Люди не могут летать без технических ухищрений. Братья Райт изобретали всевозможные комбинации из палок и парусины, участники битвы за Британию ковырялись в движках от Rolls-Royce , а современные авиалинии не могут обойтись без таможни. Восторг полета, о котором грезят поэты, постоянно оказывается заляпанным чем-нибудь земным. Чистого и свободного парения нет даже там, где это вроде бы должно быть по определению. Ведь на первый взгляд все не так сложно — чтобы добиться ощущения полета в авиасимуляторе достаточно найти грамотного математика, усидчивого программиста и въедливого менеджера. Немного усилий, и все степени свободы в ваших руках.

Так и есть, только вот потрогать результат не получится. Все изыски программирования разбиваются о поверхность монитора самым буквальным образом — плоская картинка остается плоской. Самые очевидные попытки исправить положение — максимально реалистичное управление, подгонка и дополнительные зрительные «протезы» (вроде виртуальных очков) — ничего не меняют. Разработчики джойстиков давно уже научились копировать штурвалы современных истребителей, но это, по сути, банальное расширение интерфейса — летать можно и стрелками на клавиатуре. Виртуальные очки тоже не прижились — пара стеклышек с поляризаторами дают эффект трехмерности, но при этом за полчаса вгоняют пользователя в состояние легкого косоглазия.

Проблема заключается в том, что даже поворот головы на небольшой угол никак не влияет на позиционирование вашего персонажа в игре. Заложенная природой связка вестибулярного аппарата, зрения и логики обсчитывает поворот головы как предпосылку поворота изображения. Но в играх настоящие движения подменяются возней с мышкой или клавишами, а это, согласитесь, неестественно. Попробуйте целый день поворачивать голову только при помощи рук! А теперь попробуйте запомнить «раскладку» пальцев, чтобы кончиками указательных пальцев поворачивать голову по горизонтали, а мизинцами упереться в нижнюю челюсть и тянуть голову вверх-вниз. Заодно «развесьте» на остальные пальцы дополнительные функции…

Очевидно, что экран монитора обеспечивает обзор очень ограниченного сектора, радикально увеличить его невозможно. Системы с несколькими мониторами — экстенсивный путь развития, к тому же это очень дорого.

В марте 2001 года небольшая компания NaturalPoint , выигравшая какой-то тендер по поставке медицинской техники, разработала систему TrackIR для людей с ограниченными возможностями. Но первыми идею оценили фанаты авиасимуляторов, которые давно мечтали избавиться от клавиатуры.

TrackIR представляет собой камеру с подсветкой, принимающую только инфракрасный спектр. Четыре IR-светодиода «освещают» пространство перед устройством, излучение отражается от специального маркера-пойнтера (крепится на голове пользователя), а сама камера следит за перемещениями маркера в пространстве. Драйвер «конвертирует» перемещения маркера в перемещения мыши, то есть фактически «подменяет» ее (работает с любыми программами, использующими mouselook для обзора).

Компания быстро сообразила, что напоролась на золотую жилу, и начала интенсивную доработку TrackIR. В скором времени добавилась поддержка MS Flight Simulator 2002 , Lock On: Modern Air Combat и еще более 30 тайтлов, а сами драйвера переписали таким образом, чтобы пользователь мог сам настраивать профили для любых игр и программ. В следующих версиях устройства была доведена до ума аппаратная часть, увеличилась частота кадров слежения и скорость обработки данных.

TrackIR3 Pro в играх

TrackIR3 Pro — устройство очень простое, критических узлов в нем нет определению. Обсчитывать изменение координат принимаемой картинки умеют даже самые дешевые оптические мышки (ведь они работают по той же схеме).

Драйвера и программное обеспечение устанавливаются за пару секунд. TrackIR3 Pro определяется сразу же после подключения к USB-разъему, но активизируется только во время работы основной программы TrackIR. Это логичный ход, поскольку таким образом можно регулировать многие параметры (например, smoothing и acceleration ), не выходя из игры, — для подстройки управления достаточно воспользоваться комбинацией Alt+Tab (если она не блокируется в самой игре).

Угол обзора камеры составляет всего 30 градусов, так что игрок будет ограничен в движениях, иначе можно легко выскочить за границы приема. Для большего комфорта реальное перемещение-поворот головы «умножается» в несколько раз. Явно задавать параметры множителя нельзя, но полевые испытания в доброй десятке игр (от « Ил-2 Штурмовик: Забытые сражения» до Colin McRae Rally 04) показали, что в этом нет необходимости. По умолчанию в системе есть полсотни готовых профилей (для авиасимуляторов и автогонок), но и собственные профили работают без проблем: после подключения TrackIR3 Pro избиение вертлявых ботов в первом Quake превратилось в тяжелый физический труд. Выставить чувствительность мыши на максимум и разворачиваться на 360 градусов за долю секунды больше нельзя — шея заныла уже через десять минут игры.

Зато в авиасимуляторах полное раздолье, особенно во время боя, когда некогда выстукивать сложные аккорды. Легкий инстинктивный поворот головы — и вы уже видите заходящий вам в хвост «мессер». Еще доля секунды на поворот головы в другую сторону — и вы видите слепящий солнечный диск.

Выигрыш в скорости дополняется непередаваемым ощущением реальности, правда, слегка подпорченным тем, что нужно некоторое время на привыкание к чувствительности поворотов головы. Взлет и посадка вообще превращаются в праздник, который хочется повторять… повторять… повторять…

При случайном выпадении головы из поля обзора камеры ее настройки сбиваются, но для такой ситуации предусмотрена кнопочка center view. Достаточно выровнять голову в положение «смотрю вперед», нажать клавишу и камера немедленно примет текущее положение головы за точку отсчета.

В автосимуляторах эффект уже не вызывает бури восторга. В отличие от самолета в автомобиле нет необходимости часто вертеть головой, если только вы не играете в Destruction Derby. Возможность быстро осматривать окрестности скорее мешает, так как при резких поворотах достаточно слегка вздрогнуть, чтобы потерять ориентацию в пространстве.

Пасхальные яйца

Инфракрасное излучение легко отражается любым металлом. Пойнтеры, которые представляют собой наклейки с отражающим материалом, можно эмулировать при помощи алюминиевой или магниевой пудры — интенсивность отраженных излучений сравнима. Камера TrackIR3 Pro отличается неплохой чувствительностью, поэтому легкое рассеивание на пудре только добавляет мягкости обсчета координат.

Достаточно нанести три маскировочных штриха на лицо, чтобы образовавшиеся вершины треугольника позволили TrackIR3 обсчитывать не только перемещение и повороты головы игрока, но и расстояние до лица: большинство профилей поддерживают дополнительные расчеты.

Хитрость заключается в том, что основная программа имеет функцию Vector Expansion , которая по трем точкам определяет положение лица игрока. Но для того чтобы задействовать ее, потребуется приобрести специальную кепку с заранее нанесенными пойнтерами. Фирменной кепки в стандартном комплекте нет, но здравый смысл подсказывает, что нанесение одной точки на каску и двух на скулы вполне достаточно, чтобы обойтись без лишних затрат (кепка стоит $60). Я обошелся каской британского парашютиста и парой миллиграмм магния.

На этом эксперименты не закончились. За несколько часов возни с устройством выяснилось, что чувствительность камеры позволяет принимать тепловое излучение от светящегося монитора. Так почему бы не укрепить легкую камеру на шлеме, чтобы она более точно реагировала на повороты и перемещение головы?

Стандартные ЭЛТ-мониторы среднего и высшего класса активно излучают в инфракрасном диапазоне, что позволяет использовать всю плоскость экрана как большой пойнтер-маркер (с той лишь разницей, что он не отражает, а излучает). Малый вес камеры дает возможность комфортно расположить камеру в стандартной маскировочной обшивке, не заботясь о креплении. Но следует учесть, что этот фокус не сработает с ЖК-мониторами, разве что со старыми дешевыми моделями с чрезмерной подсветкой.

Как это работает?

Пришла пора влить обязательную ложку дегтя. Начнем с дизайна. Легкое недоумение вызывает вес устройства. Все мы привыкли, что чем железка легче — тем лучше, но TrackIR3 Pro весит намного меньше собственного USB-шнура! При попытке установить его на ЭЛТ-монитор постоянно приходится чем-то зажимать шнур, иначе устройство сползает. Резиновые подложки на лапках плохо цепляются к обычному пластику. С ЖК-моделями ситуация еще хуже, так как лапки расположены практически в одной плоскости и для «висения» не приспособлены (в TrackIR4 этот казус исправлен). Можно, конечно, подклеить скотчем, но тогда дизайнерские изыски разработчиков сразу уступят место грубой воле пользователя.

Злую шутку сыграл и выбор прозрачного корпуса. Плата, закрепленная между двумя прозрачными половинками корпуса, несет две микросхемы: Cypress CY7C64613 и Xilinx XC9572XL. Первая используется во множестве устройств и считается проверенной рабочей лошадкой (она управляет USB-портом), а вот второй чип является программируемой логической схемой — процессором с весьма неплохими характеристиками. Однако наряду с внутренней частотой в 208 МГц, переменным питанием (от 2,5 до 5 В) и 0,35 микрон CMOS FastFlash это чудо инженерной мысли отличается копеечной ценой в $2 и высоким тепловыделением. В пассивном режиме поверхность корпуса разогревается до 35-40 градусов, а во время активной работы — до 60! Такая проблема не возникла бы, будь у микросхемы температурный режим в пределах 0-70 градусов.

Обычно подобные чипы одевают в тонкий металлический кожух, однако в TrackIR3 его нет, что потенциально может привести к перегреву устройства в особо жаркие дни.

* * *

TrackIR3 Pro — простое и гениальное решение, но есть и у него и еще один существенный изъян — завышенная цена. Так или иначе, для любителей космических и авиационных симуляторов это устройство станет хорошим дополнением к джойстику.

Благодарим компанию Multimedia Club (www.mpcclub.ru) за предоставленный образец NaturalPoint TrackIR3 Pro.