VR как неторопливая инновация. Достоинства и недостатки решений виртуальной реальности

За последние несколько лет мы стали свидетелями выхода VR-технологий на рынок конечного потребителя, а также «хайпа,» который окружает их по сей день.  2015 год был назван годом VR, потом 2016-й, теперь 2017-й тоже «год VR», и нет сомнений в судьбе 2018-го. Год за годом индустрия ожидает, что VR-шлем появится у каждого обывателя и займет место рядом со смартфоном или персональным компьютером. Но этот момент все никак не наступит.

Почему же он так и не наступил? Я пройдусь по особенностям и недостаткам популярных аппаратных решений виртуальной реальности и расскажу о том, как эволюционируют VR-платформы на пути к идеальному VR-шлему.

Диффузия инноваций

Рынок VR продолжает развиваться, поощряемый миллиардными инвестициями, а ключевые игроки ищут все новые и новые механики и области применения, пытаясь увеличить долю на рынке. Как и все новые технологии, виртуальная реальность покоряет рынок постепенно, шаг за шагом. Этот процесс лучше всего иллюстрируется моделью диффузии инноваций.

Процесс адаптации технологии у потребителя начинается с innovators — 2,5% людей, которые пробуют все новое и интересное. Дальше идут early adopters, которые берут пример с инновационного меньшинства и уже обстоятельно проверяют технологию. Если с технологией (или продуктом на ее основе) все хорошо, подключается early majority — раннее большинство — и начнется массовая экспансия технологии на рынок.

На этом этапе важно иметь готовый и стабильный продукт, обеспечить его доступность на открытом рынке, демократичное ценообразование, а также простое и понятное позиционирование, позволяющее ответить на вопрос потребителя «а зачем оно мне?». Но, как видно на примере отличных продуктов, которые так и не нашли свою нишу (как тот же Google Glass), все это не гарантирует успеха, хотя и крайне ему способствует. Точка перехода между early adopters и early majority является критической для технологии, и преодолеть ее получится только в случае, когда соблюдены перечисленные условия.

Что сегодня?

Сложно оценить текущее состояние адаптации VR-технологий, но, скорее всего, оно в стадии early adopters. Сложность оценки связана с тем, что есть огромная разница между миллионами VR-устройств, статистически присутствующих на рынке, и количеством устройств, реально используемых потребителями. Почему же мы на такой ранней стадии, если VR-шлем можно купить в любом магазине электроники, новый VR-контент производят тысячи компаний, а Sony продала больше 1 млн PSVR?

К сожалению, качество пользовательского опыта и удобство использования еще недостаточны для массовой экспансии. Ситуацию также осложняет высокая стоимость полного комплекта оборудования, которая пока не по карману рядовому обывателю.

Условно говоря, существует два основных направления: стационарный VR (PC-based, Console-based — когда логика и рендеринг обрабатываются на ПК или консоли) и мобильный VR (smartphone-based и standalone — когда вычисления происходят в шлеме или смартфоне, вставленном в этот шлем). У обоих масса недостатков (отчасти даже зеркальных), которые производители и разработчики пытаются устранить.

VR без проводов

Что самое неудобное в стационарном VR-шлеме? Правильно — провода. Толстый кабель с HDMI и USB должен быть достаточно длинным для свободного перемещения в пространстве, а также толстым, защищая провода от повреждений. Кабель становится серьезным источником дискомфорта, ограничивает движение, путается под ногами и создает целую нишу для аксессуаров по организации проводов. Мобильные VR-шлемы лишены этих проблем, так как им не нужны кабели для связи с компьютером, поэтому они и называются мобильными.

Очевидное решение — создание беспроводных шлемов и трансляция VR-контента по воздуху, но таких шлемов на рынке еще нет. Это технологически непростая задача, над которой компании бьются уже не один год.

Один из критериев качественного VR-софта — комфортное ощущение присутствия и отсутствие «укачивания», когда мозг не готов верить в ту картинку, которую подсовывает VR-шлем. Разработчики хотят делать «красиво», а это «красиво» обычно накладывает ограничения по производительности на аппаратную часть. В случае недостаточной мощности оборудования будут увеличиваться задержки на отрисовку графики, а, следовательно, начнет возрастать время реакции программы или игры на действия пользователя. Одно это уже вызывает дискомфорт.

Теперь добавим к этому беспроводное подключение шлема. Необходимо пробрасывать по воздуху картинку не меньше FullHD (а потом и 4К) с частотой кадров не ниже 60 fps по радиоканалу. Это также не должно сказываться на задержках и влиять на опыт использования. При этом устройство должно иметь адекватное время автономной работы, небольшой вес и, разумеется, доступное ценообразование. Задачка не из легких.

Несмотря на эти трудности, в ноябре 2016 года был анонсирован беспроводной адаптер для HTC Vive, созданный компанией TPCast не без помощи инвестиций из VR-фонда HTC. Устройство уже умеет пробрасывать картинку 2160×1200 пикселей (стандартное разрешение Vive) при 90Hz с задержкой в 15мс, при этом имея какой-то запас по производительности. Правда, пока девайс продается только в Китае.

Многие компании также пытаются решить эту задачу раньше самих производителей шлемов и найти себе нишу в текущих изменчивых условиях. К примеру, стартапы KwikVR и RivVR планируют предложить рынку универсальные устройства, обеспечивая беспроводным интерфейсом и Oculus, и Vive. Дело за малым, им нужно вывести на рынок готовый коммерческий продукт прежде, чем шлемы станут беспроводными сами по себе.

Рюкзаки

Похожая судьба уготована специализированным VR-рюкзакам. Когда разработчики столкнулись с описанными сложностями, на помощь пришли производители ПК, решив, что если VR-шлем не может быть беспроводным, то почему бы не предложить рынку беспроводной компьютер.

Так на рынке начали появляться первые прототипы рюкзаков, внутри которых размещались мощные ноутбуки и расширенные аккумуляторы. Целевая аудитория для этих рюкзаков — центры VR-развлечений, которые пытались предоставить игрокам большую свободу передвижения и искали решение самостоятельно.

На эти идеи обратили внимание MSI, HP и другие производители и в скором времени анонсировали собственные автономные игровые ПК в форм-факторе рюкзака. Заявленный срок жизни таких ПК от батареи не превышает 1,5 часа, но это компенсируется двумя аккумуляторами с поддержкой режима «горячей замены».

Если учесть, что ценник на такие устройства стартует от $1899 (примерно вдвое дороже обычного ПК с пометкой «VR Ready»), удобство использования в домашних условиях сомнительно, а доступность на рынке пока ограничена, VR-рюкзаки, вероятно, так и останутся нишевым продуктом.

Смешанная реальность

В 2015 году Microsoft впервые показала миру HoloLens — устройство смешанной реальности (Mixed Reality, МR), которое умеет не только проецировать трехмерные объекты на окружающий мир, но и взаимодействовать с ним. Например, шлем видит, где у вас стены, пол или мебель, а персонажи в некоторых играх даже могут посидеть с вами на диване. Mixed Reality — емкое понятие, предусматривающее смешивание обычной и виртуальной реальности в различных пропорциях. Это не только проецирование виртуальных объектов в реальный мир, но и отображение реальных объектов в виртуальной реальности.

Для наглядности — представьте, что вы используете собственные руки вместо контроллеров или спокойно перемещаетесь по комнате, не боясь наткнуться на предметы интерьера, так как видите их полупрозрачные 3D-модели, не снимая шлема. Это как минимум удобнее, чем системы трекинга с помощью маяков и сенсоров, расставленных по помещению, которые есть на рынке. Этот подход также называется Augmented Virtuality или Inside-Out VR и в некоторых медиа считается ключевым VR-трендом 2017 года.

С выходом HoloLens Microsoft начала активнее продвигать концепцию MR, а в конце 2016 года анонсировала целую серию MR-шлемов в партнерстве с Acer, ASUS, Dell, HP, Lenovo и 3Glasses. Если этот подход действительно покажет свою эффективность, то сложные системы сенсоров и маяков, требующих калибровки перед началом работы, станут не нужны, а стационарный VR (или MR) станет существенно мобильнее.

Порог входа

Как и у других технологий, у стационарного VR существует свой порог входа, с которым сталкиваются пользователи. Разделим его на две части — ценовую и моральную. В момент выхода на рынок шлемов Oculus Rift и HTC Vive стоимость производительного компьютера, который можно было маркировать как VR Ready, колебалась около отметки в $2000. Хардкорные геймеры оказались лучше подготовлены к приходу VR, достаточно было просто приобрести шлем за $600-700.

Ситуация начала улучшаться с выходом новых поколений графических адаптеров (10xx-серия GeForce у Nvidia и RX-4xx-серия Radeon у AMD) и процессоров. Средний ценник на VR Ready-ПК опустился до $1500, а самые экономные даже найдут варианты и ниже $1000. Также благодаря линейке графических адаптеров GeForce 1060 появились VR Ready-ноутбуки, которые позволяют получить мобильное решение all-in-one для VR начиная от $1300. В начале марта Facebook снизил цены на шлем Oculus Rift и контроллеры Oculus Touch, теперь комплект можно приобрести за $600 (против стартовых $800). Пока это первое снижение цены на VR-шлем, и хочется верить, что не последнее.

Говоря о моральном пороге входа, стоит вспомнить про сложность организации первого «погружения» в VR. Подключение VR-шлема требует наличия нескольких (до 5) свободных портов USB 3.0 для подключения компонентов, а также окутывает все проводами. Настройка под Room-scale (сценарий для VR, где можно перемещаться по комнате) для HTC Vive требует правильного размещения сенсоров по стенам комнаты, калибровки и последующей настройки шлема. Oculus Rift для аналогичного сценария вообще требует покупки дополнительного маяка и подключения его в еще один USB-порт.

Пользователям консолей будет немного проще адаптироваться, так как они уже привыкли подключать различное дополнительное оборудование типа Kinect или PlayStation Camera, поэтому освоить PSVR или другое аналогичное решение они смогут немного быстрее. Программное обеспечение также нужно устанавливать дополнительно, настраивать его и привязывать кредитную карту для покупки контента. В случае с HTC Vive нужно будет еще и выбирать, покупать контент через фирменный Viveport или пользоваться SteamVR.см

В общем, сложностей достаточно много. Именно поэтому, подход Microsoft с Plug&Play шлемами, которые подключаются двумя проводами и просто работают, может наконец избавить пользователей от сложных манипуляций, тем самым снизив сложность входа в VR. Тот же Pokemon Go заработал полмиллиарда долларов лишь потому, что использовал доступные мейнстрим-технологии.

Всевозможные VR-аттракционы в торговых центрах и различные квестовые комнаты с VR пагубно повлияли на мейнстрим-аудиторию и закрепили за VR образ чего-то сложного, близкого по восприятию к «5D-кинотеатрам». Поэтому производителям VR-оборудования приходится повторно доносить потребителям, что эти устройства предназначены для домашнего использования.

Мобильный VR расширяет возможности

Симметрично старшему брату мобильный VR пытается работать над ошибками и бороться с недостатками и ограничениями, которые накладывает форм-фактор. Когда мы говорим про мобильный VR, мы говорим про связку смартфон + VR-шлем. Наиболее технологичный и дорогостоящий элемент в этой связке это смартфон, а значит на него проецируется большая часть недостатков мобильного VR. Если подумать над списком основных минусов, которые вызывают дискомфорт, то в него обязательно попадут недостаточная производительность, перегрев, короткий срок жизни от батареи и низкое качество трекинга.

Хотя смартфоны уже стали мощнее персональных компьютеров, стоявших на рабочих столах 10 лет назад, никто не станет отрицать, что их производительность для VR пока не может конкурировать со стационарными старшими братьями. Это весомый аргумент с точки зрения пользовательского опыта, т.к. влияет на принятие потребителем решения о покупке. Когда человек вместо реалистичного мира VR увидит низкополигональные модели, он скажет «не верю!» и может быть разочарован в покупке. Каждое такое разочарование будет подкрепляться сарафанным радио и отдалять момент, когда VR-шлем будет в каждом доме.

Так получилось, что смартфоны «слабее» компьютеров, от них не требовалось быть мощнее. Производители микроэлектроники бьются с законом Мура и выпускают новые чипсеты, которые работают быстрее и энергоэффективнее. К сожалению, разрыв производительности все еще крайне велик, а разработчиков, которые готовы тратить месяцы на оптимизацию, больше не становится.

Большинство смартфонов не приспособлены к долгой работе в пиковой нагрузке, которую обеспечивают VR-приложения. Их система охлаждения проектировалась исходя из повседневных задач с редким включением высокопроизводительных игр, поэтому устройства перегреваются во время работы с VR. Если средняя длина сессии не превышает 15 минут, то кто-то может вообще никогда не столкнуться с такой проблемой, ну а кто-то проводит в VR многие часы и вынужден самостоятельно модифицировать систему охлаждения смартфона.

Время автономной работы при пиковых нагрузках также неудовлетворительно, ведь за последние годы никакого прорыва в области энергоносителей так и не свершилось. Средняя емкость аккумулятора у флагмана колеблется около 2000-3000 мАч, а это порядка часа работы в VR-режиме.

Ну, а раз мобильный VR все ближе и ближе к стационарному VR по функционалу, почему бы не начать запускать на нем серьезные VR-проекты, большие ААА-игры? Самым простым решением в этом случае будет стримить картинку с ПК на экран смартфона, как это делают сервисы типа GeForce Now, Xbox Streaming или PlayStation Now.

Во всех этих сервисах основным критерием, влияющим на качество доставляемого контента, будут сетевые задержки. Только в случае со стримингом VR-контента наша мобильная VR-гарнитура должна будет также отправлять на сервер большое количество данных о позиционировании головы и контроллеров в пространстве, причем делать это с высокой степенью точности и минимальными задержками.

На рынке существует несколько компаний, которые занимаются вопросом VR-стриминга, и они по-разному подходят к решению этих задач. Например, в России есть команда Dive Into VR, которая реализовала стриминг ряда игр для Oculus Rift для мобильного VR через обычный 5GHz Wi-Fi с задержкой в районе 30 мс. Это неплохой результат для домашнего оборудования, но уровень комфорта будет сильно зависеть от вестибулярного аппарата игрока.

Трекинг и сенсоры

В каждом смартфоне есть базовый набор сенсоров, необходимых для функционирования мобильных платформ. Это различные комбинации гироскопов, компасов, акселерометров и прочих компонентов, которые существенно разнятся между флагманской и бюджетной моделью, потому что каждый из них влияет на себестоимость. Вопрос не только в количестве, но и качестве, т.к. еще недавно ни о какой стандартизации речи не шло. Проще всего сделал Samsung, заявив поддержку только флагманских моделей, фиксируя минимально необходимую производительность, а также интегрировав высокоточные сенсоры сразу в гарнитуру GearVR.

Google решил, что пришло время стандартизации, и выпустил в мир платформу Daydream. Платформа включает в себя референсный шлем и референсные спецификации основных компонентов и сенсоров, которые должны быть в смартфоне для VR. Эти сенсоры вместе со специализированной подсистемой и драйверами, интегрированными в Android 7 Nougat, гарантируют качественный опыт потребления VR-контента. Остается только научить разработчиков делать хорошие VR-приложения на Daydream SDK.

Стандартизация — нормальная практика для индустрии, но она редко производится силами одной компании. Первой в голову приходит Intel с платформой Ultrabook, которая была разработана в противовес Macbook Air и роздана всем OEM-партнерам, ознаменовав начало эпохи тонких Windows-ноутбуков. На официальном сайте Daydream анонсировано минимум 5 устройств с поддержкой Daydream, включая смартфоны ZTE, Lenovo, Huawei и ASUS.

Daydream выглядит и ощущается высококачественным продуктом. Нельзя сказать, что мобильный VR вышел на качественно новый уровень, но большинство «детских болезней» удалось победить, а Daydream и GearVR можно считать лучшими мобильными VR-платформами на рынке.

Пока стационарный VR использует сенсоры и маяки для трекинга шлема в пространстве, мобильному VR остается только эксплуатировать механики с эффектом «вагонетки» и ограничивать интерактивность. С этой дискриминацией решили бороться в Qualcomm, показав на CES 2017 прототип шлема с Inside-Out трекингом, который теоретически работает аналогично MR-шлемам от Microsoft.

На последней конференции Oculus Connect, которая прошла в октябре 2016-го, Марк Цукерберг анонсировал следующее поколение шлемов Oculus Rift, в которых может быть также реализован функционал Inside-Out трекинга.

В это же время существует Google Tango, реализующий аналогичные AR-механики с использованием глубинной камеры, который будет интегрирован в новый Daydream-смартфон от Asus — ZenFon AR. Пока неясно, будет ли Asus создавать собственный Daydream-шлем и реализовывать с его помощью функционал Inside-Out VR и делать ZenFon AR первым MR-смартфоном.

На CES 2017 HTC представила самостоятельное устройство Vive Tracker, которое выступает в роли маркера и помогает перенести реальные объекты в виртуальный мир, превращая любой объект в VR-контроллер, что может найти применение также и в мобильном VR.

Шлемы

С момента появления Google Cardboard мобильные VR-шлемы не сильно шагнули вперед. В первую очередь потому, что непросто заново изобрести комплект из двух линз и крепления для смартфона и заработать на этом. А также потому, что любая действительно интересная реализация будет моментально клонирована в Китае и запущена в мир по бросовой цене. Инновации в этой области по силам лишь нескольким компаниям.

Рассказывая о мобильном VR потребителям, чаще всего рассказываются истории про то, что шлем можно везде брать с собой и использовать в любое время в любом месте — на отдыхе, в самолете, на природе… И каждый раз умалчивает о том, что окружающие будут с опаской смотреть на человека с картонной\пластиковой коробкой на голове. Несмотря на сотни экспериментов с форм-факторами шлемов, их основной проблемой являлась громоздкость и неестественный внешний вид, а потом появился Daydream View.

Дизайнеры Google потратили почти 2 года с момента выпуска Cardboard, чтобы превратить VR-шлем в стильный и эргономичный аксессуар, к тому же легкий и приятный на ощупь. Они смогли добиться очень важного – теперь VR-шлем не выглядит странным пластиковым устройством для гиков, а это огромный шаг вперед для адаптации технологии.

Мобильные контроллеры

Взаимодействие с виртуальным миром в мобильном VR на начальном этапе было сильно ограничено из-за возможности взаимодействовать с игровым миром исключительно с помощью головы. В первой версии Google Cardboard был специальный магнитик, который можно было использовать в качестве кнопки-кликера, но большинство смартфонов вели себя рядом с ней некорректно. Магнит влиял на встроенный компас, вызывая эффект «дрифта» и пагубно влияя на вестибулярный аппарат, поэтому в следующей итерации его заменили «кнопкой», нажимающей на экран смартфона.

Разумнее всего поступили в Samsung — интегрировали сенсорный геймпад в Gear VR и сфокусировались на его юзабилити, задавая новый стандарт интерактивности мобильного VR. Но у старших стационарных братьев уже были контроллеры с 6 степенями свободы, которые не только гораздо удобнее, но еще и органично вписывались в виртуальное пространство, эмулируя руки. Когда мы видим руки (или их эмуляцию) в виртуальном мире, мозгу проще поверить в правдивость картинки, а это существенно снижает риск укачивания.

Первой качественной и недорогой реализацией 6-осного контроллера похвастался Google с Daydream View, после начали подтягиваться и другие производители, включая Xiaomi Mi VR для китайского рынка. Ну а уже в этом году, на MWC 2017, правильность вектора движения подтвердил и Samsung, показав новое поколение Gear VR с уже внешним контроллером, функционально похожим на Daydream.

Поиск золотой середины

По оценке аналитического агентства Strategy Analytics за 2016 год, доля мобильного VR достигла 87%, в то время как стационарный VR занял 13%, большая часть которых приходится на PSVR. Несмотря на это, стационарный VR доминирует по части доходности, и на него приходится порядка 77% денег в индустрии.

Развитие VR подстегнуло индустрию производства дисплеев, коэффициент PPI (points per inch) в экранах маленькой диагонали начал расти. Разрешение не было критично для мобильных устройств при потреблении контента на расстоянии вытянутой руки, но в случае VR это стало важным конкурентным преимуществом. Комментарии типа «Опять эта пиксельная сетка на экране» начинают медленно уходить в прошлое.

С появлением на рынке Mixed Reality устройств и большим распространением стриминга ситуация может поменяться, если смотреть в перспективе уже нескольких следующих лет. Так, например, Microsoft фокусируется в первую очередь на этом направлении и верит, что VR в его текущем виде — временное явление. HoloLens был первым MR-продуктом, который Microsoft вывели на открытый рынок, и его целевой аудиторией были и остаются корпоративные клиенты. Именно они имеют миллионы задач и сценариев, идеально подходящих для MR, а также ресурсы для их реализации с помощью устройства, которое еще не скоро будет готово выйти на массовый рынок.

Facebook на сегодняшний день является единственной компанией, которая имеет существенную долю на рынках и мобильного, и стационарного VR и может объединить их в рамках единой экосистемы. Компания прикладывает массу усилий (и тратит миллиарды долларов) для создания уникальной VR-среды социального взаимодействия и имеет все шансы сделать ее новым стандартом коммуникаций в сети.

На каждой своей презентации Facebook подчеркивает преимущества виртуального общения, совместного потребления VR-контента, позиционируя социальный VR заметной частью своей стратегии. В то же время анонсированный на Oculus Connect новый шлем в линейке Oculus, позиционируемый в качестве автономного устройства, сможет стать основным инструментом для реализации этой стратегии.

Google, в свою очередь, фокусируется на демократизации мобильного VR и конкурирует с Facebook за аудиторию, фокусируясь на продвижении Daydream в качестве стандарта мобильного VR. Неизвестно, планируется ли использовать Project Tango как MR-компонент для Daydream, но в свете текущих трендов это было бы очень интересным решением. Получится ли у Google сделать из Daydream View стильный и эргономичный аксессуар для всех и каждого — покажет время.

Рынок видит перспективу, и инвестиции в VR\AR продолжают расти и совокупно превысили 2 млрд долларов, включая большой кусок Magic Leap. И понятно почему — на кону 120 млрд долларов, которые потенциально будут крутиться в индустрии в следующие три года.

Если смотреть на представленные выше диаграммы, видно, что VR-контент составляет большую часть потенциальной доходности, и большие бренды уже осознали этот факт. В VR-проекты уже инвестируют Disney, 21st Century Fox, HBO и многие другие. На VR приходят первые ААА-тайтлы, такие как Resident Evil 7, Batman: Arkham VR, Robo Recall, и это только начало.

Причем аналитики прогнозируют, что AR\MR-технологии будут доминирующими к 2020 году и по объему дохода превзойдут VR втрое. Если говорить о краткосрочной перспективе, то 2017 год уже называют годом MR в VR, а динамика анонсов за последние полгода обещает выход множества новых интересных устройств.

Я (и мои коллеги в компании) очень надеемся, что рынок сможет по-настоящему открыться в тот момент, когда (и если) Apple принесет на рынок правильный баланс между VR\AR\MR и заставит всех поверить, что время «четвертого перерождения», как его называют аналитики вроде Robert Scoble, действительно настало. Мы любим смелые эксперименты, поэтому, начиная с первой трансформации из социальных игр в мобильные, из мобильных игр в мессенджеры, продолжаем верить в возможность новой трансформации.

Что в итоге? 

Мобильный VR семимильными шагами приближается к возможностям стационарного по части качества предоставления контента, становится удобнее и эргономичнее для повседневного использования. В качестве примера — я уже начал брать комплект Daydream View с собой в путешествия и регулярно провожу в виртуальной реальности какую-то часть своего свободного времени. Стационарный же VR все больше движется в сторону мобильности и MR, избавляясь от проводов и лишних устройств для трекинга. Я вижу очень большие перспективы у Mixed Reality и с оптимизмом смотрю на то, что в этой области делает Microsoft с запуском новой линейки устройств для Windows Holographic.

Эталонным же MR-устройством для меня пока остается HoloLens. Microsoft, по слухам, не планирует обновлять платформу до 2019 года, а значит есть все шансы, что устройство станет миниатюрнее, а угол обзора станет комфортнее. Ближе всего к золотой середине, как мне кажется, приближаются Google и Facebook, но с разных сторон. Facebook попытается реализовать свое видение золотой середины через новый автономный шлем линейки Oculus. Описание выглядит многообещающе, но информации пока все еще недостаточно, а каким окажется конечный продукт, остается только догадываться. В одном можно быть уверенным — он лучшим решением для общения в VR.  Google, в свою очередь, развивает Daydream в наиболее функциональную платформу для мобильного VR, которая благодаря поддержке производителями смартфонов и высокой эргономичности сможет побороться за сердца потребителей и наконец вывести адаптацию VR на следующий уровень.