Hi-Tech по-русски. Обзор технологии ruCap и ее перспективы
Человечество давно гоняется за острыми ощущениями, стараясь сделать виртуальное как можно более реальным. Успехов и провалов было много, но одно ясно точно — развиваться есть куда.
Мы, люди, смотрим на мир двумя глазами и воспринимаем его в трех измерениях. Как это происходит? Очень просто! Зрение у человека бинокулярное, глаза расположены так, что воспринимают все объекты под разными углами. Наш мозг занимается компиляцией картинки, что позволяет нам определять расстояние от предмета до предмета, объем, взаимное расположение вещей в пространстве. На экране монитора мы всегда видим двухмерную картинку, но мозг можно перехитрить. И здесь изобретатели достигли существенных успехов за последние лет пятьдесят.
Чтобы превратить обычное двухмерное изображение в 3D и привнести ощущение глубины, изобретатели придумали стереоскопический эффект. Вдаваться в технические особенности мы не будем, скажем лишь, что обеспечить его можно, использовав анаглифические стереоочки с фильтрами (синий и красный либо зеленый и красный). Каждый глаз при этом воспринимает изображение, окрашенное в цвет одного из светофильтров. Таким вот образом создается ощущение пространства, рельефности предметов, картинка становилась трехмерной. Но здесь другая сложность, изображение должно быть соответствующим образом обработано. В случае с кино все сложно, стереофильмов в продаже немного, с компьютерами проще: достаточно установить соответствующие драйвера — и стереоэффект вам гарантирован. Кроме простых очков, которые можно сделать даже самому, существуют и более продвинутые варианты. Однако там еще много подводных камней. Да и вообще, свет клином на этом не сошелся, существует масса других способов сделать виртуальным мир более реальным. Например, стереоскопические дисплеи, шлемы виртуальной реальности и даже виртуальные комнаты. Удовольствие это недешевое.
В реальности все скромнее — мы до сих пор наблюдаем за приключениями наших виртуальных героев на 2D-дисплеях. Раньше это были ЭЛТ-мониторы, теперь ЖК, но суть от этого не меняется, а раз так, то разработчики продолжают ломать голову над тем, как усилить эффект погружения в игры. И тут самое время рассказать про российскую компанию ruCap (www.rucap.ru).
Что такое ruCap?
Компания ruCap, базирующаяся в Зеленограде, распахнула свои двери в 2005 году. Ее технология носит название WIDEGLANCE (от англ.wide — широкий; и glance — быстрый взгляд). Суть ее в определении абсолютных координат точки наблюдения относительно монитора и виртуального мира, находящегося в мониторе. Если проще, то WIDEGLANCE синхронизирует взаимное положение пользователя и экрана в пространстве, позволяя представлять виртуальные объекты на экране под правильным углом зрения, изменяя их в реальном времени в зависимости от перемещения пользователя. Для реализации WIDEGLANCE необходимо:
— распознать положение пользователя (точка наблюдения) в пространстве;
— распознать положение дисплея в пространстве;
— задать положение виртуальных объектов в системе координат;
— сформировать изображение, при любом изменении положения пользователя, дисплея или виртуального объекта картинка на дисплее будет меняться соответствующим образом.
Управление системой осуществляется микропроцессором, который с помощью комбинации инфракрасных и ультразвуковых излучателей определяет положение пользователя в пространстве. Принцип работы:
— специальный процессор с частотой 160 Гц отправляет синхронизирующий ИК-импульс из базы, расположенной на мониторе;
— сигнал доходит до передатчика на голове и отправляет ответный обратно к УЗ-приемникам на базе;
— после этого микропроцессор рассчитывает координаты наблюдателя и изображение на экране изменяется.
Резонно поинтересоваться: а что будет, если игра выдает более 160 FPS? Ничего хорошего, устройство начнет тормозить. К счастью, таких показателей FPS в современных играх мы практически никогда не видим.
К выставке КРИ 2006 ребята подготовили первый действующий макет устройства. Тогда мы могли видеть антенну с тремя ультразвуковыми приемниками, рамку с тремя передатчиками для определения координат плоскости монитора и передатчик, определяющий точку наблюдения, который был установлен на велосипедном шлеме. Громоздко. Впрочем, это был лишь первый шаг на большом пути. Важно было получить отзывы от посетителей выставки и разработчиков игр. Первой проблемой, с которой столкнулись изобретатели, — слабая защищенность устройства от помех. Алгоритм защиты пришлось усовершенствовать, как и саму конструкцию.
Разработчики долго думали над тем, как сделать устройство максимально удобным, компактным, универсальным, и решили его упростить. Например, вряд ли домашний пользователь будет перемещать монитор в процессе игры. С этим не поспоришь — таким образом, от использования подвесной антенны и необходимости определения координат монитора в конкретном случае отказались. С тех пор антенна расположилась на дисплее в виде двух тонких панелей по бокам. Количество ультразвуковых приемников сначала было увеличено до шести штук — по три на каждую сторону. Сообразив, что это, мягко говоря, слишком много, было решено перейти на две пары датчиков. И это хорошо, меньше компонентов — ниже конечная цена.
На место неуклюжего велосипедного шлема пришли беспроводные наушники с датчиком. Именно такой вариант устройства вы могли видеть на выставке « ИгроМир ». Свою порцию внимания посетителей компания тогда получила. Вариант с наушниками был во многом интересен — конструкция компактная, УЗ-датчик получил необходимое питание, но минусов не меньше. Например, далеко не всегда хочется играть в наушниках. Во-вторых, установить датчик и подключить к питанию наушников в бытовых условиях не получится, а так пришлось бы договариваться с производителями о выпуске моделей, совместимых с новым устройством. Без серьезных финансовых вливаний здесь, как обычно, не обойтись. Творческие поиски продолжились, и последний на данный момент вариант — это небольшое оголовье. Дизайном устройства занимаются специально обученные люди из студии ART- UP ( www.art-up.ru ). Примеры оформлений вы можете видеть в статье. Одной батарейки хватит на 10 часов беспрерывной работы устройства.
Справка о компании ruCap Ltd.
ruCap — российская компания с пропиской в городе Зеленограде, создана в 2005 году. Цель компании — разработка и продвижение новых технологий и устройств, которые обеспечат максимальное погружение в трехмерные виртуальные миры на обычных экранах компьютерных систем и портативных устройств.
Комплекты ruCap с технологией WIDEGLANCE заинтересуют в первую очередь геймеров, но они также ориентированы на тех, кто занимается трехмерным моделированием и разработкой компьютерных тренажеров.
Игры и не только
Первая попытка программистов ruCap интегрировать свою технологию в игры прошла успешно. Совместно с компанией New Media Generation они внедрили WIDEGLANCE в проект « Жор-Тур » и, в частности, в движок 3D Shine , который используется во многих проектах софтверной компании — например, в известной всем « Энциклопедии Кирилла и Мефодия ». Будучи в гостях у разработчиков, мы могли воочию оценить работу устройства. В трехмерных экшенах от первого лица эффект получился неоднозначным: с одной стороны, забавно и интересно (к примеру, появилась возможность более изящно и быстро заглядывать из-за угла), но с другой — в динамичных играх времени на такие вещи нет. В тактических шутерах это может пригодиться больше, но, на наш взгляд, технология куда больше придется по вкусу любителям авиа- и автосимуляторов. Устройство ruCap позволит в буквальном смысле погрузиться с головой в виртуальный мир, и, если разработчикам удастся заполучил поддержку 1С:Maddox Games (создателей « Ил-2 Штурмовик »), это уже будет большой шаг на пути к успеху.
Итак, ruCap можно использовать не только в играх. Для образовательных целей устройство также послужит на славу. Виртуальные музеи, энциклопедии (об одной мы уже говорили) — чем не вариант? Все та же New Media Generation освоила новую технологию, но когда стоит ожидать продуктов с поддержкой WIDEGLANCE, не ясно. Теперь все зависит о воли издателя.
На самом деле область применения WIDEGLANCE не ограничивается компьютерами, технология может применяться и в мобильных устройствах, будь то телефоны или коммуникаторы. Это вопрос времени и приоритетов компании. Думается, что сейчас главная цель ruCap — обкатать свою технологию на практике и создать средства разработки (SDK) для сторонних разработчиков. У компании большие планы по поводу грядущей выставки КРИ. На ней представители компании собираются во всей красе показать технологию WIDEGLANCE посетителям выставки и, самое главное, разработчикам игр. В первую очередь SDK будет представлен российским разработчикам, а также их коллегам из стран ближнего зарубежья (Украины, Белоруссии). Любую современную игру можно будет научить работать с ruCap, выпустив патч либо встроив поддержку уже на стадии разработки. Из хороших новостей — переговоры с разработчиками уже вовсю идут.
ruCap против TrackIR
О существовании TrackIR знают многие. По сути, это обычный трекер, предназначен он в первую очередь для авто- и авиасимуляторов. За основу взята инфракрасная камера, которая отслеживает перемещения маркера-пойнтера (крепится на голове) по двум координатам, далее система конвертирует полученные данные в перемещения мыши, на выходе получаем самый обычный mouselook. Угол обзора камеры всего 46 градусов ( TrackIR 4: Pro ).
ruCap — устройство другого класса и уровня. Благодаря использованию ультразвука и продвинутому алгоритму защиты сигнала разработчики получили возможность измерения перемещений передатчика в трехмерном пространстве (дает дополнительную степень свободы) и большой угол обзора. В отличие от трекеров, ruCap не прост определяет координаты пользователя, а изменяет угол зрения на 3D-объекты. Кроме того, устройство определяет абсолютные координаты, а не относительные. В принципе, ruCap можно использовать и как трекер, но задачи при разработке новинки ставились более амбициозные. К недостаткам стоит отнести несколько большую сложность интеграции в игры.
***
Устройство ruCap все еще находится в разработке, компания надеется представить финальный вариант устройства до конца этого года — возможно, в третьем квартале. Планы амбициозные, но реализуемые. Главное, побыстрее разобраться с созданием SDK и обеспечением поддержки разработчиков по вопросам интеграции технологии в игры. Ожидаемая стоимость комплекта ruCap — 5000-7000 руб. Нам остается пожелать удачи компании и дождаться выхода устройств серии ruCap, чтобы оценить все преимущества технологии.