Перспективы виртуальной инверсии


      Реализация компонентов инверсии поля зрения становится хорошо понятной, когда встает задача создать аналоговое устройство на цифровой платформе, например, с помощью маски виртуальной реальности и двух выносных камер.  

Оптика, механика и другие параметры

Инвертоскоп аналоговый призматический

(широкоугольный)

Инвертоскоп на базе шлема с самым мощным смартфоном и двух видеокамер, которые в продаже

Инвертскоп на базе лучшего на 10.06.2017 шлема виртуальной реальности и двух видеокамер, которые в продаже + мощный компьютер

 

Экономические соображения, цена

 

Широкоугольный инвертоскоп

155$

1400$

2500$

Обычный инвертоскоп

100$

800$

2500$

Использование инверсии поля зрения в группе

Оправдано

Оправдано после снижения стоимости и повышения надежности

Не оправдано в ближайшей перспективе

 

Параметры реалистичности изображения

 

Путь информации о динамической реальности до сетчаток глаз

1) Призмы

2) Оптика глаз

1) Линзы камер

2) Сенсоры видеокамер

3) Контроллер сенсоров

4) Процессор смартфона

5) Контроллер дисплея

6) Дисплей смартфона

7) Линзы шлема

8) оптика глаз

 

1) Линзы камер

2) Сенсоры видеокамер

3) Контроллер сенсоров

4) Процессор компьютера

5) Контроллер дисплея

6) Дисплей шлема

7) Линзы шлема

8) оптика глаз

Разрешение изображения

Не корректно оценивать,

130 млн рецепторов глаза

2960x1440

пикселей на оба глаза

2160x1200

пикселей на оба глаза

Возможность эксплуатации при плохом освещении

В полном диапазоне адаптации зрения человека

Явный шум, изображение неудовлетворительное или зависит от сенсоров видеокамер и качества дисплея

Явный шум, изображение неудовлетворительное или зависит от сенсоров видеокамер и качества дисплея

Поле зрения бинокулярное¹

Широкоугольный инвертоскоп нашей разработки:

Горизонтальное - 147°

Вертикальное -  68°

Самый лучший шлем для смартфона:

 

Горизонтальное - 95°

Вертикальное -  85°

Самый лучший шлем в продаже:

 

Горизонтальное - 110°

Вертикальное -  90°

Аккомодация глаз² (сильно влияет на реалистичность восприятия глубины)

Полная физиологическая аккомодация

Ограничена мнимым изображением с экрана на расстоянии до 2,5 метров

Ограничена мнимым изображением с экрана на расстоянии до 2,5 метров

Дополнительные оптические искажения

Только оптика глаз, призмы не добавляют ничего, кроме инверсии поля зрения

1) Линзовая оптика шлема

2) Смазывание изображения из-за ограничения скорости обновления картинки

3) Мерцание

4) Сетчатость

1) Линзовая оптика шлема

2) Смазывание изображения из-за ограничения скорости обновления картинки

3) Мерцание

4) Сетчатость

Конвергенция

Обеспечивается мышцами глаз

Необходимо синхронизировать движения глаз с движением камер

Необходимо синхронизировать движения глаз с движением камер

Задержка в смене кадра

Не наблюдается по сути

Зависит от электронных компонентов и может ощущаться

Зависит от электронных компонентов и может ощущаться

 

Эргономические параметры

 

Вес совместно

2-мя видео камерами

290г

590 г

Для длительного ношения нужен противовес.

560 г

Для длительного ношения нужен противовес. Ноутбук при полевом использовании

Габариты

170х90х85мм

Не менее 350х200х120мм

Габариты всей системы с компьютером или ноутбуком

Портативность (ограничение перемещений человека при ношении устройства)

   Не ограничена

Ограничено ёмкостью аккумулятора смартфона. Без противовеса не более 10 минут комфортного ношения.

 

Ограничено проводом компьютера, дальностью передачи сигнала или ёмкостью аккумулятора ноутбука.

Защита от воды

Не требуется

Требуется герметизация электронных компонентов

Требуется герметизация электронных компонентов

Надёжность

Высокая, нет механических и электронных компонентов

Расчётная, механические и электронные компоненты в наличии

Расчётная, механические и электронные компоненты в наличии Частная замена провода в проводном исполнении.


¹ Обычное бинокулярное поле зрения человека равно 200° по горизонтали и 135° по вертикали. Надо отметить, что расширение поля зрения инвертоскопа до 147° по горизонтали наряду с более глубоким погружением в среду инверсии может усиливать и ускорять возможные симптомы болезни движения за счёт охвата «карусельным эффектом» дальней периферии поля зрения. Периферийное поле зрения человека отвечает за быструю ориентацию в пространстве и сохранение постуральной устойчивости.

² Аккомодация глаза позволяет усилить восприятие глубины пространства, особенно за счёт близко расположенных объектов за счёт восприятия фоновых объектов размытыми. Аккомодация обеспечивается работой мышц самого глаза по изменению его формы в качестве линзы (глаз вытягивается при рассмотрении близко расположенных объектов) и работой мышц хрусталика, изменяющих его кривизну для точной фокусировки изображения на центральной части сетчатки. В настоящее время аккомодация глаза практически не обеспечивается в устройствах виртуальной реальности.

³ Для реализации тренировочного эффекта инверсией поля зрения скорость обновления картинки должна выбираться с учётом двойной скорости смещения поля зрения при единичной скорости наклона или поворота головы. В аналоговом инвертоскопе это реализуется за счёт хода лучей света в призмах.  Возможно, целесообразно рассмотреть вариант использования призм или зеркал дополнительно к оптике видеокамер при переносе инверсии поля зрения на ВР платформу.

⁴ При рассматривании в шлеме виртуальной реальности близких объектов с помощью внешних видеокамер, необходимо обеспечить конвергенцию оптических осей видеокамер при переводе взгляда от бесконечности.

 

Таким образом, планируя перенести инверсию, реверсию или другую трансформацию поля зрения на цифровую платформу, мы столкнулись с рядом трудностей. Многие из трудностей решаются и это уже вопрос расчёта трудоёмкости, и компонентов, что прямо влияет на цену. Нам пока не известно, как реализовать в цифровом виде некоторые аспекты нормальной физиологической оптики. Использование аналоговых инвертскопов для групповых мероприятий для нас сейчас предпочтительней по очевидным причинам.

Поэтому в настоящее время мы всё ещё используем аналоговые устройства для погружения людей в самую реальную виртуальность из самой глубокой виртуальной реальности.