Тенденции развития технологий виртуальной реальности и её проблематика на основе анализа графического редактора VR

Технологии виртуальной реальности позволяют расширить возможности визуализации информации и решить с помощью этого ряд проблем. Виртуальная реальность распространилась на такие творческие индустрии, как: кинематограф, видеоигры, дизайн, туризм, маркетинг, музыка, выставочный и галерейный бизнес.

Рост популярности данных технологий связан с рывком в их развитии, достигшим уровня, при котором получаемый результат соответствует ожиданиям потребителей.

Ранние разработки в области VR позволяли видеть с углом до 45 градусов, который не перекрывал угол обзора человеческого глаза, равный 180, однако современные VR-устройства имеют угол обзора от 100 до 120 градусов, что хоть и не закрывает весь угол обзора человеческих глаз, но позволяет более естественно взглянуть на моделируемые VR-пространства. Возникновение позиционного отслеживания и отслеживания движения головы и объекта в пространстве позволили сделать VR-пространство более реальным, обеспечивая эффект присутствия в виртуальной реальности, которое подкреплено движениями тела в пространстве. Контроллеры, используемые для изменения взаимодействия с виртуальной средой, позволяют почувствовать прикосновения в виртуальной среде.

Таким образом, сегодня технологии VR находятся на этапе бурного развития, проникая в различные социокультурные сферы. Благодаря преимуществам современных технологий VR позволяет по-новому получать визуальную информацию, что может решить множество связанных с визуализацией информации проблем в различных индустриях.

Мы рассмотрим проблемы, связанные с этой областью, на примере графического редактора 3D-моделирования и как они решаются с помощью VR-технологий.

VR-графический редактор для моделирования – это уникальная технология, которая может облегчить работу как профессиональным 3D-модельерам, проектировщикам, так и хореографам, режиссерам-постановщикам, а также людям, занимающимся в других сферах деятельности. Система позволяет обеспечить автоматизацию разработки графического редактора VR на всех уровнях проектирования и обеспечивает проектирование трёхмерной модели с помощью технологий виртуальной реальности. 3D-моделирование объектов напрямую связано с визуализацией и при работе над моделью требуется перемещать её в разных плоскостях и под разным углом наклона, чтобы деформировать её поверхность как задумано разработчиком. Из-за «плоского» изображения изменение в разных плоскостях может выглядеть невыигрышно, что увеличивает время разработки проекта. Поэтому осуществление симуляции настоящего скульптурирования позволит в разы уменьшить время проектирования и предоставит возможность даже не специалистам в области моделирования начать создавать модели высокого уровня. Развитие графических редакторов VR позволит выйти на новый уровень мультипликации и упростит задачу создания презентации проекта и VR-дизайна.

Для анализа проектирования графических редакторов виртуальной реальности проведено исследование существующих аналогов.

Tilt Brush позволяет рисовать в трехмерном пространстве с помощью виртуальной реальности. Данное приложение предоставляет возможность как рисования под разными углами, так и просмотра внутренней составляющей виртуальной скульптуры, что увеличивает спектр применения разрабатываемого продукта данным графическим редактором и дает платформу для осуществления новых дизайнерских решений. Приложение имеет насыщенную палитру красок, разнообразных спецэффектов и прочие инструменты для создания проектов.

Tilt Brush обладает набором кистей, использование любой из которых сопровождается симуляцией взятия в руку конкретного инструмента для большего погружения в виртуальную реальность. Выбор инструментов и их настроек осуществлен нажатием кнопки на левом контроллере, после чего появляется панель инструментов. Данная реализация интерфейса способствует осуществлению удобного использования возможностей программы и максимально быстрого управления ими.

Графический редактор обладает обучающей системой, которая позволяет сделать быстрый старт в работе над проектом в Tilt Brush. В данной программе реализовано подключение к сервисам, осуществляющим прямую трансляцию, что делает пользовательское творчество доступным для наблюдения в режиме реального времени., а также позволяет общаться со зрителями, привлекать потенциальных пользователей и делиться опытом работы в VR и советами для получения лучшего результата.

В проекте реализована возможность создания виртуальных галерей, с которыми могут ознакомиться приглашённые Вами пользователи, а также данный режим поддерживает реализацию коллективного творчества при разрешении доступа пользователям редактировать и дополнять ваш виртуальный мир.

Графический редактор VR имеет ряд достоинств

• Tilt Brush VR — программа легкая в управлении, т.к. каждый сможет создавать в ней и выкладывать в Интернете собственные проекты на высоком уровне е (см.рис.1)
• Tilt Brush технически стабильна. В ней отсутствуют серьёзные ошибки, которые свойственны подобным продуктам
• Отсутствие трудностей разработчиков проектов в Tilt Brush с цветопередачей и созданием спецэффектов
• Осуществление коллективного творчества. Реализация наблюдения работы пользователя со стороны и обратная связь с ним

К сожалению, в Tilt Brush VR есть весомые недостатки

• Нельзя создавать анимацию
• Неделимое рабочее пространство, реализованное для обработки лишь одним пользователем

Рисунок 1 – Пример работ, выполненных в TiltBrush

Tvori – это интуитивно понятный и хорошо продуманный инструмент анимации, который позволяет рассказчикам, не имеющим опыта 3D-анимации, быстро создавать прототипы своих концепций в VR. Tvori – один из лучших инструментов виртуального творчества на рынке. У него красивый, простой в использовании интерфейс, а также набор продвинутых инструментов IK и камеры, чтобы конкурировать с любым конвейером.

Каждый, от классических аниматоров до любителей и дизайнеров, может открыть «Tvori» и мгновенно начать воплощать свои мечты в жизнь.

В Tvori можно:

• создавать сцены с объектами из библиотеки Tvori и с импортированными 3D-моделями
• сотрудничать с другими в режиме реального времени, делиться проектами и ресурсами со своей командой
• создавать интерактивные прототипы, световые сцены, двуногих персонажей, анимировать в реальном времени с помощью ключевых кадров
• редактировать ключи и траекторию анимации в 3D, камеры и точки обзора VR
• записывать панорамное видео и снимать панорамные фотографии
• создавать анимацию и прототипирование для AR
• редактировать, настраивать оптику камеры: линзы, соотношение сторон, глубину резкости
• изменять небо и атмосферу с помощью предустановок среды и управлять солнцем
• записывать звуки с микрофона
• импортировать изображения: jpg, png, 3D модели: obj, gltf, fbx, аудио: mp3, ogg, wav, видео: mp4, mov, avi, wmv, mpg, из библиотеки Google Poly, экспорт в Oculus Quest

Программный продукт имеет ряд очевидных достоинств перед Tilt Brush

• Анимация сцены с использованием VR и создание короткометражных и полнометражные фильмов(см.рис.2)
• Работа с командой в режиме реального времени над одним проектом

Недостатки Tvori

• Удерживание контроллера, который превращается в виртуальную камеру, требует некоторой тонкой настройки. Разработчики заявили, что у них есть некоторое сглаживание (эффективное введение стабилизации изображения в виртуальную видеокамеру), однако это одна из областей, требующих большего внимания перед выпуском бета-версии
• Продукт находится в стадии разработки и не отработан до конца технически, тем самым не позволяя выполнять весь спектр возможностей, которые считаются его достоинствами

Пример моделирования и создания анимации в Tvori приведен ниже (см.рис. 2)

Рисунок 2 – Пример анимации в Tvori

Oculus Medium – один из лучших творческих инструментов VR с возможностью лепки, моделирования и текстуринга в захватывающей среде. Независимо от того, является ли пользователь новичком, начинающим творцом или профессиональным художником, данный инструмент поможет быстро и легко создавать персонажей, окружающую среду и выразительные произведения искусства.

Программа предоставляет для изменения начальных объектов 8 инструментов, такие как "Глина", "Переместить" и пр., чтобы создавать персонажей. К тому же есть доступ к более 300 готовым элементам, а также функции позиционирования (constraint) и замыкания (snapping). Реализован экспорт результата в формате OBJ или FBX, модуль печати модели на 3D-принтере и использование проектируемых моделей с помощью импорта в другие программы для проработки или создания презентации проекта.

Oculus Medium — это удобная и современная студия для 3D-моделирования.

Программный продукт имеет множество очевидных достоинств:

• Данный продукт имеет удобный интуитивно-понятный интерфейс, с помощью которого можно создавать 3D-модели исключительной точности и прорисованности, чего нельзя было достичь, используя предыдущие ранние программы
• Является самодостаточным инструментом для создания проектов профессионалами в среде 3D-моделирования
• Отсутствие серьёзных ошибок, которые часто возникают в подобных продуктах

Недостатки Oculus Medium

• Рабочее пространство не делится среди пользователей. Работать в Oculus Medium может только один пользователь
• Нет возможности создания анимации, VR-панорам и короткометражных фильмов

В каждом из рассмотренных моделей деятельности успешных компаний в данной области есть ряд особенностей, собрав которые в единый комплекс, можно получить графический редактор нового поколения.

Графический редактор виртуальной реальности должен соответствовать ряду требований:

В данной работе была рассмотрена тенденция развития графических редакторов VR. Были исследованы три ведущих графических редактора VR и проведен анализ их характеристик, что позволило выявить ряд преимуществ и недостатков каждого редактора. На основе выполненного анализа были выявлены требования для графического редактора VR, с которыми графический редактор VR станет неотъемлемой частью создания всего визуального контента в будущем.