Добрый день (опционально вечер/ночь).
Сегодня расскажу Вам о том, как можно изготовить очки виртуальной реальности своими руками, без телефонов
(Трафик!):
ПРЕДИСЛОВИЕ
На данный момент НЕТ официального стандарта для VR очков/маски и тому подобных вещей. Про Oculus, HTC, Samsung, Sony и тд. нет смысла говорить и сравнивать. Это просто устройства с отличающимся функционалом + / -, какие-либо примочки. Тут нет смысла спорить о том, что такое VR, все видят по-своему.
Мне давненько хотелось поиграть с такого рода вещами, но телефонные очки меня не прельщают, неудобно, тяжело и мало приложений, плохая синхронизация с пк, батарея телефона, задержка по радиоканалу.
В процессе работы над своим экспериментом было выделено 2 нюанса важных для меня:
1. Трекинг головы.
2. Дисплей вместо телефона.
Исходя из этих нюансов я и занялся постройкой агрегата.
Скажу сразу, вещь сама в себе и не претендует на качество, каждый может повторить изготовление этого шлема исходя из полученных инструкций.
КОМПЛЕКТУЮЩИЕ
Для очков мне понадобились следующие комплектующие:
МАТЧАСТЬ
Первым делом будет предупреждение:
Вся ответственность, а именно самостоятельное проникновение в корпус готового изделия с последующим нарушением его целостности работоспособности, лежит на человеке совершившим это действие.
Корпус:
Корпус придется собирать под матрицу отдельно, в связи с тем, что матрица довольно объемная и требуется другое фокусировочное расстояние. Требуется замена линз. Из этого корпуса будет взята прикладывающаяся к голове и носу часть.
Контроллер:
Основная задача стоит в синхронизации контроллера с матрицей, то что контроллер и матрица заработают я знал, а вот получу ли я нужное разрешение - это другой вопрос.
Я же приведу вырезку из даташита:
Мой дисплей имеет соотношение сторон 16:9 и разрешение, которое укладывается в диапазон 1920х1440.
Проблема состоит в том, что контроллер имеет не то разрешение, и его надо прошить.
Изначально, при подключении дисплея, вместо картинки я получил набор полос. (Даже подумал, что накрылся сам дисплей).
Но через некоторое время (при подключению к компьютеру) стало ясно, что дисплей что-то выводит, но видно что у него проблема с синхронизацией и разрешением.
При прошивке перебрал не один десяток и остановился на данной версии:
Теперь при подключении к компьютеру, дисплей отображает информацию, о том, что подключен разъем HDMI и предлагает разрешение 1024х600. При это дисплей активно пытается получить сигнал с VGA, при этом выходит сообщение - «Подключите кабель VGA».
Пришлось снова чесать голову. Данный контролер является прямым аналогом плат с большим количеством разъемов, например:
А значит надо на свой контроллер распаять кнопки, что-бы можно было настраивать дисплей и переключать режимы работы. Схему для разъемов прилагаю, кнопки висят на 53 ноге чипа:
На всякий случай прикладываю схему чипа RTD2660:
После прошивки и переключения контроллера в режим HDMI. Дисплей стал стартовать из под WIndows 7, велико было мое удивление, когда помимо родного, наитивного разрешения 1024х600, я смог установить разрешение 720p и 1080p. При 720р работает отлично не искажается, а вот в 1080р уже шрифты не читаются, но точно так же держит его, сюрприз, запускать игры в 720р веселей чем в 1024х600 (не все игры поддерживают низкие разрешения).
Матрица:
Я уже игрался в очках на телефоне, разрешение составляло 960Х540. Запускал Half-life 2, Portal, но не нравилось, то что это телефон и то что нельзя осмотреть пространство головой, вращал мышью + задержки по Wi-fi, просто бесили и не давали играть. В целом пиксели видно, но мне все-равно понравилось.
Из ящика с запчастями была извлечена матрица 1024х600 размером 7 дюймов, парт номер 7300130906 E231732 NETRON-YFP08. Исходя из доступного разрешения матрицы можно сделать вывод, что для каждого глаза разрешение будет составлять 512х600, что чуть больше чем разрешение экрана телефона и самое важное, будут отсутствовать задержки.
Коннектор матрицы имеет 50 пин и полностью совместим с контроллером дисплея.
Для достижения максимальной контрастности и сочности изображения, с матрицы придется снять матовую пленку. Так как изделие будет закрытое, то какие-либо блики не страшны.
Доработка матрицы осуществляется в 7 этапов:
1. разбираем матрицу по краю рамки;
2. кладем модуль на подкладку (тут можно прихватить скотчем края модуля к подкладке, чтобы вода не попортила деталь);
3. сверху на дисплей кладется влажная салфетка, желательно по размеру матовой пленки;
4. салфетка аккуратно пропитываются малым количеством воды градусов около 25;
5. выжидаем около 2 - 3 часов, все зависит от качества нанесения покрытия. (клей у матовых пленок чувствителен к воде);
6. аккуратно поддеваем край и медленно, без рывков, снимаем матовый слой;
7. проверяем.
Если Вы захотите собрать очки на 2К дисплее, то я дам Вам ссылку:
За эту цену на али можно купить готовое устройство с FullHD ->
Поэтому я не стал тратить деньги на концепт и решил для пробы пользоваться тем, что есть.
Ардуино и гироскоп:
Самая важная часть получения эффекта присутствия в игре, приложении или видео - это возможность управлять головой, а значит будем писать трекинг головы.
Выдержка из официального источника для Arduino Leonardo:
В отличие от всех предыдущих плат ATmega32u4 имеет встроенную поддержку для USB соединения, это позволяет задать как Leonardo будет виден при подключение к компьютеру, это может быть клавиатура, мышь, виртуальный серийный / COM порт.
Именно это мне и надо.
Гироскоп был выбран самый простой и распространенный - GY521, на борту имеет акселерометр:
1. Accelerometer ranges: ±2, ±4, ±8, ±16g
2. Gyroscope ranges: ± 250, 500, 1000, 2000 °/s
3. Voltage range: 3.3V - 5V (the module include a low drop-out voltage regulator)
Подключение гироскопа:
#include
Исходя из скетча можно сделать вывод, что трекинг головы это по сути гиро-мышь.
КОНЦЕПТ
Все свелось к разделению на этапы:
1. примерка трекинга головы;
2. написание прошивки трекера;
3. заказ необходимого контроллера для дисплея;
4. настройка и запуск дисплея с контроллером;
5. примерка и общая сборка.
Так выглядела отладка трекера головы с гироскопом:
Видео работы трекера головы:
Запуск дисплея с контроллером:
Для запуска дисплея мне потребуется программа Tridef 3D, которая позволяет запускать игры и приложения с изображением Side by Side, ею я и воспользовался в качестве теста.
Причина использования вполне ясна, данные очки не будут опознаваться как очки Oculus DK1/DK2 и для того, что бы устройство опознавалось как VR очки хотя бы первых ревизий окулуса, надо менять полностью программное обеспечение контроллера дисплея, что пока я себе позволить не могу, так же потребуется либо частичное протипирование, либо создавать снова концепт платы на базе уже вот таких гироскопов, которые применяются в окулусах -
Но в связи с тем, что я решил много не тратить на этот проект и зарабатывать на нем я тоже не собираюсь, это мы оставим для других людей. (Я знаю кто на основе подобных очков для смартов изготавливает наборы с прошивкой окулуса, но не буду рекламировать их, пост не о них)
Корпус
Наигравшись со стандартным корпусом, я решил примерить матрицу к нему и очень сильно разочаровался, матрица оказалась слишком большая для фокусного расстояния, я все видел но не видел картинки целиком, она не складывалась в единую.
Началось собирание корпуса с нуля.
Отломав все выступающие части, а так же крепление ремня для головы получил такой набор:
Собственно как и многие прототипы я выбрал гофрированный картон, как самый гибкий, легко доступный материал:
Тестирование
В процессе тестирования очки показали себя крайне хорошо, на разрешении 720р играть одно удовольствие. Гироскоп отлично работает и отрабатывает движения головы, мышь не плывет по координатам, кабеля я пропускал через голову позади себя, 3 метров хватило с лихвой.
Нюанс:
Очки довольно сильно выпирают, хоть масса не очень большая крутить головой надо привыкать.
Недостатки такой системы:
1.Надо меньше матрицу размером, что бы уменьшить длинну корпуса.
2.Нужны качественные линзы (для своих я брал с луп в ближайшей роспечати).
В целом для себя, как нетребовательного человека пойдет.
Как наиграюсь с этим всем буду делать из этой матрицы и контроллера проектор 8D. (Следите за обзорами)
Спасибо за внимание, терпение с удовольствием отвечу на ваши комментарии.
Многие из вас слышали про Google Cardboard! Еще давненько мы писали на нашем сайте про выход данного приспособления! Теперь каждый владелец Android смартфона может купить его и накачать кучу игр и приложений под Google Cardboard на официальном сайте!
Купить - это конечно все здорово. Но как насчет того, чтобы сделать шлем виртуальной реальности самому? И так, мы с сейчас расскажем вам, как же это сделать.
1. Возьмем все необходимое
Что же нам нужно для того, чтобы сделать это чудо? И так, вам необходимо добыть: картон (купить его можно в магазине творческих товаров), линзы, магниты, а также застежка "липучка" и резинка.
2. Качаем чертежи
В дальнейшем, если наши читатели захотят и проявят активность в комментариях, мы напишем инструкцию на русском языке.
Когда вы будете делать свои очки виртуальной реальности, не забывайте, что можно проявить нестандартные идеи. Красиво украсить свой Cardboard. На изображении выше показан весьма приятный Google Cardboard под названием POWIS VIEWR. Данная модель обойдется вам в 30$. Сейчас это около 2 000 рублей. Вроде и не дорого, но сделать что-то оригинальное самому намного круче!
Если вас ну прям очень сильно порадовали данные гаджеты и у вас есть лишние деньги, то можно обзавестись таким гаджетом, как Jump. Что это такое? Это своеобразная конструкция из 16 камер, похоже все это на кольцо.
Картонные очки виртуальной реальности погружают человека в абсолютно новые для него ощущения. С ними можно прокатиться на американских горках или почувствовать себя главным героем в любимом ужастике, не вставая с дивана. Для этого надо только разобраться, как же они устроены и как ими пользоваться.
В целях сохранения картонного корпуса, Google Cardboard поставляются только в сложенном виде. Поэтому если очки виртуальной реальности покупались в качестве презента, то имениннику будет приятно, если его подарок будет заранее собран. Делается это просто и увлекательно, напоминает конструктор или головоломку. Главное, соблюдать пошаговую инструкцию и все получится. Для полного удобства рекомендуем разложить корпус и дополнительные детали так, как указано на схеме ниже.
Шаг 1.
Вставьте окуляр с линзами (дет. 2) в секцию 1.1. так, как показано на рисунке. При этом лицевая сторона окуляра должна быть направлена на вас.
Шаг 2.
Аккуратно сложите корпус (дет. 1), поочередно сгибая его по линиям справа налево, т.е. от пункта 1.4. к 1.5. В итоге окуляр окажется замкнутым с 4-х сторон. При этом получится совместить его отверстия с выступающими деталями окуляра.
Шаг 3.
Для фиксации получившейся конструкции нам надо закрепить две секции. Для этого необходимо снять защитный слой с самоклеящейся полосы 1.6. и скрепить ею секции 1.4. и 1.5. Для прочности следует подогнать все выступающие детали к соответствующим отверстиям. Если вам показалось, что полоса 1.6. держит все не так надежно, как хотелось бы, то можно воспользоваться скотчем.
Шаг 4.
Установите перегородку (дет. 3) в отверстия окуляра и секции 1.1. После этого вставьте магнитное кольцо (дет. 5) в овальное отверстие, расположенное в секции 1.5. Приложите свой смартфон к границе между секцией 1.1. и 1.7., чтобы оценить соответствие его размера с очками. Если смартфон оказался меньше, то для комфортного использования гаджета установите дополнительную ступеньку (дет 4.). Теперь осталось перетянуть собранный корпус жгутом (дет. 6) для полного закрепления конструкции.
Шаг 5.
Прикрепите специальную резинку-держатель очков, если вы их приобрели в одном комплекте вместе с Google Cardboard.
Шаг 6.
Смартфон с операционной системой Android или iOS - это "сердце" Google Cardboard. Вставьте его в секцию 1.7. Запустите желаемое приложение и закрепите крышку на креплениях-липучки. Вот теперь можно и на американских горках покататься;)
Поиск приложений.
Интересных приложений становится все больше и больше - игры, виртуальные экскурсии, видео и т.д. Чтобы найти приложения, совместимые с вашим смартфоном, воспользуйтесь ключевыми словами:
Для поиска видео на просторах YouTube используйте два тега - «стереопара» или «sbs».
Несколько советов.
Google Cardboard — инструкция сборки
При изготовлении кардборда самостоятельно можно еще прикрепить к очкам NFC-чип чтобы обеспечить более надежное сопряжение со смартфоном. Смартфоны со встроенным магнетометром имеют возможность реагировать на изменения магнитного поля. Приложение в свою очередь, анализируя данные с камеры смартфона, акселерометра, магнетометра и симулирует эффект виртуальной реальности в Cardboard. В Google Play создан целый раздел приложений для кардборда от Google и сторонних разработчиков.
Скачать официальное приложение Cardboard для Android смартфонов можно ниже отсканировав QR-код или перейдя по ссылке на страницу приложения в Google Play.
Но на самом же деле если в реальности вы захотите собрать кардборд своими руками то немного разочаруетесь в его доступности. Например из подручных материалов можно назвать разве что картон и чертеж-выкройку, а вот основные составляющие такие как: 2 выпуклых линзы (с фокусным расстоянием ~45 мм), 2 магнита (неодимовое кольцо и керамический диск) и NFC-чип, вряд ли будут лежать у вас тумбочке. Поэтому если не хотите слишком заморачиваться, лучше все таки купить Google Cardboard уже готовый и испробовать доступную виртуальную реальность.
На последней конференции I/O Google показал свою версию очков виртуальной реальности из картона. В принципе, схемы подобных очков уже давно ходят по интернетам (например, FOV2GO). Однако схема ребят из Google получилась проще аналогов, а также они добавили фишку с магнитом, который работает как внешняя аналоговая кнопка. В этом посте я поделюсь своим опытом сборки очков виртуальной реальности на базе смартфона: Google Cardboard из картона, OpenDive из пластика и очков, вырезанных на лазерном резаке из акрила.
Итоговая цена материалов: 400-1000р в зависимости от линз.
Однако, поставив приложение, я обнаружил, что в таком виде моя кнопка не работает. Чтобы активировать нажатие мне пришлось брать магнит в руку и водить им прямо по левому боку телефона, правда, даже так оно работает через раз. Признак того, что вы делаете все правильно – при касании должно быть ощущение магнитного поля, которое слегка отталкивает магнит от телефона.
Возможно, причина в том, что я взял слишком слабенький магнит. Возможно, в том, что моя модель (Galaxy Nexus) не заявлена Гуглом как поддерживаемая. Тем не менее, демки работают, кнопка нажимается, ура!
Я заказывал печать в Лаборатории трехмерной печати , получилось около 3000р.
Все материалы от Cardboard актуальны и для этих очков, поэтому итоговый ценник достигает почти 3500р.
Вставляем линзы, клеим поролон, для крепления телефона берем обычные офисные резинки. Еще можно поролоном заклеить всю поверхность вне линз, тогда вам не будет мешать свет от смартфона. В такие очки так же можно вставить более крупные линзы.
Еще вариант: вставить линзы от советского стереоскопа. Для этого придется немного модифицировать крепление, заменив круглые дырки на прямоугольные. Вариант со стереоскопом достаточно удобен, но у него есть минус - рабочая область получается меньше, изображение обрезается сверху и снизу.
Помимо линз, резинок и поролона, для сборки понадобится порядка 20 винтов с гайками 3-4мм (автор модели предлагает использовать 4мм, но у меня они с трудом входили и я взял 3мм).
Как ни странно, итоговый вариант оказался даже лучше, чем на 3д принтере. Во-первых, очки получаются легче и компактнее. Во-вторых, материал гладкий и более приятный на ощупь. Из минусов - акрил достаточно хрупкий материал, и падения такие очки могут не пережить.
