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O que é realidade virtual e como funciona

O que é realidade virtual e como funciona

sábado, 04 março, 2017 /
O que é realidade virtual e como funciona

Realidade Virtual - como funciona?

 

O que é realidade virtual e como funcionaO que é realidade virtual e como funciona? Para responder à primeira parte da pergunta consultámos o artigo "O que é realidade virtual imersiva?", que diz haver "uma experiência de realidade virtual imersiva quando o utilizador tem a percepção de estar num mundo não-físico", ou quando há "uma falsa sensação de realidade da virtualização". Para uma explicação mais detalhada e completa, vale a pena consultar o artigo e as suas fontes.

“Percepção” é a palavra-chave mais importante para perceber o que é realidade virtual e como funciona. A definição da Time diz-nos que "resumidamente, tem tudo a ver com um computador a dar o melhor para enganar o seu cérebro. Os óculos de realidade virtual mostram uma imagem, modificam essa imagem à medida que mexemos a cabeça e fazem parecer que estamos mesmo lá. [O uso de] Áudio 3D pode aumentar a experiência e fazê-lo esquecer o seu ambiente físico."

Claro que entender o que é realidade virtual é a parte mais simples da equação. A meta é proporcionar uma experiência tão real que o cérebro se esquece que está numa realidade virtual.

 

Realidade virtual. Como funciona?

 

Os óculos VR da Oculus, Sony, HTC ou Samsung usam três componentes para enganar o cérebro quando está num ambiente virtual:

  • Um PC, uma consola ou um smartphone para correr a aplicação/jogo;
  • Um headset (óculos VR) para fixar um ecrã em frente aos olhos do utilizador;
  • Uma entrada para controladores, tecnologias de rastreio de movimentos, botões ou trackpads.

O hardware é responsável pela criação de um ambiente realista, sem as limitações associadas à televisão ou a outros ecrãs. Quando viramos a cabeça, os óculos seguem a nossa perspectiva. Em óculos VR como os HTC Vive ou Oculus Rift, o PC envia o vídeo para o headset através de um cabo HDMI; sistemas como os Google Daydream ou Samsung Gear VR usam smartphones inseridos nos óculos.

O que e realidade virtual e como funciona

Alguns óculos de realidade virtual usam duas fontes emissoras de vídeo para um único ecrã; outros usam dois ecrãs, um para cada olho. Entre os olhos e os ecrãs são colocadas lentes, semelhantes a binóculos, que permitem ajustar a distância entre olhos e ecrã. O papel das lentes é focar e enquadrar a imagem certa para cada olho, criar uma imagem tridimensional, estereoscópica. Este é o resultado de posicionar duas imagens 2D num ângulo que imita a forma como os olhos vêem realmente o mundo.

O campo de visão também é muito importante para criar a sensação de imersão. A maioria dos óculos VR actuais usa um campo de visão de 100-110 graus, largo o suficiente para ‘enganar’ os sentidos.

Os resultados só serão convincentes se a taxa de quadros (frame rate) for no mínimo de 60 fps (frames por segundo), caso contrário são detectáveis falhas no processamento visual dos vídeos e, em certos casos, alguns utilizadores podem sentir-se mal. Actualmente os Oculus Rift oferecem uma taxa de quadros de 90fps e os Sony Playstation VR oferecem 120fps.

Quando usamos óculos VR e movimentamos a cabeça, a imagem acompanha o movimento na direcção escolhida pelo utilizador. Isto é possível graças a tecnologia de head tracking (que rastreia os movimentos da cabeça). Um sistema, chamado 6DoF (sigla para Six degrees of Freedom) mede os eixos X, Y e Z da cabeça - para a frente e para trás, lado a lado e ombro a ombro, movimentos também conhecidos por pitch, yaw e roll.

O que é realidade virtual e como funciona

Por sua vez, o sistema que rastreia os movimentos da cabeça está dependente de certas componentes internas, na sua maioria sensores:

  • Giroscópio
  • Acelerómetro
  • Magnetómetro

O Sony Playstation VR, por exemplo, usa nove LEDs para garantir rastreios em 360º, auxiliados pela câmara externa da PS4, que monitoriza esses sinais. Sistemas como o Oculus Rift, por outro lado, usam 20 luzes de brilho não tão intenso.

Para o utilizador não detectar lag nas mudanças do ambiente VR quando vira a cabeça, é essencial uma baixa latência para o sistema de rastreio, de 50 milissegundos ou menos. Uma latência baixa também ajuda a não causar problemas em entradas que detectem movimentos, taia como os controladores PS Move, que medem movimentos da mão e do braço. Segundo o Wearable.com, o Oculus Rift regista uma latência de 30 milissegundos.

A sensação de imersão pode ser aumentada com auscultadores. Os programadores podem combinar som binaural ou 3D com tecnologia de detecção de movimentos da cabeça e dar a impressão de que o som vem de trás, longe ou de qualquer direcção.

A detecção de movimentos em ambiente imersivo é outra tecnologia, ainda em fase de aperfeiçoamento, que permite ver e usar as mãos em realidade virtual. Propostas como a Leap Motion já permitem fazer isto através de sensores infravermelhos que detectam o movimento das mãos.

Há mais propostas para obter este tipo de resultado, mas são mais próximas de um videojogo para consola. Por exemplo, os controladores sem fios Oculus Touch (em baixo), usam botões analógicos e gatilhos para jogos VR. Cada controlador tem vários sensores que reconhecem gestos diferentes, como apontar ou acenar.

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A grande fronteira da realidade virtual, contudo, são os sistemas de reconhecimento posicional - ou, por outras palavras, sistemas com capacidade de convencer o cérebro de que se está a movimentar. O Valve Lighthouse é uma proposta interessante neste sentido, envolve dois dispositivos-base que rastreiam uma área, uma sala ou um quarto, com lasers, e permitem detectar a posição exacta da cabeça (e ambas as mãos) tendo por base o timing do toque em cada fotocélula, tanto nos óculos VR como nos controladores manuais. O sistema da Valve também traz botões físicos.

Outros métodos podem incluir controlos de voz, luvas inteligentes ou até passadeiras como a Virtuix Omni, que permite simular caminhadas em ambiente VR.

o que é realidade virtual e como funciona

Mas talvez a última peça do puzzle VR seja a tecnologia de rastreio dos olhos, que ainda não chegou aos Oculus Rift, HTC Vive ou Playstation VR, mas que vai ser uma funcionalidade dos óculos de realidade virtual da FOVE. Esta tecnologia depende de um sensor infravermelho para monitorizar os olhos (dentro dos óculos) e saber em que direcção estão a olhar. Pode parecer um pequeno detalhe, mas vai permitir adicionar maior profundidade de campo ao ambiente virtual, ou dar mais realismo às reacções das personagens virtuais.

Óculos VR sem esta tecnologia mostram os cenários virtuais focados por inteiro, o que não corresponde ao modo como o olho humano vê o mundo. Se o olho humano fixa um objecto à distância, por exemplo, outro plano perde foco, e vice-versa. O rastreio visual permite que a unidade de processamento gráfico da FOVE simule este efeito num ambiente 3D.

Por último, ecrãs de alta resolução são uma componente essencial para que esta tecnologia continue a avançar. Os objectos virtuais também devem, preferencialmente, ser tão realistas quanto possível.

Recapitulando:

 

O futuro da Realidade Virtual

Já vimos o que é realidade virtual e como funciona, mas é necessário recordar que esta ainda é uma área emergente. A tecnologia será aperfeiçoada, os equipamentos vão evoluir, possivelmente mais pessoas terão acesso a conteúdos em realidade virtual, novas abordagens serão feitas à medida da plataforma. Tal como em outros meios, a tecnologia é apenas um canal; o que vai ditar o sucesso da realidade virtual enquanto plataforma é o grau de qualidade e originalidade dos conteúdos que vão estar diuponíveis.

Mas originalidade não deverá ser um problema no VR; já vimos exemplos de campanhas de marketing bem-sucedidas que tiraram total partido do que o meio tem para oferecer, e até que inovaram a forma como se experiencia VR.

Se isto é apenas o início, quem sabe o que nos reserva o futuro do VR? Só vendo para acreditar.

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