آشنایی با عینک‌های واقعیت مجازی

تاریخ : 1395/11/29        نویسنده: نعمت الله کمال فر
برچسب‌ها : واقعیت مجازی ، واقعیت افزوده Augmented Reality ، Mixed Reality ، Oculus Rift ، Sony Playstation VR ، Microsoft Hololens ، HTC Vive

واحد خبر mobile.ir : عینک‌های واقعیت مجازی (VR) را می‌توان بدون شک یکی از هیجان‌انگیزترین و پرهیاهوترین محصولات عرصه‌ تکنولوژی در دو سال اخیر به شمار آورد. در سال گذشته میلادی (سال 2016) تعداد قابل توجهی از شرکت‌های مطرح و فعال در زمینه واقعیت مجازی اقدام به معرفی و عرضه محصولات خود در این زمینه نموده، انتظار می‌رود که برخی دیگر از این شرکت‌ها نیز در سال جاری میلادی محصولات خود را وارد بازار کنند. Facebook با خریداری شرکت Oculus، عینک واقعیت مجازی Oculus Rift را برای علاقمندان به این تکنولوژی عرضه نموده است. همچنین شرکت سونی با PlayStation VR، شرکت سامسونگ با Gear VR و شرکت‌های‌ HTC و Valve مشترکا با محصول HTC Vive، وارد بازار عینک‌های واقعیت مجازی شده‌اند.

introducing virtual reality headsets

چندین دهه است که تحقیق و توسعه پیرامون واقعیت مجازی در جریان بوده اما محصولات عرضه شده هرگز موفق به جلب نظر عموم مصرف‌کنندگان و تثبیت جایگاه خود در بازار نگردیده‌اند. اما موفقیت‌های اخیر حاصل شده در توسعه این تکنولوژی، عرضه موج جدیدی از محصولات واقعیت مجازی را به دنبال داشته است که پتانسیل بالایی را برای کسب مقبولیت در میان کاربران و حفظ جایگاه خود به عنوان یک رده جدید در بازار محصولات تکنولوژی از خود نشان می‌دهند. به همین سبب در مطلب آشنایی با تکنولوژی واقعیت مجازی و کاربردهای آن سعی نمودیم شما را با این فناوری آشنا نموده و به دنبال آن در این مطلب به معرفی و مقایسه انواع عینک‌های واقعیت مجازی بپردازیم.

عینک واقعیت مجازی چیست و چگونه کار می‌کند؟

اغلب سیستم‌های واقعیت مجازی امروزی به شکل عینک‌هایی بزرگ هستند که روی سر بسته شده و نمایشگری را در مقابل چشمان کاربر قرار می‌دهند. تصاویر سه-بعدی برجسته‌ روی نمایشگری که در فاصله چند سانتی‌متری صورت کاربر قرار گرفته است، به تصویر کشیده شده و با عبور از لنزهایی خاص به چشمان او تابانده می‌شوند. این لنزها با تغییر نقطه تمرکز و مسیر نور، ذهن را فریب می‌دهند تا بدین ترتیب کاربر باور کند که در حال تماشای تصویری با میدان دید وسیع‌تر و در فاصله‌ای دورتر است. این سیستم‌های واقعیت مجازی معمولا به کمک مجموعه‌ای از حسگرها حرکات سر و بدن کاربر را ردیابی نموده، تصاویر فضای مجازی را بر اساس اطلاعات دریافتی از این حسگرها تغییر داده و با تحرکات کاربر مطابقت می‌دهند تا بدین ترتیب حس حضور در دنیایی واقعی برای اون شبیه‌سازی گردد. همچنین صدای متناسب با محیط واقعیت مجازی و موقعیت کاربر در آن فضا، تولید گردیده و معمولا از طریق هدفون‌های استریو برای کاربر پخش می‌شود. به علاوه برخی از این سیستم‌ها از تجهیزات جانبی مختلفی همچون دسته‌های کنترلی، دستکش‌ها و لباس‌های ویژه و حتی جایگاه‌های مخصوص برای کاربر، به عنوان راه‌کارهایی برای دریافت اطلاعات ورودی بیش‌تر از وضعیت کاربر و ارتقای تجربه دنیای مجازی برای او بهره می‌گیرند.

introducing virtual reality headsets

معیارها و اصطلاحات فنی

پیش از آن‌که وارد بحث عینک‌های واقعیت مجازی شویم، بهتر است برای درک بهتر مطلب ابتدا شما را با برخی اصطلاحات فنی مرتبط با این محصولات آشنا کنیم.

• وضوح تصویر (Resolution)

از آن‌جا که اغلب خوانندگان این مطلب با مفهوم وضوح یا رزولوشن تصویر در صفحات نمایش آشنایی دارند، از بیان توضیحات تکراری در این مورد خودداری نموده و تنها به ذکر جایگاه و اهمیت رزلوشن در عینک‌های VR بسنده‌ می‌کنیم.

همچون هر تصویر دیگری، در تصاویر واقعیت مجازی نیز رزولوشن بالاتر، کیفیت تصویر بهتر و در نتیجه تجربه‌ کلی بهتری را به دنبال دارد. امروزه رزولوشن صفحه‌نمایش اکثر دستگاه‌های رده بالا آن‌قدر زیاد شده است که عملا تشخیص پیکسل‌های تصویر در هنگام استفاده عادی از این دستگاه‌ها غیرممکن است. همین مساله اهمیت رزولوشن صفحه‌نمایش را در سال‌های اخیر نسبت به قبل بسیار کاهش داده بود. اما با از راه رسیدن موج جدید تجهیزات واقعیت مجازی در یکی دو سال اخیر، این شرایط تغییر یافته است. از طرفی با توجه به این‌که در هنگام استفاده از عینک‌های VR صفحه‌نمایش در فاصله بسیار نزدیکی نسبت به چشم کاربر قرار می‌گیرد، پیکسل‌های تصویر به مراتب قابل تشخیص‌تر خواهند بود. از سوی دیگر برخی عینک‌های VR مجهز به دو صفحه‌نمایش برای نمایش تصویر در مقابل دو چشم کاربر بوده، اما برخی دیگر از یک صفحه‌نمایش برای پخش دو تصویر در کنار هم (هر یک برای یکی از چشم‌ها) بهره می‌گیرند.‌ بنابراین در عینک‌های نوع دوم، رزولوشن حقیقی تصویری که در مقابل هر چشم قرار می‌گیرد در حدود نصف رزولوشن کلی صفحه‌نمایش خواهد بود.

• میدان دید (Field of view)

میدان دید افقی انسان در شرایط عادی و بدون جابجایی سر و بدن، حدود 180 درجه است. این در حالی‌ست که اکثر عینک‌های واقعیت مجازی موجود در بازار از میدان دید حدود 100 درجه برخوردارند. بنابراین توسعه‌دهندگان این عینک‌ها در تلاشند تا میدان دید محصولات واقعیت مجازی را تا حد امکان به میدان دید طبیعی انسان نزدیک‌تر کنند به طور طبیعی هرچه میدان دید یک سیستم واقعیت مجازی وسیع‌تر باشد، تجربه‌ای باورپذیرتر و غرق‌کننده‌تر از دنیای مجازی را برای کاربر به همراه خواهد داشت. به همین دلیل اغلب شرکت‌های تولیدکننده عینک‌های VR توجه و تاکید ویژه‌ای روی میدان دید محصولات خود دارند.

introducing virtual reality headsets

• نرخ تازه‌سازی (Refresh Rate)

نرخ تازه‌سازی یا Refresh rate یکی دیگر از اصطلاحات قدیمی در زمینه صفحات نمایش بوده و مشخص کننده حداکثر تعداد فریم‌هایی‌ از تصویر است که صفحه‌نمایش می‌تواند در هر ثانیه به نمایش بگذارد. در واقعیت مجازی هرچه نرخ تازه‌سازی صفحه‌نمایش بالاتر باشد، تصاویر فضای مجازی باورپذیرتر و واقعی‌تر به نظر خواهند آمد. در حالی که یک صفحه‌نمایش معمولی با نرخ تازه‌سازی 60 فریم ‌در ثانیه (FPS) قادر است تصاویر را به شکلی روان و مطلوب پخش نماید، عینک‌های واقعیت مجازی برای فراهم آوردن تجربه‌ای خوب برای کاربر و جلوگیری از مشکل تاخیر تصویر (lag)، به نرخ تازه‌سازی بالاتری نیازمند هستند. در شرایط فعلی تکنولوژی واقعیت مجازی، صفحه‌نمایش‌هایی با نرخ‌‌ تازه‌سازی 90 تا 120 فریم ‌در ‌ثانیه برای پخش تصاویر به صورتی روان و واقع‌گرایانه مناسب به نظر می‌رسند.

• ماندگاری (Persistence)

این اصطلاح اشاره به مدت زمانی دارد که هر پیکسل از صفحه‌نمایش در هر بار فعال شدن روشن می‌ماند. اهمیت ماندگاری در عینک‌های واقعیت مجازی به خاطر تاثیر مهم آن بر ایجاد عوارض ناشی از جنبش و تلاطم مداوم کاربر (مشابه حالت دریازدگی) در دنیای مجازی است. در یک صفحه‌نمایش با ماندگاری کامل، پس از نمایش هر فریم از تصویر، پیکسل‌ها تا زمان نمایش فریم بعدی به همان شکل روشن می‌مانند. این نوع ماندگاری برای نمایش تصاویر واقعیت مجازی مناسب نبوده، لرزش تصویر و تار شدن عناصر در حال حرکت را به دنبال خواهد داشت. چرا که صحت هر فریم از تصویر واقعیت مجازی کاملا وابسته به جهت و زاویه دید کاربر است. به این معنی که چنان‌چه کاربر در هنگام تجربه دنیای واقعیت مجازی به طور مداوم سر خود را به اطراف چرخانده و نرخ تازه‌سازی تصاویر آن‌قدر بالا نباشد که بتواند فریم‌های جدید را با سرعتی متناسب با چرخش نگاه او به نمایش بگذارد، اطلاعات دریافتی مغز از تصاویر مشاهده شده با آن‌چه از سرعت و جهت حرکت سر مورد انتظار است، همخوانی نداشته و در نتیجه کاربر به تدریج دچار عوارضی همچون سرگیجه و حالت تهوع خواهد شد.

در صورت استفاده از صفحه‌نمایش‌های با ماندگاری پایین، هنگام نمایش تصاویر واقعیت مجازی تنها پیکسل‌های صحیج و مورد نیاز برای نمایش آن تصویر روشن شده و فقط تا زمانی که جهت دید تغییر ننموده باشد فعال می‌مانند. به محض شروع حرکت سر کاربر، پیکسل‌های تصویر قبلی خاموش شده و پیکسل‌های مربوط به فریم تصویر جدید --که متناسب با حرکت سر تولید گردیده است—فعال خواهند شد.

• ردیابی چرخشی (Rotational Tracking)

عبارت است از قابلیت عینک واقعیت مجازی در ردیابی جهت سر و نگاه کاربر. برای فراهم آوردن امکان ردیابی چرخشی معمولا عینک VR به ژیروسکوپ یا حسگرهای حرکتی مجهز می‌شود. در این نوع ردیابی فرض می‌شود که سر روی نقطه‌ای ثابت از فضا در حال چرخیدن است.

introducing virtual reality headsets

وظیفه ردیابی چرخشی، شناسایی و دنبال نمودن حرکات چرخشی سر کاربر روی هر سه محور است.

• ردیابی موقعیتی (Positional Tracking)

این قابلیت به عینک واقعیت مجازی امکان ردیابی جابجایی‌های سر کاربر را در فضای سه‌بعدی می‌دهد. در واقع ردیابی چرخشی قادر به تشخیص جهت نگاه بوده اما ردیابی موقعیتی یا مکانی می‌تواند سیستم واقعیت مجازی را از موقعیت سر در حالتی که کاربر ایستاده است، خم می‌شود، می‌نشیند، یا به هوا می‌پرد، آگاه نماید. به عنوان نمونه Oculus Rift برای این نوع ردیابی از یک دستگاه خارجی شبیه به webcam بهره می‌گیرد که شناسایی موقعیت سر کاربر را از طریق تشخیص نور متصاعد شده از LEDهای مادون قرمز قرار گرفته روی عینک VR انجام می‌دهند.

introducing virtual reality headsets

• ردیابی در مقیاس اتاق (Room-scale Tracking)

این نوع ردیابی که در واقع شاخه‌ای از ردیابی موقعیتی به شمار می‌رود، امکان تشخیص و دنبال نمودن حرکات بدن کاربر را در یک فضای ثابت و مشخص فراهم می‌آورد. با استفاده از این قابلیت کاربر قادر خواهد بود تا هنگام تجربه دنیای واقعیت مجازی در یک فضای محدود راه برود، زانو بزند، بدود، به هوا بپرد، بخزد و ژست‌های مختلف بگیرد. HTC Vive قابلیت ردیابی در مقیاس اتاق را به کمک دو حسگر که به صورت مورب در دو گوشه مقابل هم درون یک اتاق قرار می‌گیرند، پیاده‌سازی می‌نماید.

introducing virtual reality headsets

HTC Vive به کمک ردیابی در مقیاس اتاق امکان حرکت آزادانه کاربر را در فضایی ثابت فراهم آورده است.

انواع عینک‌های واقعیت مجازی

عینک‌های واقعیت مجازی را از نظر ساختار و نحوه عملکرد می‌توان به سه دسته کلی تقسیم‌بندی نمود:

1. عینک‌های VR وابسته به گوشی‌های هوشمند.

این گروه شامل عینک‌هایی‌ می‌شود که خود فاقد صفحه‌نمایش و پردازنده بوده، برای پردازش داده‌ها، ردیابی حرکات سر، تولید صدا، و پخش تصاویر واقعیت مجازی از گوشی‌های هوشمند بهره می‌گیرند. این عینک‌ها ساده‌ترین و ارزان‌ترین راهکار برای تجربه واقعیت مجازی محسوب می‌شوند. از جمله مهم‌ترین مشخصات مشترک در اغلب این نوع سیستم‌های واقعیت مجازی می‌توان به نرخ تازه‌سازی 60 فریم‌برثانیه، میدان دید 90 تا 100 درجه، و بهره‌مندی از قابلیت ردیابی چرخشی و موقعیتی اشاره نمود. برخی از مهم‌ترین و شناخته‌شده‌ترین محصولات این گروه عبارتند از Google Cardboard ،Samsung Gear VR و LG 360 VR. همچنین تمامی عینک‌های مبتنی بر پروژه Google Daydream --که احتمالا در سال جاری میلادی شاهد عرضه تعدادی از آن‌ها به بازار خواهیم بود—در این رده قرار خواهند گرفت.

2. عینک‌های VR وابسته به کامپیوتر‌ها (یا کنسول‌های بازی)

این نوع عینک‌های واقعیت مجازی معمولا به صفحه‌نمایشی مستقل و درون‌ساز و همچنین حسگرهای داخلی یا خارجی برای تشخیص حرکات سر و بدن کاربر مجهز بوده، اما کار پردازش داده‌ها و تولید تصاویر واقعیت مجازی را به یک کامپیوتر شخصی یا کنسول بازی‌های ویدئویی می‌سپارند. در حال حاضر اکثر سیستم‌هایی که در این گروه قرار می‌گیرند از نرخ تازه‌سازی 90 فریم‌برثانیه، زاویه دید 110 درجه، قابلیت ردیابی چرخشی و ردیابی موقعیتی برخوردارند. البته محصولی همچون HTC Vive علاوه بر این دو نوع ردیابی، قابلیت ردیابی در مقیاس اتاق را نیز ارائه می‌نماید. این گروه از عینک‌های VR نسبت به نوع اول قیمت بالاتر و قابلیت حمل به مراتب کم‌تری داشته، در عوض با بهره‌مندی از نرخ تازه‌سازی بالاتر، زاویه دید وسیع‌تر، توان پردازشی بالاتر (تامین شده توسط PC یا کنسول) و توانمندی بیش‌تر در ردیابی حرکات سر و بدن کاربر، تجربه واقع‌گرایانه‌تر و لذت‌بخش‌تری از واقعیت مجازی را فراهم می‌آورند. محصولات این گروه بیش‌تر با تمرکز بر بازی‌های ویدئویی طراحی گردیده‌، اما همچون بسیاری دیگر از سیستم‌های واقعیت مجازی دامنه کاربردهای بسیار گسترده‌ای دارند.

introducing virtual reality headsets

3. عینک‌های VR مستقل

عبارت است از عینک‌های واقعیت مجازی کامل و مستقلی که نمایشگر، پردازنده، سیستم‌عامل، حسگرها و دیگر اجزای لازم برای یک سیستم واقعیت مجازی را همراه خود دارند. به طور طبیعی طراحی و توسعه این نوع سیستم‌های VR نسبتا پیچیده‌تر بوده و محصولات نهایی قیمت بالاتری نسبت به عینک‌های وابسته خواهد داشت. با این حال طبیعت مستقل و یکپارچه این محصولات، سهولت استفاده و قابلیت حمل بهتری را برای کاربران به ارمغان آورده، کار توسعه نرم‌افزارها و بازی‌ها‌ برای این نوع محصولات را بسیار ساده‌تر می‌نماید. تنها نمونه موجود در بازار از این نوع عینک‌ها Microsoft Hololens است. عینکی که به طور دقیق‌تر در زمره سیستم‌های مبتنی بر تکنولوژی واقعیت ترکیبی و واقعیت افزوده قرار می‌گیرد. با رشد و توسعه بازار محصولات واقعیت مجازی انتظار می‌رود که در آینده‌ای نه چندان دور شاهد عرضه نمونه‌های بیش‌تری از این دسته عینک‌های واقعیت مجازی باشیم.

Google Cardboard

شرکت گوگل، Cardboard را در کنفرانس Google I/O 2014 به عنوان پلتفرمی برای تجربه واقعیت مجازی به کمک گوشی‌های هوشمند معرفی نمود. از آن زمان تاکنون Google Cardboard کم هزینه‌ترین روش برای تجربه واقعیت مجازی محسوب می‌شود. گوگل با متن-باز نمودن این پلتفرم و انتشار طرح‌ ساخت، اجزای تشکیل دهنده و دستورالعمل سرهم‌بندی آن‌ها، تولیدکنندگان کوچک و بزرگ و حتی اشخاص عادی را به ساخت نمونه‌‌های مختلف Google Cardboard تشویق نمود. یک Cardboard در حالت عادی از اجزای اصلی ساده و ارزان قیمتی تشکیل یافته است که عبارتند از: یک تکه مقوا که طبق طرح و دستورالعمل گوگل بریده شده باشد، دو عدسی با فاصله کانونی 45 میلی‌متر، یک تکه آهن‌ربا یا چسب خازنی (capacitive tape)، بند لاستیکی و نوعی بست چسبی (مشابه آن‌چه روی برخی کفش‌های ورزشی به کار می‌رود).

introducing virtual reality headsets

اجزای تشکیل دهنده Google Cardboard

علاقه‌مندانی که قصد تجربه واقعیت مجازی را به صورتی ساده و کم هزینه دارند، کافی‌ست با تهیه اجزای مورد نیاز، عینک واقعیت مجازی مورد نظر خود را طبق دستورالعمل‌های گوگل ساخته، و یا برای تهیه یک نمونه آماده به سایت فروش رسمی Google Cardboard مراجعه نمایند. جایی که مجموعه‌ای متنوع از عینک‌های واقعیت مجازی تولید شده بر اساس پلتفرم Cardboard با قیمت‌هایی از 5 تا 70 دلار قابل سفارش هستند. پس از ساخت یا تهیه یکی از این عینک‌ها، کافی‌ست اپلیکیشن Cardboard را از Google Play Store یا حتی App Store دانلود و نصب نموده، گوشی هوشمند خود را درون محفظه cardboard قرار داده و یکی از تجربه‌های مختلف واقعیت مجازی را انتخاب نمایید. تجربه‌های همچون مشاهده ویدئوهای 360 درجه از یوتوب، نسخه واقعیت مجازی Google Earth، بازی‌های واقعیت مجازی، و فیلم‌های کوتاه.

introducing virtual reality headsets

سهولت ساخت و هزینه تولید پایین Google Cardboard بسیاری از تولیدکنندگان و کاربران را به سمت خود جلب نمود. به‌ طوری که طبق آمار منتشر شده از طرف گوگل، تا ژانویه سال 2016 بیش از 5 میلیون نمونه از آن به بازار عرضه شده، بیش از 1000 اپلیکیشن سازگار با آن منتشر شده و این اپلیکیشن‌ها بیش از 25 میلیون بار روی گوشی‌های کاربران نصب گردیده‌اند. به دنبال این موفقیت، گوگل در کنفرانس Google I/O 2016  پلتفرم واقعیت مجازی پیشرفته‌تری را به نام Daydream معرفی نمود.

Google Daydream

Daydream نام پلتفرم جدید گوگل برای واقعیت مجازی‌ است که در ماه می 2016 در کنفرانس Google I/O معرفی شد. اولین نمونه از عینک‌های سازگار با این پلتفرم به نام Daydream View نیز در ماه نوامبر 2016 عرضه گردید. همچون Google Cardboard، این پلتفرم نیز در رده سیستم‌های واقعیت مجازی وابسته به گوشی‌های هوشمند قرار می‌گیرد. با این تفاوت که پلتفرم جدید واقعیت مجازی گوگل به صورت یکپارچه و درون‌ساز در بطن سیستم‌عامل اندروید (از نسخه 7.1 به بعد) عرضه می‌شود. در این نسخه از اندروید برخی اپلیکیشن‌های بومی همچون Youtube و Play Store برای اجرا در حالت واقعیت مجازی بازطراحی گردیده و بهینه‌سازی شده‌اند. دیگر تفاوت Daydream با Cardboard در این است که اپلیکیشن‌های آن تنها روی گوشی‌های هوشمند جدیدی قابل اجرا هستند که توسط گوگل به عنوان یک دستگاه "Daydream-ready" مورد تایید قرار گرفته باشند. برای دریافت این گواهی از سوی گوگل، گوشی‌های هوشمند نیازمند برخورداری از شرایط نرم‌افزاری و سخت‌افزاری مشخصی هستند. از جمله بهره‌مندی از سیستم‌عامل اندروید نسخه 7.1 (یا بالاتر)، حسگرهای مناسب و با کیفیت برای ردیابی حرکات سر و همچنین صفحه‌نمایشی با رزلوشن، ماندگاری و نرخ تازه‌سازی مناسب برای به نمایش درآوردن تصاویر واقعیت مجازی به صورتی مطلوب. در حال حاضر مهم‌ترین گوشی‌های هوشمند سازگار با این پلتفرم یا گوشی‌های به اصطلاح Daydream-ready عبارتند از گوگل Pixel، گوگل Pixel XL، موتورولا موتو Z، موتو Z Force، ایسوس ZenFone AR، هواوی Mate 9 Pro، هواوی Mate 9 Porsche Design و ZTE Axon 7.

اولین عینک واقعیت مجازی مبتنی بر این پلتفرم، Daydream View نام دارد که توسط مهندسین گوگل طراحی گردیده است. ساختار کلی این عینک VR تا حد زیادی مشابه Google Cardboard بوده و همانند آن محصولی نسبتا ارزان‌قیمت محسوب می‌شود. البته این‌بار تمامی اجزا از کیفیتی به مراتب بالاتر برخوردار هستند. به ویژه بدنه اصلی که از پارچه‌ای نرم و سبک ساخته شده و به گونه‌ای طراحی شده است تا به راحتی روی صورت افراد مختلف (حتی عینکی‌ها) آرام بگیرد.Google Daydream View هم‌اکنون با قیمت 79 دلار امریکا، همراه با یک کنترلر بی‌سیم کوچک به فروش می‌رسد. کنترلر Daydream View مجهز به تعدادی حسگر برای ردیابی جهت قرارگیری کنترلر و تخمین موقعیت دست کاربر بوده و در هنگام عدم استفاده می‌تواند درون فضای عینک نگهداری شود. این کنترلر همچنین از یک پد لمسی، دو دکمه دایره‌ای شکل، دو دکمه برای کنترل صدا و یک چراغ وضعیت بهره می‌برد. کاربران Daydream می‌توانند با در دست گرفتن این کنترلر، حرکت دادن آن به اطراف، فشردن دکمه‌ها و لمس پد تعبیه شده روی آن، به تعامل با محیط واقعیت مجازی بپردازند.

introducing virtual reality headsets

Samsung Gear VR

شرکت سامسونگ یکی از شرکت‌های فعال و پیشگام در زمینه طراحی و توسعه عینک‌های واقعیت مجازی محسوب می‌شود. این شرکت که در سال 2005 اولین پتنت خود را در زمینه نمایشگرهای سربند (HMD) یا همان عینک‌های واقعیت مجازی به ثبت رسانیده بود، کار جدی به منظور توسعه یک عینک‌ واقعیت مجازی مبتنی بر گوشی‌های هوشمند را با تشکیل رسمی یک تیم تخصصی در این زمینه از سال 2013 آغاز نمود. تا این‌که سامسونگ در سال 2014 طی یک قرارداد همکاری با شرکت Oculus، از این شرکت مطرح در زمینه تکنولوژی واقعیت مجازی برای پیش‌برد اهداف خود کمک گرفت. نتیجه این همکاری اولین عینک واقعیت مجازی سامسونگ با نام Samsung Gear VR بود که در اواخر سال 2014 معرفی و از نوامبر 2015 به طور گسترده و با قیمت تقریبی 100 دلار روانه بازار گردید. برخی از مشخصات این محصول عبارتند از: میدان دید 96 درجه (101 درجه برای نسخه 2016)، رزلوشن 1280 در 1440 برای هر چشم، وزن تقریبی 318 گرم، بهره‌مندی از امکان ردیابی چرخشی و موقعیتی (به کمک حسگرهای دستگاه و گوشی هوشمند)، بهره‌مندی از یک پد لمسی و کلید back، و همچنین استفاده از یک حسگر مجاورت برای تشخیص این‌که چه زمان دستگاه در حال استفاده است.

introducing virtual reality headsets

Gear VR برای خلق فضای واقعیت مجازی به یکی از گوشی‌های هوشمند رده بالای سامسونگ در دو سال اخیر نیازمند است. در حال حاضر لیست دستگاه‌های سازگار با این عینک واقعیت مجازی شامل گلکسی Note 5، گلکسی S6، گلکسی S6 Edge، گلکسی S6 Edge+، گلکسی S7 و گلکسی S7 Edge می‌شود. البته بد نیست بدانید اولین نسخه از این عینک VR به شماره مدل SM-R320، از دسامبر 2014 در اختیار توسعه‌دهندگان قرار گرفته و تنها با Galaxy Note 4 سازگار بود. از آن پس تا کنون سه نسخه دیگر از Gear VR وارد بازار گردیده‌اند. نسخه دوم --یعنی SM-R321-- در ماه مارس 2015 عرضه شده و تنها از گوشی‌های هوشمند Galaxy S6 و Galaxy S6 Edge پشتیبانی می‌نمود. در این نسخه یک پورت micro USB برای شارژ گوشی در زمان قرارگیری درون عینک و همچنین یک فن (پنکه) کوچک برای جلوگیری از بخارگرفتگی عدسی‌ها، به این عینک واقعیت مجازی اضافه شد. سومین نسخه از این محصول –یعنی SM-R322— به عبارتی اولین نسخه کامل و رسمی Gear VR محسوب گردیده و عرضه آن از نوامبر 2015 آغاز شد.

جدیدترین نسخه از این محصول –یعنی مدل SM-R323—در سال 2016 هم‌زمان با Galaxy Note 7 معروف به بازار عرضه شد.‌ از جمله تفاوت‌های این مدل با نسخه‌های پیشین می‌توان به افزایش میدان دید از 96 درجه به 101 درجه، بهبود لایه‌های نرم قرار گیرنده روی صورت، تغییر شکل پد لمسی به حالت تخت و تغییراتی در بدنه و پوشش دستگاه برای کاهش انعکاس نور اشاره نمود. با توجه به استفاده از USB Type-C در Galaxy Note 7، در این نسخه از Gear VR درگاه micro USB جای خود را به درگاه USB Type-C داده است. البته همراه با این نسخه مبدل لازم برای امکان اتصال دیگر گوشی‌های سازگار که از پورت micro USB بهره می‌برند، ارائه می‌شود. به دنبال سرنوشت شوم Galaxy Note 7، از اکتبر 2016 این گوشی هوشمند برای حفظ امنیت کاربران از لیست دستگاه‌های سازگار با Gear VR خارج گردید.

Oculus Rift

Oculus در سال 2012 به عنوان یک شرکت مستقل تاسیس گردیده و دو ماه پس از تاسیس، اقدام به راه‌اندازی یک کمپین Kickstarter با هدف دریافت کمک مالی برای پروژه توسعه عینک واقعیت مجازی Rift نمود. نتیجه این کمپین، جمع‌آوری بودجه‌ای 2.5 میلیون دلاری بود که شروعی قدرتمند برای این شرکت تازه تاسیس محسوب می‌گردید. با تامین این مبلغ، کار توسعه Oculus Rift به سرعت ادامه یافت، تا آن‌جا که دو مدل اولیه از این محصول به ترتیب در اواسط سال‌های 2013 و 2014 تحت عنوان مدل DK1 و DK2 در اختیار توسعه‌دهندگان قرار گرفت تا زمینه‌ساز تامین محتوای لازم پیش از عرضه رسمی Rift به بازار شود.

introducing virtual reality headsets

مدل DK1 در سمت راست تصویر و مدل DK2 در سمت چپ

در سال 2014، شرکت Oculus با مبلغ 2 میلیارد دلار به تملک فیسبوک درآمده و سرانجام در ماه مارس سال 2016 عرضه رسمی محصول نهایی با قیمت تقریبی 600 دلار امریکا آغاز گردید. نسخه مصرف‌کننده Oculus Rift برای هر چشم از یک صفحه‌نمایش OLED با رزولوشن 1080 در 1200 و ماندگاری پایین بهره‌ می‌برد که قادر است 90 فریم تصویر را در هر ثانیه به نمایش بگذارد. از جمله دیگر ویژگی‌های این عینک VR می‌توان به میدان دید 110 درجه، قابلیت ردیابی چرخشی و موقعیتی، هدفون‌های یکپارچه اما قابل جداسازی با قابلیت پخش صدای سه-بعدی و وزن تقریبی 470 گرم اشاره نمود. عینک واقعیت مجازی Rift با پشتیبانی از دسته بازی Xbox One، امکان تجربه بازی‌های ویدئویی را به سبکی آشنا برای کاربران فراهم آورده است. با تهیه بسته 600 دلاری Oculus Rift، علاوه بر عینک VR، ریموت کنترل و حسگر موقعیتی (سیستم Constellation)، یک دسته بازی Xbox One هم به کاربران ارائه می‌شود.

introducing virtual reality headsets

محتویات جعبه Oculus Rift

سیستم ردیابی موقعیتی این عینک واقعیت مجازی که قابلیت تشخیص و دنبال نمودن سر کاربر و همچنین دیگر دستگاه‌های جانبی Rift را فراهم می‌آورد، Constellation نام دارد. این سیستم برای عملیات ردیابی از یک حسگر استوانه‌ای شکل بهره ‌می‌گیرد که می‌توان آن را روی پایه مخصوصی --شبیه پایه میکروفون-- که همراهش ارائه می‌شود قرار داده و یا در محل دیگری متناسب با موقعیت کاربر نصب نمود. مجموعه‌ای از LED‌های فروسرخ به صورتی دقیق روی عینک Rift و هر دستگاه جانبی دیگری که لازم باشد مورد ردیابی قرار گیرد، تعبیه گردیده و تنظیم شده‌اند تا طبق الگویی مشخص چشمک بزنند. حسگر Constellation با آگاهی از ساختار چینش و الگوی چشمک زدن این LED ها، دستگاه مورد ردیابی را به درستی شناسایی نموده و قادر خواهد بود موقعیت دقیق آن را با خطای کم‌تر از 1 میلی‌متر و تاخیر نزدیک به صفر تعیین نماید. یک حسگر درون جعبه و همراه با عینک Rift ارائه شده، اما کاربر می‌تواند برای افزایش دقت در ردیابی و کاهش احتمال خطا در ردیابی چند دستگاه مختلف، حسگرهای بیش‌تری را خریداری نموده و در اختیار سیستم Constellation قرار دهد.

introducing virtual reality headsets

این عینک واقعیت مجازی که از نوع وابسته به کامپیوترها به شمار می‌رود، در ابتدای عرضه برای انجام عملیات پردازشی به یک PC (کامپیوتر شخصی) قدرتمند و در نتیجه گران‌قیمت نیازمند بود. اما پس از مدتی به لطف تکنولوژی جدید Oculus با نام "Asynchronous Spacewarp"یا ASW، عینک واقعیت مجازی Rift قادر به کار با کامپیوترهای ضعیف‌تر با قیمت‌هایی در سطح 500 دلار نیز گردیده است. در حال حاضر یک PC با مشخصاتی همچون پردازنده‌ در سطح Intel Core i5-4590 یا بهتر، حافظه اصلی (RAM) حداقل 8 گیگابایت، کارت گرافیک در سطح NVIDIA GTX 970 یا بالاتر، سیستم‌عامل Windows 7 SP1 64bit یا نسخه‌های 64 بیتی جدیدتر، و همچنین مجموعه‌ای از پورت‌های HDMI و USB3، می‌تواند نقش مرکز کنترل و پردازش این سیستم واقعیت را ایفا نماید. لیست کامل مشخصات PC پیشنهادی برای استفاده در کنار Oculus Rift در سایت رسمی این محصول قابل مشاهده است. در همین راستا تولیدکنندگانی همچون Dell، HP، Asus و Alienware، نمونه‌هایی از کامپیوترهای شخصی مخصوص بازی‌های ویدئویی را تحت عنوان VR-ready به فروش می‌رسانند. همچنین Oculus تاکنون اقدام به عرضه برخی بسته‌های پیشنهادی از عینک Oculus Rift به همراه یک PC نموده، که از آن جمله می‌توان به بسته‌ای با قیمت 2,050 دلار امریکا شامل Rift و یک PC ساخت Alienware اشاره نمود. البته همانطور که اشاره شد طبق ادعای Oculus و به لطف تکنولوژی جدید این شرکت با نام "Asynchronous Spacewarp"، عینک واقعیت مجازی Rift قادر به کار با کامپیوترهای ضعیف‌تر با قیمت‌هایی در سطح 500 دلار نیز خواهد بود.

Oculus در اواخر سال 2016 و به منظور تکمیل اکوسیستم Rift، دسته‌ کنترلی Oculus Touch را برای فراهم آوردن امکان تعامل با فضای واقعیت مجازی به کمک دست و انگشت‌ها معرفی نمود. این کنترلر که با قیمت 199 دلار عرضه می‌شود، از دو دسته کوچک –یکی برای دست راست و دیگری برای دست چپ-- تشکیل یافته است. هر یک از این دو دسته کنترلی شامل یک joystick، تعداد دکمه عادی، و دو کلید ماشه‌ای –یکی برای گرفتن و دیگری برای پرتاب نمودن یا شلیک کردن-- می‌شود.

introducing virtual reality headsets

HTC Vive

این سیستم واقعیت مجازی که با همکاری دو شرکت HTC و Valve توسعه یافته است، در آوریل 2016 وارد بازار گردیده و در حال حاضر رقیب اصلی Oculus Rift در عرصه عینک‌های VR وابسته به کامپیوتر محسوب می‌شود. این محصول همچون رقیب خود برای نمایش تصاویر واقعیت مجازی در مقابل هر چشم از یک صفحه‌نمایش OLED با رزولوشن 1080 در 1200، نرخ تازه‌سازی 90 هرتز (فریم‌برثانیه)، و میدان دید تقریبا 110 درجه بهره‌ می‌گیرد. اما با وزنی حدود 555 گرم و قیمت 799 دلار، نسبت به رقیب خود سنگین‌تر و گران‌تر است. بسته 799 دلاری HTC Vive، علاوه بر عینک واقعیت مجازی، دو عدد کنترلر، دو دوربین یا ایستگاه Lighthouse، یک هدفون (ایرفون) و برخی موارد جزئی دیگر را شامل می‌شود. کنترلرهای Vive ظاهری شبیه به بارکدخوان‌های دستی در فروشگاه‌ها داشته و به یک trackpad، تعدادی دکمه و یک ماشه مجهز گردیده‌اند. کاربر می‌تواند به کمک این دو کنترلر، دست‌های خود را در محیط واقعیت مجازی مشاهده نموده و به تعامل با عناصر مختلف در آن فضا بپردازد.

introducing virtual reality headsets

وجه تمایز این محصول با دیگر سیستم‌های واقعیت مجازی موجود در بازار، قابلیت ردیابی در مقیاس اتاق است. HTC Vive به بیش از 70 حسگر مجهز شده است، از جمله نوعی ژیروسکوپ، شتاب‌سنج و تعداد زیادی حسگرهای موقعیت لیزری. سیستم "Lighthouse"یا "فانوس دریایی" که عملیات ردیابی در مقیاس اتاق را برای Vive انجام می‌دهد، به کمک دو دوربین فروسرخ یا اصطلاحا ایستگاه‌ Lighthouse، نور لیزر متصاعد شده از حسگرهای موجود روی عینک و کنترلرها را دریافت نموده و بدین وسیله حرکات آن‌ها را ردیابی می‌نماید. دو ایستگاه پایه Lighthouse بایستی به صورت مورب، در دو گوشه مقابل اتاق قرار داده شوند تا بتوانند حرکات کاربر را در فضای حداکثر 4.6 مترمربع ردیابی نمایند.

introducing virtual reality headsets

در جلوی عینک Vive یک دوربین نیز تعبیه شده است. سیستم VR می‌تواند به کمک این دوربین، تصاویر واقعیت مجازی را با تصاویر زنده از دنیای حقیقی ترکیب نموده و نوعی تجربه واقعیت افزوده را برای کاربران فراهم آورد. همچنین به کمک این دوربین، کاربر قادر خواهد بود تا در صورت نیاز، دنیای فیزیکی اطراف خود را بدون برداشتن عینک مشاهده نموده و در آن حرکت کند. این دوربین به سیستم واقعیت مجازی اجازه می‌دهد تا هر شی ثابت یا متحرک در فضای اتاق را شناسایی نماید. بدین ترتیب و با کمک سیستم ایمنی Chaperone، به منظور جلوگیری از برخورد کاربران با موانع فیزیکی به صورت خودکار تصویری زنده از این دوربین به کاربر نمایش داده می‌شود تا امکان عبور ایمن از موانع را برای او فراهم آورد.

همانطور که اشاره شد HTC Vive همچون Oculus Rift از جمله سیستم‌های VR وابسته به کامپیوترها به شمار می‌رود. این عینک واقعیت مجازی برای پردازش و تامین محتوای واقعیت مجازی، به کامپیوتری با حداقل مشخصات: پردازنده Intel Core i5 4590 یا AMD FX 8350، کارت گرافیک GeForce GTX 970 یا AMD Radeon R9 290، حافظه RAM با ظرفیت 4 گیگابایت، سیستم‌عامل Windows 7 SP1 یا جدیدتر و پورت‌هایی از جمله HDMI و USB، نیازمند است.

Sony Playstation VR

introducing virtual reality headsets

شرکت سونی عینک واقعیت مجازی خود به نام PlayStation VR را در اکتبر 2016 به صورت رسمی وارد بازار نمود. این عینک واقعیت مجازی که فقط با کنسول بازی PlayStation 4 کار می‌کند، تجربه‌ای مطلوب و با کیفیت از واقعیت مجازی را با قیمتی مناسب‌تر نسبت به رقبای هم‌رده خود یعنی Oculus Rift و HTC Vive ارائه می‌نماید. PlayStation VR که با قیمت 399 دلار به فروش می‌رسد، به دو صفحه‌نمایش RGB OLED با رزلوشن 960 در 1080، میدان دید 100 درجه، و حداکثر نرخ تازه‌سازی 120 فریم‌برثانیه، برای هر چشم مجهز گردیده است.

کنسول PlayStation قادر است به صورت هم‌زمان تصاویری را برای عینک واقعیت مجازی و صفحه تلویزیون ارسال نماید. به این صورت که ممکن است تصاویر پخش شده روی تلویزیون آینه‌ای از تصاویر عینک VR بوده، و یا شامل تصاویری کاملا متفاوت برای بازیکن دیگر که در حال رقابت یا همکاری با شخص استفاده کننده از عینک VR است، باشد. کاربران PlayStation VR می‌توانند برای کنترل بازی‌ها و تعامل با عناصر فضای مجازی، از دسته‌های استاندارد DualShock 4 و یا کنترلرهای PlayStation Move استفاده نمایند.

Microsoft HoloLens

عینک HoloLens مایکروسافت از این نظر با دیگر سیستم‌های معرفی شده در این مطلب متفاوت است که به جای حذف دنیای حقیقی و خلق دنیایی کاملا مجازی برای کاربر، با تکیه بر تکنولوژی واقعیت افزوده و واقعیت ترکیبی، محتوای گرافیکی مجازی را به دید کاربر از دنیای حقیقی افزوده و تجربه‌ای ترکیبی از این دو فضا را برای کاربرانش به ارمغان می‌آورد. با وجود این تفاوت فنی، با توجه به اهمیت این محصول و از آن‌جا که واقعیت افزوده و واقعیت ترکیبی در معنای عام نوعی تکنولوژی واقعیت مجازی محسوب می‌شوند، بهتر دیدیم که برای تکمیل مطلب نگاهی مختصر به این محصول مایکروسافت داشته باشیم.

introducing virtual reality headsets

هولولنز در واقع یک سیستم کامپیوتری مستقل با سیستم‌عامل ویندوز 10 به شمار می‌رود. از تاریخ 30 مارس 2016، نسخه اولیه این محصول تحت عنوان Development Edition و با هدف ارائه به توسعه‌دهندگان علاقمند در امریکا و کانادا، به قیمت 3000 دلار روی سایت رسمی هولولنز به فروش گذاشته شد. البته در حال حاضر برای خرید هولولنز از طریق این سایت نیازی نیست که خریدار یکی از توسعه‌دهندگان رسمی مایکروسافت باشد. به گفته Alex Kipman - یکی از مهندسین خالق هولولنز—مایکروسافت زمانی این محصول را به صورت گسترده برای مصرف عموم عرضه خواهد نمود که بتواند قیمت آن را به زیر 1000 دلار برساند. برخی از مشخصات و ویژگی‌های هولولنز عبارتند از پردازنده 32-بیتی اینتل، 2 گیگابایت رم، 64 گیگابایت فضای ذخیره‌سازی، دوربین 2 مگاپیکسلی، یک آرایه متشکل از 4 میکروفون، باتری با قابلیت شارژدهی برای 2 تا 3 ساعت استفاده مستمر و حسگرهای متعددی همچون حسگر نور محیط، 4 حسگر برای شناخت محیط و یک دوربین تشخیص عمق.  

تبلیغات

تبلیغات

مقداد آی تی
آريا شارژ
ایسام