Виртуальная реальность – не только развлечения. Обзор технологий и областей применения

Области применения

Для многих VR ассоциируется в первую очередь с индустрией развлечений. Безусловно, компьютерные игры – огромная индустрия и драйвер развития VR, но и индустрия кино не стоит на месте: уже сейчас доступны решения для создания VR видео, что позволяет создавать фильмы, которые можно смотреть, надев шлем VR.

Как ни странно, профессиональных сфер применения VR гораздо больше. К ним относится и создание графического контента, научные исследования, разработка рабочих процессов (монтаж оборудования и ремонт техники), оценка практичности интерьеров и экстерьеров, демонстрации для заказчиков и потенциальных покупателей (архитектура, транспорт, автомобилестроение и не только). Симуляторы полетов и управления транспортными средствами, моделирование химических и физических процессов (знакомство с компьютерной моделью с помощью визуализации). И это далеко не полный список. Технологии виртуальности востребованы везде, где нужно «полное погружение» в иные миры. VR позволяет значительно расширить возможности промышленных дизайнеров и проектировщиков, позволяя производить более точную оценку и анализ своих разработок в приближенных к реальности условиям.

К числу компаний, которые активно используют VR для разработки продуктов и общения с заказчиками, относятся такие автомобильные гиганты, как Audi, Ford, BMW, Daimler. Архитектурные бюро AEcom, Gensler активно используют VR для того, чтобы заказчики проектов еще на ранних стадиях могли оценить эргономику и удобство создаваемых помещений.

VR уже давно не является игрушкой для подростков, это законченное и комплексное программно-аппаратное решение, а с появлением доступного по цене оборудования и решений на его основе, технологии VR могут быть применены в любой деятельности человека, выходя далеко за границы индустрии развлечений.

Программное обеспечение

Давайте разберемся, где же профессиональные пользователи могут использовать возможности VR с полной отдачей. Одними из наиболее активных пользователей возможностей VR являются специалисты таких индустрий, как автомобилестроение, судостроение, авиационная промышленность, проектирование и дизайн интерьеров, градостроительная инфраструктура, обучение и отработка действий. В этих областях востребовано «полное погружение в процесс» и виртуальная реальность позволяет смоделировать реальные условия, как на дороге или воздухе, так и в помещении. А благодаря применению возможностей таких движков, как Unreal Engine 4, Unity 5, CRYENGINE и Autodesk Stingray, дизайнеры могут создавать реалистичные трёхмерные модели как самих устройств и их кабин, так и окружающего их мира. А перемещение и взаимодействие с ними, могут осуществляться с помощью комплектов VR.

Рис. 1. Пример визуализации VR изображения в Autodesk InfraWorks 360. Изображение предоставлено Autodesk

Рис. 2. Пример применения шлема HTC Vive совместно с Autodesk VRED 2017. Пользователь находится в виртуальном пространстве интерьера автомобиля

Решение TechViz XL предоставляет возможность выводить в VR ваше основное программное обеспечение, такое как PTC Creo или SolidWorks и работать с ним c применением VR шлема. В свою очередь, это позволяет использовать родное приложение без сложных преобразований данных и опираться на инструментарий, доступный в параметрическом и графическом ядрах САПР.

Такая система разработки интерактивных приложений как Unity, предоставляет пользователю гибкие возможности для разработки приложений с поддержкой VR и шлемов HTC Vive. Это позволит создавать виртуальные миры и работать с поддержкой всех ключевых возможностей Unity. Отмечу, что мы говорим о профессиональном применении Unity для создания интерактивных приложений, используемых для презентаций и исследований.

Рис. 3. Пример VR приложения разработанного с помощью Unity для демонстрации интерьера

Рис. 4. Пример визуализации сцены из анимационного фильма в режиме VR помощью V-Ray RT GPU

Выбор оборудования

• GPU для рабочих станций линейки Quadro: M5000, M6000, M6000 24Gb, P5000, P6000.
• GPU для мобильных рабочих станций линейки Quadro: M5500.

Для разработки и работы программного обеспечения с поддержкой VR рекомендуется использовать CPU Intel Core i7, Intel Xeon E5 V4 и выше, а также достаточный объем оперативной памяти (не менее 32 Гб), что необходимо для оптимальной производительности. Но на практике все зависит от сложности визуализируемой модели, и чем выше производительность оборудования, тем больше возможностей вы получаете для достижения высокой скорости визуализации.

Большую выгоду в производительности и качестве визуализации можно получить благодаря применению возможностей реализованных в профессиональных графических ускорителях Quadro, официальным производителем и поставщиком которых на российский рынок является компания PNY Technologies, и доступного для них программного обеспечения от NVIDIA. Возможности коррекции изображения и сохранение пропорций в режиме реального времени, реализованные в Quadro, позволяют избежать дискомфорта в процессе быстрой и требовательной к высокой производительности синхронизации двух одновременно визуализируемых кадров. Помимо этого, такие возможности как синхронизация множества видео-потоков и синхронизация нескольких GPU позволяют выводить изображение на множество дисплеев, которыми и являются VR шлемы.

В качестве устройств отображения VR и управления пространством вы можете использовать комплекты HTC Vive, которые мы посоветуем как доступное и лёгкое в обращении решение с функциональными контроллерами и возможностями. Отметим, что комплекты Vive на данный момент единственные VR решения, продаются в России официально.

Для помощи адаптации к VR для корпоративных клиентов, предлагается Vive Business Edition, включающая необходимые инструменты для развертывания решений VR в большом масштабе. Данная редакция включает коммерческую лицензию для бизнеса, расширенные кабели длинной до 10 метров, прямую поддержку, услуги по быстрому развертыванию, установке и обновлению и интеграцию Vive Business Edition в IT инфраструктуру и сеть.

Компания HTC предоставляет сервис по установке и обновлению, ставший доступным напрямую с портала htcvive.com ранее в Октябре. Компаниям предлагается выбор из трех режимов установки для программного обеспечения SteamVR: локальная установка без подключения к сети Интернет, самостоятельное/ручное обновление или автоматическое обновление ПО. Обновление пакетов программного обеспечения выполняется напрямую с сервера компании HTC без подключения к серверам Steam, что удовлетворяет типичным правилам и требованиям IT безопасности.

Рис. 5. Расширение TPCAST для шлема HTC Vive позволит убрать кабели

Стоимость внедрения и владения VR

Рис. 6. Пример CAVE системы в УГАТУ (г.Уфа)

Разработка приложений для VR с NVIDIA VRWorks

Рис. 7. NVIDIA VRWorks. Основные компоненты

Демонстрация работы NVIDIA VRWorks Audio на основе технологии NVIDIA OptiX (2'49") :

Демонстрация возможностей NVIDIA VRWorks и архитектуры NVIDIA Pascal для работы с VR (1'02"):

Другие связанные с VR возможности, эксклюзивные для GPU линейки Quadro включают такие технологии, как GPUDirect for Video, Warp & Blend и GPU Synchronization. Подробнее о профессиональном применении технологий VR.

Мечты стали реальностью, технологии, которые когда-то были доступны единицам, сейчас приходят в жизнь простого проектировщика, инженера, дизайнера. Настало то время, когда мы можем пересмотреть процессы работы и взаимодействия между людьми, и взаимодействовать на новом уровне в новом окружении. Технологически нам требуется гораздо меньше компонентов для создания высококачественного VR окружения, а оборудование может быть быстро приобретено и установлено на рабочем месте пользователя. А объединение множества пользователей из различных уголков света в едином окружении, позволит лучше взаимодействовать между собой большим коллективам, тем самым увеличив скорость разработки, согласования и выпуска нового продукта на рынок.

Благодарности

Также, выражаю благодарность официальному производителю и поставщику профессиональных видеокарт NVIDIA Quadro в России компании PNY Technologies.