Sepertinya teknologi virtual reality (VR) baru ada selama beberapa tahun.

Namun, sistem dan headset VR yang kita kenal sekarang telah dikembangkan selama beberapa dekade. Nenek moyang paling awal dari sistem VR saat ini sebenarnya berasal dari tahun 1957 dengan paten yang diajukan oleh Martin Heilig untuk perangkat televisi stereoskopik yang dipasang di kepala.

Pada tahun-tahun sejak itu, teknologi VR telah membuat kemajuan yang lambat namun stabil. Pada awalnya, pengembang tidak memiliki kekuatan komputasi untuk membuat pengalaman VR yang benar-benar imersif. Kemudian, begitu mereka memilikinya, berlomba untuk membuatnya portabel dan terjangkau bagi konsumen rata-rata.

Di situlah kita hari ini. Perusahaan seperti HTC, Oculus, Valve, dan Sony sekarang menawarkan perangkat keras VR yang layak secara komersial yang terus meningkat dengan pesat. Karena alasan itu, orang-orang di seluruh dunia sekarang akrab dengan VR dan memahami apa itu VR. Namun, sebagian besar tidak memiliki pemahaman yang kuat tentang spesifikasi teknologi.

Panduan teknis untuk realitas virtual

Untuk mengatasinya, berikut adalah panduan teknis dasar untuk teknologi realitas virtual. Anda akan mempelajari cara kerjanya, apa yang diperlukan untuk membuatnya berfungsi, dan ke mana arah teknologi selanjutnya. Mari selami.

Dasar-dasar ilmiah dari realitas virtual

Pada intinya, teknologi VR hanya memiliki satu tujuan: untuk mensimulasikan pengaturan dan lingkungan yang cukup realistis untuk menipu otak manusia agar menerimanya sebagai kenyataan. Dari sudut pandang ilmiah, itu semua dimulai dengan memahami bagaimana otak kita menafsirkan hal-hal yang kita lihat untuk mengembangkan gambaran mental tentang dunia di sekitar kita.

Tanpa terlalu banyak detail, penjelasan paling sederhana adalah bahwa persepsi kita tentang realitas didasarkan pada aturan yang kita kembangkan menggunakan pengalaman kita sebagai panduan. Misalnya, ketika kita melihat langit, ia memberi tahu kita arah mana yang "naik". Ketika kita melihat objek yang dapat kita identifikasi, kita dapat menggunakan ukurannya relatif satu sama lain untuk menilai jarak. Kita juga dapat mendeteksi sumber cahaya dengan menangkap bayangan yang ditimbulkan oleh objek di sekitar kita.

Desainer VR dapat menggunakan aturan konvensional tersebut untuk menciptakan lingkungan virtual yang sesuai dengan harapan mental kita akan kenyataan. Ketika mereka melakukannya, hasilnya adalah pengalaman tanpa batas yang kami tafsirkan sebagai "nyata".

Dasar-dasar teknis realitas virtual

Sistem VR komersial saat ini semuanya bersaing untuk menentukan mana yang dapat memberikan pengalaman pengguna terbaik dalam pengaturan virtual. Sebenarnya, tidak satu pun dari mereka yang mampu memberikan pengalaman yang benar-benar imersif, karena satu alasan yang sangat sederhana: teknologinya belum mencapai kemampuan penglihatan manusia – belum. Berikut adalah rincian di mana headset VR saat ini, dan di mana mereka mencoba untuk mencapai.

Bidang pandang

Dari sudut pandang teknis, salah satu rintangan terbesar adalah kenyataan bahwa manusia mampu memiliki bidang pandang (FOV) yang jauh lebih luas daripada yang dapat disediakan oleh headset saat ini. Rata-rata manusia dapat melihat lingkungan di sekitar mereka dalam lengkungan sekitar 200 hingga 220 derajat di sekitar kepala mereka. Di mana penglihatan dari mata kiri dan kanan kita tumpang tindih, ada busur sekitar 114 derajat, di mana kita bisa melihat dalam 3D.

Headset saat ini memusatkan perhatian mereka pada ruang 3D 114 derajat untuk menghadirkan lingkungan virtual mereka. Namun, tidak ada headset yang dapat mengakomodasi FOV penuh dari rata-rata manusia. Namun, saat ini, perancang perangkat keras VR saat ini bertujuan untuk membuat perangkat yang memungkinkan FOV 180 derajat, yang dianggap ideal untuk simulasi VR berkinerja tinggi.

Kecepatan bingkai

Di dunia VR, mungkin tidak ada topik perselisihan yang lebih besar daripada tentang bagaimana menangani frame rate lingkungan virtual. Itu karena tidak ada konsensus ilmiah yang nyata tentang seberapa sensitif penglihatan manusia dalam hal itu. Dari sudut pandang fisik, kita tahu bahwa mata manusia dapat melihat hingga setara dengan 1000 frame per detik (FPS). Otak manusia, bagaimanapun, tidak pernah menerima detail seperti itu melalui saraf optik. Ada penelitian yang menyarankan bahwa manusia dapat membedakan kecepatan bingkai hingga 150 FPS, tetapi lebih dari itu, informasi hilang dalam terjemahan dalam perjalanan ke otak.

Untuk film yang Anda lihat di bioskop, kecepatan bingkai adalah 24 FPS. Itu, bagaimanapun, tidak dirancang untuk mensimulasikan kenyataan. Untuk aplikasi VR, sebagian besar pengembang telah menemukan bahwa apa pun yang kurang dari 60 FPS cenderung menyebabkan disorientasi, sakit kepala, dan mual pada pengguna. Untuk alasan itu, sebagian besar pengembang bertujuan untuk konten VR "sweet spot" sekitar 90 FPS dan beberapa (seperti Sony) tidak akan mengesahkan perangkat lunak untuk berjalan di perangkat mereka jika mereka jatuh di bawah 60 FPS pada titik mana pun saat digunakan. Namun, ke depan, sebagian besar pengembang perangkat keras VR akan mulai mendorong kecepatan bingkai 120 FPS atau lebih, karena itu akan memberikan pengalaman yang lebih nyata untuk sebagian besar aplikasi.

Efek suara

Aspek teknis penting lainnya dari VR adalah cara desainer menggunakan efek suara untuk menyampaikan rasa ruang tiga dimensi kepada pengguna. Saat ini, VR mutakhir mengandalkan teknologi yang disebut audio spasial untuk menciptakan lanskap audio simulasi yang sesuai dengan visual yang dibuat oleh VR.

Siapa pun yang pernah duduk di aula konser yang dirancang dengan baik harus terbiasa dengan bagaimana suara yang kita dengar dapat bervariasi berdasarkan di mana kita berada dalam suatu ruang dan bahkan ke arah mana kita menoleh. Audio spasial adalah teknik dimana desainer VR dapat menghasilkan audio binaural (stereo) melalui satu set headphone yang meniru sensasi yang tepat.

Ada berbagai implementasi saat ini, tetapi semuanya memiliki beberapa karakteristik yang serupa, termasuk:

Penting juga untuk diingat bahwa untuk headset VR, efek audio yang dijelaskan di sini harus dihitung secara real-time untuk memperhitungkan pergerakan pengguna. Dalam hal ini, perangkat keras VR saat ini masih baru mulai menggores permukaan dari apa yang mungkin.

Pelacakan kepala dan posisi

Keajaiban nyata VR tidak datang dari seberapa meyakinkan visual atau suara (meskipun itu adalah elemen dasar yang penting), itu berasal dari fakta bahwa pengguna dapat bergerak dalam ruang virtual yang menyesuaikan dengan posisi mereka. Inilah yang membedakan headset VR dari kacamata sederhana untuk menonton video.

Saat ini, ada dua jenis pelacakan kepala dan posisi yang digunakan untuk aplikasi VR – diukur dalam derajat kebebasan - 3DoF dan 6DoF. Headset VR seluler seperti Samsung Gear VR, Google's Daydream View, dan Oculus Go menggunakan 3DoF, yang berarti hanya mampu melacak rotasi. Mereka tahu kapan Anda memutar kepala ke kiri dan ke kanan, melihat ke atas atau ke bawah, atau memiringkan kepala ke satu sisi atau lainnya. Namun, jika Anda menggerakkan seluruh tubuh Anda, mereka tidak akan mengambilnya.

Headset yang menggunakan 6DoF, sebaliknya, dapat melacak posisi pemakainya di dalam ruangan, serta arah kepala mereka. Itu berarti headset 6DoF dapat memungkinkan gerakan otonom penuh melalui ruang 3D, yang merupakan pengalaman VR yang jauh lebih meyakinkan. Cara melakukannya bervariasi dari platform ke platform, tetapi metode utama cenderung menyertakan pelacakan berbasis kamera bersama dengan suar cahaya inframerah.

Ke mana realitas virtual menuju

Secanggih teknologi VR saat ini, pasti akan menjadi jauh lebih baik di tahun-tahun mendatang. Seiring perkembangan berlanjut, kita harus mulai melihat perangkat keras dengan FOV yang lebih baik, lebih hidup, dan audio 3D yang lebih baik untuk dicocokkan. Itu saja membuat masa depan VR dalam waktu dekat menjadi menarik.

Kami juga berada di titik puncak untuk melihat peningkatan baru pada VR yang akan membuat pengalaman jauh lebih baik daripada apa yang bisa Anda dapatkan dari perangkat keras saat ini. Salah satunya adalah penggunaan perangkat umpan balik haptic seperti Sarung Tangan HaptX, yang memberikan sensasi sentuhan realistis untuk objek yang berinteraksi dengan pengguna di VR. Teknik lainnya adalah teknik grafis yang dikenal sebagai foveated rendering, yang memanfaatkan titik fokus mata manusia yang terbatas untuk menghasilkan gambar definisi ultra-tinggi hanya di tempat mata kita terfokus, sehingga menurunkan daya komputasi yang diperlukan untuk membuat gambar.

Namun, yang lebih penting adalah cara baru penggunaan VR. Kemajuan paralel dalam teknologi pembelajaran mesin di bidang pendidikan akan membuat pembelajaran jarak jauh yang mendalam menjadi kenyataan untuk pertama kalinya. Ahli bedah akan mendapat manfaat dari pelatihan VR tingkat lanjut untuk meningkatkan hasil pasien. Mereka yang membutuhkan pengobatan untuk PTSD dan gangguan terkait akhirnya akan memiliki cara untuk sembuh.

Intinya di sini adalah bahwa teknologi VR baru mulai menyadari potensinya di berbagai bidang. Seiring berkembangnya teknologi, begitu pula aplikasi yang diimpikan oleh para pengembang perangkat lunak, peneliti, dan pemimpin bisnis berbakat. Dari sudut pandang itu, adil untuk mengatakan bahwa kita lebih dekat ke awal kisah realitas virtual daripada kesimpulannya – dan akan ada banyak perkembangan yang lebih menakjubkan yang akan datang.

Tertarik untuk mempelajari lebih lanjut tentang perangkat lunak realitas virtual yang ada dan teknologi terkait? Lihat semua opsi yang tersedia untuk meningkatkan pengetahuan Anda – hanya di G2.