Уже много лет понятие «виртуальная реальность» обсуждается в средствах массовой информации, в этой области действительно появляются новые решения. Теперь у вас появилась возможность использовать новую платформу разработки, но готовы ли вы к этому?
Ниже приводятся советы, которым имеет смысл последовать, чтобы разрабатываемые решения виртуальной реальности не вызывали неприятия у пользователей. Также описываются проверенные решения наиболее передовых разработчиков в этой области.
Готовы к новым приключениям?
Эта статья касается лучших методик в области виртуальной реальности. В ней рассматриваются некоторые основные проблемы, с которыми сталкивались люди, и способы решения этих проблем.
Наш подход состоит из правил, поэтому начнем с первого, самого главного правила виртуальной реальности (ВР): во всяком правиле есть исключения. Поскольку постоянно появляется так много новых устройств ВР, практически невозможно найти человека, который действительно разбирается в том, что работает, а что — нет. Помните об этом и всегда пробуйте разные решения и подходы.
Другими словами, в этой области пока нет настоящих авторитетных экспертов, есть только исследователи. Поэтому попробуйте стать исследователем: выберите четко определенную методологию и попробуйте ее применить. Важно пробовать все возможные решения раз за разом и с наибольшим возможным количеством участников.
Помните, что, когда речь заходит о ВР, все воспринимают ее по-своему. Некоторым удается играть в игры ВР, активно бегая и перемещаясь по виртуальному миру без каких бы то ни было отрицательных эффектов, у других начинает кружиться голова только от одного взгляда на сцену из неверного поля зрения, причем головокружение остается на весь день.
Теперь, усвоив все это, перейдем к правилу номер два: никогда не применяйте резкое ускорение игрока. Большинство игр изначально не предназначались для ВР, поэтому в них используется ускорение, рассчитанное на отображение на мониторе. Если же применить это ускорение в системе ВР, игрок будет ощущать его неестественно, оно может вызвать головокружение и потерю ориентации.
Помните, что большую часть виртуального мира, попадающего в поле зрения камеры, игрок воспринимает через шлем виртуальной реальности. Если игрок не двигается, камера тоже не должна двигаться. Это также касается и дрожания камеры: такой эффект очень часто используется, чтобы воспроизвести ощущение получения удара или тревоги, но когда камера дрожит, игроку очень неприятно. По ощущениям это все равно что начать резко трясти головой, выпив несколько рюмок.
Рисунок 1. Ускорение игрока в реальном мире может вызвать у него вполне реальную тошноту
Помните, что, когда игрок использует шлем виртуальной реальности, он четче ощущает пространство, поэтому размер и скорость виртуальных объектов должна быть такой же, как в реальном мире. Например, в игре Half-Life* 2 обычная скорость ходьбы главного героя в виртуальном мире составляет около 17 км/ч [1], что существенно отличается от обычной скорости ходьбы, равной 4–5 км/ч [2]. Помните об этом при обработке команд движения для игрового персонажа.
Отметим, что вообще все движение в ВР ощущается достаточно неприятно. Предлагаются различные механизмы движения, например использование обычных контроллеров, игровых манипуляторов или клавиатур, или создание элемента движения (из-за чего демонстрационная версия игры Resident Evil* 7 получила негативные отклики [3]. В качестве других возможностей рассматривались другие способы перемещения в виртуальном мире, например телепортация или стремительный бег.
Если движение занимает менее 100 мс, игрок его не заметит, его не будет укачивать. Такой подход очень удобен, но все равно может приводить пользователя в замешательство, поскольку игрок будет перескакивать из одного места в другое. Существуют решения, показывающие игроку направление, в котором он движется, чтобы обеспечить привязку ориентации.
Еще один великолепный механизм перемещения — езда по рельсам, как в старых аркадных играх, таких как Virtual Cop* и House of the Dead*. Наличие точки привязки очень важно, чтобы избежать головокружения. Если отображается окантовка шлема или внутренняя часть кабины пилота, это прекрасно помогает справиться с тошнотой.
В это сложно поверить, но некоторые исследователи иногда используют виртуальный нос, чтобы повысить удобство пребывания игрока в среде ВР. Это действительно так. Не во всех играх ВР должен быть нос, но такое решение пользовательского интерфейса существенно помогает игрокам сосредоточить внимание на каком-либо неподвижном объекте.
Еще одно распространенное решение — применение непрерывного движения. Например, когда игрок нажимает на кнопку, он начинает движение вдоль только одной оси и продолжает двигаться вдоль только этой оси до тех пор, пока не поворачивает голову на достаточно значительный угол или пока не нажимает на кнопку еще раз.
Еще одна серьезная проблема, присущая многим приложениям виртуальной реальности — кадровая скорость. Этот параметр очень просто измеряется, поэтому даже магазины виртуальной реальности не издают игры, не способные поддерживать по крайней мере 90 кадров в секунду.
Я считаю, что при использовании современных экранов с малым временем отклика и такими технологиями, как асинхронные искажения времени [4] и асинхронное искривление пространства [5], можно создавать комфортные ощущения даже при скорости 45 кадров в секунду. Также следует помнить, что, если речь заходит о мобильных устройствах, таких как GearVR* или Daydream*, здесь целевая кадровая скорость на самом деле составляет 60 кадров в секунду (ее пока невозможно увеличить в силу аппаратного ограничения).
Рисунок 2. Пример асинхронного искривления пространства: создание нового кадра путем интерполяции двух существующих кадров
Тем не менее кадровая скорость — очень важный вопрос. Даже если консольная игра или другие игры выглядят достаточно неплохо при 30 кадрах в секунду, это не означает, что и в ВР такой скорости будет достаточно. При низкой кадровой скорости снижается и скорость взаимодействия между движениями головы и откликом игры, появляется размытость, вызывающая головокружение и тошноту.
Еще один важный фактор, изменяющийся при использовании шлема виртуальной реальности — размещение интерфейса. В современных играх интерфейсы отображают массу информации по всему экрану: карты, запас боеприпасов, противники, подсказки и многое другое. Это очень удобно, если играть на 50-дюймовом телевизоре, находящемся в полутора метрах от игрока, или даже на 21-дюймовом мониторе с помощью мыши и клавиатуры. Если же используется шлем, расположение всех элементов интерфейса следует тщательно продумывать.
Очень трудно сфокусировать зрение на любых объектах, находящихся слишком близко от глаз, поэтому, если нужно использовать двухмерные спрайты в качестве интерфейса, постарайтесь разместить их на расстоянии хотя бы двух метров от игрока. Можно попробовать и что-нибудь более привычное, например размещать интерфейсы на объектах виртуального мира, как это сделано в играх Tomb Raider* и The Division. За счет этого достигается более естественный подход к взаимодействию с интерфейсом и результат получается более приятным.
Рисунок 3. Не забывайте размещать виртуальные объекты на комфортном расстоянии от зрителя
Это касается не только интерфейсов, но и вообще всех объектов в виртуальном мире: старайтесь не размещать их слишком близко от игрока. Можно очень эффектно использовать наплыв камеры; поскольку в ВР используется стереоскопическое зрение, игрок обычно старается избегать объектов, приближающихся к нему. В то же время старайтесь, чтобы такое взаимодействие было быстрым. Если попытаться сфокусировать зрение на предмете, находящемся очень близко, то закружится голова.
Важно понимать, как наше тело реагирует на различные раздражители в реальной жизни. Например, обычное время реакции составляет около 250 мс для зрительной информации, 170 мс — для слуховой и 150 мс — для осязательной (например, вибрация контроллера). Если же вокруг темно, то реакция замедляется, и этим можно воспользоваться в решении виртуальной реальности.
Другими словами, в темном виртуальном мире игрок обычно чувствует себя комфортнее, чем в ярко освещенном, поскольку при недостатке освещения наша реакция и в реальном мире замедляется. Кроме того, очень быстрая звуковая обратная связь также повышает уровень комфорта. Правильное понимание всех особенностей использования звука может существенно повлиять на успех решения ВР.
Например, в игре Virtual Barbershop один лишь звук создает достаточно полную картину ВР. Поскольку применяется бинауральный звук, он способен передать, даже при использовании стереофонических наушников, несколько положений источника звука. Подобное звуковое сопровождение позволяет добиваться гораздо более глубокого эффекта погружения. К счастью, многие игровые движки поддерживают создание трехмерной звуковой среды.
Рисунок 4. Разница между бинауральным и стереофоническим звуком
Еще один полезный прием — не показывать туловище игрока. Вы, возможно, спросите: почему? Тому есть несколько причин. Во-первых, игрок перестал быть зрителем, теперь он действительно игрок! Теперь игрок намного полнее воплощается в игрового персонажа. Если девушка играет в игру, она вряд ли захочет отождествлять себя с мускулистым (и возможно, даже бородатым) мужиком.
Помимо этого, новые средства дают возможность играть в игру самыми разными способами и в самых разных положениях: можно использовать комнатную систему ВР, ручные средства управления или обычные игровые контроллеры. Сами игроки также существенно отличаются друг от друга. Можно ли выработать один универсальный профиль игрока, если они могут находиться в настолько разных положениях?
Рисунок 5. Помните, игрокам не нравится соблюдать правила. Они будут играть в вашу игру в том положении, которое нравится им, а не вам
Поскольку мы только что говорили о контроллерах, подумайте о том, чтобы использовать руки в качестве контроллеров. Существует несколько технологий, реализующих эту возможность, наиболее популярными среди них являются Leap Motion* [6] и контроллеры движения для всех крупнейших платформ ВР (контроллеры Oculus Touch* и HTC). Они отличаются весьма высокой точностью и позволяют очень удобно взаимодействовать с виртуальной средой.
Эти современные технологии произвели настоящую революцию в некоторых распространенных подходах к взаимодействию с виртуальным миром, но практически все пользователи ВР, впервые оказавшись в виртуально мире, немедленно попытались дотянуться руками до виртуальных предметов.
Это настолько естественно, что даже проще обучения сенсорному управлению на смартфонах. Если посмотреть видеоролики в Интернете, вы поймете, что даже люди старшего возраста (но не обезьяны) не испытывают практически никаких сложностей с использованием ВР и обычно пытаются взаимодействовать с виртуальными предметами при помощи рук.
У вас когда-нибудь возникало ощущение, что лицо какого-нибудь персонажа выглядит очень странно, как-то неправильно? Возможно, это обусловлено эффектом так называемой зловещей долины. Это понятие относится к тому, как мы воспринимаем человекоподобного робота: как робота или как человека. Оказывается, что машина, выглядящая почти, но не совсем как человек, вызывает стойкое отторжение и неприязнь [7].
Почему это важно для ВР? Это важно для всех игр, но, учитывая проблемы с производительностью в играх ВР (где требуется поддерживать кадровую скорость на уровне не менее 90 кадров в секунду), приходится отказываться от ряда графических деталей, поэтому для сохранения приемлемой производительности обычно вырезают анимацию или уменьшают количество полигонов в модели. Вследствие этого лица персонажей становятся недостаточно реалистичными, чтобы можно было их воспринимать как людей, и мы попадаем в ту самую «зловещую долину». Избегайте этого!
Рисунок 6. «Зловещая долина» — насколько страшным может быть подобие человеку
Вывод из всех перечисленных советов такой: ВР — это наука, а потому нужно использовать научный подход. Это означает, что нужно как можно больше экспериментировать, выдвигать новые предположения, создавать новые гипотезы и испытывать их в прототипах. Не забывайте записывать удачи и неудачи, старайтесь адаптировать решения и не привязывайтесь слишком сильно к экспериментам. Если что-то не удалось, просто отметьте, что эта идея была неудачной, и двигайтесь дальше.
Заключение
Мы делаем лишь первые шаги в новом мире, где все возможно, поэтому не ограничивайте свое творчество излишне строгими принципами, такими как «моя игра должна быть от первого лица» или «нельзя управлять движением персонажа с помощью аналогового джойстика». Пробуйте новые подходы, приходите к новым выводам. Если хотите быстро добиться результатов, используйте хорошо известные решения, но если хотите открыть новые возможности, то не бойтесь экспериментировать. Дополнительные сведения см. в справочных документах [9], [10], [11].
Справочные материалы
[1] Э. Д. Ван Дер Спек (E. D. Van Der Spek), Влияние «кибернетического головокружения» на аффективное восприятие виртуального мира, Organization, 2007.
[2] Н. Кэри (N. Carey), Определение скорости ходьбы пешеходов, № 503, 2005.
[3] Дж. Кондит (J. Conditt), Игра Resident Evil 7 в виртуальной реальности — шедевр, от которого тошнит, Engadget, 2016.
[4] М. Антонов (M. Antonov), Изучение асинхронных искажений времени, Oculus, 2015. [В Интернете]. [Получено: 23 марта 2017 г.]
[5] Д. Билер (D. Beeler), И. Хатчинс (E. Hutchins), П. Педриана (P. Pedriana), Асинхронное искривление пространства, Oculus, 2016. [Получено: 23 марта 2017 г.]
[6] Л. Моушен (L. Motion), Контроллер Leap motion, 2015.
[7] Р. Шварц (R. Schwarz), Десять пугающих примеров «зловещей долины».
[8] М. Мори (M. Mori), К. Ф. Мак-Дорман (K. F. MacDorman), Н. Кагеки (N. Kageki), «Зловещая долина», IEEE Robot. Autom. Mag., том 19, № 2, стр. 98–100, 2012.
[9] П. Луэни (P. O. Luanaigh) и Р. Фабиан (R. fabs Fabian), Что можно и что нельзя в виртуальной реальности и почему, nDreams.
[10] Д. Аллен (D. Allen), 10 «можно» и 10 «нельзя» — правила повышения комфорта в ВР
[11] M. Rose, Правила проектирования игр виртуальной реальности
Автор: saul
