Что такое виртуальная реальность и как она работает

Виртуальная реальность простыми словами

Виртуальная реальность (VR, virtual reality) — это технология, которая полностью подменяет то, что вы видите и слышите, цифровым миром. Шлем закрывает глаза от реальной комнаты и показывает нарисованное пространство, а датчики следят за движением головы: повернулись — картинка повернулась вместе с вами. Мозг быстро принимает подмену, и возникает эффект присутствия — ощущение, что вы действительно там.

Именно присутствие отличает VR от всего остального. Видео на экране вы смотрите со стороны, а в виртуальной реальности вы внутри: можете наклониться к предмету, заглянуть за угол, взять инструмент в руку. Поэтому VR запоминается как опыт, а не как информация — и поэтому её так любят тренажёры и образование.

Чтобы не путать с соседней технологией: дополненная реальность (AR) реальный мир не заменяет, а добавляет к нему цифровой слой через камеру смартфона. VR переносит вас в цифровой мир, AR приносит цифровое к вам — подробное сравнение мы разбирали в статье о разнице VR и AR.

Как работает VR-шлем

Внутри шлема — два изображения, по одному на каждый глаз, снятые с чуть разных точек. Линзы фокусируют их так, будто экран далеко, а мозг складывает пару в объёмную картину — так же, как он делает это с реальным миром. Отсюда ощущение глубины: предмет перед вами действительно кажется ближе стены.

Дальше работает трекинг. Гироскоп и акселерометр ловят повороты головы, а камеры на корпусе шлема сканируют комнату и определяют, куда вы шагнули, присели или наклонились. Так устроены современные автономные шлемы: они отслеживают шесть степеней свободы — три поворота и три перемещения — без внешних датчиков и проводов. Контроллеры в руках или трекинг ладоней добавляют к этому руки: взять, нажать, повернуть.

Вся эта система должна успевать за вами. Картинка обновляется 72–120 раз в секунду, а задержка между движением головы и сдвигом изображения измеряется миллисекундами. Стоит ей вырасти — и мозг замечает рассинхрон между тем, что видят глаза, и тем, что чувствует вестибулярный аппарат. Это и есть причина укачивания в VR, и именно поэтому оптимизация сцены важнее красоты графики.

Какой бывает виртуальная реальность

Слово «VR» описывает очень разные вещи, и от формата зависят и стоимость, и то, что вообще возможно. Автономный шлем — самый распространённый вариант сегодня: компьютер встроен в корпус, проводов нет, надел и работаешь. Его хватает для тренажёров, презентаций и большинства образовательных сценариев.

ПК-шлем подключается к мощному компьютеру и даёт максимальную детализацию — это выбор для симуляторов с тяжёлой графикой, архитектурных визуализаций и VR-клубов. 360-видео — самый простой и дешёвый формат: снятая панорамная запись, в которой можно только оглядываться, но не двигаться и не взаимодействовать. Хорош для виртуальных экскурсий, беден для обучения.

И отдельная ветка — проекционные комнаты, где виртуальный мир выводится на стены вокруг зрителя. Шлем не нужен, погружение переживают вместе — так устроены иммерсивные выставки, о которых мы писали отдельно.

Как выглядит VR и где его используют

Изнутри виртуальная реальность выглядит как место, а не как программа. Вы стоите в цехе и видите станок в натуральную величину; поворачиваетесь — за спиной остальной зал. На руках — контроллеры или собственные ладони, которыми берёте детали. Кнопок и меню почти нет: взаимодействие строится на движении, как в жизни.

Сильнее всего VR работает там, где реальный опыт дорог, опасен или недоступен. Тренажёры для опасных профессий, где ошибка в виртуальности ничего не стоит. Обучение и симуляции — от эвакуации при пожаре до сборки оборудования. Презентации того, чего ещё нет: квартира на стадии котлована, стенд до постройки, цех до запуска. Медицина — реабилитация и отработка манипуляций. И развлечения: VR-клубы, аттракционы, иммерсивные выставки. Подробно о том, где VR окупается для бизнеса и образования, — в отдельной статье.

Как создаётся виртуальная реальность

VR-проект — это на 80% работа с 3D-контентом. Сначала пишется сценарий: что человек видит, что делает, чем заканчивается сцена. Затем моделируется окружение и объекты — цех, оборудование, персонажи — с точностью по чертежам и фотографиям, потому что в виртуальности неточность масштаба заметна сразу: дверь не той высоты ломает всё ощущение присутствия.

Дальше сцена собирается в игровом движке: добавляются взаимодействия — что можно взять, нажать, открыть, — анимация, звук и логика сценария. Затем самое незаметное и самое важное — оптимизация: сцена должна держать 72–90 кадров в секунду на мобильном чипе автономного шлема, иначе укачивание гарантировано. Полигоны режутся, текстуры запекаются, освещение упрощается — так, чтобы глаз не заметил, а процессор выдохнул.

Так выглядит эта работа на практике: ниже — запись сборки 3D-сцены для оживления арт-объекта НЛМК. Модель, анимация, привязка к реальному масштабу — тот же пайплайн, который лежит в основе любого VR-проекта; отличается только устройство, на котором сцену покажут.

Сколько стоит VR-проект

Смета складывается из двух несвязанных частей: контент и оборудование. Оборудование — это парк шлемов, обычно 3–5 на учебный класс или зону, плюс сопровождение и гигиена; его подбирают под сцену, а не наоборот. Контент — это 3D-сцена с интерактивными механиками: сценарий, моделирование, анимация, звук, сборка в движке, оптимизация и тестирование на реальных устройствах.

Мы делаем контентную часть: интерактивная 3D-сцена под ключ — от 300 000 ₽, отдельный персонаж с анимацией и озвучкой — от 120 000 ₽, модель объекта — от 30 000 ₽. Составы пакетов — на странице услуги 3D-контента. Оборудование поставляем в комплекте вместе с партнёрами: софт и сцены наши, железо подбирается под них.

Практический совет: не заказывайте VR «вообще». Возьмите одну сцену — один станок, одну операцию, одну комнату — и проверьте на ней реакцию людей и метрики. Модели из этой сцены потом переиспользуются: в следующих VR-сценариях, в AR на смартфоне и в 3D-просмотрщике на сайте.