Zasada działania - wiki Wirtualna Rzeczywistość - kompendium

PlayStation VR to gogle wirtualnej rzeczywistości opracowane przez firmę Sony. Pierwsze pomysły na VR korporacja miała już w latach 90. poprzedniego stulecia, ale dopiero mniej więcej 6 lat temu ruszyły prace nad HMD nowej generacji. Jego premierę zaplanowano na październik 2016 roku.

PlayStation VR pod wieloma względami działa dość podobnie do Oculus Rift. Mamy więc gogle, które nie przetwarzają obrazu, ale zajmują się jedynie jego wyświetlaniem. Wszystkie operacje związane z renderowaniem ramek prowadzone są przez konsolę PlayStation 4. To ona dostarcza zasilanie do zestawu, a także obraz, wyświetlany na zamontowanym w nim ekranie.

Obraz i dźwięk

Ekran wykorzystuje dwa wyświetlacze OLED, łącznie dysponujące rozdzielczością 1920x1080 pikseli (po 960x1080 pikseli na oko). Obraz, pojawiający się na ekranie trafia następnie do oka użytkownika, uprzednio przechodząc przez soczewki odpowiednio go oddalające, dzięki czemu zniwelowano problem przemęczania wzroku. Na przetworzenie każdej ramki konsola ma mniej więcej 19 ms. W tym czasie:

• rejestrowane i wysyłane do PS4 jest położenie gogli;
• zmieniane jest ustawienie kamery w grze lub aplikacji;
• renderowana i wysyłana do zestawu jest kompletna scena.

Twórcy musieli uzyskać tak krótki czas przetwarzania, aby zniwelować dokuczliwy efekt smużenia oraz opóźnienie pomiędzy ruchami gracza, a ich odzwierciedleniem w grze. Czas potrzebny na to określany jest mianem czasu "motion to photon", czyli "ruch w foton".Niewielki czas przetwarzania danych pozwolił deweloperom osiągnąć również odświeżanie na poziomie 120 Hz. Dzięki temu gry działające z wykorzystaniem PlayStation VR będą w stanie działać z prędkością do 120 klatek na sekundę (teoretycznie). O tym elemencie projektu wciąż brakuje szczegółów.

Nieco więcej informacji mamy na temat samej matrycy. Jak widać powyżej, PlayStation VR dysponuje rozdzielczością ekranu nieco niższą od Oculus Rift oraz HTC Vive. Oba konkurencyjne rozwiązania mają ekrany o całkowitej rozdzielczości równej 2160x1200 pikseli. Dzięki temu mamy lepsze pole widzenia (szczególnie w pionie) oraz mniejszy rozmiar plamki.

Co ciekawe, poszczególne piksele mogą być jednak mniej widoczne na PlayStation VR. Dzieje się tak ze względu na odmienne matryce subpikseli:

• PlayStation VR posiada matrycę typu RGB (po lewej stronie poniżej);
• Oculus Rift oraz HTC Vive mają matrycę typu RGBG (po prawej stronie poniżej).

Subpiksele to niewielkie obszary, wchodzące w skład każdego piksela, dysponujące jednym z trzech podstawowych kolorów, tworzących wszystkie inne barwy. Matryca subpikseli typu RGB to trzy plamki (czerwona, zielona i niebieska) na każdy pojedynczy piksel, co znaczy, że każdy piksel jest w stanie świecić dowolnym kolorem. Matryca typu RGBG (tzw. PenTile) to natomiast po dwie plamki na pojedynczy piksel. Najpierw mamy plamki czerwoną i zieloną, a następnie niebieską i zieloną. Wzory stosowane przez różnych producentów mogą się różnić, ale w przypadku matrycy RGBG piksel RG jest w stanie świecić odcieniami kolorów czerwonego, pomarańczowego i żółtego; plamka BG wyświetla natomiast odcienie niebieskiego, turkusowego i zielonego. W rezultacie reprodukcja kolorów w RGBG nie jest idealna.

Mimo że matryce typu PenTile mają wiele zalet, np. większą żywotność, jednocześnie łatwiej dostrzec na nich także ukryty pod pikselami wzór. Szczególnie mocno jest to widoczne na znacznym zbliżeniu (jak w goglach VR), co może psuć imersję. Dokładnych testów i porównań, na chwilę obecną nie ma, ale potencjalne różnice pomiędzy oboma rozwiązaniami (RGB i RGBG) znajdziecie poniżej.

Idąc dalej, istotnym elementem wszystkich gogli wirtualnej rzeczywistości jest system śledzenia ruchów użytkownika. Oculus Rift robi użytek z systemu zwanego Konstelacja, o którym więcej znajdziecie na tej podstronie. HTC Vive działa z wykorzystaniem systemu Lighthouse, emitującego impulsy laserowej wiązki. PlayStation VR robi natomiast użytek z technologii opracowanej na potrzeby PlayStation Move.

Aby system śledzenia działał jak należy zastosowano kilka elementów. Po pierwsze, przed użytkownikiem znajdować musi się PlayStation Camera. Po drugie, na goglach umieszczono kilka świecących punktów. Po trzecie, we wnętrzu gogli zamontowano układu MIU, zawierający żyroskop, akcelerometr oraz magnetometr. Kamera PlayStation wychwytuje świecące czujniki (9 sztuk) na goglach, dzięki czemu jest w stanie określić ich położenie w przestrzeni. Co ciekawe, dzięki temu, że "światełka" znajdują się także z tyłu zestawu, głową poruszać można w pełnych 360 stopniach.

Uzupełnieniem informacji na temat położenia gogli w przestrzeni są dane pochodzące z pozostałych trzech czujników, zamontowanych w ich wnętrzu. W rezultacie PlayStation 4 wie w jakim kierunku i z jaką szybkością głową porusza użytkownik. IMU odpowiada za znaczącą szybkość przetwarzanych informacji, a PlayStation Camera zapewnia precyzję. Próbkowanie informacji odbywa się z częstotliwością 1000 Hz, czyli 1000 razy na sekundę.

PlayStation VR, w stosunku do swoich konkurentów, dysponuje jeszcze jedną funkcjonalnością. Do urządzenia dołączany jest bowiem specjalny sterownik, rozdzielający sygnał pomiędzy gogle, a telewizor. Gracz mający na głowie PlayStation VR może obserwować nieco inne wydarzenia niż towarzyszące mu osoby, zerkające na ekran telewizora. Pozwala to deweloperom na różnicowani doznać oraz przygotowywanie gier, opartych o współpracę. Wbrew krążącym w sieci plotkom, sterownik nie przetwarza obrazu (zapewniając dodatkową moc obliczeniową), rozdziela go jedynie.

Dotyk

W standardowych pudełkach z PlayStation VR (nie zestawach) znaleźć można wyłącznie same gogle. Urządzenie nie jest jednak kompletnym interfejsem użytkownika, a jedynie częściowo spełnia taką rolę, pozwalając np. na kontrolowanie ustawienia kamery dzięki pozycjonowaniu głowy.

Z tego względu sprzęt firmy Sony korzysta z rozwiązań opracowanych przez inne oddziały, np. na potrzeby konsoli PlayStation 4 albo PlayStation 3. Wymienić można w tym przypadku dwa podstawowe akcesoria:

• DualShock 4 - standardowy pad, dołączany do PlayStation 4, dysponujący:
  • dwoma gałkami analogowymi;
  • grupą przycisków;
  • dwoma triggerami;
  • panelem dotykowym;
  • czujnikami, pozwalającymi określić jego położenie oraz prędkość ruchu;
  • paskiem świetlnym także służącym do śledzenia urządzenia (potrzeba PlayStation Camera).
• PlayStation Move - kontroler ruchowy, wykonany na modłę Wiimote, dysponujący:
  • grupą przycisków;
  • pojedynczym triggerem;
  • czujnikami, pozwalającymi określić jego położenie oraz prędkość ruchu;
  • specjalną świecącą kulą, za sprawą której PlayStation Camera śledzi urządzenie.

Na potrzeby PlayStation VR być może powstaną inne kontrolery. Gdy takowe zostaną ujawnione, uzupełnimy artykuł.