Tworzenie projektów VR – jak powinni przygotowywać kierownicy projektów

Posłuchaj wersji audio tego artykułu

Do 2019 roku większość ludzi prawdopodobnie widziała lub próbowała doświadczeń w wirtualnej rzeczywistości, inaczej znanych jako VR. Być może wypróbowałeś bardzo podstawową wersję VR z Google Cardboard, w której możesz rozejrzeć się i zobaczyć 360-stopniowy obraz wokół siebie. A może nawet wypróbowałeś pełnoprawną wirtualną rzeczywistość z HTC Vive lub Oculus Rift, gdzie nie tylko mogłeś się rozglądać, ale także poruszać i odkrywać nową i nieznaną przestrzeń.

Niektórzy uważają, że VR to tylko chwilowa moda, podczas gdy inni chwalą ją jako kolejną wielką rzecz w informatyce. Mimo wszystko VR to nowy rodzaj medium interakcji z komputerami, który od 8 lat stale wkracza na rynek konsumencki i korporacyjny. Na przykład, Ford wykorzystał VR, aby pomóc im zaprojektować supersamochód GT, podczas gdy Boston Children's Hospital i wiele innych szpitali na całym świecie używa VR jako skutecznego zamiennika środków przeciwbólowych.

W tym artykule postaramy się pomóc kierownikom projektu w lepszym zrozumieniu samej technologii (podobnie jak w naszym ostatnim artykule o sztucznej inteligencji), aby pomóc im zarządzać projektami VR i przygotować się na wszelkie wyzwania, które mogą się pojawić podczas zarządzania projektem VR.

Czym jest rzeczywistość wirtualna?

Aby zrozumieć, czym jest rzeczywistość wirtualna, musimy przyjrzeć się historii technologii 3D i zobaczyć, skąd wzięła się VR. Przez lata podejmowano wiele prób przeniesienia nas z sfery treści 2D do sfery treści 3D. Wszystko zaczęło się od obrazów „3D” pod koniec XIX wieku i przeniosło się do kina 3D w połowie XX wieku. Jednak VR nie należy mylić z bardziej typową treścią 3D. To znacznie więcej.

„Obecność” – Skok Wiary

Kluczowym czynnikiem różnicującym kino 3D i VR jest to, co inżynierowie w przestrzeni VR nazywają „obecnością”. Obecność to termin techniczny używany do opisania poczucia całkowitego zanurzenia i przebywania w innej przestrzeni, którą zapewniają użytkownikowi gogle VR. To poczucie „obecności” wymaga, aby urządzenie oszukało wiele różnych aspektów ludzkiego systemu percepcji.

Najlepszym testem mającym na celu sprawdzenie istnienia „obecności” jest powiedzenie osobie, aby spróbowała wejść na wirtualną półkę 100-piętrowego budynku i spróbować z niego zeskoczyć. W kinie 3D może to wyglądać zniechęcająco, ale większość ludzi nie miałaby problemów z wykonaniem skoku.

Jednak w rzeczywistości wirtualnej pole widzenia, częstotliwość odświeżania, rozdzielczość i inne aspekty zestawów słuchawkowych są zaprojektowane w taki sposób, aby oszukać ludzki system percepcyjny, by uwierzył, że naprawdę jesteś gdzie indziej. To sprawia, że ​​dla większości zeskok z krawędzi budynku jest prawie niewykonalnym zadaniem, podczas gdy inni krzyczą i krzyczą, wykonując to proste i nieszkodliwe ćwiczenie.

Ci, którzy mają odwagę zejść z półki i zacząć praktycznie spadać z budynku, zgłaszają uczucie upadku w żołądku, które naśladuje prawdziwy odruch spadania. Dzieje się tak z powodu tego, jak dobrze jesteśmy oszukiwani w wierze, że rzeczywistość wirtualna jest prawdziwa. To poczucie „obecności” jest kluczową różnicą między innymi doświadczeniami 3D a prawdziwą wirtualną rzeczywistością.

Czy to pierwsza fala VR?

Historia VR zaczyna się od pierwszego demo Miecza Damoklesa w laboratorium MIT w 1968 roku. W tamtych czasach VR była głównie testem dla wojskowych symulatorów lotu i technologii ekranowych. W połowie XX wieku było wiele nieudanych prób urzeczywistnienia rzeczywistości wirtualnej, ale większość z nich przypominała bardzo proste dema, które zajmowałyby zbyt dużo miejsca i mogły sobie na nie pozwolić tylko największe laboratoria badawczo-rozwojowe.

Pierwsza prawdziwa fala szumu VR pojawiła się i minęła na początku lat 90-tych. Były firmy produkujące bardzo drogie i niewygodne zestawy słuchawkowe VR, takie jak Virtuality 1000CS. Był nawet program telewizyjny o nazwie VR Rangers pokazujący dzieciom wspaniałe podróże wojowników VR wyglądających podejrzanie podobnie do Power Rangers.

Jednak możliwości technologiczne w przestrzeni graficznej początku lat 90. nie odpowiadały wymaganiom systemów VR. Większość ludzi zgłaszała wówczas skutki uboczne korzystania z wyświetlaczy VR. Niemal wszystkim przeżyciom towarzyszyły nudności i choroba morska. Większość gier nie mogła wyprodukować znacznie więcej niż kilka prostych kształtów, a VR zostało zapomniane na kolejne 15 lat.

Potem nastąpił rozwój Oculus Rift, poczynając od kampanii na Kickstarterze na początku 2010 roku, która wyprowadziła VR z cienia i ponownie znalazła się w świadomości głównego nurtu.

Czy VR to tylko gry?

Większość ludzi kojarzy VR z graniem w gry komputerowe. Chociaż gry to duża część rynku VR, to zdecydowanie nie jest to jedyne zastosowanie VR. VR jest z powodzeniem stosowana w wielu różnych dziedzinach od momentu jej powstania pod koniec lat 60-tych.

Zaczęło się jako projekt badawczy mający na celu stworzenie lepszych symulatorów lotu, jednak od czasu jego odrodzenia VR jest używany w wielu różnych obszarach w różnych branżach. Oto niektóre z bardziej godnych uwagi przykładów:

• Opieka zdrowotna: Teatr Chirurgiczny umożliwia chirurgom bardziej efektywne analizowanie anatomii pacjenta, lokalizowanie guzów i planowanie operacji.
• Kosmos: NASA wykorzystuje VR do treningu spacerów kosmicznych i sterowania ramionami robotów.
• Muzea: Podczas gdy wiele instytucji kulturalnych ma możliwość przeglądania części swoich kolekcji w VR, Muzeum Kremera istnieje całkowicie w wirtualnej rzeczywistości i zostało zaprojektowane przez światowej sławy architektów.
• Motoryzacja: Ford Vehicle Immersion Environment (FiVE) umożliwia pracownikom Forda szczegółowe przyjrzenie się nadchodzącemu modelowi i zaplanowanie wszelkich zmian w nim.
• Wojsko: armia amerykańska używa VR do różnych scenariuszy treningowych i leczenia PTSD żołnierzy powracających z bitwy.
• Nieruchomości: Wiele firm z branży nieruchomości używa VR do prezentowania niektórych swoich nieruchomości, Planner 5D stworzył narzędzie przeciągnij i upuść, aby stworzyć swoje przyszłe wnętrze domu i spacerować po nim za pomocą mobilnej rzeczywistości wirtualnej.
• Architektura: Pracownicy biur Gensler LA spotykają się co tydzień w wirtualnej replice budynku, który jest obecnie projektowany przez ich architektów.
• Sieci społecznościowe: istnieje wiele aplikacji, takich jak VR Chat i Sinespace, które pozwalają ludziom na interakcję i tworzenie w wirtualnym świecie.
• Edukacja: ClassVR stwarza możliwości wciągającego nauczania w klasie.
• Sport: STRIVR tworzy schematy treningowe dla drużyn sportowych, które pozwalają graczom na wykonanie dodatkowego treningu w wolnym czasie, aby powtórzyć strategie zespołowe.

Przegląd rynku VR

Obecnie na rynku dostępnych jest kilka różnych typów urządzeń VR. Można je najlepiej podzielić na dwie kategorie: VR mobilny i VR stacjonarny.

Mobilna VR – jak sugeruje jej nazwa, określa ją współczynnik przenośności. Pierwsza generacja mobilnych zestawów słuchawkowych VR często wykorzystywała smartfon, który wkłada się do obudowy zestawu słuchawkowego. Obecna generacja mobilnych zestawów słuchawkowych VR wykorzystuje samodzielny sprzęt i mobilne procesory zintegrowane z samym zestawem słuchawkowym.

Pozwala to na wygodne, ale ograniczone wrażenia VR, zwykle z prostszą grafiką w porównaniu do VR na komputerze. Inną poważną wadą mobilnej rzeczywistości wirtualnej jest to, że większość mobilnych zestawów słuchawkowych do rzeczywistości wirtualnej nie ma czegoś, co nazywa się „śledzeniem pozycji”. Ten rodzaj śledzenia śledzi nie tylko pochylenie głowy użytkownika, ale także pozycję głowy użytkownika podczas poruszania się w przestrzeni. Jest niezbędny do pełnego zanurzenia się w świecie i zmniejszenia dyskomfortu użytkownika.

Urządzenia: Google Cardboard, Google Daydream, Samsung Gear VR, Oculus Go, Oculus Quest, HTC Focus itp.

Desktop VR — Desktop VR jest czasami nazywany Full VR, ponieważ pozwala na pełniejsze wrażenia VR i zawiera funkcje, takie jak śledzenie położenia głowy i obu kontrolerów ręcznych. Istnieje wiele systemów VR na komputery stacjonarne, a niektóre zawierają dodatkowe dodatki, takie jak bieżnie wielokierunkowe, urządzenia do śledzenia całego pomieszczenia, rękawice, interfejsy dla wielu różnych kontrolerów itp.

Jednak najbardziej definiującą cechą gogli VR na komputery stacjonarne jest jakość zanurzenia w całym ciele, dająca użytkownikowi najlepszy możliwy efekt „obecności”. Jest to możliwe głównie dzięki mocy procesora graficznego i procesora w komputerach stacjonarnych, z którymi łączą się te zestawy słuchawkowe. Nie mając małego rozmiaru urządzeń mobilnych, systemy te mogą wykorzystywać znacznie mocniejsze procesory. Zwykle oznacza to również, że przeciętny komputer obsługujący VR kosztowałby około 2000 USD.

Urządzenia: Oculus Rift, HTC Vive, Playstation VR, warianty Intel Chip Based Windows XR, takie jak systemy Acer, Samsung, Asus, HP VR.

Rozwój VR: co powinni wiedzieć kierownicy projektów

Kluczowe role w cyklu rozwoju wirtualnej rzeczywistości

Programista/ekspert ds. silników gier/ekspert grafiki komputerowej

Oczywiście ktoś będzie musiał zakodować wszystkie możliwości interakcji w Twojej aplikacji VR. Tu właśnie pojawia się rola programisty . Należy pamiętać, że nie wszyscy programiści mają doświadczenie w pracy z grafiką 3D lub korzystaniu z silników gier. Większość projektów VR korzysta z Unity 3D lub Unreal Engine , aby znacznie ułatwić to zadanie. Silniki gier 3D mają pewne funkcje graficzne i kontrolne, które pomagają skrócić czas tworzenia i kosztować nawet 20-krotnie w porównaniu z tworzeniem własnego silnika 3D. 90% treści VR produkowanych dzisiaj wykorzystuje Unity 3D i stosunkowo łatwo jest znaleźć deweloperów Unity do wynajęcia.

Jeśli zdecydujesz się zbudować platformę VR od podstaw lub Twoja aplikacja wymaga określonego silnika 3D, będziesz potrzebować eksperta graficznego, który jest w stanie użyć prostych narzędzi, takich jak OpenGL, do zbudowania nowego silnika gry, którego będziesz używać w swoim projekcie . Jeśli zdecydujesz się pójść tą drogą, pamiętaj, że może to znacznie zwiększyć obciążenie pracą i budżet wymagany do ukończenia aplikacji. W niektórych przypadkach ten sposób budowania doświadczeń VR może przynieść pewien wzrost wydajności. Jednak większość z tych korzyści będzie nieznaczna w porównaniu z kosztem znalezienia starszego eksperta grafiki komputerowej, jeśli zdecydujesz się nie korzystać z jednego z dostępnych silników 3D. W uproszczeniu można to porównać do robienia własnego aparatu podczas kręcenia filmu.

Jako profesjonalny PM, którego zadaniem jest zarządzanie projektami w wirtualnej rzeczywistości, będziesz musiał edukować się na temat wymagań technicznych projektu i ich wpływu na wynik finansowy projektu. Pamiętaj, że nie wszyscy programiści są równi, więc zatrudniając do swojego projektu VR, szukaj osób z doświadczeniem w tworzeniu gier.

Specjalista VR/Projektant VR

Mimo że proste aplikacje VR są stosunkowo łatwe do zbudowania, złożoność rośnie wykładniczo wraz z dodawaniem kolejnych funkcji. Wynika to głównie z ograniczeń obecnej mocy obliczeniowej oraz sposobu przetwarzania grafiki w komputerze. Aplikacje VR mają swój własny zestaw unikalnych wyzwań, które stają się widoczne dopiero podczas projektowania projektu VR. Aby temu zaradzić, musisz zatrudnić specjalistę VR , który ma doświadczenie w pracy z aplikacjami VR.

Niektóre z tych wyzwań są związane z ograniczeniami technicznymi i specyfikacjami, podczas gdy inne są bardziej związane z interfejsem użytkownika. Na przykład, jeśli projektujesz aplikację VR, w której użytkownik będzie doświadczał świata na wysokości innej niż jego własna, upewnij się, że siedzi na krześle barowym, a nie na normalnym krześle. Brzmi to dość dziwacznie, jednak nasz mózg rejestruje nasze stopy dotykające ziemi i oblicza naszą „prawidłową” postrzeganą wysokość, dlatego jeśli nasze stopy nie dotykają ziemi, możemy lepiej tolerować doświadczenie bycia znacznie wyższymi w rzeczywistości wirtualnej niż w rzeczywistości.

Jako inny przykład, jeśli twoje doświadczenie VR wykorzystuje teleportację, dobry specjalista VR poleciłby ci użyć efektu wygaszania ekranu, który trwa 300 ms, ponieważ nasze mózgi zaakceptowałyby to jako prawdziwe mrugnięcie oka (które trwa od 300 do 500 ms), i całkowicie odfiltruje efekt, zapewniając bardziej płynne wrażenia.

Te problemy zwykle nie pojawiają się w naszym zwykłym oprogramowaniu lub projektach, dlatego ważne jest, aby zatrudnić przynajmniej doradcę specjalisty ds. VR na pół etatu, który może zapewnić, że zaoszczędzisz dużo czasu i pieniędzy, budując właściwą rzecz w we właściwy sposób.

Artysta 3D/scenograf/animator

Artysta 3D to zazwyczaj osoba rzeźbiąca rzeczywistą zawartość 3D. Projektant scen to ktoś, kto łączy wszystkie zasoby 3D, aby stworzyć środowisko. Animator odpowiada za przygotowanie modeli 3D do animacji, a następnie tworzenie tych animacji przy użyciu różnych narzędzi programowych.

Wszystkie te prace może wykonać jedna osoba, co zwykle ma miejsce, gdy ktoś buduje projekt VR typu bootstrapped. W dużych studiach filmowych lub zajmujących się projektowaniem gier zazwyczaj można znaleźć wysoce wyspecjalizowane osoby, które przejmują te role.

Tak czy inaczej, te role są bardzo ważne dla każdego projektu VR. Doświadczenia VR w dużej mierze zależą od treści 3D, a produkcja tych treści może pochłonąć nawet 80% pracy wymaganej do stworzenia aplikacji VR. Jako PM, ważne jest, aby zrozumieć, że te role najprawdopodobniej będą Twoimi największymi źródłami wydatków na projekt i powinieneś odpowiednio zaplanować swój budżet.

Typowe wyzwania podczas zarządzania projektem VR

Tworzenie treści 3D może zająć więcej czasu niż oczekiwano

Modelowanie 3D to trudne zadanie, którego wykonanie wymaga dużej ilości czasu. Tworzenie animacji do modeli 3D to jeszcze trudniejsze zadanie. Dla PM ważne jest, aby mieć to na uwadze podczas szacowania punktów fabularnych.

Na przykład humanoidalne postacie, takie jak roboty, ludzie, konie, wirtualni asystenci lub jakiekolwiek inne złożone stworzenia biologiczne, mogą trwać nawet 100 razy dłużej, aby modelować i animować niż interaktywne obiekty wykonane z bardziej prymitywnych form, takich jak budynki lub okna menu.

Na przykład modelowanie, animowanie i projektowanie sceny przedstawiającej pracowników wirtualnego biura może trwać nawet 100 razy dłużej niż w przypadku demonstracji architektonicznej przedstawiającej zewnętrzną część budynku.

Dobrą zasadą, którą można tutaj zastosować, jest myślenie o animacji i modelowaniu 3D w kategoriach rysowania. Jeśli coś jest trudne do narysowania, jak ludzie lub zwierzęta, znacznie trudniej będzie je wymodelować w 3D, a jeszcze trudniej będzie je animować, aby wyglądało profesjonalnie. Jeśli jednak coś można opisać w kodzie, na przykład złożoną animację abstrakcyjnych kształtów, znacznie łatwiej można to zbudować i manipulować w 3D. Algorytmy działają taniej niż ludzie, a jako PM powinieneś być pierwszą linią obrony, upewniając się, że zakres projektu pozostaje realistyczny dzięki realistycznym wymaganiom dotyczącym treści.

VR jest ograniczone przez GPU

Wszystko, co jest tworzone w VR, będzie musiało być wyświetlane za pomocą procesora graficznego w twoim komputerze, inaczej znanego jako GPU. Nawet najlepsze dzisiejsze komputery są nadal ograniczone liczbą obiektów 3D, którymi mogą jednocześnie manipulować. Fakt, że VR wykorzystuje wyświetlacz, który jest odświeżany co najmniej 90 razy na sekundę, oznacza, że ​​VR bardzo obciąża komputer, na którym działa.

Na przykład zestaw słuchawkowy VR, taki jak HTC Vive, wymagałby obciążenia obliczeniowego porównywalnego z 3 do 4 normalnymi monitorami komputerowymi uruchomionymi na komputerze w tym samym czasie. Większość naszych aplikacji rzeczywistości wirtualnej jest ograniczona przez to, co urządzenia mogą osiągnąć w dzisiejszych czasach dzięki swoim procesorom graficznym.

Najlepszym sposobem, aby to sobie wyobrazić, jest myślenie o grach 3D z początku XXI wieku. Zaczęli odkrywać realistyczną grafikę 3D, jednak większość z nich nadal korzystała ze skrótów, aby osiągnąć maksymalne efekty wizualne. Tak właśnie wygląda sytuacja z obecnymi doświadczeniami VR, wciąż jesteśmy na bardzo wczesnym etapie, a większość aplikacji będzie ograniczona możliwościami sprzętu, na którym działają.

Różnorodność urządzeń i platform

Jak wspomniano powyżej, dostępnych jest wiele różnych platform VR. W chwili pisania tego artykułu istnieje co najmniej 30 różnych urządzeń VR dostępnych zarówno na rynku VR na komputery stacjonarne, jak i urządzenia mobilne.

Oznacza to, że obsługa aplikacji VR na wszystkich platformach wymagałaby wielu dodatkowych poprawek i przeróbek. Szczególnie trudno jest udostępniać treści między mobilnymi aplikacjami VR i komputerowymi aplikacjami VR, ponieważ obsługują one bardzo różne poziomy grafiki i animacji 3D.

Korzystanie z silnika gier 3D, takiego jak Unity 3D lub Unreal Engine, pomaga, ponieważ pozwalają one teoretycznie wdrożyć aplikację na więcej niż jednej platformie przy minimalnym nakładzie pracy. W praktyce łatwo jest udostępniać kompilacje między większością wysokiej klasy stacjonarnych systemów VR, jednak mobilna VR może wymagać dodatkowych przeróbek i nowych zasobów 3D, aby działać płynnie.

Jako kierownik projektu zaplanuj odpowiednio i ogranicz swój zakres do kilku najpopularniejszych platform, aby łatwiej było utrzymać bazę kodu i zapewnić jak najlepsze wrażenia użytkownika.

Skutki uboczne i zagrożenia dla zdrowia

Mimo że VR istnieje już od jakiegoś czasu, wciąż niewiele jest jednoznacznych dowodów na potencjalne zagrożenie dla zdrowia. Istnieje wiele badań dotyczących krótkowzroczności wywołanej przez urządzenie i innych potencjalnych zagrożeń, ale żadne z nich nie ma jeszcze rozstrzygających dowodów.

Większość zagrożeń w VR pochodzi z rzeczywistego otoczenia wokół użytkownika. Istnieje ryzyko upadku, potknięcia się i zmiażdżenia kontrolerów w obszarze roboczym. Producenci pracują nad ich zmniejszeniem, wprowadzając wirtualne granice i systemy powiadomień.

Na razie większość producentów gogli VR nie zaleca ich używania przez dzieci. Wynika to głównie z efektów ubocznych, których czasami doświadczają użytkownicy. Z początku lat 90. nudności i choroba morska w większości zniknęły, jednak niektóre aplikacje, zwłaszcza jeśli nie są dobrze zaprojektowane, mogą powodować pewien stopień choroby morskiej.

Jako PM powinieneś wiedzieć, że kluczem do projektowania dobrych doświadczeń VR bez skutków ubocznych są interakcje, a zwłaszcza mechanika ruchu. Te są poza zakresem tego artykułu, ale dla tych, którzy chcą dowiedzieć się więcej, Oculus na Facebooku przygotował świetny przewodnik, jak projektować wygodne doświadczenia VR.

Wniosek: widzieć to wierzyć

VR bardzo się zmieniło od swoich początków. W obecnej formie jest przydatnym narzędziem dla branż korzystających z treści 3D, pracujących ze szkoleniami lub dążących do wywarcia wrażenia poprzez „przetransportowanie” użytkowników w inne miejsce.

Podobnie jak w przypadku większości technologii, VR dotyczy ludzi i interakcji społecznych, a nie samej technologii. Obecne osiągnięcia technologiczne są przydatne tylko wtedy, gdy rozwiązują jakiś problem, który mają użytkownicy. Dotyczy to zwłaszcza projektów wirtualnej rzeczywistości i ich zastosowań w przemyśle. Branże czerpiące obecnie największą wartość z VR to architektura i projektowanie wnętrz, szkolenia i symulacje, wizualizacja danych, gry, rozrywka i filmy.

Głównym wyzwaniem rozwoju VR jest fakt, że jest ona w dużym stopniu uzależniona od modeli i animacji 3D. Może to być trudne zadanie, jeśli nie zrozumiesz złożoności określonego typu modelowania i animacji. Z VR wiąże się wiele innych wyzwań, dlatego warto skorzystać z pomocy profesjonalisty VR podczas tworzenia aplikacji VR. Silniki gier mogą pomóc w rozwiązaniu niektórych wyzwań programistycznych, ale musisz znaleźć odpowiednich programistów, którzy wiedzą, jak z nich korzystać.

Dodatkowe materiały od autora

Inżynier technologii VR wyjaśnia VR na 5 poziomach trudności https://www.youtube.com/watch?v=akveRNY6Ulw

Krótkie wyjaśnienie VR autorstwa MKBHD https://www.youtube.com/watch?v=i4Zt3JZejbg

Historia technologii wirtualnej rzeczywistości https://www.youtube.com/watch?v=4BOwLCoBqCs

Aktualności VR https://www.roadtovr.com/