Google के साथ आभासी वास्तविकता

निकोलाई खाबरोव, एंबेडेड एक्सपर्ट डेटाआर्ट, स्मार्ट होम टेक्नोलॉजी इवेंजलिस्ट, इन्वेंटर।

यह लेख आभासी और संवर्धित वास्तविकता के साथ काम करने की मूल बातें में एक संक्षिप्त विषयांतर है। मैंने Google वीआर एसडीके की सभी विशेषताओं को पूरी तरह से प्रकट करने के लिए कार्य निर्धारित नहीं किया और उन लोगों को न्यूनतम आधार देने की योजना बनाई जो इन प्रौद्योगिकियों में रुचि रखते हैं और उनके साथ काम करना शुरू करना चाहते हैं।

3 डी के इतिहास से

एक त्रि-आयामी छवि देखने के लिए, पहली चीज जो हमें करने की आवश्यकता है, वह बाईं और दाईं आंख के लिए दो अलग-अलग छवियों के हस्तांतरण की व्यवस्था है। यह स्पष्ट है कि जब हम सामान्य जीवन में किसी वस्तु को देखते हैं, तो हमारी आँखें इसे विभिन्न कोणों पर देखती हैं, क्योंकि वे एक-दूसरे से कुछ दूरी पर होती हैं। दरअसल, इसके कारण, हम तीन-आयामी स्थान के आसपास का अनुभव करते हैं।

3 डी-छवि का विचार बहुत पुराना है, कई प्रौद्योगिकियां हैं जो आपको तीन आयामी छवि को पुन: पेश करने की अनुमति देती हैं। उदाहरण के लिए, सभी ने मूवी थिएटरों में अलग-अलग रंग के लेंस के साथ एनाग्लिफ ग्लास देखा। छवि को दो कोणों से स्क्रीन पर प्रदर्शित किया जाता है और एक रंग स्पेक्ट्रम को दो भागों में विभाजित किया जाता है। इस स्थिति में, प्रत्येक कोण को फिल्टर में से एक के माध्यम से पारित किया जाता है, जिसके कारण वॉल्यूम का भ्रम प्रकट होता है। इस पद्धति का मुख्य नुकसान रंग प्रजनन का ध्यान देने योग्य नुकसान है।

प्रौद्योगिकी के विकास के अगले चरण में, तथाकथित शटर चश्मा, जिसे प्रकाश-वाल्व चश्मा भी कहा जाता है, दिखाई दिया - उनका उपयोग मूवी थिएटर में भी किया जाता है। ऐसे चश्मे का उपकरण अलग है: प्रत्येक लेंस में एक पिक्सेल के एक संकल्प के साथ एक छोटी स्क्रीन होती है, यह या तो पूरी तरह से छवि को बंद कर सकती है या इसे पूरी तरह से छोड़ सकती है। चश्मा वैकल्पिक रूप से स्क्रीन के बीच स्विच करते हैं, जिससे हमें छवि को एक या दूसरी आंख के साथ देखने की अनुमति मिलती है। उसी समय, तीन-आयामी तस्वीर देखने के लिए, हमें एक टीवी या फिल्म स्क्रीन के साथ चश्मे के स्विच को सिंक्रनाइज़ करने की आवश्यकता है। यह रेडियो चैनल के माध्यम से किया जा सकता है, या, जैसा कि अक्सर होता है, एक अवरक्त रिसीवर और चश्मे पर स्थापित ट्रांसमीटर की मदद से, स्क्रीन के पास स्थित होता है। इस पद्धति का एक और दोष चमक का नुकसान है - आधे समय तक हम एक आंख से कुछ भी नहीं देखते हैं। इसके अलावा, प्लेबैक उपकरण को एक उच्च फ्रेम दर की आवश्यकता होती है।

विचार का एक दिलचस्प विकास ध्रुवीकरण तकनीक था - एक फिल्टर की मदद से हम विभिन्न दिशाओं में ध्रुवीकृत तरंगों के केवल आवश्यक हिस्से को काट सकते हैं। निश्चित रूप से हर कोई कैमरों के लिए ध्रुवीकरण फिल्टर से परिचित है जो चमक से छुटकारा पा सकते हैं। 3 डी छवि के मामले में, एक स्क्रीन एक विशेष तरीके से तैयार की जाती है, जिसमें से कुछ पंक्तियाँ खड़ी ध्रुवीकृत प्रकाश का उत्सर्जन करना शुरू करती हैं, अन्य - प्रकाश क्षैतिज रूप से ध्रुवीकृत। सिनेमाघरों में, गोलाकार ध्रुवीकरण का उपयोग तब भी किया जाता है जब प्रकाश दाईं या बाईं ओर मुड़ जाता है।

सरलता ही सफलता की कुंजी है

Google कार्डबोर्ड के आविष्कारकों ने तीन आयामी छवियों को स्थानांतरित करने के लिए एक साधारण स्मार्टफोन का उपयोग करने का निर्णय लेते हुए सब कुछ सरल और सरल बना दिया। इससे पहले, विभिन्न स्क्रीन से लैस चश्मे के लिए कई विकल्प थे, लेकिन ऐसी स्क्रीन के मैट्रिक्स का रिज़ॉल्यूशन बहुत मामूली था। इसके अलावा, ऐसे चश्मे बहुत महंगे थे। और प्रस्तावित Google कार्डबोर्ड दो लेंस के साथ साधारण कार्डबोर्ड का एक टुकड़ा है, जिसमें यह आपके फोन को रखने के लिए रहता है। यह अपनी खुद की आंखों के साथ तीन आयामी तस्वीर देखने के लिए पर्याप्त है।


कार्डबोर्ड का एक और विकास का उद्भव था सपना - डिवाइस ऑपरेशन के सिद्धांत से पूर्ववर्ती से अलग नहीं है, लेकिन, इसके साथ तुलना में, महत्वपूर्ण फायदे हैं। विशेष रूप से, जिस सामग्री से डेड्रीम खुद बनाया जाता है वह अब केवल कार्डबोर्ड नहीं है, यह बहुत अधिक गुणवत्ता का है। एक और निर्विवाद प्लस डेड्रेस का सॉफ़्टवेयर समर्थन है।

किसी भी फोन की स्क्रीन में कार्डबोर्ड लेंस जैसी सुविधाओं का एक सेट होता है। क्लासिक कार्डबोर्ड को एक क्यूआर कोड के रूप में चिह्नित किया जाता है, और इससे पहले कि आप अपना फोन इसमें डालें, आपको फोन में लेंस मापदंडों को दर्ज करने के लिए इस कोड को पढ़ना होगा। मापदंडों के संयोजन से, डिवाइस छवि को प्रदर्शित करने के तरीके की गणना कर सकता है ताकि यह आपको न्यूनतम विरूपण के साथ पहुंचा सके।

डेड्रीम का उपयोग करते समय, यह केवल डिवाइस को लगाने के लिए पर्याप्त है ताकि यह एनएफसी का उपयोग करके स्वयं चश्मे के मापदंडों को पढ़े। लेबल स्वयं बैक कवर में छिपा हुआ है।

कार्डबोर्ड में एक छोटा नियंत्रण कक्ष भी होता है; कई निर्माताओं ने कार्डबोर्ड और उनके रीमोट के एनालॉग्स जारी किए हैं, सबसे विविध: जड़ता, गुरुत्वाकर्षण, बस जॉयस्टिक। डेड्रीम में दो बटन और एक छोटा टचपैड है जो आपको अंतरिक्ष में वस्तुओं को स्थानांतरित करने या अपनी उंगली को स्थानांतरित करने की अनुमति देता है। कार्डबोर्ड में केवल एक बटन होता है, जो स्वयं चश्मे के मामले में होता है, जो बस प्रेस को रिकॉर्ड करता है और इस जानकारी को फोन स्क्रीन पर प्रसारित करता है।

कार्डबोर्ड का उपयोग किसी भी फोन के साथ किया जा सकता है जो शारीरिक रूप से बॉक्स में ही फिट होता है और बहुत सस्ता था। लेखन के समय डेड्रीम के साथ काम करने के लिए, केवल तीन फोन प्रमाणित किए गए हैं: ZTE Axon 7, Google Pixel और Motorola Moto Z, उनके लिए नए मॉडल जोड़ने की योजना है, लेकिन डेड्रीम का उपयोग करने के लिए, कम से कम एंड्रॉइड 7.0 के एक ऑपरेटिंग सिस्टम की आवश्यकता है।

आभासी वास्तविकता के साथ बातचीत

सबसे दिलचस्प हिस्सा तब शुरू होता है जब हम केवल एक त्रि-आयामी छवि को नहीं देखते हैं (3 डी टीवी पर भी देखा जा सकता है), लेकिन हम अपने सिर को मोड़ना शुरू करते हैं।

कोई भी आधुनिक टेलीफोन माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक सेंसर से लैस है। ये सूक्ष्म उपकरण हैं जिसमें इलेक्ट्रॉनिक्स और छोटे चलती यांत्रिक भागों को एक क्रिस्टल पर एकत्र किया जाता है, जो विभिन्न बाहरी कारकों को ट्रैक करना संभव बनाता है। शायद हर कोई जानता है कि गायरोस्कोप क्या है - एक उपकरण जिसके साथ आप रोटेशन के कोण का पता लगा सकते हैं। एमईएमएस सेंसरों के मामले में, जाइरो अपने आप को रोटेशन का कोण नहीं देता है, लेकिन कोणीय वेग। इसके अंदर एक छोटा तत्व है जो कोरिओलिस बल के प्रभाव में चलता है (मुझे आशा है कि आपको याद है कि यह भौतिकी के पाठ्यक्रम से क्या है)। यह आपको कोणीय वेग को जानने की अनुमति देता है, और पहले से ही इसे एकीकृत करके, हम रोटेशन के कोण को निर्धारित कर सकते हैं। सच है, यह तरीका उस में खराब है, फोन को अलग-अलग दिशाओं में मोड़ने से, हम सबसे अधिक संभावना उसी बिंदु पर नहीं लौट पाएंगे जहां हम मूल रूप से हैं।

दूसरा दिलचस्प सेंसर एक्सेलेरोमीटर है। यह टेलीफोन पर अभिनय करने वाले बलों को, विशेष रूप से, गुरुत्वाकर्षण के त्वरण को निर्धारित करता है। शांत स्थिति में, यह हमारे ग्रह पर गुरुत्वाकर्षण के सामान्य त्वरण को दिखाएगा, जो लगभग 9.8 m / s² से मेल खाता है। लेकिन, अगर हम फोन को स्थानांतरित या घुमाना शुरू करते हैं, तो हम इसे त्वरण देंगे। नतीजतन, इन क्षणों में, सेंसर आवश्यक रीडिंग नहीं देगा। जब हम आगे बढ़ना बंद करेंगे तो सिस्टम शांत हो जाएगा और हम पृथ्वी की ओर निर्देशित बल को पहचान सकते हैं। जैसा कि आप देख सकते हैं, केवल अंतरिक्ष में फोन की स्थिति निर्धारित करने के लिए, हमारे द्वारा उल्लिखित दो सेंसर में से कोई भी उपयुक्त नहीं है।

हालांकि, यह देखते हुए कि गायरोस्कोप समय के साथ "दूर भागता है" और एक्सीलेरोमीटर "दूर भागता है" केवल रोटेशन के क्षण में, विभिन्न गणितीय तरीकों का उपयोग करके डिवाइस की स्थिति की गणना करना संभव है, उदाहरण के लिए, कलमन फ़िल्टर। यदि आपने एंड्रॉइड के लिए प्रोग्राम किया है, तो आपने संभवतः देखा कि एंड्रॉइड एसडीके में ही सेंसर की सूची में केवल एक एक्सेलेरोमीटर और जाइरोस्कोप नहीं है, बल्कि तथाकथित TYPE_ORIENTATION भी है। यह ऐसे गणितीय तरीकों में से एक है जो दोनों सेंसरों की जानकारी का उपयोग करके फोन की स्थिति की गणना करता है। वे स्वयं, एक नियम के रूप में, एक माइक्रोक्रिकिट पर इकट्ठे होते हैं, बहुत बार एक चुंबकीय क्षेत्र संवेदक, अर्थात, एक कम्पास, अतिरिक्त रूप से उस पर रखा जाता है।

जो लोग quadrocopters में रुचि रखते हैं, शायद उन्होंने देखा कि शिलालेख "बैरोमीटर" नए मॉडल पर दिखाई दिया। जाहिर है, यह उपकरण मौसम विश्लेषण के लिए नहीं है। ऊंचाई को निर्धारित करने के लिए वायुमंडलीय दबाव को मापने के लिए इस तरह के सेंसर का उपयोग किया जाता है। यह फोन में भी काम करता है, और हम इसके आंदोलन की गणना ऊर्ध्वाधर अक्ष के साथ निकटतम सेंटीमीटर पर कर सकते हैं। स्वाभाविक रूप से, रीडिंग को एक फिल्टर का उपयोग करके चिकना करना होगा।

अभ्यास

Google ने अपने कार्डबोर्ड और डेड्रीम उपकरणों के लिए Google VR SDK जारी किया है। उत्तरार्द्ध घटकों का एक समूह है जो विशेष रूप से 3 डी वास्तविकता प्रदर्शित करने के लिए अनुप्रयोगों को विकसित करने में हमारी मदद करता है, यह आईओएस और एंड्रॉइड दोनों पर उपलब्ध है। यह एसडीके आभासी और संवर्धित वास्तविकता दोनों के लिए अनुप्रयोगों का निर्माण करना आसान बनाता है।

Google VR SDK सेंसर के साथ सभी काम का ख्याल रखता है, इसके लिए धन्यवाद, हमें यह समझने की ज़रूरत नहीं है कि हमारे सिर को मोड़ते समय ओपनजीएल में एक दृश्य को कैसे घुमाया जाए। सीधे शब्दों में देखें गतिविधि, और एसडीके अपने दम पर यह सब करेगा।

आइए एक त्वरित नज़र डालें कि हम Google वीआर एसडीके के साथ जल्दी से कैसे शुरू कर सकते हैं और एक सरल एंड्रॉइड ऐप कैसे बना सकते हैं। सबसे पहले, आपको पहले से इंस्टॉल किए गए एंड्रॉइड स्टूडियो की आवश्यकता होगी।
एसडीके को आधिकारिक गिट रिपॉजिटरी से डाउनलोड करें। एसडीके प्रलेखन यहाँ उपलब्ध है ।

अब बस एंड्रॉइड स्टूडियो का उपयोग करके रिपॉजिटरी की रूट डायरेक्टरी खोलें। वहां आप ऐसे उदाहरण पा सकते हैं जो स्रोत से संकलित किए जा सकते हैं और आपके एंड्रॉइड डिवाइस पर चल सकते हैं। प्रोजेक्ट में तुरंत चल रहे उदाहरणों के लिए कॉन्फ़िगरेशन है।



Daydream का अपना एक छोटा नियंत्रक भी है, जिसके साथ SDK भी समर्थन करता है। इसमें कॉलबैक फ़ंक्शन का एक सेट है, और आप अपने डिज़ाइन में इस नियंत्रक का सुरक्षित रूप से उपयोग कर सकते हैं। एसडीके 'एसडीके-कंट्रोलरक्लाइंट' में एक विशेष उदाहरण है।

सबसे यथार्थवादी धारणा के लिए, मैं ध्वनि को महसूस करना चाहूंगा, और ताकि यह स्पष्ट हो कि यह कहां से आता है, यह कहां निर्देशित है और इसे किस वातावरण में वितरित किया गया है। इसके लिए लाइब्रेरी में एक GvAAudioEngine है, जो एक सरलीकृत ओपन ऑडियो लाइब्रेरी या Direct3D साउंड जैसा दिखता है। यह अंतरिक्ष में ध्वनि स्रोत के निर्देशांक को संप्रेषित करने के लिए पर्याप्त है, और पुस्तकालय खुद ही ध्वनि का मिश्रण करेगा जैसी आपको ज़रूरत है। आप पर्यावरण की विभिन्न सामग्रियों को निर्दिष्ट कर सकते हैं, उदाहरण के लिए, आप एक दृश्य का निर्माण कर सकते हैं, जिस पर दाहिने और बाएँ स्तंभों पर अलग-अलग संगीत चलता है, और आप अधिक ध्वनि स्रोतों को निर्दिष्ट कर सकते हैं।

उदाहरण 'एसडीके-ट्रेजहंट' शुद्ध ओपनगैल पर लागू एक काफी सरल खेल है। यह गेम को चारों ओर ध्वनि प्रभाव देने के लिए GvrAudioEngine का भी उपयोग करता है।

एक Google वीआर एसडीके और एक अद्भुत, यद्यपि छोटा है, जो आपके अनुप्रयोगों में एम्बेड कर सकता है। विशेष रूप से, VrPanoramaView 360 डिग्री पर नयनाभिराम तस्वीरें प्रदर्शित करने के लिए एक घटक है, और स्टीरियोग्राफिक डिस्प्ले है। आप फोटो को केवल एप्लिकेशन के संसाधनों में डाल सकते हैं और इस विशेष छवि को लेने और इसे प्रदर्शित करने के लिए VrPanoramaView.loadImageFromBitmap () को केवल एक लाइन में बुला सकते हैं। नतीजतन, आपको एक तैयार-निर्मित घटक मिलता है जिसे उपयोगकर्ता अपने आवेदन में देख सकता है - यह एक सामान्य दृश्य है, जो एंड्रॉइड के बाकी सभी लोगों के समान है।

आप एक बार में एक स्क्रीन पर कई ऐसे घटक प्रदर्शित कर सकते हैं, आप एक पूर्ण स्क्रीन में प्रदर्शित कर सकते हैं, और एक ही समय में, चश्मे और सरल प्रदर्शन के बीच स्विच करने के लिए, आपको बस उस बटन पर क्लिक करने की आवश्यकता है जो लाइब्रेरी द्वारा खींची जाएगी। VrVideoView घटक का उपयोग करके वीडियो जोड़ना भी संभव है। और अगर आप किसी बिंदु पर देखते हुए थक जाते हैं, तो आप वीडियो को रिवाइंड कर सकते हैं।

SDK 'sdk-simplepanowidget' और 'sdk-simplevideowidget' के दो नमूने दिखाते हैं कि इस तरह की अंतर्निहित वस्तुओं के साथ एप्लिकेशन बनाना कितना सरल है।

सवाल उठता है कि इस तरह के वीडियो और तस्वीरें कहां से लाएं? लेकिन कुछ कंपनियों ने पहले ही दोनों तरफ लेंस वाले छोटे ट्रिंकेट के रूप में कैमरे का उत्पादन शुरू कर दिया है। उनकी मदद से, आप 360 डिग्री पर नयनाभिराम तस्वीरें ले सकते हैं - वे स्वतंत्र रूप से उन्हें स्वयं भी कनेक्ट कर सकते हैं - लेकिन वीडियो काम नहीं करेगा। ऐसा करने के लिए, आपको एक अधिक महंगी डिज़ाइन की आवश्यकता होगी, और विशेष सॉफ़्टवेयर जो परिणामस्वरूप छवियों को गोंद कर सकते हैं और उन्हें आभासी वास्तविकता में प्रदर्शन के लिए उपयुक्त सामग्री में बदल सकते हैं।



ओडिसी समाधान में 16 सिंक्रनाइज़ कैमरे शामिल हैं।

आवेदन

वर्णित तकनीकों को कहां लागू किया जा सकता है? पहला विकल्प स्पष्ट रूप से एक खेल है। एक नियम के रूप में, ओपनजीएल शूटर और अन्य गेम हैं जहां हमें गहराई की भावना की आवश्यकता होती है। नेटफ्लिक्स ने हाल ही में 3 डी सामग्री प्रदर्शित करने के लिए एक सेवा शुरू की है, यह पुस्तकालय आपको कुछ प्रकार के कस्टम मूवी डिस्प्ले समाधान लिखने में भी मदद कर सकता है।

आप मूल्य टैग के आगे अपना अतिरिक्त विवरण देखने के लिए फोन का उपयोग करके ग्राहकों को स्टोर में सक्षम कर सकते हैं।

आप उन्हें अचल संपत्ति की बिक्री में लागू कर सकते हैं। खरीदार और विक्रेता से मिलना आमतौर पर असुविधाजनक होता है। और इस तरह के वीडियो की मदद से, खरीदार के लिए पहले से आकलन करना बहुत आसान होगा कि क्या उसे इस या उस वस्तु को देखने जाना चाहिए।

संग्रहालय प्रौद्योगिकी लागू करने के लिए एक और आदर्श स्थान है। आधुनिक संग्रहालयों में, हॉल के अंदर अक्सर कंप्यूटर होते हैं जिसके माध्यम से आप अतिरिक्त जानकारी तक पहुंच सकते हैं, कुछ सुन सकते हैं। लेकिन ये कंप्यूटर नियमित रूप से व्यस्त हैं, और फोन हमेशा सभी के लिए हाथ में है, और वह प्रदर्शनी में संवर्धित वास्तविकता के तत्वों को जोड़ने में सक्षम है। पुस्तकालय लगभग किसी भी उपकरण मॉडल के साथ काम करेगा, और यदि वांछित है, तो हम संग्रहालय आगंतुकों को अधिक जानकारी दे सकते हैं।


यहां एक छोटा Google विज्ञापन है जो यह दर्शाता है कि आभासी वास्तविकता के चश्मे में Google धरती कैसा दिखता है। आप इस तरह के वीडियो को एक नियमित मॉनिटर पर देख सकते हैं, लेकिन चश्मे में वही तस्वीरें स्वैच्छिक दिखेंगी। अंतरिक्ष में आंदोलन डेड्रीम रिमोट कंट्रोल का उपयोग करके किया जाता है, कुछ फोन के लिए बैरोमीटर का उपयोग करना और बस सिर को घुमाकर चारों ओर घूमना संभव है।

ऐसी तकनीकों का उपयोग करने का एक और बहुत दिलचस्प विचार 3 डी प्रिंटिंग है।

एक स्टार्टअप ने सुझाव दिया कि उपयोगकर्ता किसी अन्य मॉडलिंग टूल के साथ मॉडल बनाने के लिए संवर्धित वास्तविकता का उपयोग करें। पारंपरिक नियंत्रक का उपयोग करके, आप उच्च सटीकता वाले मॉडल प्राप्त नहीं कर सकते हैं - त्रुटि बहुत बड़ी होगी। लेकिन हम ऐसे नियंत्रकों की मदद से एक छोटी स्मारिका बना सकते हैं और इसे सीधे 3 डी प्रिंटर पर प्रिंट करने के लिए एप्लिकेशन से ऑर्डर कर सकते हैं। यह विचार अच्छा है और बहुत जल्द मुद्रीकृत हो जाएगा, खासकर जब से ऐसे उत्पादों के लिए प्रिंटर धीरे-धीरे सस्ता हो रहा है।