Стержневой дисплей сымитировал пол в виртуальной реальности

Seungwoo Je et al. / CHI 2021

Корейские и американские инженеры предложили новое применение для стержневых дисплеев — устройств, в которых стержни могут выдвигаться и отображать объемные предметы. Они показали, что это свойство можно использовать в виртуальной реальности, создавая таким образом рельеф, с которым пользователь может взаимодействовать. Разработка будет представлена на конференции CHI 2021.

При использовании VR-шлема у пользователя возникает несогласованность между тем миром и объектами, которые он видит перед собой, и теми, которые ощущает руками и ногами. Это проявляется разным образом. Например, обычно VR-шлем используют в комнате, размер которой гораздо меньше, чем виртуальный мир. В результате разработчикам игр и программ приходится ограничивать размер сцен, а в самих шлемах есть поддержка стен, которые накладываются на виртуальный мир, когда человек подходит слишком близко к реальной стене. Также некоторые инженеры предлагают решать это при помощи подвижных стендов, устроенных наподобие беговой дорожки, но ездящей во все стороны. Однако это решение предполагает, что в сцене есть только абсолютно плоский пол и нет никаких особенностей рельефа.

В 2019 году тайваньские инженеры предложили имитировать виртуальные объекты и рельеф при помощи пола, из которого при необходимости поднимаются надувные кубы разной высоты, причем на них можно становиться или садиться. Инженеры под руководством Андреа Бьянки (Andrea Bianchi) из Корейского института передовых технологий пошли дальше и создали пол с множеством выступающих стержней, что позволяет создавать рельеф с гораздо большим разрешением.


Стержневой дисплей — это массив стержней, которые могут выдвигаться на разную высоту и вместе отображать объемные фигуры. Ранее их в основном использовали для визуального отображения информации, например, рельефа на карте, но есть и примеры, когда их использовали для имитации виртуальных объектов, правда, небольших и только для рук. Авторы новой работы собрали большой стержневой дисплей, способный выдерживать даже вес человека.

Дисплей имеет размер 1,8 на 0,6 метра и довольно большую высоту, но предполагается, что вся техническая часть должна быть встроена в пол, а верхняя часть располагается на уровне пола. В дисплее используется 1200 стержней из березовой фанеры с железной пластиной на нижнем торце (скрытом от глаз). Под ними располагается механизм, отвечающий за движение стержней. Главная его часть — это ряд актуаторов, который ездит вдоль дисплея и двигает стержни, цепляясь за них при помощи электромагнита: тянет вниз или толкает вверх, устанавливая на заданной высоте. После того как актуаторы поменяли высоту ряда стержней, блокирующий механизм вставляет металлический вал в вырезы в стержнях, что позволяет им выдерживать большую нагрузку.

Инженеры показали несколько потенциальных применений для дисплея. В основном они создавали с его помощью статичный рельеф или лестницы, но также показали, что его можно применять для интерактивных игровых сценариев. В одном из них пользователю нужно перейти через пропасть и для этого он должен перетащить в пустое пространство камень, который отображается при помощи выдвигающихся наверх стержней. Также авторы показали, что дисплей можно использовать и для мини-гольфа, причем с подвижными препятствиями, которые нужно учитывать перед ударом.

В 2020 году немецкая компания Holotron представила свое решение проблемы имитации пола и вообще физических особенностей в виртуальной реальности — она создала подвесной экзоскелет, который может наклоняться вместе с человеком в разные стороны и сопротивляться его движениям.

Григорий Копиев

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.