هدست واقعیت مجازی چیست؟

هدست واقعیت مجازی چیست؟

هدست واقعیت مجازی که به آن عینک واقعیت مجازی هم می‌گویند، می‌تواند وسیله‌ای کاملاً مستقل و بدون نیاز به ابزارهای دیگر باشد؛ مثلاً هدست‌های Oculus Rift و HTC Vive. برخی از هدست‌ها که گران‌ترین نوع هدست واقعیت مجازی هستند، از طریق اتصال به کامپیوترهایی قوی، برای اجرای انیمیشن‌های دنیای مجازی استفاده می‌شوند. انواع ارزان‌تر هدست‌های واقعیت مجازی با قراردادن گوشی به عنوان صفحه نمایش داخل هدست کار می‌کنند.

[relatedpost post=”287424″]

هدست‌های واقعیت مجازی شامل مجموعه‌ای از امکانات مثل شتاب‌سنج، ژیروسکوپ، مغناطیس‌سنج و حسگر مجاورت برای تشخیص حرکت کاربر هستند. نوع و کیفیت این ابزارها به نوع هدست و هزینه‌ای که برای خرید آن می‌کنید دارد.

هدست‌های VR از یک صفحه‌نمایش تشکیل می‌شوند. در برخی هدست‌ها این صفحهٔ نمایش شامل دو پنل مجزا، هرکدام برای یک چشم است. دو لنز بین این پنل‌ها و چشم قرار می‌گیرد و طوری طراحی شده‌اند تا تصویر دنیای واقعی اطراف را نبینید.

تمام هدست‌ها حرکات کاربر را ردیابی می‌کنند تا تصاویری که می‌بینید با حرکات بدن و حالت قرارگرفتن بدن، هماهنگ شوند. برخی هدست‌ها می‌توانند حرکات پیچیده‌تر و بیشتری را ردیابی کنند.

در بیشتر هدست‌ها، روش‌های متعددی برای کنترل یا انتخاب چیزها در محیط شبیه‌سازی شده وجود دارد. گاهی اوقات یک کنترلر (controller) در هر دست کاربر قرار می‌گیرد تا جنبه‌های مختلف این تجربهٔ مجازی را کنترل کند. در برخی موارد، کنترل‌کننده‌ها تصویری مجازی از دست‌های شما برای دست‌کاری محیط و اشیاء درون آن، مشابه با دنیای واقعی ارائه می‌کنند.

اصطلاحات رایج هدست‌های واقعیت مجازی که باید بدانید

حالا که یک دید کلی در مورد هدست واقعیت مجازی پیدا کردید، بد نیست اصطلاحات رایج مربوط به هدست‌های واقعیت مجازی را بدانید.

میدان دید یا FOV (Field of View)

FOV مخفف عبارت Field of View و به معنای میدان دید است. در چشم‌ها بدون عینک واقعیت مجازی، میدان دید در واقع تمام آن چیزی است که در هر لحظه می‌توانید در مقابل خود مشاهده کنید.

در هدست واقعیت مجازی، میدان دید به معنای هر آن چیزی است که در دنیای مجازی رو به‌ روی خود می‌توانید با استفاده از هدست ببینید. در حال حاضر میدان دید هدست‌های واقعیت مجازی کوچک‌تر از آن چیزی است که چشم انسان قابلیت دیدن آن را دارد. یعنی محیط VR، میدان دید چشم را پر نمی‌کند و با آن تطابق ندارد.

به همین دلیل است که موقع استفاده از هدست واقعیت مجازی یک حاشیهٔ سیاه‌رنگ دور لنزها می‌بینید. این همان فضای اطراف لنزهای داخل هدست است. بااین‌حال، اگر میدان دید هدست به‌اندازه کافی گسترده باشد، حاشیه می‌تواند طوری به نظر برسد که انگار از طریق یک عینک به دنیای مجازی نگاه می‌کنید.

درجه آزادی (DoF)

اصطلاح DoF مخفف عبارت Degrees of freedom به معنای درجه آزادی است. از این اصطلاح برای حرکت‌ها و ردیابی آنها در هدست‌های واقعیت مجازی استفاده می‌کنند. هرچقدر درجهٔ آزادی بیشتر باشد، بخش بیشتری از حرکت‌های فیزیکی شما توسط هدست ردیابی و در دنیای شبیه‌سازی‌شده ترسیم می‌شود.

هدست‌هایی که فقط ۳ درجه آزادی دارند (3DoF )، فقط حرکات سر را ردیابی می‌کنند ولی موقعیت سر در فضا یعنی مختصات x، y، z را ثبت نمی‌کنند. هدست‌های ۶ درجه آزادی (6DoF )، هم حرکات سر و هم مختصات آن در یک محیط فیزیکی را ثبت و ردیابی می‌کنند.

تصویر متحرکی که در ادامه می‌بینید، نمایشی از تفاوت این دو نوع هدست است:

اکثر هدست‌های واقعیت مجازی این روزها ردیابی کامل 6DoF را ارائه می‌دهند. بسیاری از هدست‌های قدیمی گوشی و هدست‌های مستقل که تولید بسیاری از آنها متوقف شده یا به‌تدریج کنار گذاشته شده‌اند، از 3DoF استفاده می‌کنند، مانند Google Cardboard، Google Daydream، Gear VR، و Oculus Go.

انواع ردیابی در هدست‌های واقعیت مجازی

هر هدست VR به روشی برای ردیابی حرکت کاربر نیاز دارد. رایج‌ترین شکل ردیابی در حال حاضر، ردیابی  Inside Out  نام دارد. این سیستم معمولاً به دوربین‌های تعبیه شده در هدست برای ردیابی حرکت از داخل هدست به سمت بیرون متکی است.

الگوریتم‌های موقعیت‌یابی و نقشه‌برداری هم‌زمان پیشرفته (SLAM)  ویژگی‌های محیط فیزیکی اطراف کاربر را بررسی می‌کند. Oculus Quest، Oculus Rift S، HTC Vive Cosmos و تمام هدست‌های واقعیت ترکیبی ویندوز (مانند Samsung Odyssey، Lenovo Explorer، Acer HMD و…) همگی نمونه‌هایی از هدست‌هایی هستند که از ردیابی inside out  استفاده می‌کنند.

ردیابی Outside In  هم وجود دارد. این نوع ردیابی می‌تواند اشکال مختلفی داشته باشد، اما شامل سخت‌افزاری خارج از فضای ردیابی شده است و در خود هدست تعبیه نشده است. برای مدل‌های ابتدایی HTC Vive و Valve Index، گاهی اوقات به این سخت‌افزار «فانوس دریایی» یا لایت‌هاوس می‌گویند که جعبه‌های سیاه کوچکی هستند که در گوشه‌های اتاق نصب می‌شوند. سیستم‌های قدیمی‌تر، مانند Rift اصلی که در سال ۲۰۱۶ منتشر شد، از دوربین‌های موجود در اتاق برای ردیابی استفاده می‌کردند.

هر نوع ردیابی، مزایا و معایبی دارد. ردیابی داخل به بیرون (Inside out) می‌تواند بدون نصب سخت‌افزار و به‌راحتی عمل کند. بااین‌حال، ردیابی Outside in ، گاهی اوقات می‌تواند برای مواقعی که ممکن است هدست قادر به دیدن حرکات گاه‌به‌گاه بدن نباشد، قابل‌استفاده باشد.

کنترلرها (Controller)

چندین روش برای تعامل کاربر با محتوای شبیه‌سازی شده وجود دارد. هدست‌هایی مانند Oculus Quest 2، HP Reverb G2 و HTC Vive Cosmos همگی دارای دو کنترلر هستند، یکی برای هر دست که با سیستم ردیابی داخل به بیرون و ۶ درجه آزادی ردیابی می‌شوند.

هدست PlayStation VR چندین سیستم ورودی دارد. بهترین گزینه استفاده از یک جفت کنترلر PlayStation Move است. برخی از محتواهای PSVR به کنترلرهای Move نیاز دارند. برای بازی‌هایی که به کنترلرهای Move نیاز ندارند، می‌توانید از کنترلر استاندارد PS4 DualShock که همراه کنسول ارائه می‌شود استفاده کنید.

برخی کنترلرها دور بند انگشت و کف دست بسته می‌شوند. این کنترل‌کننده‌ها هر حرکت انگشت را تشخیص می‌دهند و می‌توانند مقدار فشار وارد شده توسط کاربر را تشخیص دهند. دستهٔ دیگری از هدست‌ها، کنترلرهای بدون نیاز به لمس دارند و از دوربین‌های داخلی برای تعیین حرکت دست استفاده می‌کنند.

IPD

IPD یک اصطلاح نسبتاً رایج و مخفف عبارت interpupillary distance یا فاصله بین مردمکی است. این مقیاس، فاصله بین مرکز دو مردمک چشم است.

بسته به طراحی اپتیکال یک هدست، IPD‌های مختلف بین افراد می‌تواند بر احساسی که کاربر در هنگام استفاده از هدست دارد، تأثیر بگذارد. اگر لنزها و نمایشگرها به خوبی در مقابل مردمک چشم قرار نگیرند، ممکن است تصاویر، تار به نظر برسند. در موارد بدتر، این شرایط ممکن است احتمال ابتلا به سردرد یا حالت تهوع را افزایش دهد.

برخی هدست‌ها امکان تنظیم فیزیکی IPD را به کاربر می‌دهند. این کار، لنزها و پنل‌های نمایشگر را حرکت می‌دهد تا مستقیم در مقابل مردمک‌ها قرار بگیرد. سایر هدست‌ها امکان تنظیم فیزیکی این قابلیت را به کاربر نمی‌دهند اما ممکن است امکان تنظیم آنها به‌صورت نرم‌افزاری وجود داشته باشد.

انواع هدست‌های واقعیت مجازی

چند نوع مختلف از تجهیزات واقعیت مجازی در دسترس است. این مدل‌ها را می‌توان در سه دستهٔ VR خوداتکا، PC VR و کنسول VR دسته‌بندی کرد.

هدست‌های خوداتکا (Standalone VR)

هدست‌های خوداتکا هدست‌هایی هستند که به‌تنهایی و بدون نیاز به تجهیزات یا فناوری دیگر، کار می‌کنند. با این هدست‌ها، کل تجربهٔ واقعیت مجازی شما در همان سخت‌افزاری است که روی سر قرار می‌گیرد و نیازی به اتصال به تجهیزات خارجی دیگر نیست.

بهترین مثال در این زمینه هدست Oculus Quest 2 است؛ همه‌ی آن چیزی که برای تجربه واقعیت مجازی نیاز دارید با خود دستگاه ارائه می‌شود. البته برخی از بازی‌ها برای تعامل با کاربر، نیاز به کنترل‌کننده‌های Oculus Touch دارند.

هدست‌های VR مخصوص PC

هدست PC VR هدستی است که نیاز به اتصال مداوم به یک رایانه شخصی یا PC دارد. کامپیوتر مورد نظر باید مشخصات خاص و قدرت بالایی داشته باشد که الزامات VR را برآورده کند. چند نمونه از هدست‌های واقعیت مجازی مخصوص کامپیوتر عبارت‌اند از هدست‌های Oculus Rift S، Valve Index، HTC Vive، Pimax، و هدست‌های Windows Mixed Reality مانند HP Reverb G2 و Samsung Odysseys.

مزیت هدست PC VR این است که می‌تواند گرافیک فوق‌العاده‌ای ارائه دهد؛ بسیار بالاتر از VR خوداتکا. بااین‌حال، اتصال مداوم به رایانه باعث می‌شود که دائماً مجبور باشید از PC استفاده کنید و به آن متصل باشید. البته هدست‌های بی‌سیم هم در دسترس هستند ولی معمولاً به سخت‌افزار بیشتری برای اتصال به رایانه شخصی و یک باتری که در جایی روی بدن شما قرار می‌گیرد، نیاز دارند. این شرایط ممکن است در مقایسه با یک هدست خوداتکای بی‌سیم، آزادی عمل کمتری بدهد.

هدست VR کنسول

در حال حاضر تنها دو هدست کنسول وجود دارد؛ PlayStation VR و Nintendo Labo VR برای Nintendo Switch.

PlayStation VR یک سیستم واقعیت مجازی افزودنی برای PlayStation 4 یا PlayStation 5 است. هدست PSVR یک ابزار اضافی است که می‌توانید جداگانه بخرید و به PlayStation 4 متصل می‌شود و مانند هدست‌های PC VR، برای کار کردن باید به کنسول متصل باشد.

Nintendo Labo VR برای Nintendo Switch یک هدست مقوایی قابل ساخت است که امکان می‌دهد بازی‌های خاصی را در حالت VR انجام دهید. این هدست بند ندارد و باید آن را روی صورت خود نگه دارید. بسیاری از تجربیات واقعیت مجازی با Labo VR، بسیار ضعیف هستند و به نظر می‌رسد که ارزش وقت‌گذاشتن ندارند.

هدست‌های مخصوص گوشی هوشمند

این دسته از هدست‌ها ارزان‌ترین نوع هدست‌های واقعیت مجازی هستند و برای استفاده همراه با گوشی هوشمند طراحی شده‌اند.

چند مدل هدست واقعیت مجازی

در ادامه چند مدل هدست واقعیت مجازی برای استفاده با کنسول، پی‌سی و گوشی هوشمند را معرفی می‌کنیم.

هدست Valve Index – هدست PC VR

این هدست دارای تنظیمات متعدد برای بهبود میدان دید است. کنترلرهای آن دور دست پیچیده می‌شوند. این هدست از سنسورهای لایت‌هاوس برای ردیابی outside-in استفاده می‌کند.

• مزایا: تنظیمات متعدد و انعطاف‌پذیری مناسب، کنترل‌کننده‌های Index که تعاملات دست و محیط را افزایش می‌دهند.
• معایب: قیمت بالا و سنسورهای لایت‌هاوس که قابلیت حمل‌ونقل راحت آن را کاهش می‌دهد.

هدست Oculus Quest 2 – هدست خوداتکا + هدست PC VR

این هدست یکی از فراگیرترین و همه‌کاره‌ترین هدست‌های موجود در بازار است. برای استفاده از این هدست باید در یک اکانت فیسبوک لاگین کنید. می‌توانید به‌راحتی آن را همه‌جا ببرید و آن را در اختیار دیگران بگذارید تا بدون هیچ دردسری از آن استفاده کنند. می‌توانید با کمک Oculus Link با کابل USB C هدست را به کامپیوتر خود متصل کنید.

چون این هدست از نوع هدست خوداتکا است، تمام تجهیزات موردنیاز برای ردیابی داخل خود هدست قرار دارد. به همین دلیل نسبتاً سنگین است و برای استفادهٔ طولانی‌مدت، چندان ایده‌آل نیست.

• مزایا: هدست و کنترلر کاملاً خوداتکا با ۶ درجه آزادی (6DoF) بدون نیاز به تجهیزات دیگر، قابل‌حمل، قابلیت تبدیل بین هدست خوداتکا و هدست کامپیوتری
• معایب: سنگین بودن، ردیابی به شیوهٔ inside out که دقت کمتری نسبت به ردیابی outside in دارد، نیاز به لاگین کردن در اکانت فیس‌بوک

هدست Oculus Rift S – هدست کامپیوتری

این هدست ساخت شرکت لنوو، دارای تنظیمات فیزیکی IPD نیست.

• مزایا: راحت‌تر از هدست Quest، یکی از هدست‌های فقط مخصوص پی‌سی با قیمت مناسب، ردیابی inside out با انعطاف‌پذیری بیشتر
• معایب: نداشتن تنظیمات فیزیکی برای IPD، نیاز به لاگین در اکانت فیس‌بوک

عینک واقعیت مجازی Cellularline ZionVR – مخصوص گوشی هوشمند

این هدست واقعیت مجازی از جمله هدست‌هایی است که باید آن را همراه با گوشی هوشمند استفاده کنید. برای استفاده از آن ابتدا باید اپلیکیشن مخصوص هدست را در گوشی خود نصب کنید. این هدست بندهای پهن برای تنظیم هدست روی سر دارد. وزن این هدست ۴۳۹ گرم است. لنزهای باکیفیت آن قابل تنظیم شدن برای وضوح بیشتر هستند. این هدست با هر دو سیستم عامل اندروید و iOS کار می‌کند. زاویهٔ دید این هدست ۱۰۰ درجه است.

• مزایا: قیمت مناسب، استفاده با گوشی هوشمند، سازگار با سیستم‌عامل‌های مختلف
• معایب: زاویهٔ دید کم

هدست واقعیت مجازی وی آر باکس مدل VR Box 2 – مخصوص گوشی هوشمند

این هدست یکی دیگر از هدست‌های محبوب واقعیت مجازی مخصوص گوشی هوشمند است. وزن آن ۴۰۷ گرم و زاویه دید آن ۱۱۵ درجه است. این مدل قابلیت تنظیم لنز دارد و دارای کش‌های پهن برای قرارگرفتن در جای مناسب روی سر است. برای استفاده از این هدست به‌منظور تماشای ویدئو و انجام بازی‌ها به شکل فراگیر و ۳۶۰ درجه، گوشی هوشمند شما باید سنسور ژیروسکوپ داشته باشد.

• مزایا: دارای ریموت کنترل بلوتوث، قیمت مناسب
• معایب: کیفیت معمولی