Lepší vymezení herního prostoru pro VR pomocí 3D sensorů

Tinka, Jan

V posledních letech se na trhu začala objevovat VR zařízení, což má za následek celkový nárůst popularity VR. Špičkové produkty jako HTC Vive a Oculus Rift s přesným room-scale sledováním podporují z důvodu bezpečnosti a příhodnosti hranice virtuální herní oblasti. Room-scale VR uživatele nabádá k volnějšímu pohybu. A ačkoliv se problematikou zvětšení vnímané velikosti virtuální oblasti v rámci skutečného pracoviště zatím zabývala řada výzkumů, jejich řešení nejsou dokonalá a vyžadují splnění jistých podmínek. Kvůli tomu a faktu, že chování uživatelů lze ne vždy předvídat, jsou hranice herní oblasti stále potřeba. V běžném room-scale VR jsou ale tyto virtuální hranice uživatelem definovány dvourozměrně, a proto jsou stěny hranic ploché a nezachycují detaily případných překážek. V rámci této práce představuji alternativu k těmto hranicím umožňující lépe využít dostupný prostor např. nad překážkami jakými jsou židle, stoly a postele. Navrhuji a implementuji příklad této alternativní hranice. Na základě uživatelských testů potom prezentuji vyhodnocení vypracovaného řešení. Navrhované řešení je založené na využití 3D skeneru pro získání trojrozměrných informací o okolí herní oblasti. Tyto informace jsou zpracovávány v podobě mračna bodů a jsou zaznamenávány prostřednictvím stereokamery ZED připevněné k virtuálním brýlím HTC Vive disponujícím přesným optickým sledováním SteamVR, kterého je využito pro získání přesné polohy stereokamery v rámci sledovaného prostoru. Body se ukládají do prostorově omezené 3D mřížky, která slouží také k jejich vzorkování, odstraňování ojedinělých šumových bodů a zajistí konečnou velikost výsledného mračna bodů. Následně jsou body filtrovány pomocí filtru založeného na počtu sousedů. Zpracované body jsou pak uloženy do souboru, odkud jsou později načteny pro využití v rámci hranice herní oblasti. Při nahrávání bodů jsou tyto rozděleny na menší shluky z důvodu odlehčení enginu Unity a možnostem vykreslování. Tyto shluky jsou umístěny do scény, kde jsou ve výchozím stavu neviditelné. Každý shluk disponuje rendererem a prostředkem pro detekci kolizí. Virtuálním brýlím i ovladačům lze přiřadit jiné druhy těchto prostředků. Tyto mají tvar koule a nebo rotačního válce s polokoulí na horní podstavě. Mezi těmito tvary a body jsou počítány kolize, na jejichž základě se rozhoduje o vizuální nebo hmatové zpětné vazbě uživateli. Pokud se uživatel nebo některý z ovladačů přiblíží k neviditelným bodům hranice, tyto se zviditelní a v případě ovladače příslušný tento začne vibrovat. Body hranice se zobrazují jako malé kruhy v prostoru, které jsou viditelné i pokud se nachází za překážkou, což je důležité z hlediska bezpečnosti. Toto řešení bylo podrobeno uživatelským testům, kterých se zúčastnilo 12 studentů FIT. Testovalo se, zda je hranice řešení založená na bodech z 3D skeneru použitelná hranice herního prostoru, zda jsou účastníci schopni vyhnout se překážce v herní oblasti a jaký vliv má prolínání se virtuálních a skutečných objektů v podobě bodů hranice při blízké manipulaci s objekty. Z pozorování a odpovědí na otázky k testům vyplynulo, že vylepšená hranice fungovala, jak měla, byla účastníky testování velmi dobře přijata a za některých podmínek ji preferují před výchozí SteamVR hranicí Chaperone. Většina účastníků měla v hranici důvěru a nebála se, že by do něčeho mohla narazit. V průměru přišla účastníkům vylepšená hranice prostornější a méně narušovala ponoření do virtuálního prostředí. Ukázalo se, že překážka uvnitř herní oblasti nepředstavuje problém.

guest :: login Digital Repository
		Search		Submit		Help		About