Дизайн виртуальной среды что это такое
Дизайн (виртуальной среды)
Специалисты – дизайнеры виртуальной среды готовятся для художественно- технологической, производственно-технологической, организационно-управленческой и научно-исследовательской деятельности, разработок в области печатной, наружной и телевизионной рекламы, графического оформления интернет-сайтов, мультимедийных приложений и анимационных заставок для телевизионных программ, виртуальных экскурсий, учебников, анимационных художественных и учебных фильмов.
 | |
| Студенческие работы 1 курса по дисциплинам «Композиция», «Архитектоника». Руководитель старший преподаватель Коновалов И.М. | Фрагмент дипломного проекта на тему «Разработка графического контента компьютерной игры». Диплом 1 степени Международного фестиваля цифрового искусства. Руководитель доцент Гайдукова Ю.А. |
Ежегодно студенты данной специальности участвуют в республиканских и международных конкурсах и фестивалях, где подтверждают высокий уровень профессиональной подготовки, становятся лауреатами, награждаются дипломами 1, 2, 3 степени.
Подготовка специалистов по направлению специальности Дизайн (виртуальной среды) осуществляется на кафедре дизайна.
Срок обучения – 5 лет, форма получения образования – очная (дневная).
По окончании обучения в институте выпускники кафедры защищают дипломный проект, им присваивается квалификация «Дизайнер».
© Частное учреждение образования «Институт современных знаний имени А.М. Широкова», 2018
ЧЕМ ЗАНИМАЕТСЯ ДИЗАЙНЕР ВИРТУАЛЬНОЙ СРЕДЫ
Первая система виртуальной реальности появилась в 1962 году. Тогда Мортон Хейлиг представил миру первый прототип мультисенсорного симулятора: он получил название Sensorama. Это устройство погружало зрителя в виртуальную реальность при помощи коротких фильмов, которые сопровождались запахами, порывами ветра, создаваемого при помощи фена, а также звуками мегаполиса с аудиозаписи. В 1968 году американец Айвен Сазерленд создал то, что считается первым шлемом виртуальной реальности. Он был достаточно примитивным, а его вес был настолько большим, что он подвешивался к потолку.
Уже в 70-х годах прошлого века компьютерная графика полностью заменила видеосъёмку, которая до этого использовалась в симуляторах. Графика была крайне примитивной, однако тренажёры – симуляторы полётов – работали в режиме реального времени.
Первой реализацией виртуальной реальности считается «Кинокарта Аспена», которая была создана в Массачусетском Технологическом Институте в 1977 году. Эта компьютерная программа симулировала прогулку по городу Аспен. Очередной вехой стало появление в середине 80-х годов систем, в которых пользователь мог манипулировать трёхмерными объектами на экране благодаря их отклику на движения руки. В 1989 году Джарон Ланьер ввёл более популярный ныне термин «виртуальная реальность».
А в современном мире технологии виртуальной реальности применяются практически повсеместно: в проектировании и дизайне, в военных технологиях, в строительстве, в тренажёрах и симуляторах, а также в маркетинге и рекламе и, конечно же, индустрии развлечений.
Дизайнер виртуальных миров
Дизайнер виртуальных миров – новая профессия, которая появится после 2020 года. Специалист будет заниматься разработкой концепции виртуальных миров: социальная, философская, архитектурная и иные. Профессия заинтересует абитуриентов, которые среди школьных предметов выделяют информатику и математику. Кстати, в 2021 году центр профориентации ПрофГид разработал точный тест на профориентацию. Он сам расскажет вам, какие профессии вам подходят, даст заключение о вашем типе личности и интеллекте.
Краткое описание
Современное общество уже взаимодействует с прообразами виртуальных миров. Речь идет о социальных сетях, браузерных и мобильных играх, а также бизнес-мирах. Их создают большие группы разработчиков, которые продумывают каждую мелочь – от цвета фона до социально-экономического развития.
В интерактивном пространстве одновременно может находиться больше количество пользователей, которые принимают участие в его развитии и изменении хода событий. Искусственный мир погружает человека в другую реальность, где он может стать успешным предпринимателем, актером или магом – возможности не ограничены! Темпы развития этих технологий очень высокие, поэтому всего через 5-7 лет дизайнеры виртуальных миров займут достойное место в сегменте VR-разработки.
Особенности профессии
Виртуальный мир (в той форме, в которой он сейчас существует) преимущественно предназначен для увлекательного времяпрепровождения, однако он имеет более глобальное социальное значение. Различные симуляторы используют для лечения фобий и социализации, обучения вождению или визуализации различных научных материалов. Также они необходимы в военно-промышленном комплексе, архитектуре и строительстве, дошкольном развитии и иных сферах.
Например, в развитых странах уже используют технологии виртуальных миров для создания военных симуляторов. С их помощью можно смоделировать любую тактическую или стратегическую ситуацию. В перспективе виртуальные миры будут использоваться для подготовки пожарных, полицейских, медицинских сотрудников, инженеров, рабочих, бортпроводников и иных специалистов.
Именно дизайнер виртуальных миров будет заниматься разработкой концептуальных решений – от ландшафта до ощущений. В его обязанности будет входить общение с заказчиками, разработка концепций, подготовка технической документации, создание виртуальных миров, тестирование и проведение отладки. Он будет взаимодействовать со всеми категориями разработчиков, вдыхая в проект жизнь. Для реализации виртуальных миров будет использоваться программирование, искусственный интеллект, другие современные технологии.
Плюсы и минусы проекта
Плюсы
Минусы
Важные личные качества
Дизайнеры виртуальных миров обладают глубокими техническими знаниями. Они должны неплохо разбираться в социально-культурных и географических аспектах, поэтому им присуща хорошая память, склонность к системному обучению, настойчивость. Во время выполнения работы могут потребоваться самообладание, усидчивость, целеустремленность и аналитичность. На первый план в этой профессии выходят мультиязычность и мультикультурность.
Обучение на дизайнера виртуальных миров
Отличные программы подготовки, позволяющие получить комплекс знаний о программировании и дизайне, открыты во многих российских вузах:
Доступны очная, очно-заочная и заочная формы, а срок обучения составляет 4-5 лет (зависит от формы). Высшее образование – это основа, но не стоит забывать о важности постоянного профессионального развития. Нужно посещать курсы и научные мероприятия, изучать инновационные разработки мировых корпораций, что позволит шагать в ногу со временем.
Практическое руководство по VR-дизайну
В сети есть тонны руководств и блогов про дизайн для виртуальной реальности. Но у вас не хватит времени проштудировать их все и выделить наиболее полезную информацию. Поэтому я решил поделиться своими заметками на тему VR. Это не окончательная форма статьи, она будет дополняться по мере развития технологий и подходов. Также приветствуется обратная связь.
Содержание
Памятка для начинающих
Вы новичок в VR? Этот короткий (1-1,5 часа) путеводитель поможет вам сориентироваться в самых важных вещах. К сожалению, без прямого доступа к VR-системе не получится получить полного представления. Наиболее доступные и популярные платформы требуют Android-смартфон. Я рекомендую взять такой, на котором можно будет запускать Daydream. Если вы будете пытаться изучать VR, не попробовав сначала Daydream, то просто потеряете время. Обсуждать VR — это как танцевать про архитектуру. Сначала нужно получить эмпирический фундамент, на котором можно строить последующее обучение.
Фундаментальные принципы дизайна (
Приложение Google Cardboard Design Lab для Android — лучший способ освоения фундаментальных принципов хорошего VR-дизайна, как они представляются на сегодняшний день.
Размышления об эргономике и процессе (
Майк Элгар освещает важные моменты, связанные с эргономикой в VR. Предлагаются разные подходы к обдумыванию дизайнерских решений, о командном процессе создания дизайна и документации.
Дополнительные сведения (
Напоследок взгляните на действительно творческое исследование, проведённое командой Daydream Labs. Оно разбито на три части: взаимодействие, погружение, социальное общение. Эти эксперименты позволяют представить объём работы, необходимой для создания по-настоящему зрелых дизайнерских подходов. Очень много работы.
x. Coda
Итак, добро пожаловать в дизайн для VR. Прежде чем продолжить, хочу отметить, что большая часть представленной выше информации относится к приложениям, основанным на эффекте присутствия пользователя (presence-dependent), это сфера развлечений и игр. Рискуя прослыть Капитаном, всё же подчеркну:
Существуют фундаментальные различия между приложениями, основанными на присутствии (presence-dependent), и задача-ориентированными (task-focused).
Пользовательский интерфейс, создаваемый для игры, никогда не будет удовлетворять потребностям приложения для повышения производительности труда. Я думаю, что на этапе развития индустрии ошибочное применение разных подходов будет главным источником неудобств при работе с VR-приложениями.
Основные принципы
«Слух — это разновидность зрения, сразу дающее полное представление о сцене»
Алекс Фааборг (Google), Голоса VR, эпизод #423
Камера (Поле зрения пользователя)
Позиционирование:
Идеальный диапазон расстояний для размещения элементов интерфейса, согласно Майку Элгеру.
Человеку неудобно фокусироваться на объектах ближе полуметра. А всё, что дальше 20 метров, теряет эффект глубины, «трёхмерность». Экраны и оптика современных VR-устройств лучше всего позволяют фокусироваться в диапазоне 2-10 метров.
Схема зон размещения разных видов контента, согласно Майку Элгеру.
Алекс Чу, разработчик из Samsung, провёл исследования и выявил оптимальные диапазоны движения головы:
Взаимодействие:
Движение:
Индикаторы наведения:
Текст:
1,5°. Или около 20 пикселей для большинства современных дисплеев.
Размер текста можно вычислить по следующей формуле. Не будем здесь её разбирать, возможно, вскоре появится удобный инструмент для подобных вычисленй.
Среда
Основа:
Ориентирование:
Небо / фон:
Трёхмерному окружению нужно небо, это эквивалент фона. Обычно оно выполняется в виде сферы (с панорамной текстурой, проецируемой эквидистантным или каким-либо другим способом) или куба (с натянутой на грани текстурой). Более подробную информацию можно почерпнуть из прекрасных материалов Тессы Чанг:
Процесс создания дизайна
Процесс создания дизайна в VR требует многочисленных экспериментов.
Посмотрите это видео от команды Google VR (23:00–34:00), там рассказывается о подходе к процессу создания дизайна VR-продуктов, используемом в Daydream Labs:
Инструменты
Набор дизайнерских инструментов для VR находится на самом раннем этапе становления. Не существует универсального решения для внедрения ясного процесса создания дизайна, при котором все инструменты работают вместе и дополняют друг друга. Так что приготовьтесь с головой окунуться в технические подробности, впереди много скучного.
Прототипирование и макет
90% вашей работы над дизайном, особенно в начале, будет связано с прототипированием. Так что предлагаю вам список найденных мной инструментов, удачных и не очень.
Примечание: список далеко не исчерпывающий. У меня пока нет очков HTC Vive, для которых есть прекрасные инструменты для создания дизайна, например, Tilt Brush. Для Oculus есть Medium и Quill. Движки Unity и Unreal имеют возможность создавать рабочие окружения для «комнатных» (room-scale) VR-платформ, которые также в процессе выпуска.
Я пока не нашёл ничего, что можно отнести к этой категории. Надеюсь, скоро это изменится.
Есть статья, посвящённая последним новостям про Unity.
Запуск ожидается в конце года.
Моделирование
Пользовательское тестирование
Итак, у вас есть идея. Как её протестировать на пользователях? Пока что доступна лишь одна специализированная VR-платформа: Fishbowl VR. Кое-что придётся настраивать вручную, хотя вам в первую очередь захочется получить:
Словарь
Оборудование
HMD: Head Mounted Display, шлем/очки виртуальной реальности.
Системы отслеживания движений
Tracked: в tracked-системе известна не только ориентация головы, но и позиция VR-устройства в пространстве. Это позволяет наклонять голову вбок и вперёд/назад, а также приседать и вставать на цыпочки.
Room scale: «комнатная» система, использующая достаточно большое отслеживаемое пространство, в котором пользователь может свободно перемещаться. Иными словами, можно ходить по комнате.
Inside out tracking: «отслеживание наоборот». Используется в HMD.
Оптика
Дисплей: экран VR-устройства. Сегодня все системы используют LCD-экраны, с плотностью пикселей как минимум 400 ppi.
Линзы: все HMD используют линзы, установленные перед дисплеями, чтобы пользователи могли сфокусировать взгляд на изображении.
Бочкообразная дисторсия: для коррекции создаваемых линзами изображений движок генерирует изображение с бочкообразной дисторсией. В результате изображение выглядит чётче.
IPD, Inter-pupilary distance: межзрачковое расстояние. Используется для оценки расстояния между глазами человека. Это индивидуальный параметр, влияющий на стереоскопический эффект, который и создаёт иллюзию глубины.
FOV, Field of view: поле зрения дисплея в градусах, по вертикали и горизонтали.
Единицы измерения
PPD: Pixels per degree: пиксели на градус. При печати мы используем DPI (точки на дюйм), экраны оцениваем в PPI (пиксели на дюйм), а в VR используется PPD. Зная этот параметр для каждой платформы, вы сможете делать более качественные и реалистичные дизайны.
Метры: в виртуальных сценах всё измеряется в метрах. Это верно для WebVR (а значит и для A-frame), Unity и Unreal. Никаких футов.
Частота обновления изображения
В VR используются параметры: «частота кадров» (Frame Rate) для программного обеспечения, «частота обновления» (Refresh Rate) для дисплея и «частота дискретизации» (Sampling Rate) для отслеживания положения в пространстве, движения и ориентации устройства и контроллеров.
Частота кадров: минимум 60 fps, в идеале 120 fps. Сколько кадров в секунду отрисовывает приложение. Это не константа, параметр сильно зависит от процессора и графического чипа. Но нужно стремиться к тому, чтобы на любом устройстве ваш продукт выдавал не менее 60 кадров. Но на сегодняшний день есть серьёзная проблема с VR на Android-браузерах — Chrome ограничивает частоту 30 кадрами.
Частота обновления: минимум 60 Гц, в идеале 120 Гц. Сколько раз в секунду обновляется изображение на дисплее. Все современные VR-платформы обеспечивают минимальное значение. Этот параметр можно использовать для определения, какие смартфоны не будут поддерживаться вашим приложением.
Частота дискретизации: минимум
100 Гц, в идеале 1000+ Гц. Сколько раз в секунду считывается положение в пространстве. Низкое значение этого параметра — одна из главных причин ощущения тошноты при использовании VR. Все современные платформы обеспечивают минимальное значение. В iPhone 6s у IMU (inertial measurement unit, инцерциальный измерительный блок) максимальная частота дискретизации равна 100 Гц. У Android-смартфоном широкий разброс. Вдобавок ко всему, в Chrome для Android частота дискретизации понижена, так что при быстрых движениях вас может быстро укачать.
«Время до фотонов» (Time to Photons / Motion to Photons): минимум 50 мс, рекомендуется 20 мс, в идеале 2 мс. Комбинация частоты кадров, обновления и дискретизации даёт нам величину, которую можно назвать общей системной задержкой, или «временем до фотонов»: это промежуток между действием пользователя и отображением его результата на дисплее. Если он больше 50 мс, это может вызвать дезориентацию. Задержка в 2 и менее миллисекунд уже не замечается.
Платформы
Процесс адаптации, FOV, разрешение, частоты кадров/обновления и методы ввода кардинально различаются от платформы к платформе. Ниже я привёл важную информацию и ссылки на официальные руководства.
Системы без привязки
Такие системы не имеют кабелей, все вычисления выполняются в смартфоне, который также выступает в роли дисплея.
Google Daydream
Одна из наиболее проработанных и доступных платформ. Думаю, она получит широкую популярность. SDK доступен.
Руководства: Обзор от разработчиков
Дата выхода: 10 ноября 2016
Торговая площадка: Android Play Store
ОС: Android (для смартфонов, совместимых с Daydream)
Управление: поворот головы, не отслеживаемый контроллер с тремя степенями свободы, трекпад с двумя кнопками
FOV:
Daydream — лучшая система без привязки.
Cardboard
Я думаю, что Cardboard VR будет быстро вытеснена другими, куда более практичными дешёвыми решениями. С другой стороны, это пока единственная VR-платформа, ориентированная на iOS, так что её нельзя игнорировать.
Руководства: Cardboard Design Lab (Android-приложение), Designing for Cardboard
Дата выхода: постоянные инкрементальные релизы приложения и самой конструкции
Торговая площадка: iOS App Store, Android Play Store
ОС: iOS/Android
Управление: поворот головы, одна кнопка HMD
FOV: 85–100°
Gear VR
Учитывая уровень интеграции Daydream, трудно представить, что комбинация смартфон + наголовный держатель Gear VR сохранит свою ценность. В то же время, система даёт доступ ко всему контенту Oculus Exclusive.
Руководства: UI + Управление и навигация
Дата выхода: 27 ноября 2015 (новый релиз ожидается в четвёртом квартале 2016)
Торговая площадка: Oculus Store
ОС: Android (limited to Samsung Galaxy series phones)
Управление: поворот головы, крестовина + одна ёмкостная кнопка на HMD (в новой версии — кнопки «назад» и «домой»)
FOV: 96–101°
Системы с привязкой и отслеживанием
Это более мощные решения по сравнению с системами без привязки, обеспечивающие отслеживание позиционирования. Но они дороже, требуют определённой подготовки помещения и оснащены внешним кабелем, на который можно наступить.
HTC Vive («комнатная»!)
Это лучший вариант среди систем с привязкой и отслеживанием позиционирования. Прекрасный инструмент для отработки дизайна VR-продуктов, топовая система для профессионалов. Пользовательская база довольно мала, в основном — игровые проекты.
Дата выхода: 5 апреля 2016
Торговая площадка: Steam
ОС: Android
Управление: отслеживаемые контроллеры
FOV: 110°
Vive — лучшая система с привязкой. Раньше я отдавал это звание Rift, но в качестве «комнатного» решения она, судя по всему, работает ещё нестабильно.
Oculus Rift («комнатная»?)
Занимает примерно такую же долю рынка, что и Vive, но качеством похуже и чуть дешевле. Если вам нужна система наподобие Rift, то берите Vive. Единственное различие — доступ к контенту, не имеющий отношения к выбору VR-платформы для практических приложений или в качестве инструмента дизайна.
Руководства: UI + Управление и навигация
Дата выхода: 27 ноября 2015
Торговая площадка: Oculus Store
ОС: Windows
Управление: касание (отслеживаемые контроллеры доступны с октября 2016), геймпад (думаю, его поддержка уменьшится после выхода Touch)
FOV: 110°
Playstation VR
На текущий момент эта система — как игральный кубик. Это самый слабый продукт среди систем с отслеживанием и привязкой, на значительно более дешёвый и имеет самую большую установочную базу — на сегодня продано более 40 млн PS4. Вероятно, это будет хитовый продукт, но вряд ли он будет интересен помимо игр и развлечений.
Руководства: …
Дата выхода: 13 октября 2016
Торговая площадка: …
ОС: Playstation
Управление: геймпад, отслеживаемые контроллеры. Примечание: Sony недавно сообщила, что каждое приложение должно поддерживать геймпады, что усложняет разработку.
FOV: 100°
Другие ресурсы
Дизайнер виртуальных миров — новая специальность
Возможность попасть в виртуальную реальность пока ограничивается VR-играми, но скоро пользователи смогут путешествовать и посещать виртуальные события в режиме онлайн. В связи с этим понадобится новый специалист — дизайнер виртуальной реальности, который будет создавать виртуальные миры. Архитектор VR представляет некий симбиоз между программистом и дизайнером, который понимает индивидуальные запросы клиентов. Пока это новая профессия, и, значит, что ниша пуста и требует креативных и амбициозных дизайнеров. Учиться следует уже сейчас, а те, у кого есть базовое IT-образование, имеют больше шансов попасть на стажировку в компанию, разрабатывающую виртуальные продукты.
Кто он, архитектор VR?
Прежде, чем понять, кто такой дизайнер виртуальных миров, поговорим о VR-дизайне. VR-дизайн — это создание смоделированного (виртуального) мира, в который смогут погружаться люди при помощи VR-очков и других устройств.
Дизайнер виртуальной реальности — это специалист, который использует виртуальную реальность для моделирования взаимодействия пользователя и сложных объектов или услуг друг с другом и с пользователем.
Среди плюсов этой профессии стоит выделить высокую зарплату и востребованность. Еще одно преимущество в том, что это отличная работа для креативных людей. А вот минусом можно считать ненормированный рабочий график.
Что умеет дизайнер виртуальной реальности?
В настоящее время заведений, способных выпустить VR-специалистов, очень мало. Поэтому компании по созданию игр, киноконцерны или киностудии готовы взять и обучить специалистов с нуля.
Среди личных качеств в VR-архитекторе высоко ценится богатая фантазия и креатив, способность к визуализации, образование в области IT и психологии, гибкость мышления, ответственность и самоорганизованность.
Если рассматривать профессиональные навыки, то дизайнер виртуальных миров должен отлично:
Сколько зарабатывает архитектор VR?
Дизайнер виртуальных миров — очень востребованная профессия в настоящее время. Поэтому средняя годовая зарплата такого специалиста варьируется от 35 000 до 45 000 евро. Это приблизительно 2916-3750 евро в месяц. Конечно, в странах СНГ зарплата архитектора виртуальности намного ниже. Например, в России она колеблется от 90 000 до 120 000 рублей.
Отметим, что оплата труда обсуждается в индивидуальном порядке и зависит от разных факторов, будь то опыт работы, величина компании, масштаб проекта и т.д.
Где можно получить знания?
Сразу говорим, что заведений, где можно получить образование дизайнера виртуальных миров, очень мало, зато онлайн-курсов предостаточно.
Высшие учебные заведения, где обучают VR-дизайну:
Чтобы стать на путь VR-дизайна, можно воспользоваться онлайн-курсами:
Виртуальная реальность — это молодая технология, которая требует новых специалистов. Так что у разработчиков есть все шансы заявить о себе в области AR и VR. Стоит только начать, например, с видеокурсов, онлайн-книги или ежедневных заданий в GeekForge. Ресурсов со знаниями предостаточно, поэтому лучше не терять возможность стать классным экспертом в области VR-дизайна и получать достойную оплату за свой труд.