Atingerea Succesului

Introducere

Fiecare om dorește să aibă succes. Definirea termenului de succes diferă de la un om la altul însă faptul că omul tânjește spre o viață mai bună rămâne universal valabil. Dar atingerea unui țel nu este deloc ușoară. Sigur, dificultatea depinde și de țelul propus, dar întotdeauna o să existe un așa numit țel pe termen lung. La durata mare de timp necesară împlinirii acestuia se adaugă și necesitatea de conformare cu legile fizice, mai exact „realitatea”. În încercarea de a realiza mai ușor aceste țeluri oamenii au apelat la diferite metode: de la simplul îmi văd de treaba mea și într-o zi totul o să se realizeze de la sine până la vicii, escrocherii și șantaj. Însă de departe cea mai utilă si mai rapidă metodă rămâne alterarea realității. Acest lucru este însă imposibil pentru un muritor, cel puțin la un nivel care să fie relevant. Soluția găsită a fost să se creeze fie moduri noi de alterare a realității(realitate augumentată) fie o realitate complet nouă(realitate virtuală).

Realitatea augumentată este bazată pe preluarea „realității” și îmbunătățirea ei prin introducerea de senzații noi. Aceste senzații pot să fie vizuale, auditive sau chiar senzoriale precum mirosuri sau senzații tactile. Elementul crucial care stă la baza realității augumentate este tehnologia. În funcție de acesta sunt alterate atât procesul de preluare a „realității”, dependent de sistemele de achiziție a datelor, cât și cel de reproducere a acestor date împreună cu datele suplimentare, care se doresc adăugate „realității”. Procesul din urmă fiind dependent atât de puterea de procesare cât și de abilitatea de redare cât mai fidelă a datelor(plăci grafice, de sunet dar și componente precum un ventilator care să reproducă bătaia vântului).

În momentul actual realitatea augumentată este reprezentată de aplicații de detectare a unui patern care este mai apoi inlocuit de imagini, modele 3D, animații, jocuri, videoclipuri sau chiar butoane virtuale. Cea mai recentă aplicație a augumentate presupune scanarea unui mediu(exemplu: suprafața unui birou cu tot cu obiectele amplasate pe acesta) și inlocuirea acestei suprafețe cu una virtuală utilizată de obicei la jocuri video.

În comparație cu realitatea augumentată alternativa virtuală oferă mult mai multă libertate înlocuind realitatea cu una nouă, care de cele mai multe ori poate fi alterată. Totuși amplasarea unui individ într-o lume nouă prin simpla utilizare a unei perechi de ochelari nu este de loc ușoară, iar promisiunile aduse de realitatea virtuală nu sunt deloc mici fapt pentru care primele tentative de realitate virtuală au și eșuat. Însă asemenea unui phoenix, a reînviat din propria cenușă.

Având la bază o nouă tehnologie și aducând tot odată și noi promisiuni, noul val de realități virtuale conferă ceva ce dezvoltatorii de aplicații nu au avut de mult: un nou mediu. Deși se poate aplica pentru toate ramurile dezvoltării de aplicații ce-a mai beneficiată ramură este cea de dezvoltare a jocurilor. Față de alte domenii influența dezvoltării componentelor hardware nu este atât de simțită si în cazul jocurilor. Apariția unui nou mediu crează însă un set nou și foarte intrigant de probleme pe care dezvoltatorii trebuie să le rezolve. Datorită acestui set de probleme noi apărute cât și a curiozității față de capabilitățile noi apărute atât în domeniul realității virtuale cât și în cel al realității augumentate mulți dezvoltatori, printre care și subsemnatul, au decis să își asume un risc și să acorde o a doua șansă acestor tehnologii.

În cadrul capitolului următor se va pune în discuție stadiul actual al tehnicilor de realitate virtuală și realitate augumentată. În cadrul acestui capitol se vor adăuga și aspecte precum trecutul celor două tipuri de alterare a realității și păreri generale despre stadiul fiecărei tehnici. Cel de-al treilea capitol va fi axat pe descrierea de aplicații și întrebuințările de care realitatea virtuală și cea augumentată dispun, urmând ca mai apoi, în capitolul patru să fie prezentat modul de implementare a aplicațiilor aferente acestei lucrări. încheirea acestei lucrări fiind marcată de un capitol în cadrul căruia se va oferi o prezentare a concluziilor obținute în urma dezvoltării aplicațiilor dar și a utilizării celor două concepte de realitate.

Stadiul actual al realității augumentate și al realității virtuale

Realitatea augumentată

Stadiul actual al realității augumentate își are începuturile în domeniul ștințifico-fantastisc, la propriu. Prima menționare a acesteia a avut loc în opera literară The Master Key: An Electrical Fairy Tale scrisă de autorul american Lyman Frank Baum. În cadrul acestei nuvele Baum descrie o pereche de ochelari care permite vizualizarea în interiorul altor personaje.

În anul 1968 Ivan Sutherland aduce realitatea augumentată la un nou nivel cu ajutorul noului creat display denumit Sword of Damocles. Display-ul era însă destinat pentru ambele tipuri de realități: virtuală și augumentată, motiv pentru care mi-am luat libertatea de a detalia această descoperire în cadrul secțiunii următoare(istoricul realității virtuale). De subliniat este însă faptul că display-ul avea dimensiuni uriașe și nu putea reda mai mult de simple desene folosind tehnica wireframe.

Termenul de realitate augumentată este introdus cu mult după display-ul realizat de Sutherland, mai exact în anul 1990. În mod ciudat această definire a conceptului avea să vină din domeniul aviației. Rugat să găsească o alternativă pentru diagramele scumpe utilizate la vremea acea în aviație, Tom Caudell, un angajat al firmei Boeing a propus utilizarea unui sistem de realitate augumentată, moment în care a și înregistrat termenul.

Doi ani mai târziu forțele aeriene primesc unul dintre primele sisteme de realitate augumentată: Virtual Fixtures. Acest sistem a fost inventat de Louis Rosenberg și a ajutat forțele aeriene să lucreze în zone cu acces limitat. Sistemul este tot odată și primul sistem de realitate augumentată cu imersiune totală. În cadrul acetuia erau utilizați doi roboți controlați de un exoschelet care ocupa întreaga parte superioară a corpului utilizatorului. Imaginile 3d în anul 1992 funcționau greoi de acea Rosenberg a creat o experiență visuală bazată pe un binoclu amplasat în așa fel încât deplasarea membrelor utilizatorului să corespundă ca și poziție cu cea a brațelor robotice.

În 1994 realitatea augumentată ajunge în domeniul de divertisment prin intermediul producției Dancing in Cyberspace. Creată de către Julie Martin, piesa de teatru a fost și este încă recunoscută ca find prima producție teatrală care folosește realitatea augumentată. Piesa conține dansatori care manipulează obiecte virtuale de mărimea corpului uman în timp real. În cadrul tehnologiilor folosite se află sistemele de senzori Polhemus și calculatoarele Silicon Graphics.

Anul 1999 aduce un nou sistem de realitate augumentată pentru domeniul militar. Deși practic acesta este doar anul în care se începe lucrul la crearea acestui sistem importanța lui în dezvoltarea realității augumentate de azi nu poate fi negată. Numele acestui sistem este Battlefield Augumented Reality System(BARS) și a fost conceput de cercetătorii din domeniul naval. Tot în acest an NASA se alătură cercetărilor din domeniul realității augumentate cu ajutorul programului X-38. Un program destinat cercetătorilor și care are ca scop descoperirea de tehnologii noi care să permită crearea de navete spațiale mai ieftine și care să se defecteze mai puțin.

Noile telefoane ale anilor 2000 aveau să aducă realitatea augumentată și în buzunarele oamenilor, odată cu apariți așa numitului „See Through AR”. Un grup de cercetători germani au creat o aplicație care preia imaginile camerei foto-video a telefonului și adaugă deasupra acestora un nou set de date. Exemple curente de aplicații asemănătoare constau în vizualizarea informațiilor turistice la vizualizarea unei clădiri sau monument turistic, GPS combinat cu imaginea stradală sau o hartă a localurilor clasificată în funcție de feedback primit de la consumatori. O să mai dureze însă cinci ani până această tehnologie va ajunge și la utilizatorii de PC prin intermediul navigatoarelor web. Cel care a făcut asta posibil se numește ARToolKit.

Abia în anul 2013 realitatea augumentată avea să ajungă și la mașini. Aplicații precum MARTA(Mobile Augumented Reality Tehnical Assistance) de la Volkswagen, înlocuiesc manualele cu instrucțiuni, în timp ce inginerii de la Audi au creat o aplicație de realitate augumentată care utilizează camera unui telefon Iphone pentru a oferi detalii despre componentele vizualizate. Tot în acest an Toshiba introduce o aplicație de realitate augumentată 3D de planificare a operațiilor destinată chirurgilor.

Un an mai târziu auzim de Google Glasses. O pereche de ochelari cu un display lateral utilizat pentru adăugarea datelor în vederea augumentării realității. Alte companii de profil renunță însă la conceptul de ochelari și lucrează cu lentile de contact.[9]

La momentul actual realitatea augumentată se bazează pe mai mulți termeni de specialitate decăt definiția lui Tom Caudell. Acești termeni vor fi definiți în continuare. Vederea reală se referă la fluxul video produs de camera telefonului. Este aceeași vedere obținută atunci când este utilizată camera video a dispozitivului. Aplicația captează imaginile din fluxul video și augmentează în timp real cu obiecte virtuale pentru a crea o realitate extinsă. Înregistrare și observare: descrie metodele disponibile pentru a alinia obiectul virtual la vederea reală; aceasta implică senzorii de locație, cum este GPS-ul, compasul digital și accelerometrul(observare bazată pe locație) sau un sistem de recunoaștere a imaginii(observare optică); unele aplicații folosesc ambele metode. Punctul de interes este un item individual, de obicei, asociat cu o locație geografică(longitudine, latitudine, altitudine) sau un model visual(marker, coperta unei cărți, o imagine, sau altele) ce poate fi redată de către aplicație. Datele punctului de interes conțin descrierea locației sau referința imaginii folosite pentru observare și tipul de conținut pentru a fi generat. De obicei, conținutul însuși nu este parte a punctului de interes, dar în schimb este furnizată o legătură către acesta. Obiectul virtual este definit ca și conținutul digital generat de către aplicație și suprapus peste vederea reală. Acest conținut poate include modele 3D, 2D, pictograme și text. Canale, nivele și lumi: se referă la grupurile ce publică obiectele virtuale ale punctului de interes asociat. Augmentarea bazată pe marker-e este cazul în care pentru observarea optică sunt folosite imagini artificiale intenționat create pentru a servi aplicației de realitate augmentată. Augmentarea fără marker-e este situația în care la observarea optică sunt utilizate imagini „naturale”,nemodificate. Observare bazată pe locație: obiectul virtual este suprapus peste fluxul real, luând în calcul informațiile geolocaționale obținute de la senzorii terminalului.6 grade de libertate: se referă la capabilitatea sistemului de observare de a menține alinierea la un obiect real într-un spațiu tridimensional; senzorii de locație sunt capabili să ofere informații referitoare la direcțiile „înainte/înapoi”(notat cu 1),„stânga/dreapta”(notat cu 2), „sus/jos”(GPS-ul)(notat cu 3), „girație”(compasul)(notat cu 4), „înclinare”(notat cu 5)și „rostogolire”(accelerometrul)(notat cu 6).

Near Field Communication: tehnologie bazată pe wireless de rază scurtă(până în 4 cm); implică un chip „inițiator” activ și unul „țintă” pasiv care poate fi activat de către câmpul magnetic al inițiatorului; așadar, ținta nu are nevoie de baterii și poate avea forme flexibile și portabile(carduri, stickere, tag-uri); NFC-ul se presupune a fi înlocuitorul marker-elor.[1]

Este de înțeles că introducerea acestor termini nu este întâmplătoare și are la bază dezvoltările tehnologice în domeniu. Pe lângă mulțimea de termini noi destinați domeniului, în prezent, se găsesc și o mulțime de domenii noi de aplicare ale realității augumentate: marketing, jocuri video, automobile, turism și așa mai departe. Câteva nume de aplicații mari, rezonante în domeniul realității augumentate ar fi: Google Translate,Snap Shot, Wikitude.[2]

În ciuda dezvoltărilor aduse, realitatea augumentată prezintă încă probleme care trebuiesc depășite. Principalele două probleme constau în obstrucționarea camerei și detectarea obiectelor care se deplasează la viteze mari. Sesizabilă mai ales în cazul realității augumentate destinate telefoanelor mobile, dar nu numai, obstrucționarea camerei, atât prin amplasarea unui obiect sau persoane în fața acestei cât și prin alte mijloace precum reducerea intensității luminii până într-un punct în care camera nu mai poate distinge obiectele, provoacă întreruperi sau resetări ale aplicațiilor. Realizarea detecției unui marker este încă la un nivel la care viteza prea mare determină incapacitatea de recunoaștere a obiectelor.

La cele două probleme se adaugă o a treia, de ordin social, care însă nu este specifică acestui domeniu: acomodarea utilizatorilor cu tehnologia. Multă lume nu a auzit în momentul de față, și cu atât mai multă nu a utilizat, aplicații sau gadget-uri de realitate augumentată, și astfel se pune problema modului de a explica această tehnologie. Un caz care impune dificultăți în mod particular este cel a persoanelor vârstnice. Dacă gândul de a învăța bunicul sau bunica să utilizeze noile telefoane încă vă provoacă coșmaruri imaginați-vă cât de ușor trebuie să fie să-i explici realitatea augumentată.

În viitor consider că gradul de utilitate al aplicațiilor de realitate augumentată o să crească și prin urmare o să vedem tot mai multe aplicații. Principalul punct de interes va fi însă gadget-urile din domeniu. Cu excepția lui HoloLens, Google Glasses și încă o firmă care lucrează la o pereche de lentile de contact inteligente, nu se cunosc alte companii de nivel mai mare care să lucreze în domeniu.

Realitatea virtuală

În ceea ce privește trecutul realitatății virtuale putem spune că datorită faptului că nu există o definiție exactă a ceea ce înseamnă aceasta desemnarea unui anumit moment ca fiind punctul de plecare a realității virtuale se dovedește a fi imposibilă. Cea mai devreme precizare în acest sens este secolul nouăsprezece și este reprezentată de picturile panoramice. Deși realizate la 360 de grade cu scopul de a umple câmpul viziual a privitorului creând astfel impresia apartenenței la un eveniment istoric, legătura dintre ele și realitatea virtuală nu este luată în considerare de către toată lumea.

Un alt moment considerat a fi punctul de plecare al realității virtuale, și nu numai, este inventarea setereoscop-ului. Primul tip de stereoscop a fost inventat în 1838 de către Charles Wheatstone. Această invenție este importantă deoarece vine la pachet cu descoperirea că omul folosește două imagini 2d pe care mai apoi le asamblează pentru a oferi un efect 3d. În anii ce urmează stereoscop-ul avea să sufere modificări însă cea mai remarcabilă este trecerea de la oglizi(utilizate ulterior) la lentile odată cu apariții stereoscopului cu lentile inventat de David Brewster în anul 1849.

Popularitatea stereoscop-ului avea însă să crească abia în 1939 când a fost înregistrat patentul pentru View-Master. Acesta era un stereoscop cu design special care oferea posibilitatea vizionării unei serii de șapte imagini amplasate pe un film color. Utilizările acestui stereoscop erau preponderent în domeniul turismului virtual, dar existau și versiuni cu diferite ilustrații destinate copiilor. Ochelarii de realitate virtuală din prezent, cei din gama de preț inferioară precum Google Cardboard incă folosesc același principiu de funcționare ca și un stereoscop de aceea se consideră, într-o anumită măsură, că puctul de plecare a realității virtuale este momentul apariției stereoscop-ului.

Cel de-al treilea și tot odată și cel mai recent moment considerat a fi un posibil punct de plecare a realității virtuale este apariția mașinii de arcade „Sensorama”. Morton Leonard Heiling, inventatorul acestei mașinării a apelat la cunoștintele sale cinematografice și cu ajutorul unui partener a reușit să dezvolte intre anii 1957 și 1960 un aparat de arcade, care să funcționeze ca si un simulator multi-modal(un sistem care permite mai multe moduri de interacționare bazate pe multitudinea de metode de input și/sau output) pe care azi îl numim Sensorama.

Figura 2.2 Sensorama

Pe lângă imaginile stereoscopice 3D cu unghiuri largi de vizualizare Sensorama oferea și: metode de înclinare a corpului utilizatorului, un generator de curenți de aer și poate una dintre cele mai interesante piese de gadget din toate timpurile, un generator de mirosuri. Ceea ce aduce însă Sensorama nu este de loc ieftin, motiv pentru care durata de viață a acestui produs a fost atât de redusă. Deși adus la neființă de un motiv oarecum ridicol inventarea aparatului Sensorama rămâne recunoscută ca fiind un moment crucial în dezvoltarea realității virtuale(inclusiv în contextul în care acesta nu este punctul de plecare al realității virtuale), iar Morton Leonard Heiling a devenit unul dintre primii pionieri ai realității virtuale.

Anul 1961 avea să aducă o nouă formă a realității vrtuale manifestate printr-o cască, care conține un display și elemente de tracking la nivelul capului. Proiectul creării acestei căști poartă numele de Headsight și a fost realizat de Philco CO. Utilizările acestei căștii aveau însă să rămână în cadrul domeniului militar, unde o utilizare frecventă era simularea unui zbor în întuneric.

În anii ce urmează punctul de inters al realității virtuale se deplasează în sfera display-urilor amplasate la nivelul capului. În mod inevitabil primele produse de acest tip erau mari și grele, iar acest lucru a condus la o tendință de dezvoltare a display-urilor în formă cât mai redusă. Un exemplu în acest sens fiind conceptul intitulat Ultimate Display. Acesta a apărut în anul 1965, realizat fiind de Ivan Sutherland. Asemenea dispozitivelor de realitate virtuală de azi, Ultimate Display funcționează printr-o combinație dintre un display amplasat la nivelul capului și un calculator la care display-ul este conectat. Acest concept avea să meargă și mai departe în anul 1968 atunci când Ivan a adus la viață așa numitul The Sword of Damocles, un display amplasat la nivelul capului bazat pe conceptul Ultimate Display. Noul display era destinat atât realității virtuale cât și realității augumentate. Deși redus în capacități până la punctul în care grafica adaugată consta în desene de tip wireframe, necesitatea adăugării unui sistem de tracking a făcut obligatorie susținerea display-ului, în permanență, de un braț mecanic atașat de tavan. Astfel pentru a utiliza noul display utilizatorii erau nevoiți să își fixeze capul într-o mașinărie de dimensiuni mari atașată de tavan, lucru total incomod; cu atât mai mult că majoritatea componentelor erau în faza de testare și nu erau complet conectate intre ele.

Următorii anii sunt mult mai liniștiți în ceea ce privește acest domeniu însă anul 1982 avea să schimbe toate acestea, deoarece aceste este anul în care realitatea virtuală ajunge la Hollywood. Odată cu debutul a ceea ce urmează să fie o franciză de succes, primul film Tron descrie cu succes și conceptul de realitate virtuală. Deși oarecum limitat în ceea ce privește ce anume reprezintă realitatea virtuală filmul reușește să descrie povestea unui programator care intră în interiorul unui calculator și care luptă cu acestea pentru a găsi o cale de scăpare.

O nouă lovitură marca Hollywood, mult mai influentă de data aceasta, avea să vină in anul 1987 atunci când în cadrul faimoasei francize Star Trek își va face apariția Holodeck, o facilitate de simulare utilizată pentru a simula diferite scenarii sau întreceri sportive bazată pe holograme care permit interacțiuni prin atingere. Tot în acest an Jaron Laniern, creatorul DataGlove(un periferic de input care se poartă ca și o mănușă), Eyephone(concept pentru un dispozitiv electric inserat în globul ocular) și fondatorul VPL Research este creditat pentru introducerea termenului de realitate virtuală.

În anul 1991 realitatea virtuală ajunge în magazinele de tip Arcade Games. Dispozitivele folosite utilizau ochelari pe care utilizatorul îi folosea ca să pătrundă în lumea virtuală. Inițial un număr redus de jocuri aveau și variante pentru realitate virtuală însă încet încet tot mai multe jocuri au ajuns și in domeniul nou apărut. Doi ani mai târziu Sega încearcă să ducă jocurile de realitate virtuală și în casele oamenilor. Astfel va introduce un nou display bazat pe ochelari pe care îl prezintă la Consumers Electronic Show.

O nouă întrebuințare pentru realitatea virtuală apare în anul 1997 când Georgia Tech începe să cerceteze posibilitatea utilizării realității virtuale pentru a trata veteranii care suferă de PTSD sau Posttraumatic stress disorder(stări de stres induse de o traumă). În cazul acestor veterani scenele văzute în cadrul războiului devin atât de marcante încât până și activitățile de zi cu zi devin o povară. În cadrul tratamentului acestor pacienți, în cazul utilizării realității virtuale este inclusă și recrearea de scenarii care să îi ajute cu recuperarea.

Doar doi ani mai târziu Hollywood aduce un nou film legat de realitatea virtuală: Matrix. Deși bazat din nou pe conceptul de prizonier într-o lume virtuală filmul ajunge unul dintre cele mai bune filme influențând în mod inevitabil viziunea oamenilor privind realitatea virtuală.

Dacă ultimii ani nu au fost foarte impresionanți în ceea ce privește realitatea virtuală, anii de după 2010 o să aducă o dezvoltarea masivă în domeniu. În trecut realitatea virtuală avea mult de suferit din cauza display-urilor mari și de proastă calitate însă acum știm să facem display-uri subțiri și care oferă o calitate bună a imaginii, dar mai ales putem să facem sisteme de realitate virtuală disponiile tuturor. Astfel anul 2012 servește ca punct de reinventare a realității virtuale. În acest an Oculus Rift ajunge pe KickStarter reaprinzând astfel pasiunea și speranța că suntem capabil să oferim un sistem de realitate virtuală de calibrul celor descrise în poveștile ștințifico-fantastice. În 2014 companiile mari încep să se alăture mișcării de reinventare. Sony anunță proiectul Morpheus, propriul sistem de realitate virtuală, iar Facebook cumpără Oculus. Alăturarea la această mișcare continuă și în anii următori astfel că în 2016 există o gamă largă de produse de realitate virtuală și multe mari companii din momeniul IT continuă să se alăture celor deja existente. Anul acesta, începând oarecum de anul trecut însă, s-a produs o nouă schimbare a punctului de interes. Dacă până acum încercam să cream display-uri, acum că le avem producătorii din domeniu se axează pe metode de input, mai exact noi moduri de tracking.

Spre deosebire de trecut, în prezent se poate vorbi și despre categorii de realitate virtuală. Mai exact modul de procesare al datelor a creat două mari categorii de realitate virtuală: una care folosește telefoanele pentru a procesa date(Mobile VR) și una care folosește PC-urile pentru a procesa date. Gama de gadget-uri destinate realității virtuale a ajuns la un număr destul de mare astfel încât, în ziua de azi, se poate vorbi despre trei tipuri de echipamente de realitate virtuală: primul tip este dat de tehnologia de redare a imaginiilor, astfel avem: căști de realitate virtuală, monitoare 3d sau ochelari 3D. Al doilea tip de echipamente se referă la metoda de input utilizată: mănuși de realitate virtuală, volane sau gamepad-uri. Iar în final cel de al treilea tip este cel de echipamente de tracking.

Dacă este să privim părerea generală a oamenilor cu privire la realitatea virtuală se observă cu ușurință că oamenii sunt încântați de noua tehnologie de realitate virtuală. Există însă și indivizi care au rămas cu sechele de la primele tentatice de realitate virtuală sau pur și simplu au o sensibilitate aparte care le introduce o stare de greață denumită răul de realitate virtuală sau răul de simulare. Numărul acestor indivizi este însă în descreștere datorită dezvoltatorilor, care găsesc noi moduri de evitare a răului de mișcare.

Până și în România oamenii au înțeles ce poate realitatea virtuală să ofere și au acceptat-o cu bucurie. Astfel orașul București deține în prezent un centru de cercetare în domeniul realității virtuale. Acest centru de cercetare are un program pe o durată de 21 de luni, iar principalele servicii la care au acces beneficiari sunt: închirierea de spații în cadrul Centrului de cercetare-dezvoltare, acces la cubul de realitate virtuală cu imersie, acces la soluții IT moderne, platformele inovative dezvoltate în cadrul Polului Crevis, posibilitatea de a organiza evenimente educaționale sau științifice într-un spațiu modern și complet dotat, închiriere de săli de instruire și acces la resurse moderne de prezentare, leasing integrat de personal (programatori/designeri în tehnologiile de ultimă generație utilizate în cub, specialiști IT în domeniul simulării și realității virtuale.[3]

Un alt exemplu în favoarea afirmației cum că românii agrează realitatea virtuală constă în faptul că Flacultatea de Automatică și Calculatoare din cadrul Universității Politehnice București are în prezent o disciplină care studiază acest domeniu. Conform fișei de disciplină făcută publică pe internet cursul își propune prezentarea principalelor concepte și tehnici utilizate în prezent în realitatea virtuală precum și identificarea tendintelor de evoluție și a numeroaselor categorii de aplicații pentru acest domeniu de perspectivă. [4]

Asemenea realității augumentate și realitatea virtuală este caracterizată în prezent de mult mai mulți termini de cât în trecut. Până și definirea termenului de realitate virtuală a devenit azi o discuție întinsă pe câteva minute bune. Domeniul a adus în discuție multe probleme de la definirea conceptului utilizând legături de termeni precum: realitate, posibil, realitate virtuală la teorii precum cea care afirmă că viața este doar o simulare pe calculator. Consider că definițiile realității virtuale din prezent sunt exacte însă domeniul a introdus atât de multe lucruri noi încât peste câțiva ani este posibil să definim realitatea virtuală într-un mod complet nou.

Cu privire la viitorul realității virtuale se poate afirma cu certitudine că acesta va consta în descoperirea a noi metode de input și tracking, și intr-un ritm puțin mai încet(cred eu) se va atinge și punctul suprem de existență a realității virtuale, display-uri montate pe cap cu capabilități de redare la o rezoluție de 4K la 60 de frame-uri pe secundă. Dezvoltatorii de aplicații o să descopere noi moduri de a crea aplicații care să nu mai inducă răul de realitate virtuală. În ceea ce privește stabilitatea realității virtuale nu există dubii că aceasta ar dispărea prea curând, mai ales în contextul în care există deja un număr mare de companii care deja lucrează în domeniu.

Relația dintre realitatea virtuală și cea augumentată

Am stabilit deja că diferența dintre realitatea virtuală și cea augumentată este cantitatea de date preluată din lumea reală însă lucrurile nu sunt așa de simple de fiecare dată. Limita dintre cele două nu este întotdeauna ușor de trasat. Studii în acest domeniu au dus la crearea așa numitului reality-virtuality continuum [10], un dreaptă la a cărei capete sunt plasate realitate respectiv virtualitatea completă și cuprinde și realitatea augumentată. Acest continumm a fost inventat de Paul Milgram. De remarcat că zona de mijloc a acestuia poartă numele de Mixed Reality.

Figura 2.3 Continuumul realitate-virtualitate

În momentul actual termenul de Mixed Reality și-a pierdut sensul dat de Paul Milgram, acesta devenind astăzi un sinonim pentru realitatea augumentată. De remarcat este termenul augumented virtuality. Acesta definește un mix între realitatea virtuală și cea augumentată. Exemple de aplicații în acest sens sunt adăugarea unui relief virtual peste cel real sau alterarea obiectelor virtuale în timp real.

Similaritățile dintre cele două realități nu se opresc aici. Tehnologia utilizată de ele este în mare parte aceași. De asemenea și scopul final al acestora este oarecum același principalul domeniu de utilizare fiind industria de entertaiment(distracție). Fapt pentru care mulți dezvoltatori apelează la diferite combinații între cele două. Modurile de combinare și tranlație între cele două realități este studiat și în prezent, dezvoltatorii aducând noi și noi coduri de combinare.

Consecițele impuse de stadiul actual al realității virtuale și augumentate

Atât realitatea virtuală cât și cea augumentată devin mai cunoscute pe zi ce trece însă efectele pe care acestea le produc economiei și corpului utilizatorului nu sunt încă pe deplin cunoscute. Este de înțeles că orice confuzie între lumea reală și cea virtuală sau augumentată produce dezorientare și prin urmare răul de realitate virtuală, însă întrebarea care încă nu are răspuns are legătură cu efectele pe termen lung. Deși nu a fost menționat în istoricul realității virtuale cel mai cunoscut gadget din trecut este Nintendo Virtual Boy. Venind de la o companie mare în domeniul jocurilor, care se impunea pe piață prin consolele create, este de înțeles răspândirea mare de care s-a bucurat Virtual Boy. Efectele lui asupra corpului utilizatorului erau însă teribile. Utilizatorii raportau dureri de cap și pierderi de vedere temporară. Plângerile erau așa de frecvente încât Nintedo a trebuit să creeze un mecanism care pune jocul pe pauză la fiecare cincisprezece minute.

Cu acestea în minte este de înțeles îngrijorarea pe care unii oameni o au cu privire la efectele realității virtuale. Vorbim de realitatea virtuală mai mult deoarece aici efectele sunt resimțite mult mai puternic decât în cazul realității virtuale. Oculus Rift a publicat pe site-ul acestuia o listă cu efecte secundare posibile.[5] Acestea pornesc de la greață sau dezorientare și ajung până la afectarea coordonării mână ochi. Vestea bună este că aceste efecte sunt de scurtă durată însă studiile care cercetează efectele pe termen lung nu au fost realizate încă(se presupune că acestea sunt în desfășurare).

Pe lângă posibilitatea distrugerii vederii utilizatorului datorită amplasării unui ecran, practic lipit de față, ochii umani au mai introdus încă un motiv de îngrijorare. Această problemă a apărut în special la persoanele care utilizează ochelari precum Google Glass unde ecranul este amplasat la periferia câmpului vizual și prin urmare orice utilizare a vederii periferice este imposibilă datorită acestuia. În anul 2004 în cadrul așa numitei Salisbury Eye Evaluation cercetătorii au analizat 1344 de adulți cu vârsta între 72 și 92 de ani pe care i-au pus să parcurgă un traseu cu obstacole. Concluzia studiului a fost că o reducere a vederii periferice cu zece procente(să zicem de exemplu de un display HoloLens) duce la o rată de accidentare cu patru procente mai mare.

În prezent o sursă majoră de stres este dată de agresiunea virtuală. Majoritatea dintre noi au auzit de troli, un grup de oameni rău voitori care cu scopul propriei promovări sau pur și simplu din plictiseală recurg la înjurături sau alte metode doar pentru a descoperi cât de mult poți să înduri până renunți. Aceste aspecte negative ale comunicării dintre oameni vor deveni mult mai profunde odată cu realitatea virtuală. Momentan subconștientul crează o persoană alternativă pe care o atribuie imaginii noastre de pe internet însă în cazul realității virtuale utilizatorii sunt contopiți cu lumea și prin urmare efectele actelor de agresiune sunt cu atât mai mari. [13]

O altă ramură care necesită cercetare este efectul realității virtuale asupra comportamentului uman. Este cunoscut faptul că realitatea virtuală este utilizată pentru tratarea PSTD(post traumatic stress disorder) și a depresiei drept pentru care este cu adevărat un motiv de îngrijorare. O sursă de îngrijorare, pe care nu am văzut-o însă discutată până în prezent este efectul realității virtuale asupra memoriilor indivizilor. Aș vrea să fac o scurtă referire la videoclipurile în care se desfac diverse produse disponibile pe internet. Succesul acestor videoclipuri este bazat pe faptul că după o perioadă de timp pentru a reduce cantitatea de informație creierul uman renunță la partea cu vizualizarea unui videoclip și astfel ne amintim că am desfăcut chiar noi produsul, sau am asistat când cineva a făcut-o în locul nostru. Pe baza acestui fapt se poate pune problema unui efect similar în cazul utilizării realității virtuale. [15]

Nici domeniul amoros nu are scăpare în fața realității virtuale și augumentate. Cercetătorii se tem că adolescenții vor tinde să își creeze prietene și iubite virtuale în locul celor reale. Și nu doar iubitele, comunicarea cu oameni dragi se presupune că va deveni extrem de dificilă odată ce realitatea virtuală și augumentată vor avea o răspândire largă. Multă lume este speriată de eliminarea spațiului care există între utilizator și calculatorul personal sau telefonul celular. Aceștia consideră că odată eliminat acest spațiu v-a dispărea și comunicarea față în față.

Din păcate nici despre efectele realității virtuale asupra economiei nu se poate spune prea multe. Întreținerea unei companii din aplicații de realitate virtuală sau augumentată este încă un experiment în desfășurare. Mulți dezvoltatori de jocuri independenți au ales să testeze teorii precum cea descrisă mai sus însă răspunsurile nu au apărut încă. Efectul gadget-urilor de realitate virtuală asupra industriei de telefonie este un alt mister care trebuie dezvăluit. Recent HTC a lansat un nou flagship title(un produs de top definitor pentru companie) care nu a reușit însă să aducă profitul dorit. Problema este că HTC dă vina pe noul trend de realitate virtuală pentru eșecul suferit. Dacă spusele celor de la HTC sunt adevărate sau nu se va observa în viitorul care urmează, însă dacă cele afirmate de ei sunt adevărate efectul realității asupra calculatoarelor și telefoanelor mobile nu poate fi ignorat. Chiar și cu un răspuns negativ realitatea virtuală își pune amprenta asupra domeniului de calculatoare. Tot mai multe companii din domeniu oferind diverse pachete denumite VR Ready. Aceste pachete sunt compuse din calculatoare performante deoarece dacă ne uităm la cerințele Oculus Rift putem să observăm că acestea nu sunt mici. Alte diverse companii utilizează cele două tipuri de realități pentru a se promova. McDonalds a apelat la realitatea augumentată pentru a crea jocuri pe care copii să le joace în timp ce își savurează mâncarea. Există însă și companii de realitate virtuală care dorind să atragă mai mulți clienți au apelat la metode ciudate precum Google Cardboard care se vindea ca și ambalaj de bere.

O consecință de data aceasta mai indirectă este dată de faptul odată aplasați ochelari pe ochi, omul pierde contactul cu realitatea. Hacker-ii și scammer-ii pot profita de această situație venind cu noi metode de șantajare și înșelătorie. Securitatea în domeniul realității virtuale și augumentate nu există și prin urmare singurele metode de securitate sunt cele cunoscute deja. Să sper însă că de îndată cu noile metode de hacking o să își facă apariția și noi metode de securizarea a aplicațiilor. Un alt motiv de îngrijorare în ceea ce privește securitatea noilor tipuri de realitate este preluarea datelor personale. Aplicațiile au nevoie de informații pentru a funcționa, inclusiv de ordin particular. Să spunem că utilizăm o aplicație de realitate augumentată destinată turiștilor, care afișează date despre clădiri și localuri. În momentul lansării aplicației aceasta preia date de la camera video a telefonului și așează peste ele informațiile aferente. Pe baza imaginilor capturate de cameră se poate însă afla locul în care turistul se află iar în funcție de localurile sau clădirile pe care le vizitați se pot face sugestii cu privire la ce ar trebui să vizitați în continuare. Sunt aceste date personale care pot fi preluat ușor, cu ajutorul aplicației, care ridică un semn de întrebare cu privire la cantitatea de date pe care o colectează o aplicație. [16]

. Un domeniu afectat în special de realitatea augumentată este cel al medicinei. Folosind realitatea augumentată chirurgi pot crea modele virtuale pe care să poată exersa sau analiza o problemă mai complicată. Utilizările din acest domeniu includ: o pereche de ochelari care pot fi utilizați pentru a descoperi locația venelor unui pacient, o aplicație numită EyeDecide care instruiește utilizatorii cu privire la sănătatea ochilor sau ochelari care ajută la depistarea cancerului de piele. De departe cea mai importantă realizare din acest domeniu a avut loc în anul 2013 atunci când o întreagă operație a fost realizată folosind o aplicație de realitate augumentată, destinată Google Glass, denumită VIPAAR. Nici realitatea virtuală nu se lasă mai prejos. La începutul anului acesta, folosind gadget-ul Google Cardboard, o echipă de chirurgi a spitalului de copii Nicklaus din Miami au reușit sa salveze viața unui bebeluș. Medici au folosind ochelarii de realitate virtuală pentru a crea o hartă 3D a zonei cu probleme, care nu putea fi vizualizată cu ușurință.[6]

Dacă dezvoltarea subită a rețelelor sociale ne-a învățat ceva, acel lucru este că oamenii cu au o înclinație pentru securizarea datelor personale fapt pentru care în prezent avem ceea ce se numește Smart Ads. Aceste reclame nu sunt acolo doar pentru promovare. Ele preiau datele personale ale utilizatorului fiind astfel mult mai relevante și cu atât mai iritante. Acum imaginați-vă toate acestea în cadrul realității virtuale. Un model de monetizare foarte popular în prezent constă în oferirea gratuită a aplicațiilor însă instalarea a unui număr enorm de reclame. Dacă acest lucru va fi însă afectat de apariția realității virtuale rămâne de văzut însă dacă totul rămâne ca și în stadiul actual singura activitate din cadrul realității virtuale va fi vizualizarea de reclame.

Realitatea virtuală și religia.

Este deja bine cunoscut faptul că religia și tehnologia nu se împacă prea bine. În mod inevitabil aceste conflicte au ajuns și în domeniul realității virtuale și cel al realității augumentate. Și dacă pentru realitatea augumentată conflictele nu au o amploare mai mare cât alte timpuri de tehnologii, doar pomenirea cuvântului de realitate virtuală poate lansa o discuție aprinsă între participanți.

Lăsând la o parte conflictele, se observă ușor de ce realitatea virtuală este un beneficiu major pentru religie. Creștini alături de alte religii care necesită prezența fizică în cadrul unei zone geografice pot folosi realitatea virtuală pentru a crea o așa numită biserică globală. Pe lângă faptul că o mulțime de preoți ar rămâne fără slujbă, o biserică globală ar crea o mulțime de spații noi, ocupate în prezent de biserici(sau alte clădiri utilizate în scop religios), care ar putea fi folosite pentru a crea școli sau spitale sau de ce nu mai multe locuințe. Utilizarea unui gadget de realitate virtuală ar permite și credincioșilor blocați la pat, bolnavi sau cu dificultăți de deplasare să participe la întâlnirile din comunitatea religioasă. O funcționalitate compatibilă cu aceasta s-ar putea obține și cu ajutorul realității augumentate. Folosind o pereche de ochelari precum Google Glass utilizatorul aflat la locația fizică a întâlnirii ar putea să vadă participanții virtuali. Dacă viitorul apropriat o să ne aducă și o metodă nouă de input cele două șcenarii ar putea fi combinate pentru a duce la bun sfârșit anumite sarcini din cadrul comunității. [11] [12]

Dacă cele menționate în paragraful anterior vi se par de domeniul viitorului, ei bine, vă înșelați amarnic. Second Life un joc bazat pe socializare are deja multe astfel de biserici virtuale. Pe lângă biserici Second Life mai conține și alte locuri religioase precum o insulă destină budiștilor. Un exemplu de biserică care a pionierat în domeniul bisericilor virtuale este LifeChurch.tv. Aceasta a apărut în jocul Second Life undeva în anul 2007. Biserica a eșuat însă deoarece a tratat mediul virtual ca pe unul real ignorând astfel toate beneficiile aduse de acesta. Alături de această biserică multe altele își găsesc locul în Second Life sau chiar World of Warcraft. În 2014 Robert Geraci publică sunt editora Universității Oxford cartea Virtually Sacred Myth and Meaning in World of Warcraft and Second Life.[7] În cadul acesteia Geraci discută în detaliu despre bisericile din cele două jocuri, printre care se numără și LifeChurch.tv.

Pe lângă religiile precum islamismul și creștinismul Geraci acordă un capitol din cartea sa pentru a discuta și noiile religii care iau naștere în cadrul acestor jocuri. Conform acestuia amplasarea jocurilor în realitatea virtuală ar duce la o tendință de a crea noi religii, cu ajutorul cărora oamenii să aducă o schimbare față de ceea ce oferă religiile puse în prim plan. Geraci rămâne însă optimist și consideră că deși poate prezenta un pericol prin faptul că poate duce la apariția unor religii noi realitatea virtuală aduce multe beneficii în domeniul religios care nu pot fi ignorate.

Figura 2.4 Biserică virtuală din Second Life

O religie care are de câștigat în mod special din trecerea la realitatea virtuală este Biserica Mormonă. Această biserică apelează adesea la reconstituirea unor evenimente importante. Acestea erau realizate inițial cu ajutorul actorilor însă acestia au fost înlocuiți, din motive de distribuție a rolurilor jucate de actori, de clipuri video. Astfel trecerea la realitate virtuală ar oferi pentru aceștia o imersiune în cadrul evenimentelor reconstituite care nu a putut să fir atinsă nici măcar prin utilizarea actorilor.

Asemenea oricărei biserici reale și bisericile virtuale au nevoie de bani pentru a funcționa și astfel se pune problema finanțării. Principala sursă de venit în bisericile reale este reprezentată de donații. Această metodă este împrumutată și de bisericile virtuale, care apelează la servicii precum Paypal sau BitCoin pentru a colecta donații. Alte surse includ donații de la persoane înstărite, taxe de membru, taxe percepute pentru a participa la un eveniment sau chiar un magazin de obiecte de cult. Peste câțiva ani veți putea asista deci la întruniri religioase din interiorul casei dumneavoastră și tot odată cheltui o mică avere în cadrul comunității.

Descriere studiu de caz

Analiza aplicațiilor disponiblie

Pentru a dezvolta aplicațiile acestui proiect am început cu o cercetare a pieței, în special aplicațiile destinate gadgetului Google Cardboard. Rezultatul acestei căutări au fost jocuri de dimensiuni relativ mari care au însă o durata de gameplay cuprinsă între zece și cincisprezece minute, în cazul aplicațiilor de realitate virtuală. Pentru aplicațiile de realitate augumentată aplicațiile erau cu mult mai scurte, până în punctul în care poți să descoperi tot ce poate aplicația în câteva secunde. Sa mai constatat faptul că există două tipuri de jocuri și un tip de aplicație destinate utilizatorilor care predomină piața. Nu doresc să numesc al treilea tip un joc deoarece acesta nu corespunde cu definiția mea cu privire la ceea ce înseamnă un joc. În mod foarte surprinzător aplicația constă în vizionare unor imagini ale unor atracții turistice, peisaje extraordinare sau chiar videoclipuri 360.Spun surprinzător deoarece opinia personală este că aceste aplicații nu au ce căuta în magazinul Google Play și oamenii tind să fie de aceași părere, aceste aplicații având un număr redus de descărcări, pe care subsemnatul presupune că au venit de la alți dezvoltatori de aplicații sau curioși care doresc să exploreze noul mediu.

Trecem însă peste aplicațiile simple și fără sens și ajungem la primul tip de joc, horror. Acest gen de jocuri a devenit foarte popular în rândul utilizatorilor de realitate virtuală în general. Pe lângă faptul că acest tip de joc poate fi perfect transportat la noul mediu deoarece deja implică în mare parte utilizarea perspectivei first person și nu necesită o durată mare de joc pentru a impresiona genul Horror este și un așa numit gen clasic. Asta înseamnă că acest gen este o parte a indrustiei de mult timp și prin urmare a fost studiat și analizat de către mulți dezvoltatori; până în punctul în care s-au creat chiar instrucțiuni specifice destinate dezvoltatorilor de jocuri horror. De departe însă ceea mai utilizată mecanică a acestui gen ese așa numita Scare Jump. O spieretură bazată pe apariția subită a unui personaj cât mai urât și hidos în câmpul vizual al jucătorului marcată în mod evident și de un efect sonor pe măsură.

Cel de al doilea cel mai răspândit gen de joc este denumit gaze shooter. Popularitatea acestui gen de joc se poate explica ușor folosind jocul Solitare ca și exemplu. Deoarece nu existau mouse-uri în trecutul îndepărtat a calculatoarelor personale trebuia introdus un mod prin care utilizatorii puteau să exerseze utilizarea mouse-ului. Cu acest gând în minte Microsoft a lansat alături de sistemul ei de operare, Windows, jocul numit Solitare. Acesta folosea preponderent mouse-ul(a oferit și posibilitatea de a utiliza tastele) și prin urmare a ajutat la trecerea utilizatorului de la un periferic(tastatura), la cele două pe care le utilizăm și astăzi. Asemenea mouse-ului realitatea virtuală aduce un nou mod de interacționare, gaze. Pentru a obișnui utilizatorii cu acestă nouă metodă trebuia dezvoltat un gen de joc care să utilizeze la maxim această metodă, iar acest gen este gaze shooter, un joc în care jucătorul țintește inamici sub forme precum nave spațiale sau spații goale între clădiri cu ajutorul privirii.

Cu toate că înțelegerea popularității tipurilor de jocuri întâlnite a fost ușoară, durata scurtă de joc a continuat să rămână un mister până în momentul începerii dezvoltării aplicațiilor. În cel mai așteptat mod și totuși ignorat de către mine răspunsul este dat de dificultatea e a păcăli creierul uman că trăiește într-o altă realitate. Aparent orice tentativă greșită de creare a unei realități este plătită cu introducerea unei stării de greață care poate să se întindă pe o durată lungă, denumită rău de realitate virtuală. Continuând cercetările despre starea de greață am aflat că cea mai mare parte afectată de noul mediu nu sunt echipamentele de tip hardware ce aplicațiile. Dezvoltarea unui joc în realitate virtuală este mult mai dificilă în cadrul realității virtuale, chiar și în contextul utilizării unui gen de joc clasic.

În domeniul realității augumentate aplicațiile nu mai pot fi grupate pe categorii. Acestea având o gamă largă de domenii de activitate. Printre aplicațiile cele mai rezonante se numără un exemplu care m-a ghidat către utilizarea realității augumentate. Acesta este aplicația de la Paradox de promovare a modelului Audi R8 din anul 2015. Farmecul acestei aplicații a constat, pentru mine, în faptul că existau două surse de informații paralele, una statică neaugumentată și una augumentată sub forma unui model 3d și a unor butoane virtuale.

Figura 3.1 Campaia Paradox de promovare pentru Audi R8

Probleme specifice dezoltării de aplicații

Există multe tipuri de probleme pe care dezvoltatorii de aplicații trebuie să le rezolve. Una dintre acestea este dată de scara utilizată la crearea decorului jocului. Faptul că apare o distorsionare a imaginii, pentru a crea efectul de 3d, a dus la o tentință de aglomerare a jocurilor. Dacă utilizăm densitatea de obiecte cu care ne-am obișnuit până în prezent, la distorsionarea imaginii obiectele vor părea depărtate creând un efect neplăcut și impresia că jocul nu a fost finisat. O altă problemă legată de obiectele de decor este dimensiunea acestora. Omul percepe diferit mediul înconjurător în poziția șezut față de atunci când stă ridicat. Această problemă nu are din păcate o rezolvare. Este imposibil să prezici poziția adoptată de jucător și cu atât mai greu să determini schimbările de poziție. În momentul de față dezvoltatorii aleg o poziție, de obicei șezut, și dezvoltă aplicația cu aceasta în minte. O altă soluție constă în introducerea unui mesaj care să instruiască utilizatorul de poziția pe care ar trebui să o aibă, de notat însă că acesta nu este obligat să respecte instrucțiunile.

Legat de poziția utilizatorului mai există și alte probleme. Una dintre ele este întoarcerea capului pe o axă diagonală. Nici această problemă nu are o soluție deoarece este necesară alterarea modului de tracking realizat, iar în cazul realității virtuale destinate telefoanelor mobile acest lucru nu este posibil fără a altera telefoanele în sine. Amplasarea picioarelor jucătorului este și ea o problemă. În mod natural omul simte amplasarea pe sol datorită presiuni pe care o simte la nivelul tălpilor. Deși nu pare să reprezinte o problemă majoră realizarea unui mișcări în realitatea virtuală în timp ce creierul conștientizează că stă pe loc poate induce la persoanele mai sensibile răul de realitate virtuală. O altă problemă dată de corpul nostru biologic constă în faptul că putem prezice poziția relativă a unui membru bazându-ne pe nivelul de încordare a mușchilor. De exemplu dacă amplasăm o mână în spatele nostru astfel încât să nu o putem vedea știm poziția relativă a mâinii din nivelul de încordare a mușchilor. Este ușor de înteles că acest lucru poate provoca dezorientare și prin urmare rău de realitate viruală.

Unele probleme ale realității virtuale actuale nu pot fi însă depistate decât prin testare. O astfel de problemă este viteza de mișcare. Fără să se cunoască încă cauza sa descoperit că orice mișcare accelerată provoacă greață. Acest lucru nu se rezumă doar la deplasarea caracterului ci și la animații, proiectile, practic oricât de mică mișcarea dezvoltatorii de aplicații trebuie să ofere o viteză constantă. Această problemă poate fi observată și în cadrul proiectului meu, unde am fost nevoit să ofer o viteză constantă proiectilelor și inamicilor care se deplasează către jucător.

După cum se poate observa realitatea virtuală are încă multe probleme. Dacă mai adăugăm la acestea lipsa unei metode de input universală și o problemă tehnică care oprește dezvoltatorii să creeze contraste puternice de teama apariției așa numitelor ghost frames putem afirma că viața unui dezvoltator de aplicații destinate realității virtuale nu este deloc ușoară. Cu motivația oferită de un nou mediu care nu are foarte multe informații privind modul de creare al aplicațiilor și a posibilității inducerii unei stări de greață care te poate lăsa incapabil să lucrezi la aplicație poate zile întregi am început procesul de design al aplicațiilor.

Pentru a evita majoritatea problemelor date de design în cadrul comunității din acest domeniu au apărut anumite reguli denumite reguli de design, care dacă sunt respectate ar garanta reducerea efectelor secundare. Aceste reguli sunt: înmânarea unei unelte virtuale pe care jucătorul să o folosească, folosirea unui câmp vizual extins, utilizarea lucrurilor la care jucătorul se așteaptă pentru a evita dezorientarea și altele. Fiecare companie încearcă să impună propriile reguli prin urmare nu există încă o colecție de date generală. Trebuie menționat însă că nu există o regulă care să ateste necesitatea utilizării graficii foto-realistice, defapt prin experimente s-a demonstrat exact contrariul. Însă nivelul de imersiune poate să devină o problemă în sensul în care sensibilitatea la perturbații crește odată cu nivelul de imersiune.

Problemele menționate mai sus sunt specifice realității virtuale. Spre deosebire de aceasta realitatea augumentată nu necesită reguli de design și prin urmare problemele apărute nu pot fi rezolvate prin intermediul aplicației.

Dezvoltarea ideii propriei aplicații

Deși nu sunt un fan înrăit al jocurilor de gen tower defence am avut ocazia de a juca câteva alătuiri de prieteni. Astfel știam că acest gen de joc nu se bazează pe reacții rapide și oferă jucătorului un anumit ritm de joc care nu este copleșitor. Pe baza acestora am decis că acest gen de joc se poate alătura celorlalte genuri de jocuri care au făcut deja tranziția la realitatea virtuală. După o a doua căutare pe piață am fost surprins de faptul că nu găsisem nici măcar un joc care să se aproprie de ceea ce vizualizam eu.

Ideea jocului tower defence avea să rămână ca și ideea de plecare pentru aplicație însă trebuia dezvoltată. Pentru un ajutor în acest sens am apelat la carte Game Design Workshop: A Playcentric Approach To Creating Innovative Games [8] scrisă de către Tracy Fullerton. În cadrul acestei cărți doamna Fullerton descrie o metodă de dezvoltare a jocurilor orientată pe playtesting. Deși nu am urmat exact metoda descrisă de dânsa, cartea ma ajutat să înțeleg etapele prin care trebuie să trec pentru a putea să-mi dezvolt idea și mai apoi să creez pe baza acesteia un prototip respectiv un joc integral. În conformitate cu cartea am plecat de la o idee de bază, cea de a introduce elemente de tower defence, după care am ales o tematică pentru proiect. Pentru a alege această tematică am avut o ședință de brainstorming în urma căreia am adus o sută de idei posibile pentru tematică. Următorul pas fiind triarea acestor tematici în funcție de publicul țintă, posibilitatea realizării din punct de vedere tehnic și cantitatea de timp necesară implementării. În urma sortării am decis că tema aleasă va fi scenariul unui alpinist blocat intr-un canion și care în timp ce așteaptă ajutor este atacat de animale sălbatice. Datorită unei descoperiri comform căreia nu este recomandat să obligi jucătorul să realizeze mișcări de întoarcere a capului, deoarece aceste se poate afla în imposibilitatea de a face acest lucru am decis să transform canionul(o formă liniară cu două puncte de acces amplasate în fața și spatele jucătorului) într-o peșteră.

Datorită dorinței de a integra mecanici de tower defence trebuia să vin cu o idee a ceea ce avea să reprezinte turnurile. Uneltele de alpinist nu erau însă potrivite pentru asta, iar povestea nu era potrivită pentru o peșteră de aceea am făcut o nouă modificare a temei astfel încât de data aceasta jucătorul comandă un trib de oameni ai peșterii care aruncă cu unelte preistorice în animalele care îi atacă. Acesta este și momentul în care am stabilit că titlul jocului este Troglodyte, termenul ștințific utilizat pentru a descrie oamenii peșterilor.

Idea aplicației de realitate augumentată nu este dezvoltată sau inovativă. Datorită faptului că s-a dovedit a fi oarecum dificil de creat un tutorial, în contextul în care nu vroiam să fie o simplă bucată de text, am decis că ar fi mult mai potrivit să creez un manual care folosește realitatea augumentată. Conținutul acestuia avea să fie asemănător cu orice alt manual însă modul de prezentare sper să uimească cel puțin la fel de mult ca și jocul. În locul unui simplu text mă voi folosi de diferite obiecte multimedia(modele 3d, videoclipuri și imagini) pentru a crea un mod mai ușor de a întelege jocul.

Legătura dintre cele două aplicații poate fi descrisă folosind următorul scenariu:

Odată procurat jocul și aplicația de realitate augumentată se va lansa cea din urmă. Cu ajutorul acesteia se va scana fie coperta CD-ului sau o imagine specială vizibilă doar celor care au achiziționat jocul. Odată ce aplicația recunoaște una dintre cele două imagini va oferi o inferfață cu ajutorul cărei utilizatorul va obține informații suplimentare privind jocul, inclusiv modul de utilizare al jocului. După ce capătă aceste informații utilizatorul poate lansa jocul.

Implementare

Tehnologii folosite

De departe cel mai ieftin gadget destinat realității virtuale este Google Cardboard. Acesta este realizat de către gigantul Google și are la bază dorința de realizare a unui display amplasat la nivelul capului ușor ajustabil, care să servească ca și punct de intrare în domeniul dezvoltării de aplicații pentru realitatea virtuală. Dacă o să aruncăm o privire la piața gadget-urilor de realitate virtuală o să observăm că prețul unui astfel de dispozitiv este descurajant, mai ales în contextul unui dezvoltator de aplicații care nu are siguranța unui venit, iar trecerea la domeniul aplicațiilor de realitate virtuală reprezintă un risc major în sine. În dorința de a reduce acest risc Google a creat Cardboard, un decupaj de carton în interiorul căruia sunt amplasate două lentile și care servește ca și un display aplasat deasupra telefonului. Faptul că Google a decis să folosească carton ca și material de bază a dus la crearea unui produs DIY(care poate fi recreat cu ușurință acasă) sau achiziționat la o sumă modestă și tot odată a transformat produsul în unul care poate fi modificat ușor, putând fi astfel ajustat cu ușuriță pentru fiecare persoană în parte.

În prezent există două generații de Google Cardboard. Prima generație nu conține decât decupajul de carton, arici de prindere, două lentile biconvexe cu diamentrul de 25mm și distanța focală de 45mm și total opțional elastice de susținere. Față de prima generație, cea de-a doua generație adaugă un sistem de clic bazat pe doi magneți. Pentru a realiza efectul de clic Google a amplasat un magnet de o parte a ochelarilor si unul in interior pe aceași parte cu primul poziționați și dimensionați în așa măsură încât la apăsarea magnetului amplasat exterior acesta să fie readus în poziția inițială de magnetul poziționat în interior. Folosind deci forța magnetică Google a reușit să facă un buton, care influențează telefonul prin intermediul distorsiunilor din câmpul magnetic, generate de deplasarea unuia dintre magneți. Pentru a percepe însă aceste perturbații telefonul trebuie să fie echipat cu un senzor magnetic, utilizat de obicei pentru busolă. Majoritatea telefoanelor compatibile cu Google Cardboard vin, din fericire, cu un astfel de senzor direct din fabrică însă există și excepții de care orice dezvoltator de aplicații trebuie să țină cont.

Figura 4.1 Butonul magnetic a lui Google Cardboard

Lăsând la o parte butonul magnetic conceput de Google observăm că ochelarii Cardboard nu comunică cu telefonul de loc. De fapt singura alterare realizată de ochelari este dată de lentile. Pentru a crea însă un efect 3d sunt necesare două imagini 2d amplasate convenabil și alterate intr-o anumită măsură care la vizualizarea prin lentile ochelarilor Cardboard să creeze iluzia unei imagini 3d. Amplasarea acestor imagini este deja realizată prin dimensionarea exactă a ochelarilor însă pentru împărțirea ecranului telefonului și crearea imaginilor 2d dorite a fost necesară crearea unui SDK(unealtă software destinată dezvoltatorilor de aplicații) pe care Google îl distribuie gratuit tuturor celor care doresc să dezvolte aplicații de realitate virtuală. O importanță majoră o reprezintă și mecanismul de urmărire a mișcărilor. Fără un astfel de mecanism Google Cardboard nu se diferențiază cu nimic de un stereoscop. Ochelarii nu oferă însă nici o formă de tracking lăsând astfel telefonul să realizeze tracking-ul. Acest lucru se realizează cu ajutorul gyroscop-ului. Dacă în cazul butonului magnetic lipsa unui senzor poate fi ușor remediată prin definirea unei scheme de control secundare care să nu implice butonul(precum utilizarea de gamepad-uri bluetooth), lipsa gyroscop-ului transformă experiența de realitate virtuală într-o vizualizare de imagini statice în 3d.

Trebuie observat că deși apelează la materiale simple si ieftine, în detrimentul calității, Cardboard încă este destinat unei piețe restrânse de utilizatori. Pe lângă faptul că gyroscop-ul este în mare parte indispensabil și opțional se poate pretinde existența unui senzor magnetic dacă adăugăm și faptul că SDK-ul necesită o versiune Android 4.4(KitKat), iOS 8 respectiv versiuni moderne ale Firefox, Chrome, Safari si Internet Explorer 11 sau Edge face ca aplicațiile destinate acestui gadget să aibă o piață țintă redusă în dimensiuni.

Codul SDK-ului este scris în limbajul C#, iar structura pachetului Unity a celor de la Google Cardboard este alcătuită din următoarele clase, interfețe și prefab-uri:

Pe lângă prețul redus, această integrarea a SDK-ului de la Google Cardboard în Unity a făcut ca acesta să fie gadget-ul de realitate virtuală perfect pentru realizarea unui joc, Unity fiind o aplicație de dezvoltare de jocuri pentru calculator, mobile, console și website-uri. Acesta este creat de compania cu același nume și a fost destinat original pentru OS X. Deși a fost lansat pe data de opt iunie 2005, mai bine de zece ani în urmă, Unity este încă un principal competitor în domeniul aplicațiilor destinate construcțiilor de jocuri. Limbajele care stau la bază sunt C și C++, iar în prezent există cinci mari versiuni ale software-ului și se pot crea jocuri pentru douăzeci și unu de platforme printre care: Android, Apple TV, BlackBerry 10, iOS, Linux, Windows, Playstation 3, Playstation 4, Playstation Vita, Wii U, Wii, Unity Web Player(Web), Nintendo 3DS Line, Xbox 360, Xbox One și Windows Phone 8. Acestă gamă variată de platforme, dar mai ales ușurința de convertire a unui proiect către o altă platformă a făcut ca Unity să fie foarte popular. Pentru a permite un număr așa mare de platforme Unity utilizează următoarele API-uri: Direct3d pentru Windows și Xbox360, OpenGL ES și Open GL(acesta înlocuind în final plugin-ul Unity Web Player).

Licența Unity este împărțită în mai multe module și a suferit modificări de-a lungul anilor însă principalele două tipuri de licențe sunt: cea gratuită, care are limitări și adaugă un ecran care să informeze lumea că ai folosit Unity și cea Pro care în prezent costă 75$ pe lună. De asemenea Unity oferă și licențe Pro pentru: Android, iOS, Windos Phone 8 și Windows Store Apps alături de o licență denumită Licență pe echipă. De subliniat este faptul că Unity poate fi folosit gratuit pentru o gamă largă de platforme, inclusiv Android.

Asset Store este o altă atracție Unity. Acesta este un magazin în care dezvoltatorii de conținut pot să își scoată la vânzare creațiile, dar mai ales dacă nu ești un artist sau inginer de sunet și totuși îți dorești să oferi conținut de calitate poți să folosești resurse din Asset Store.

Cu toate aceste avantaje privind alegerea aplicației Unity în defavoarea altei aplicații similare trebuie pusă întrebarea la ce anume folosește acesta. Răspunsul cel mai simplu ar fi că Unity oferă anumite servicii, el și aplicațiile similare în general, pe care dezvoltatorul de jocuri nu trebuie să le scrie de la zero. Principalele serivii constau în manipularea structurii unui proiect, așa numitul collision engine, un mecanism care servește la detectarea coliziunilor dinte obiecte, un sistem de iluminare și mecanisme de redare a sunetului. La nivel de bază toate aplicațiile din domeniul dezvoltării jocurilor oferă aceste servicii plus mai multe. Implementarea acestor servicii va determina însă lucruri precum tipul fișierelor de sunet suportate, tipul de compresie al texturilor și la cel mai abstract nivel tipul jocurilor care pot fi create(atât ca și tehnologie: 2d sau 3d cât și ca mecanici de joc). Unity poate crea atât jocuri 2d cât și 3d, practic orice mecanici de joc și suportă o gamă largă de: sunete(mp3, ogg, wav, aif, mod, it, s3m, xm), imagini(tif , jpg, psd, tga, bmp), modele 3d(max, blend, mb, ma), animații și mesh-uril din programele(Maya, Blender, Cinema 4d, 3ds Max, Modo, SketchUp, Cheetah3d, Lightwave) și mai multe formate de script-uri(C# și Javascript). Serviciile specificate sunt mult mai puține decât cele oferite de Unity, acesta fiind un program complex destinat atât persoanelor fizice cât și companiilor. Pentru scopurile acestui proiect a fost utilizată versiunea gratuită de Unity, iar limbajul de codare folosit a fost C#. Proiectul final fiind un joc 3d destinat relității virtuale respectiv o aplicație de realitate augumentată ambele destinate sistemului de operare Android a fost necesară și instalarea unui plugin destinat dezvoltării jocurilor de Android.

Deși suportă o gamă largă de modele 3d Unity oferă doar modele de bază(cub, sferă, capsulă etc) astfel pentru a crea modele destinate jocului de realitate virtuală a fost necesară utilizarea unui/unor alte programe. Deoarece am ales să folosesc modelele bazate pe voxeli și deoarece software-ul care urmează este gratuit, fără să impună limitări asupra dimensiunilor am ales să folosesc MagicaVoxel. Acest software conferă abilități de manipulare și editare a modelelor de tip voxel și exportarea ulterioară a acestora către diferite formate printre care și cel utilizat în acest proiect, obj. Modelele voxel presupun doar sculptare lor(asemănător cu crearea imaginilor pixel art doar că în 3d) și colorarea acestora. Ne având nevoie de servicii complexe precum live painting sau voxel drawing, un program simplu precum MagicaVoxel( care nu are serviciile specificate) conferă un nivel de învățare al tehnologiei foarte jos, astfel am reușit să utilizez programul, cu toate uneltele sale, la doar câteva ore după descărcare, iar dezvoltarea de modele a fost mult mai rapidă decât în cazul altor tehnologii precum modelele bazate pe poligoane.

Tehnologia voxel mai are și alte proprietăți însă pentru început trebuie să definim ce anume este un voxel. Asemenea pixelilor dintr-un bitmap voxelii reprezintă o unitate a unui grafic realizat pe toate cele trei axe. Până și numele acestora este asemănător cu cel al pixelilor. Dacă pixeli își iau numele de la pix(picture) și el(element), voxeli îl iau de la vox(volume) și el(element). Principala deosebire față de celelalte tipuri de modele 3d constă în modul de reținere a coordonatelor. Pixeli, poliguanele și mesh-urile rețin un set de coordonate care le indică poziția însă voxelii nu fac acest lucru. Ei rețin o poziție relativă la un al voxel și prin urmare sunt foarte buni în redarea formelor care au goluri sau nu sunt umplute în mod omogen.Pe lângă asta și modul de reținere al datelor este diferit la voxeli. Un voxel este reținut ca și o valoare pe un grafic. Spațiul dintre voxeli nu este reținut, mai mult singurele date reținute pe lângă poziție sunt culoare și sau transparența.

O altă abilitate a modelelor de tip voxel este faptul că datele despre culoare sunt reținute la nivel de model și astfel se poate folosi o paletă de culori pentru mai multe modele sau altera culoarea unui model prin simpla înlocuire a paletei de culori cu una care să conțină culoarea dorită la aceiași poziție la care se află și cea veche.[14]

Figura 4.2 Modelarea unui caracter în MagicaVoxel

Programele precum MagicaVoxel se numesc Voxel Editor și sunt foarte folosite în domeniul jocurilor video. Despre MagicaVoxel în sine nu este însă foarte mult de spus. Software-ul este disponibil ca și un proiect pe site-ul GitHub și CodePlex(un website destinat găzduirii proiectelor open source). Pentru mine este încă un mister și identitate persoanelor care au lucrat la acest software. CodePlex nu oferă nici o informație cu privire la dezvoltatorul aplicației, în schimb menționează un coordonator pe care îl găsit trecut pe Github ca și creatorul proiectului. Numele acestuia nu este oferit însă am aflat pseudonimul său online: ephtracy.

Singurul neajuns al programului MagicaVoxel este faptul că nu permite animarea modelelor. Această problemă a fost ușor rezolvată prin utilizarea software-ului denumit Blender. Un program profesionist de creare, manipulare, sculptare și animare a modelelor 3d. Asemenea MagicaVoxel și acest program este gratuit însă spre deosebire de acesta Blender conține un număr foarte mare de opțiuni când vine vorba de modele 3d. Interfața acestuia este însă un coșmar, iar timpul de învățare necesare înaintea utilizării acestuia este mare. Din ferice, nu am fost nevoit să învăț toate funcțiile deoarce am utilizat Blender doar pentru a crea animații pentru modele 3d de tip obj exportate din MagicaVoxel.

Pentru a crea muzica de fundal am decis că cel mai bine este să folosesc un program care să ofere sunete 8-bit chiptune. Un astfel de program este FamiTracker. Cu ajutorul acestuia se pot crea piese simple folosind sunete 8-bit sau chiptune, asemenea celor destinate consolei de la Nintendo, NES(Nintendo Entertaiment System). Programul dispune de o interfață bazată pe Madtracker, iar una dintre caracteristicile lui este că poate să exporte melodiile în format NSF, care este utilizat de NES. Acesta conține însă și exporturi precum wav, astfel încât melodiile create cu acesta se pot importa cu ușurință în Unity. Simpla folosire a acestui program pentru a crea și efectele de sunet necesare nu a putut fi posibilă de aceea după crearea unei versiuni de bază ale unui efect de sunet am importat totul în Audacity, un program de editare a sunetelor. Cu ajutorul Audacity am reușit să modific sunetele până la un nivel considerat acceptabil. Pe lângă editarea multi-track Audacity oferă multe alte utilități, precum: înregistrarea audio live, înregistrarea unei sunet reprodus de calculator, editarea de fișiere Ogg, Wav, Mp3, Mp2, Flac și Aiff, decuparea, unirea, amestecarea și combinarea a două sunete în unul singur. Audacity mai poate fi folosit pentru a crea melodii pentru Karaoke și oferă o gamă largă de efecte precum schimbarea vitezei de redare.

În momentul creării jocului am sesizat necesitatea utilizării unui font cu aspect pixelat. În loc să folosesc unul gata făcut am decis că voi crea propriul font. Pentru aceasta voi avea nevoie însă de un software care să facă asta. Soluția găsită se numește MyScriptedFont și este o platformă web care pune la dispoziție un tipar peste care am creat aspectul dorit al fontului după care l-am returnat celor de la MyScriptedFont. Acestia crează pe baza tiparului primit un fișier de tip ttf. Fișierul astfel obținut a fost mai apoi importat în Unity

Figura 4.3 FamiTracker

Pentru a realiza manualul jocului(aplicația de realitate augumentată) am folosit aceleași unelte software la care am adăugat doar Vuforia. O platformă de realitate augumentată compatibilă cu Unity care oferă un SDK plus diferite servicii precum crearea de ImageTarget(imaginile cu rol special). Funcționalitatea adusă de Vuforia poate fi descrisă folosind imagine de mai jos:

Din nefericire codul din spatele platformei Vuforia este proprietatea intelectuală a Qualcomm și prin urmare nu avem acces la acesta. În preznt însă deținătorul acesteia este PTC Inc. Scopul acestei lucrări nici nu este descrierea funcționaliții pe deplin al SDK-ul Vuforia deoarece acesta folosește un alt domeniu denumit Computer Vision. Cu ajutorul acestuia Vuforia analizează imaginile capturate de camera video a telefonului pentru a urmări obiecte 3d precum cutii sau doze de suc, dar și imagini 2d denumite ImageTarget. Odată capturat obiectul sau imaginea 2d SDK-ul Vuforia va amplasa deasupra acestuia sau acesteia un obiect virtual la alegerea dezvoltatorului menținând însă și repoziționând obiectul virtual în timp real astfel încât să ofere senzația de apartenență la realitate.

SDK-ul suportă Vuforia o varietate de tipuri de ținte 2D și 3D, inclusiv "markerless" image target, configurații 3d multi-țintă, și o formă de Fiduciar Marker cunoscut sub numele de Frame Marker. Caracteristici suplimentare ale SDK includ detectarea ocluziei localizată folosind butoane virtuale, selecția de imagini țintă în timpul execuției, precum și capacitatea de a crea și reconfigura seturi de imagini țintă programatic în timpul rulării.

Vuforia oferă API-uri pentru limbajele: C++, Java, C obiectual precum și .Net. în acest fel, SDK-ul suportă dezvoltare nativă pentru iOS și Android și de asemenea, dezvoltarea aplicațiilor în Unity, care sunt ușor portabile pentru ambele platforme. Aplicațiile de realitate augumentată dezvoltate folosind Vuforia sunt, prin urmare, compatibile cu o gamă largă de dispozitive mobile, inclusiv iPhone (4 / 4S), iPad și telefoane și tablete care rulează sistemul de operare Android versiunea 2.2 sau mai mare și un procesor Arm versiunea 6 sau 7, procesor cu capacități de procesare FPU (Floating Point Unit sau valori cu virgulă flotantă).

Descrierea funcționalităților aplicațiilor

În cazul jocului am dorit să nu creez un meniu principal. Astfel jucătorul nu trebuie să treacă de o serie de ecrane pentru a putea începe jocul. Este necesară doar lansare în execuție a aplicației după care se poate amplasa telefonul în ochelarii Google Cardboard. În acest punct design-ul jocului începe să se facă simțit în sensul în care jocul propriu zis nu începe fără acordul utilizatorului. Astfel dacă aceasta este prima aplicație de realitate virtuală pe care o testezi ai timp să te acomodezi în ritmul tău. În acest moment singurul punct de interacțiune pe care jucătorul îl poate folosi este un panou format din patru butoane. O versiune nefinisată a acestuia poate fi văzută în imaginea următoare.

Acesta este un panou de comenzi folosit în timpul testări și prin urmare nu este versiunea finală, lucru care vine ca și explicație pentru litera b pe care am folosită în locul unui model în formă de os(bone). În partea de jos se observă numărul de oase pe care jucătorul îl deține. Partea superioară include cele 4 butoane menționate mai sus: unul pentru fiecare tip de turn (cele cu formă umană și costul amplasării unui astfel de trun scris deasupra) și un buton care invocă o serie de inamici. Acest buton a fost introdus deoarece din observațiile mele aplicațiile de realitate virtuală îți oferă un ritm stabilit de ele, de obicei încet pentru a te putea adapta la joc. Personal nu consider că aceasta este direcția în care ar trebui să se îndrepte lucrurile și cred că jucătorul ar trebui să decidă ritmul cu care se desfășuară jocul.

Primul lucru pe care jucătorul trebuie să îl facă odată ce sa acomodat cu ochelarii este să plaseze un turn la alegere. Acest lucru se face prin simpla privire la simbolul turnului care se dorește să fie amplasat. Odată amplasat valoarea oaselor disponibile este redusă, iar dacă privim în jur se va sesiza apariția unui omuleț care ne va ajuta în luptă. Jocul a fost conceput pentru o durată scurtă de tip și prin urmare numărul maxim de turnuri pe care jucătorul le poate amplasa este fix și anume cinci. Și poziția lor este prestabilită. Datorită faptului că turnurile sunt foarte aproape de jucător în momentul în care acestea aruncă proiectile există posibilitatea de a arunca proiectile prin capul jucătorului ceea ce poate duce la stări de greață astfel am decis să creez poziții fixe pentru turnuri

Figura 4.6 Exemplu amplasare turn(omulețul cu păr blond)

Odată ce a amplasat primul turn jucătorul o să rămână cu o cantitate înfimă de oase și va fi forțat astfel să invoce inamici. Invocarea inamicilor se face într-o ordine astfel încât la fiecare invocare dificultatea nivelului să crească. Scopul jocului este de a indica poziția la care turnurile amplasate să arunce cu proiectile astfel încât să distrugă inamicii. În schimb inamicii odată invocați se deplasează spre jucător. Dacă se realizează contactul între jucător și orice fel de inamic se afișează un mesaj de sfârșit de joc. Acest mesaj este afișat în mod continu, în sensul în care este necasar să îți dai jos ochelari și să relansezi aplicația pentru a juca încă o dată. Am creat acest sistem pentru a forța jucătorul să se gândească de două ori înainte de a reporni jocul, ridicând astfel nivelul de interes față de propria persoană. Timpul necesar pentru a reporni aplicația îi obligă indirect pe jucători să se întrebe dacă nu cumva suferă de greață sau alte efecte secundare și ar trebui să se oprească. De asemenea dacă poziția corpului a fost alterată în timpul jocului, acesta este momentul în care se pot descoperii pagubele realizate(de exemplu o vază spartă sau amplsarea paralelă cu un perete într-o poziție în care fiecare mișcare poate însemna o lovită). O demonstație a funcționalității inamicilor va fi descrisă în imaginea de mai jos. Această imagine a fost realizată în cadrul unui stadiu destul de apropiat de cel de prototip și prin urmare inamicii sunt alcătuiți din blocuri mari colorate.

Figura 4.7 Testarea funcționalităților inamicilor

Jocul nu oferă nici o formă de tutorial sau detalii legate de joc. Pentru acestea am creat aplicația de realitate augumentată. Principala problemă cu aplicația de realitate augumentată constă în configurația necesară. Aplicația folosește modele pe care le folosesc și în joc și niște text însă problema cea mare era să creez aplicația care să afișeze ceea ce vroiam eu. Pentru asta am decis să creez o aplicație test care să conțină tot ce am nevoie și în cadrul aplicației reale doar că acesta nu are realizată conexiunea între componente și folosește imagini și modele doar cât să demonstreze funcționalitatea oferită.

Aplicația test este formată din trei componente, iar prima dintre acestea este o simplă recunoaștere de imagine. În aplicația finală voi folosi o imagine care odată scanată va oferi o interfață bazată pe butoane virtuale, deci primul pas a fost pur și simplu recunoașterea unei imagini. Pentru asta am scanat o carte de joc pe care am încărcat-o mai apoi pe website-ul Vuforia unde a fost convertită și oferită înapoi ca și un pachet Unity. După importarea acestui pachet în Unity am folosit un prefab venit cu SDK-ul de la Vuforia și l-am configurat astfel încât să folosească imaginea aleasă de mine. Tot ce a mai rămas de făcut a fost să adaug modelul de test care să apară atunci când imaginea cărții de joc este vizualizată folosind aplicația. Acesta trebuie adăugat ca și copil al prefabului ImageTarget configurat mai sus. În cadrul acestui test am descoperit imaportanța imaginii utilizate. Pentru o bună recunoaștere a imaginii este recomandat ca aceasta să aibă multe schimbări de culoare. Imaginea cu cartea zece de inimă roșie nu are multe astfel de schimbări și prin urmare am avut dificultăți în ceea ce privește identificarea imaginii. Modul exact de detectare nu este descris însă Vuforia pune la dispoziție un sistem de notare a imaginilor încărcate astfel încât să fii informat dinainte. Cele mai des imagini utilizate sunt: grupuri de pietre, imagi cu fractali, o grămadă de fire de iarbă sau crepături în asfalt. Pe lângă imaginile definite de utilizator Vuforia mai poate folosi și imagini marker-e realizate de ei sau chiar imagini codificate Qr.

Cea de a doua componentă a aplicației este redarea unui videoclip. În aplicația finală acest video apare la apăsarea unui buton virtual pentru a descrie povestea jocului. Afișarea la apăsarea pe buton se realizează ca și în cazul oricărui alt obiect(în cazul de față am folosit metoda setActive). Pentru aplicația test nu am creat însă un buton virtual. În schimb am folosit o imagine astfel încât la detectarea imaginii video-ul să pornească automat. Concluzia dată de acest test constă în delay-ul supărător dintre scoaterea imaginii din fața camerei și oprirea efectivă a videoclipului. Trebuie remarcate și dungile albe apărute pe imaginea cu joker amplasată mai jos. Pentru a cunoaște poziția și înclinația exactă la are să așeze videoclip-ul Vuforia crează un plan în cadrul prefab-lui de video, de culoare albă( în cazul pe față) care este suprapus cu imaginea cărții de joc de unde au rezultat aceste linii albe.

Ultima funcționalitate menționată deja de mai multe ori sunt butoanele virtuale. În cadrul aplicației test am avut prilejul de a testa această funcționalitate și astfel de a observa că numărul și dimensiune acestor butoane contează. Este acest test care a determinat numărul și amplasarea finală a butoanelor. Pentru el am creat o imagine peste care atunci când este scanată sunt amplasat patru butoane virtuale, cărora le-am oferit câte un text care să fie afișat la apăsarea pe ele. Butoanele virtuale nu sunt altceva decât spații din cadrul imaginii, pentru a indica prezența unui buton în zona delimitată de butonul virtual am inclus un cub cu sigla Vuforia pe care îl voi înlocui însă în cadrul aplicație finale cu un buton stilizat.

Pentru aplicația finală singura modificare de configurare făcută a fost să ofer vizualizarea de modele 3d și a videoclip-ului(doar 1 în cazul de față) cu ajutorul butoanelor virtuale. Am înlocuit și poza utilizată pentru a crea butoanele virtuale și am adăugat un pic de text. Astfel rezultatul final nu prezintă funcționalități noi, acesta este însă mult mai stilizat.

Concluzii

În ciuda faptului că atât realitatea virtuală cât și realitatea augumentată sunt domenii noi apărute procesul de realizare a unei aplicații pentru oricare dintre cele două domenii nu este foarte diferit. Pentru o mai sinplă exemplificare vom considera etapele realizării unui joc. Printr-o simplificare majoră acestea sunt: alegerea unei audiențe țintă (inclusive platform destinată jocului), realizarea unui design, crearea unui prototip, realizarea de asset-uri și dezvoltarea prototipului în jocul final. Aceste etape nu sunt alterate de noile domenii apărute, ceea ce face ca trecerea de la un domeniu mai vechi la manipularea realității să nu necesite modificări major în așa numitul design pipeline. Până și regulie de design urmărite de alungul acestui process sunt și ele, în mare parte cele clasice, există totuși și reguli noi stabilite.

Parcurgerea etapelor descriese mai sus mi-a adus noi cunoștințe în mai multe domenii. În special trebuie menționată etapa de creare a asset-urilor deoarece în domeniile destinate acestei etape nu am avut ocazia să descopăr prea multe. Pentru a crea deci asset-urile necesare celor două aplicații a fost necesar să învăț să creez modele 3d bazate o tehnologie necunoscută subsemnatului, voxeli. Cea mai mare dificultate din cadrul acestei etape a fost însă muzica de fundal și efectele de sunet. Personal nu am avut tangență cu domeniul muzical mai mult decât ceea ce am studiat în cadrul școlii și prin urmare dezvoltarea unei melodii chiar dacă este în stilul 8-bit chiptune a presupus un efort destul de mare.

O dezvoltare în ceea ce privește abilitățiile personale a fost adusă și de însăși procesul de dezvoltarea în sine. Prilejul de a dezvolta aceste aplicații pe lângă că a dus la o analiză a cea ce au de oferit în prezent domeniile de realitatea augumentată și realitate virtuală a oferit și o dezvoltare în ceea ce privește managementul stadiului de dezvoltare a unei aplicații.

Produsul final al acestui proces, aplicația de realitate augumentată utilizată ca și manual și jocul realizat ca și aplicație de realitate virtuală sunt oarecum unice. Dacă aplicația de realitate augumentată nu este neapărat foarte inovativă, în sens că există aplicații care să ofere funcționalități oarecum similare, design-ul jocului face ca acesta să fie diferit de tot ceea ce am văzut pe piață, cel puțin la momentul analizei pieței. Calitatea produsul este însă mai slabă față de alte aplicații a căror dezvoltatori au mult mai multă experiență decât subsemnatul.

Lipsa de calitate de care dă dovadă jocul poate fi însă ușor rectificată ca și o dezvoltare ulterioară prin înlocuirea asset-urilor realizate de către mine cu unele de o calitate superioară. Alte posibile dezvoltări țin de eventuala publicare a acestuia. În contextual publicării jocul are nevoie de un splash screen, altfel spus un video de câteva secunde amplasat la deschiderea aplicației care de obicei conține informații privind dezvoltatorul și publisher-ul(dacă există) și un eventual meniu principal. În ceea ce privește aplicația de realitate augumentată nu există posibile dezvoltări utlterioare aceasta fiind un simplu înlocuitor pentru un manual de joc(având conținut bine stabilit).

Experiența creată de dezvoltarea acestei lucrării a fost foarte interesantă și sper ca pe viitor realitatea virtuală și cea augumentată să continue să se deszvolte. Cât despre cei care încă nu au încercat nici una din cele două domenii; puneți mâna și testați. Vă asigur că cele două trei minute din viața voastră(cât durează să testați o aplicație) o să vă aducă un nouă perspectivă asupra viitorului acestor domenii.

Anexă

Figura 2.1 Ilustrarea celor 6 grade de libertate 8

Figura 2.2 Sensorama 10

Figura 2.3 Continuumul realitate-virtualitate 15

Figura 2.4 Biserică virtuală din Second Life 20

Figura 3.1 Campaia Paradox de promovare pentru Audi R8 23

Figura 3.2 Descrierea legăturii dintre aplicații 26

Figura 4.1 Butonul magnetic a lui Google Cardboard 28

Figura 4.2 Modelarea unui caracter în MagicaVoxel 32

Figura 4.3 FamiTracker 34

Figura 4.4 Funcționalitatea SDK-ului Vuforia 34

Figura 4.5 Panoul de comenizi din Troglodyte 36

Figura 4.6 Exemplu amplasare turn(omulețul cu păr blond) 37

Figura 4.7 Testarea funcționalităților inamicilor 38

Figura 4.8 Testare recunoaștere imagini 39

Figura 4.9 Testare redare video 40

Figura 4.10 Testare butoane virtuale 40