Desenvolvimento de Projeto VR - Como os Gerentes de Projeto devem se preparar

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Em 2019, a maioria das pessoas provavelmente já viu ou experimentou experiências de realidade virtual, também conhecidas como VR. Você pode ter tentado uma versão muito básica de VR com o Google Cardboard, onde você pode olhar ao redor e ver uma imagem de 360 ​​graus ao seu redor. Ou você pode até ter tentado um VR completo com o HTC Vive ou um Oculus Rift, onde você não apenas pode olhar ao redor, mas também se mover e explorar o espaço novo e desconhecido.

Algumas pessoas pensam que a RV é apenas uma moda passageira, enquanto outras a elogiam como a próxima grande novidade na computação. Apesar de tudo isso, a RV é um novo tipo de meio de interação com computadores e vem invadindo constantemente os mercados de consumo e corporativo nos últimos 8 anos. Por exemplo, a Ford usou VR para ajudá-los a projetar seu supercarro GT, enquanto o Boston Children's Hospital e vários outros hospitais ao redor do mundo usaram VR como um substituto eficaz para analgésicos.

Este artigo tentará ajudar os PMs a entender melhor a própria tecnologia (semelhante ao nosso artigo recente sobre IA), ajudá-los a gerenciar projetos de RV e a se preparar para quaisquer desafios que possam surgir ao gerenciar um projeto de RV.

O que é Realidade Virtual?

Para entender o que é a realidade virtual, devemos olhar para a história das tecnologias 3D e ver de onde veio a VR. Ao longo dos anos, houve várias tentativas de nos levar do domínio do conteúdo 2D para o domínio do conteúdo 3D. Tudo começou com imagens “3D” no final do século XIX e mudou para o cinema 3D em meados do século XX. No entanto, VR não deve ser confundido com o conteúdo 3D mais típico. É muito mais do que isso.

“Presença” - o Salto de Fé

O fator chave que diferencia o cinema 3D e VR é o que os engenheiros em um espaço de VR chamam de “presença”. Presença é um termo técnico usado para descrever a sensação de total imersão e existência em outro espaço que os headsets de RV proporcionam ao usuário. Essa sensação de “presença” exige que o dispositivo engane muitas facetas diferentes do sistema de percepção humano.

O melhor teste projetado para verificar a existência da “presença” é dizer a uma pessoa para tentar caminhar em uma borda virtual de um prédio de 100 andares e tentar pular dele. Em um cinema 3D, isso pode parecer assustador, mas a maioria das pessoas não teria problemas para dar o salto.

No entanto, na realidade virtual, o campo de visão, a taxa de atualização, a resolução e outros aspectos dos fones de ouvido são projetados de tal forma que enganam o sistema perceptivo humano a acreditar que você está realmente em outro lugar. Isso faz com que dar aquele salto da borda do edifício seja uma tarefa quase impossível para a maioria, enquanto outros gritam e gritam enquanto realizam esse exercício simples e inofensivo.

Aqueles que têm a coragem de sair do parapeito e começar a cair virtualmente do prédio, relatam ter uma sensação de queda no estômago que imita o reflexo real da queda. Este é o caso por causa de quão bem somos enganados em acreditar que a realidade virtual é real. Essa sensação de “presença” é a principal diferença entre outras experiências 3D e a verdadeira realidade virtual.

Esta é a primeira onda de VR?

A história da RV começa com a primeira demonstração de uma Espada de Dâmocles no laboratório do MIT em 1968. Naquela época, a RV era principalmente um teste para simuladores de vôo militares e tecnologias de tela. Houve muitas tentativas fracassadas de tornar a RV uma realidade em meados do século 20, mas a maioria delas se assemelhava a demos muito básicas que ocupariam muito espaço e só poderiam ser oferecidas pelos maiores laboratórios de P&D.

A primeira onda real de hype em VR veio e passou no início dos anos 90. Havia empresas que fabricavam fones de ouvido VR muito caros e complicados, como o Virtuality 1000CS. Houve até um programa de TV chamado VR Rangers mostrando às crianças as maravilhosas jornadas de guerreiros VR que parecem suspeitosamente semelhantes aos Power Rangers.

No entanto, a capacidade tecnológica no espaço gráfico do início dos anos 90 não era compatível com os requisitos dos sistemas de RV. A maioria das pessoas relatou efeitos colaterais do uso de monitores de RV na época. Náuseas e enjôos acompanhavam quase todas as experiências. A maioria dos jogos não conseguia produzir muito mais do que algumas formas simples, e a RV foi esquecida por mais 15 anos.

Então veio a ascensão do Oculus Rift, começando com sua campanha no Kickstarter no início de 2010, que trouxe a VR para fora das sombras e para a consciência mainstream novamente.

VR é apenas para jogos?

A maioria das pessoas associa VR a jogos de computador. Embora os jogos sejam a grande parte do mercado de VR, definitivamente não é o único uso de VR. A RV tem sido aplicada com sucesso em muitos campos diferentes desde a sua criação no final da década de 1960.

Começou como um projeto de pesquisa para fazer melhores simuladores de voo, no entanto, desde seu renascimento, a VR tem sido usada em muitas áreas diferentes em uma variedade de indústrias. Aqui estão alguns dos exemplos mais notáveis:

• Cuidados de saúde: O teatro cirúrgico permite que os cirurgiões analisem a anatomia de um paciente, localizem tumores e planejem uma operação com mais eficiência.
• Espaço: a NASA usa VR para treinamento de caminhada espacial e para controlar braços robóticos.
• Museus: Enquanto muitas instituições culturais têm a capacidade de visualizar partes de sua coleção em VR, o Museu Kremer existe inteiramente dentro da realidade virtual e foi projetado por arquitetos mundialmente famosos.
• Automotivo: o Ford Vehicle Immersion Environment (FiVE) permite que os funcionários da Ford tenham uma visão detalhada de um modelo futuro e planejem quaisquer alterações nele.
• Militar: o exército dos EUA usa VR para vários cenários de treinamento e para tratar PTSD para soldados que retornam da batalha.
• Imóveis: Muitas empresas imobiliárias estão usando VR para mostrar algumas de suas propriedades, o Planner 5D criou uma ferramenta de arrastar e soltar para criar o interior da sua futura casa e passear por ela com a ajuda da VR móvel.
• Arquitetura: Os funcionários dos escritórios da Gensler LA se reúnem toda semana em uma réplica virtual de um prédio que está sendo projetado por seus arquitetos.
• Redes sociais: Existem muitos aplicativos como VR Chat e Sinespace que permitem que as pessoas interajam e criem em um mundo virtual.
• Educação: ClassVR cria oportunidades de ensino imersivo na sala de aula.
• Esportes: STRIVR cria regimes de treinamento para equipes esportivas, que permitem que os jogadores façam algum treinamento extra em seu próprio tempo para repetir as estratégias da equipe.

Visão geral do mercado de RV

Atualmente, existem poucos tipos diferentes de dispositivos VR no mercado. Eles podem ser melhor divididos em duas categorias: Mobile VR e Desktop VR.

Mobile VR - Como sugere o próprio nome é definido pelo fator de portabilidade. A primeira geração de fones de ouvido VR móveis costumava usar um smartphone que você colocava no invólucro do fone de ouvido. A geração atual de headsets VR móveis usa hardware autônomo e processadores móveis integrados ao próprio headset.

Isso permite uma experiência de VR conveniente, mas limitada, geralmente com gráficos mais simples quando comparados à VR de desktop. Uma outra grande desvantagem da VR móvel é que a maioria dos fones de ouvido VR móveis não possui algo chamado “rastreamento posicional”. Esse tipo de rastreamento não apenas rastreia as inclinações da cabeça do usuário, mas também a posição da cabeça do usuário ao se mover no espaço. É essencial para uma experiência totalmente imersiva e reduzindo o desconforto do usuário.

Dispositivos: Google Cardboard, Google Daydream, Samsung Gear VR, Oculus Go, Oculus Quest, HTC Focus etc.

Desktop VR - Desktop VR às vezes é chamado de Full VR porque permite uma experiência de VR mais completa e inclui recursos como rastreamento posicional para a cabeça e os dois controladores manuais. Existe uma variedade de sistemas de RV de desktop, com alguns com complementos adicionais, como esteiras omnidirecionais, rastreadores de sala cheia, luvas, interfaces para vários controladores diferentes, etc.

No entanto, a característica mais marcante de um headset VR de desktop é a qualidade da experiência de imersão de corpo inteiro, dando ao usuário o melhor efeito de “presença” possível. Isso é ativado principalmente pelo poder da GPU e da CPU dentro das máquinas de desktop às quais esses fones de ouvido se conectam. Não tendo o formato pequeno dos dispositivos móveis, esses sistemas podem usar processadores muito mais poderosos. Isso também geralmente significa que um computador médio com capacidade de VR custaria cerca de US $ 2.000.

Dispositivos: Oculus Rift, HTC Vive, Playstation VR, variantes Windows XR baseadas em chip Intel, como sistemas Acer, Samsung, Asus, HP VR.

Desenvolvimento de RV: o que os gerentes de projeto devem saber

Principais funções no ciclo de vida do desenvolvimento de realidade virtual

Desenvolvedor de software/Especialista em Game Engine/Especialista em computação gráfica

Naturalmente, alguém precisará codificar todos os recursos de interação em seu aplicativo de RV. É aí que entra o papel do desenvolvedor de software . Lembre-se de que nem todos os desenvolvedores de software têm experiência em trabalhar com gráficos 3D ou usar mecanismos de jogos. A maioria dos projetos de RV usa Unity 3D ou Unreal Engine para tornar essa tarefa muito mais fácil. Os mecanismos de jogo 3D têm certos recursos gráficos e de controle, que ajudam a reduzir o tempo de desenvolvimento e o custo em até 20x quando comparados à criação do seu próprio mecanismo 3D. 90% do conteúdo de RV produzido hoje está usando Unity 3D, e é relativamente fácil encontrar desenvolvedores Unity para contratar.

Se você decidir construir sua plataforma VR do zero ou seu aplicativo requer um mecanismo 3D específico, você precisará de um especialista em gráficos capaz de usar ferramentas básicas, como OpenGL, para criar um novo mecanismo de jogo para você usar em seu projeto . Se você decidir seguir esse caminho, lembre-se de que isso pode aumentar significativamente a carga de trabalho e o orçamento necessários para concluir o aplicativo. Em alguns casos, essa forma de construir experiências de RV pode trazer alguns ganhos de desempenho. No entanto, a maioria desses benefícios será negligente em comparação com o custo de encontrar um especialista sênior em computação gráfica se você decidir não usar um dos mecanismos 3D disponíveis. Em termos simples, isso pode ser comparado a fazer sua própria câmera ao gravar um filme.

Como um PM profissional encarregado do gerenciamento de projetos de realidade virtual, você precisará se informar sobre os requisitos técnicos do projeto e como eles afetam o resultado final do seu projeto. Lembre-se de que nem todos os desenvolvedores de software são iguais, portanto, procure pessoas com experiência em desenvolvimento de jogos ao contratar seu projeto de RV.

Especialista em RV/Designer de RV

Embora aplicativos simples de RV sejam relativamente fáceis de construir, a complexidade cresce exponencialmente à medida que mais recursos são adicionados. Isso se deve principalmente às limitações do poder computacional atual e à maneira como os gráficos são processados ​​em um computador. Os aplicativos de RV têm seu próprio conjunto de desafios únicos que só se tornam aparentes ao projetar um projeto de RV. Para lidar com isso, você precisará contratar um especialista em RV que tenha experiência em trabalhar especificamente com aplicativos de RV.

Alguns desses desafios estão relacionados às limitações técnicas e especificações, enquanto outros estão mais relacionados à interface humana. Por exemplo, se você projetar um aplicativo de RV no qual o usuário experimentará o mundo através de uma altura diferente da sua, certifique-se de que ele se sente em uma cadeira de bar em vez de uma cadeira normal. Isso soa bastante bizarro, no entanto, nosso cérebro registra nossos pés tocando o chão e calcula nossa altura percebida “correta”, portanto, se nossos pés não estiverem tocando o chão, podemos tolerar melhor a experiência de ser muito mais alto em VR do que realmente somos.

Como outro exemplo, se sua experiência em VR usa teletransporte, um bom especialista em VR diria para você usar o efeito de tela em branco que dura 300ms porque nossos cérebros aceitariam isso como um piscar de olhos real (que dura entre 300-500ms), e filtraria o efeito completamente, tornando a experiência mais suave.

Esses problemas geralmente não aparecem em nossos projetos regulares de software ou design, é por isso que é importante contratar pelo menos um consultor especialista em VR em meio período, que pode garantir que você economize muito tempo e dinheiro construindo uma coisa certa em o caminho certo.

Artista 3D/Designer de Cena/Animador

Um artista 3D geralmente é uma pessoa que esculpe o conteúdo 3D real. Um designer de cena é alguém que junta todos os recursos 3D para criar o ambiente. Um animador é responsável por preparar os modelos 3D para animações e, em seguida, criar essas animações usando várias ferramentas de software diferentes.

Todos esses trabalhos podem ser feitos por uma pessoa, o que geralmente é o caso quando alguém está construindo um projeto de VR bootstrap. Em grandes estúdios de design de filmes ou jogos, você normalmente encontraria indivíduos altamente especializados assumindo esses papéis.

De qualquer forma, esses papéis são muito importantes para qualquer projeto de RV. As experiências de RV dependem muito de conteúdo 3D e a produção desse conteúdo pode representar até 80% do trabalho necessário para criar um aplicativo de RV. Como GP, é importante entender que essas funções provavelmente serão suas maiores fontes de gastos para o projeto, e você deve planejar seu orçamento de acordo.

Desafios comuns ao gerenciar um projeto de RV

Conteúdo 3D pode levar mais tempo para ser produzido do que o esperado

A modelagem 3D é uma tarefa difícil que requer grandes quantidades de tempo para ser concluída. A criação de animações para os modelos 3D é uma tarefa ainda mais difícil. Para um PM, é importante ter isso em mente ao estimar os pontos da história.

Por exemplo, figuras humanóides como robôs, humanos, cavalos, assistentes virtuais ou quaisquer outras criaturas biológicas complexas podem levar até 100 vezes mais tempo para modelar e animar do que objetos interativos feitos de formas mais primitivas, como edifícios ou janelas de menu.

Por exemplo, uma cena mostrando funcionários de escritório virtual trabalhando pode levar até 100 vezes mais para modelar, animar e projetar do que uma demonstração arquitetônica mostrando a parte externa de um prédio.

Uma boa regra para usar aqui é pensar em animação e modelagem 3D em termos de desenho. Se algo é difícil de desenhar, como humanos ou animais, será muito mais difícil modelá-lo em 3D e ainda mais difícil animá-lo para que pareça profissional. No entanto, se algo pode ser descrito em código, como uma animação complexa de formas abstratas, isso pode ser muito mais fácil de construir e manipular em 3D. Os algoritmos funcionam mais barato que os humanos e, como PM, você deve ser a primeira linha de defesa, certificando-se de que o escopo do projeto permaneça realista, tendo requisitos realistas em relação ao conteúdo.

VR é limitado por GPU

Tudo o que for criado em VR terá que ser exibido usando uma unidade de processador gráfico em seu computador, também conhecida como GPU. Mesmo os melhores computadores atuais ainda são limitados pelo número de objetos 3D que podem manipular ao mesmo tempo. O fato de a RV usar uma tela que é atualizada pelo menos 90 vezes por segundo significa que a RV está sobrecarregando muito o computador em que está sendo executada.

Por exemplo, um fone de ouvido VR como um HTC Vive exigiria uma carga computacional comparável aos 3 a 4 monitores normais de computador rodando na máquina ao mesmo tempo. A maioria de nossos aplicativos de realidade virtual é limitada pelo que os dispositivos atuais podem alcançar com suas GPUs.

A melhor maneira de imaginar isso é pensar em jogos 3D do início dos anos 2000. Eles estavam começando a explorar gráficos 3D realistas, no entanto, a maioria deles ainda usava atalhos para obter o máximo de efeitos visuais. Esta é exatamente a situação com as experiências atuais de VR, ainda estamos nos primeiros dias e a maioria dos aplicativos será limitada pelos recursos do hardware em que estão sendo executados.

Variedade de dispositivos e plataformas

Como mencionado acima, existem muitas plataformas VR diferentes disponíveis. No momento da redação deste artigo, existem pelo menos mais de 30 dispositivos de RV diferentes disponíveis nos mercados de RV de desktop e móvel.

Isso significa que o suporte ao seu aplicativo de RV em todas as plataformas exigiria muitos ajustes e retrabalhos adicionais. É especialmente difícil compartilhar conteúdo entre aplicativos de RV móvel e RV de desktop, pois eles suportam níveis muito diferentes de gráficos e animações 3D.

Usar um mecanismo de jogo 3D, como Unity 3D ou Unreal Engine, ajuda porque eles permitem que um aplicativo seja implantado teoricamente em mais de uma plataforma com o mínimo de retrabalho. Na prática, é fácil compartilhar as compilações entre a maioria dos sistemas de RV de desktop de última geração, no entanto, a RV móvel pode precisar de retrabalho adicional e novos ativos 3D para funcionar sem problemas.

Como PM, planeje adequadamente e limite seu escopo a algumas plataformas mais populares para que seja mais fácil manter a base de código e oferecer suporte à melhor experiência do usuário.

Efeitos colaterais e riscos à saúde

Embora a RV já exista há algum tempo, ainda há poucas evidências conclusivas sobre seus possíveis riscos à saúde. Existem vários estudos analisando a miopia induzida pelo dispositivo e outros perigos potenciais, mas nenhum deles tem evidências conclusivas ainda.

A maioria dos perigos em VR vem do ambiente real ao redor do usuário. Existem riscos de cair, tropeçar e esmagar os controladores ao redor do espaço de trabalho. Os fabricantes trabalham para reduzi-los introduzindo fronteiras virtuais e sistemas de notificação.

Por enquanto, a maioria dos fabricantes de headsets VR não recomenda que o headset seja usado por crianças. Isso se deve principalmente aos seus efeitos colaterais que às vezes são experimentados pelos usuários. A náusea e o enjôo do início da década de 1990 desapareceram, no entanto, alguns aplicativos, especialmente se não forem bem projetados, podem causar algum grau de enjôo.

Como PM, você deve saber que a chave para projetar boas experiências de RV sem efeitos colaterais está nas interações e, especialmente, na mecânica do movimento. Esses estão fora do escopo deste artigo, mas para aqueles interessados ​​em saber mais, o Oculus do Facebook montou um ótimo guia sobre como projetar experiências de RV confortáveis.

Conclusão: Ver para crer

VR mudou muito desde seus primeiros dias. Em sua forma atual, é uma ferramenta útil para indústrias que usam conteúdo 3D, trabalhando com treinamento ou com o objetivo de criar uma impressão “transportando” os usuários para um lugar diferente.

Como acontece com a maioria das tecnologias, a RV tem tudo a ver com pessoas e interações sociais, e não com a tecnologia em si. Os desenvolvimentos tecnológicos atuais só são úteis desde que resolvam algum tipo de problema que os usuários tenham. Isso é especialmente verdadeiro com projetos de Realidade Virtual e suas aplicações na indústria. As indústrias que atualmente ganham mais valor com a RV são arquitetura e design de interiores, treinamento e simulação, visualização de dados, jogos, entretenimento e filmes.

O principal desafio do desenvolvimento de VR vem do fato de ser fortemente dependente de modelos e animações 3D. Isso pode ser uma tarefa difícil se a complexidade de determinado tipo de modelagem e animações não for compreendida. Existem vários outros desafios com VR, portanto, é aconselhável obter ajuda de um profissional de VR ao criar seu aplicativo de VR. Os mecanismos de jogo podem ajudar a resolver alguns dos desafios de desenvolvimento, mas você precisa encontrar os desenvolvedores certos que saibam como usá-los.

Materiais extras do autor

Engenheiro de tecnologia VR explica VR em 5 níveis de dificuldade https://www.youtube.com/watch?v=akveRNY6Ulw

Breve explicação de VR por MKBHD https://www.youtube.com/watch?v=i4Zt3JZejbg

História da tecnologia de realidade virtual https://www.youtube.com/watch?v=4BOwLCoBqCs

Notícias VR https://www.roadtovr.com/