Конструирование шлема виртуальной реальности.

Программирование, Хакинг, Безопасность, Софт, Железо, а также всё связанное с компьютерами
Аватара пользователя
BDK
Сообщения: 6835
Зарегистрирован: 17 май 2015, 23:27
Откуда: Беларусь
Благодарил (а): 196 раз
Поблагодарили: 1018 раз

Конструирование шлема виртуальной реальности.

Сообщение BDK »

В последнее время пошла волна моды на шлемы виртуальной реальности.
https://www.google.by/?gws_rd=cr,ssl&ei ... s+rift+dk2
https://www.google.by/?gws_rd=cr,ssl&ei ... oAQ#q=OSVR

Пока правда цены нельзя назвать совсем уж доступными. Например такой шлем как Oculus Rift заявляется по цене в 300 у.е. и появится в продаже лишь с начала следующего года. Его неплохой конкурент - OSVR заявляется по цене 200 у.е. и вроде должен появиться в продаже с июля месяца этого года.

Однако лично для меня - и 300 и 200 у.е. - это многовато для игрушки (жена не одобрит :) ) Поэтому задумал я изготовить собственный вариант шлема ВР по существенно меньшей цене и по характеристикам сравнимым и местами превосходящим вышеописанные шлемы.

Суть и концепция шлема ВР крайне проста - это обычный ЖК-монитор, изображение на котором располовинено - половина экрана проецируется в правый глаз, половина в левый. Так же совместно с этим монитором используется система отслеживания положения головы, чтобы когда человек вращает головой комп соответствующим образом изменял картинку на мониторе, создавая полное впечатление обзора окружающего виртуального пространства. Система отслеживания так же очень проста и как правило представляет из себя веб-камеру отслеживающую изображение определенных точек на шлеме (обычно это инфракрасные светодиоды) и определенное ПО которое переводит картинку с веб-камеры в координаты, которые затем и используются в игре для позиционирования виртуальной камеры. Своего рода оптическая мышка на базе веб-камеры.

И то и другое достаточно просто реализовать в кустарных домашних условия.
=====

На данный момент я начал с более сложной части - изготовление собственно шлема. А системой отслеживания головы займусь после - когда будет готов шлем. Я предполагаю пассивную систему отслеживания - т.е. даже без светодиодов на шлеме - вместо них я предполагаю на белой поверхности шлема разместить цветные метки - например кусочки цветной изоленты - именно их и будет распознавать камера. Таким образом не понадобится организовывать питание светодиодов и вообще в целом система упрощается. Единственно нужно будет поработать над ПО распознающем метки - но это я знаю как делать и особых проблем в этом не вижу.

Итак собственно сам шлем. Для его изготовления я уже закупил из Китая ЖК-матрицу В101UAN02.1 и контроллер ЖК-матрицы (еще его называют - "скалер") La. MV29.P. По ценам 54 и 11 у.е. соответственно. В сумме - 65 у.е.

Эта ЖК-матрица имеет следующие характеристики:
http://www.panelook.com/B101UAN02.1_AUO ... 16765.html

Диагональ 10.1 дюймов, разрешение 1920x1200, IPS-матрица
О том как получить из этих комплектующих полноценный ЖК-монитор c подключением по HDMI можно посмотреть тут:
Последний раз редактировалось BDK 20 июн 2015, 13:16, всего редактировалось 3 раза.
Аватара пользователя
BDK
Сообщения: 6835
Зарегистрирован: 17 май 2015, 23:27
Откуда: Беларусь
Благодарил (а): 196 раз
Поблагодарили: 1018 раз

Re: Конструирование шлема виртуальной реальности.

Сообщение BDK »

Итак - матрица имеет разрешение 1920x1200. Я предполагаю разделить картинку по полам, но матрицу разместить в портретной ориентации - т.е. половина картинки предназначенная для левого глаза будет расположена сверху, а для правого - снизу. Соответственно нужна система зеркал чтобы направить картинки в глаза. И это первое существенное отличие от шлемов типа Oculus или OSVR. Дело в том что в тех шлемах используется ЖК-матрица небольшого размера обычно 5.5 - 6 дюймов. В результате чего можно расположить ее в альбомной ориентации и разделить картинку пополам так чтобы левая оказалась прямо перед левым глазом а правая прямо перед правым - без необходимости в каких либо зеркалах. Однако в такой концепции есть и существенный недостаток. Если рассмотреть тот же Oculus то мы видим что там используется матрица 6 дюймов с разрешением 1920x1080. Когда мы разделяем картинку пополам то соответственно получаем картинки размером 960x1080 на каждый глаз, причем - И ЭТО ВАЖНО - 1080 по вертикали, а 960 по горизонтали. Так вот - такие параметры крайне не оптимальны. Дело в том что глаз видит в ширину больше чем в высоту, поэтому бОльшая часть картинки по вертикали просто выходит за поле зрения, не видна, не используется. Т.е. вместо 1080 пикселов по вертикали фактически в Oculus используется лишь 60-70% т.е. порядка 650-750 пикселов. Т.е. фактически получаем примерно 960x700 на каждый глаз.

В моем же шлеме я использую матрицу 1920x1200 и притом в портретной ориентации, поэтому при разделении картинки пополам и направления половин в глаза при помощи зеркал я использую всю площадь матрицы без потерь и получаю 1200x960 на каждый глаз - что круче чем в Oculus Rift.

Продолжение следует.
Аватара пользователя
BDK
Сообщения: 6835
Зарегистрирован: 17 май 2015, 23:27
Откуда: Беларусь
Благодарил (а): 196 раз
Поблагодарили: 1018 раз

Re: Конструирование шлема виртуальной реальности.

Сообщение BDK »

Эх, лоханулся я с этим контроллером La. MV29.P - он поддерживает разрешение максимум 1920x1080 а у меня то карточка на 1920x1200. Ай-яй-яй! Ну не сильно жалко - этот контроллер пригодится для другого (сделаю жене телевизор на кухню из старого ЖК-монитора).

А для моей карточки нужно будет купить другой контроллер, специально под эту карточку. Он правда идет уже существенно дороже - 37 у.е.
http://ru.aliexpress.com/item/HDMI-VGA- ... 27148.html

Что конечно немного огорчает поскольку удорожает мой шлем аж на 26 у.е. Ну тут уж ничего не поделаешь.
Аватара пользователя
BDK
Сообщения: 6835
Зарегистрирован: 17 май 2015, 23:27
Откуда: Беларусь
Благодарил (а): 196 раз
Поблагодарили: 1018 раз

Re: Конструирование шлема виртуальной реальности.

Сообщение BDK »

Нашел на 3 у.е. дешевле
http://ru.aliexpress.com/item/M-NT68676 ... 92342.html
Аватара пользователя
Андрей Карпишин
Архитектор
Сообщения: 9194
Зарегистрирован: 06 май 2015, 14:10
Откуда: Чехов, МО
Благодарил (а): 1214 раз
Поблагодарили: 556 раз

Re: Конструирование шлема виртуальной реальности.

Сообщение Андрей Карпишин »

Создатели игры Brothers: A Tale of Two Sons работают над шлемом виртуальной реальности StarVR с 210-градусным обзором

http://www.ixbt.com/news/2015/06/15/bro ... r-210.html
Аватара пользователя
BDK
Сообщения: 6835
Зарегистрирован: 17 май 2015, 23:27
Откуда: Беларусь
Благодарил (а): 196 раз
Поблагодарили: 1018 раз

Re: Конструирование шлема виртуальной реальности.

Сообщение BDK »

с 210-градусным обзором
Круто. Ну я пока на такой угол обзора не замахиваюсь. Мне бы получить 90 градусов как в OSVR. Хотя угол зависит от системы линз в окуляре. В принципе может и больше получиться. Но не сильно больше 90. Радикально больше можно получить только специальными линзами криволинейной формы. Обычными круглыми не получится.
Аватара пользователя
Андрей Карпишин
Архитектор
Сообщения: 9194
Зарегистрирован: 06 май 2015, 14:10
Откуда: Чехов, МО
Благодарил (а): 1214 раз
Поблагодарили: 556 раз

Re: Конструирование шлема виртуальной реальности.

Сообщение Андрей Карпишин »

Интересен вот этот коммент:
Правильное направление. Очки с узкими углами заставляют тебя мотать головой туда-сюда, как делают люди, у которых толстые линзы обычных очков. Это никак не способствует "погружению".
Однако растягивание поля зрения потребует дисплея с ещё большим количеством пикселей для сохранения той-же их плотности. А отсюда вытекает ещё более высокие требования к процессору, либо отслеживание направления взгляда и адаптивное качество отрисовки.
Аватара пользователя
BDK
Сообщения: 6835
Зарегистрирован: 17 май 2015, 23:27
Откуда: Беларусь
Благодарил (а): 196 раз
Поблагодарили: 1018 раз

Re: Конструирование шлема виртуальной реальности.

Сообщение BDK »

90-100 градусов для эффекта погружения вполне достаточно. Я имел возможность испытать это на Oculus Rift 2. Так что мне подобного угла хватит. Ну а больше - конечно лучше но пока я не ставлю целью больше. И да - для большего угла нужно уже и комп нагружать сильней. В общем это излишество которое может оказаться не сильно оправданным. По крайней мере пока. Вот когда все составляющие еще прилично подешевеют тогда и можно будет подумать о бОльших углах. Пока же я думаю это будет стоить слишком дорого, а к эффекту погружения это добавит не так уж много.

Ведь 210 градусов - это уже заходит дальше чем боковое зрение. Нафига так много? Тем более что у бокового зрения человека очень низкое разрешение. может быть хватило бы светодиодной боковой подсветки? :)
Аватара пользователя
BDK
Сообщения: 6835
Зарегистрирован: 17 май 2015, 23:27
Откуда: Беларусь
Благодарил (а): 196 раз
Поблагодарили: 1018 раз

Re: Конструирование шлема виртуальной реальности.

Сообщение BDK »

Проект пока откладывается в силу того что я много покупал в этом месяце (апгрейд домашнего компа) и нужно опять поднакопить денег чтобы покупать еще. Поэтому контроллер заказать смогу скорей всего не раньше чем через месяц а придет он скорей всего еще через три недели. В общем в августе будет продолжение. А пока дорисую проект в 3D чтобы уже получить готовую модель для распечатки на 3D принтере. И выложу модель здесь. Ну это тоже без особой спешки - в ближайшие пару недель.
Аватара пользователя
BDK
Сообщения: 6835
Зарегистрирован: 17 май 2015, 23:27
Откуда: Беларусь
Благодарил (а): 196 раз
Поблагодарили: 1018 раз

Re: Конструирование шлема виртуальной реальности.

Сообщение BDK »

Заказал контроллер для своей ЖК-матрицы. Через недельку-две можно будет экспериментировать.