног, то в кабине подобное положение вещей естественно. Игровые манипуляторы, в точности соответствующие реальным органам управления, уже давно не новость, так что активность в реальном мире ничем принципиально не отличаются от действий аватара в виртуальном. И все было бы замечательно, если бы не один момент, настойчиво возвращающий «с небес на землю» - отсутствие вибраций и разнонаправленных эффектов ускорения, непременных спутников реальной движущейся техники. Без них ощущение присутствия никогда не преодолеет «барьер Станиславского». Но есть проблема - есть и решение! О нем и пойдет речь в настоящей статье.



Начнем с простого - вибрации. Ее наличием уже сложно кого-то удивить, тактильная отдача присутствует во всех штатных джойстиках игровых консолей и многих манипуляторах для ПК. В некоторых случаях, при грамотном применении данной функции разработчиками игр, она несет не только косметическую, но и информативную нагрузку. Основная проблема - вибрирует только, к примеру, руль, но не кресло, педали и прочие детали, с которыми игрок вступает в контакт. Это не реалистично. Также, питается большинство механизмов через USB, или, того хуже, от батареек, что резко ограничивает мощность эффекта. Слабым моторчикам легко воспроизводить мелкое неприятное дребезжание, но они практически неспособны узнаваемо сымитировать отдачу оружия или толчок от удара.



Расширить площадь контакта для файтингов и стрелялок позволяют, например, жилеты фирмы Kor FX. Поклонникам симуляторов же будут более интересны накладки на кресла от отечественного бренда Gametrix. Подключаются они к аудиовыходу и USB-порту. В первом случае информацией для виборомоторов служит звуковая дорожка, что в целом неплохо и работает абсолютно с любыми играми. Однако, как легко догадаться, такой подход передает «пятой точке» далеко не всю нужную и много ненужной информации. При наличии же совместимости с вибронакладкой в конкретной игре не возникает неуместных спецэффектов от музыки, посредством вибрации ощущается работа различных систем виртуального транспорта, соответствует происходящему и зона приложения эффекта. Правда, работает данная функция в полной мере пока только с World of Tanks, область соприкосновения с игроком остается неполной и мощность по-прежнему далека от идеала. Вариант в целом бюджетный, простой в установке и «лучше, чем ничего». Но для по-настоящему увлеченных энтузиастов есть штука поинтересней.



Вибросабвуфер Buttkicker Gamer также в два счета навешивается на офисное кресло, не влияет столь пагубно на его комфорт, но с внешним усилителем мощностью 100 Ватт убедительность спецэффектов вырастает изрядно. Здесь производитель не предлагает собственного управляющего решения на USB, но в роли контроллера для связи с программой может выступать вторая звуковая карта. При наличии в системе приличного аудиотракта эту задачу можно со спокойной душой отдать встроенному аудиоадаптеру материнской платы, практически все актуальные модели сейчас оснащены многоканальным выходом. Программным компонентом выступает приложение SimVibe, которое снабжает информацией до четырех вибросабвуферов. Подобная конфигурация уже требует специального игрового кресла, зато передает эффект, помимо сидушки, на все органы управления. Можно понять, когда правые колеса виртуального автомобиля съехали на гравий, а левые остались на асфальтовом покрытии, или четко уловить момент отрыва самолета от взлетной полосы. Вибрационная поддержка эффекта присутствия в таком варианте практически не оставляет желать лучшего. Спектр совместимого ПО, правда, звезд с неба не хватает, но представлен уже десятками игр, в основном связанных с автомобильным спортом. Модель Gamer предназначена для стандартных офисных кресел на штанге, специализированные же лучше оснастить специальным Simulator Kit с площадкой-адаптером именно для игровой мебели, или топовыми LFE Kit и Concert Kit. Крупные модели обеспечивают более достоверный и лучше артикулированный набор эффектов. Ценник, правда, растет катастрофически. Если подушку Gametrix можно приобрести за скромные 3,5 тысячи рублей, то базовый Buttkicker дороже уже в пять раз, а комплект «для полного счастья», из четырех LFE Kit с усилителями, существенно превысит психологический барьер в 100 тысяч рублей. Пожалуй, оптимальным для «умеренного маньяка» будет набор из одного-двух Simulator Kit. Они наилучшим образом и без доработки напильником совместимы с игровыми креслами. А необходимость такового наверняка ощутил каждый любитель виртуальных автогонок, в самый ответственный момент уезжая на колесиках рабочего стула от педали газа.



Но ограничиться одними виброэффектами сложно. Это, все же, хоть и важная, но не единственная составляющая движения автомобилей, самолетов, комбайнов и прочих единиц техники, симуляторы которой так здорово смотрятся с текущим поколением VR-технологий. Передовые производители игровых контроллеров это осознают и добавляют более ощутимую силовую обратную связь на основе сервоприводов. Хороший пример - руль Logitech G27, порой даже более информативный, чем баранка некоторых реальных авто. Аналогичные технологии вполне способны двигать не только джойстик, но и все кресло вместе с игроком. Разница тут лишь в мощности моторов. Подвижные кресла в индустрии развлечений присутствуют очень давно (вспомним детские аттракционы), представляют собой неотъемлемую часть многих игровых автоматов и 4DX кинотеатров. Правда, до появления виртуальной реальности воспринимались они без особого «вау-фактора». Зритель прекрасно видел вокруг стабильное пространство, статичный экран и четко осознавал себя на моторизованном варианте кресла-качалки. При полной же зрительной изоляции от внешнего мира картина меняется радикально. Не имея привязки к неподвижным ориентирам мозгу сложно осознать неподвижность тела при быстро движущемся вокруг визуальном окружении. Именно из-за несоответствия наблюдаемой мобильности статичному положению вестибулярного аппарата и возникает основная проблема виртуальной реальности - морская болезнь. Корни ее происхождения строго противоположны титульной ситуации, на корабле укачивает от сочетания статичного интерьера и ощутимого движения, но проявления идентичны.



И тут можно вспомнить еще один забавный момент человеческого восприятия. Мы по изменению в гравитационном воздействии легко определяем, когда, к примеру, поезд разгоняется и тормозит, но при равномерном движении ориентируемся уже на зрение, ощущения покачивания и вибрации, чтобы определить, движется или стоит наш вагон. Причем, ясно воспринимаются только резкие колебания, при очень плавном старте не всегда очевидно, поехали мы, соседний состав или перрон. Также, в полном отсутствии внешних ориентиров невозможно определить природу смещения силы тяжести. Один и тот же наклон кресла может быть интерпретирован не только как изменение направления движения, но и как ускорение-торможение, в зависимости от зрительной информации. В результате, если в виртуальной реальности дать человеку даже небольшой толчок и затем продолжить его сменой пейзажа в нужном направлении, то легко скрыть не только дальнейшую физическую неподвижность игрока, но даже плавный возврат в исходное положение. Это все дает замечательные инструменты для дополнения виртуальной реальности убедительным ощущением мобильности, причем, сравнительно малыми средствами с точки зрения физической артикуляции кресла. Конечно, отобразить в полной мере перегрузки силой в несколько «жэ» и удары об стену с большой скоростью домашние «кресла-качалки» не в состоянии, но это скорее их достоинство. Зато, если органы управления в реальной и виртуальной кабине совпадают, присутствуют качественная картинка в шлеме, реалистичное звуковое оформление, уместные вибрации и ускорения, то через пару минут совершенно забываешь о том, что находишься в игре, а не в реальном автомобиле или самолете. Это и называется «полное погружение», не в рекламном смысле, а в самом что ни на есть реальном, с расширением зрачков и учащением пульса.



Остался один вопрос - почему широкий ассортимент таких замечательных кресел не присутствует в каждом магазине бытовой электроники? Во-первых, мебель для геймеров вообще продукт нишевый. Все управляющие аксессуары к популярным игровым приставкам рассчитаны под привольно раскинувшегося на диване игрока и потому совершенно не требуют установки куда бы то ни было. Специфический дизайн подобных изделий украшает далеко не каждый интерьер, что может вызывать возражения эстетически настроенных членов семьи. И так далее, но главная проблема, как это часто бывает, чисто финансовая, игровое кресло стоит в несколько раз дороже офисного или бытового. А если дело касается моделей с мобильностью, то тут материальные вложения вырастают уже на порядок - простейшая готовая модель стоит порядка 100 тысяч, а «хай-энд» легко перевалит за пару миллионов рублей.



Решений с привычной философией «Plug’n’play» на данный момент немного, но они есть. Наиболее преуспела в этом британская фирма Vesaro. Здесь можно заказать любой вариант симуляторного кресла от простейшего неподвижного до богатых комплектов «под ключ», дополненных вибросабвуферами, четырьмя сервоприводами, тремя большими мониторами, шестиканальным звуком и мощным системным блоком с водяным охлаждением. В любом случае клиент получает собранный по индивидуальным запросам комплекс в огромном деревянном ящике, достаточно распаковать его, включить и наслаждаться. Цены неподвижного кресла в Англии начинаются от 2 000 фунтов стерлингов, а за полный набор предлагается заплатить почти 40 000. И это еще, что называется, «по-божески», американские коллеги из CXC Simulations оценивают свои изделия от 50 до 75 тысяч долларов. Сколько это будет в рублях, с учетом доставки, растаможки и прочего - лучше даже не пытаться сосчитать, чтобы не расстраиваться. Впрочем, не все производители рассматривают в роли своих клиентов исключительно состоятельную публику. Компания Simxperience предлагает моторизованные платформы для сборки симулятора начиная с 2 500 долларов, а модульная конструкция дает возможность постепенного апгрейда до уровня вышеупомянутых «комплектов мечты».



Если цены на готовую продукцию пугают, но есть достаточно свободного времени, а паяльник, сварочный аппарат и гаечный ключ - лучшие друзья, то ничто не мешает собрать подобное устройство самостоятельно. Благо, необходимое ПО для популярного в среде самоделкиных контроллера Arduino доступно на сайте xsimulator, вместе с подробнейшими инструкциями по созданию моторизованных кресел. Классифицируются такие проекты по количеству двигателей (DOF, Degree of force), от минимального набора из двух, до предусмотренного драйверами SimTools максимума - шести. Чем больше управляющих элементов, тем более разнонаправленными, плавными и точными становятся движения кресла и соответственно, богаче виртуальные ощущения. Сметы также могут быть самыми разными. Все необходимое для создания простенького 2DOF кресла на базе пары моторчиков от стеклоочистителей грузовика стоит дешевле, чем один привод для промышленной робототехники, которые используются в наиболее продвинутых решениях. Одно из неочевидных, но серьезнейших преимуществ «кустарной» продукции - на порядок более высокая совместимость с играми. Список здесь уже перевалил за сотню симуляторов, в то время, как лучшие образчики фабричных изделий могут похвастаться максимум парой дюжин. В этой связи неплохим вариантом могут стать услуги людей с соответствующим опытом, которым можно делегировать основную часть работы по постройке такого кресла. Правда, программное обеспечение все равно далеко от принципов «включил и забыл», так что знакомства с механикой процессов, логикой управления, а также долгих сессий настройки и регулировки под каждую новую игру в подобной системе избежать не получится.

Вывод:

Итого, дополнение виртуальной реальности обманом вестибулярного аппарата и части тактильных ощущений - задача вполне осуществимая для любого увлеченного геймера. Решается она либо легко, но дорого, либо бюджетно, но с некоторыми усилиями, как и многое в нашей жизни. Эффект же в любом случае потрясающе силен, совершенно несравним даже с лучшими 4DX кинотеатрами и приближает игровые ощущения к настоящим как никогда прежде.

Редакция Hi-Fi.ru