Как легендарный Стиг из Top Gear покорил виртуальную реальность
Одинокий Ford Mustang с рёвом вздымает пыль над залитым закатным солнцем треком. Случайный зритель мог бы решить, что это будничная тренировка какого-нибудь гонщика низшей лиги или вовсе проделки сорви-головы. Ведь наш зритель не догадывается, что за рулем сидит сам Стиг из Top Gear, и едва ли может предположить, что на голове пилота Oculus Rift, а перед глазами — несущие смерть метеориты и фонтаны лавы. И совсем уже наверняка не узнает, что этот Ford Mustang прямо сейчас соревнуется с другим таким же, одиноко вздымающим пыль за многие километры отсюда.
Это вовсе не отрывок из книги писателя-фантаста. Это Virtual Racers — третий технологический проект-испытание в серии Titanium Trials. Организаторы затеи Гленн Снайдер и Адам Амарайл (известный по работе над спецэффектами в «Звёздных войнах» и «Трансформерах») поставили перед собой удивительную задачу — создать уникальный сплав из адреналина настоящих, несущих невыдуманную опасность испытаний и тех фантастических возможностей, что открывает виртуальная реальность. Зачем? Просто авторы уверены, что даже сидя в шлеме у себя в гостиной, невозможно добиться тех тактильных ощущений, того чувства перегрузки и других эмоций, какие даёт управление настоящим железным монстром.
Итак, два профессиональных гонщика — Бен Коллинс (тот самый Стиг) и Мэтт Пауэрс (участник Formula Drift) — сели в настоящие гоночные болиды, надели шлемы виртуальной реальности и ударили по педалям газа. И хотя в нашей реальности действие происходило на разных трассах, и драйверы находились на внушительном расстоянии друг от друга, в VR они были настоящими соперниками, а трёхмерные проекции машин реагировали на каждое движение пилотов и реальных авто. Трасса при этом в буквальном смысле жила своей жизнью: ландшафт менялся, а прямо перед носами водителей падали увесистые булыжники.
Разумеется, редакция 4PDA не могла пропустить такое событие и не допросить создателей о том, как эта система работает. Знакомьтесь, Стив Вайльс (Steve Wyles), разработчик проекта.
Итак, Стив, в ролике мы видим, что реальных трассы — две, но в виртуальности гонщики сходятся как бы на одном треке. Как вам удалось в реальном времени определять местоположение автомобилей в виртуальности?
Так как испытание заключалось в непосредственном состязании двух гонщиков, решения для локализации должны были точно отслеживать положение автомобилей на протяжении всех кругов, не прибегая к уточнению и перенастройке данных. Для этого мы использовали многочисленные физические, оптические и лазерные датчики. Это технологии, которые широко применяются для определения положения машин, управляемых автопилотом.
Некоторые сенсоры, такие как IMU, будучи расположенными поодиночке, могут давать погрешности в измерении. Чтобы гарантировать стабильные и точные показания, датчики были скомбинированы и подсоединены к единой серверной системе на базе Linux. Она осуществляет синхронизацию всех данных без ущерба в скорости рендера игровой реальности, в которую были погружены гонщики.
Хорошо, а как вы синхронизировали машины? Как они взаимодействовали, передавали данные?
Игровых серверов и движков, аналогичных тем, что применяются в многопользовательских играх вроде Forza или Gran Turizmo, было недостаточно. В большинстве подобных проектов сервер отвечает лишь за балансировку скоростей всех участников гонки, и в случае с нашим испытанием это могло подвергнуть жизнь пилотов большой опасности и стать причиной аварии. Поэтому Адам и Гленн создали не только стабильное соединение через специальные серверные системы, но и обеспечили бесперебойную передачу данных. Был использован сетевой протокол ENET и «расщепление» пакетов передаваемых данных до 16 байт. Это позволило обеспечить 4G-соединение между машинами со стабильным пингом менее 60 мс.
Стив, мы на досуге почитали ваш пресс-релиз, и там упоминается некая технология под названием Robot Operating System. Это что-то вроде автопилота? Для чего нужна была данная система, если за рулём находились профессиональные гонщики?
Robot Operating System — программная платформа, предназначенная для функционирования роботизированных систем и устройств. Крупные производители, разрабатывающие беспилотные автомобили, а также учёные и эксперты из нескольких университетов непрерывно модифицируют и совершенствуют её. Адам и Гленн соединили эту технологию с VR (технологией виртуальной реальности). Но ключевое отличие получившейся схемы в том, что всё управление сосредоточено в руках человека, а алгоритмы ROS помогают обеспечить точную локализацию, то есть определить местоположения автомобиля. Поэтому ROS никак не влияет на процесс управления автомобилем, он остаётся за гонщиком.
О«кей, с автомобилям всё понятно. Теперь, пожалуйста, расскажи подробнее, как функционировал этот виртуальный мир под «забралом» шлема?
Все поступающие данные обрабатывались серверной системой на базе Linux, которая и генерировала положение машины. Данные о местоположении автомобиля и его ориентации в пространстве затем поступали через локальную UDP-сеть в игровую вычислительную машину. А она при помощи технологии VR SLI, позволяющей одновременно работать двум GPU для рендеринга изображения виртуальной реальности, генерировала картинку для гонщиков в реальном времени при помощи Unreal Engine 4.
Раз уж мы заговорили о виртуальной составляющей гонки… Ролик очень динамичный, многие детали сразу и не разглядеть. С какими препятствиями столкнулись пилоты, и смог бы их преодолеть среднестатистический водитель?
Жидкая лава, скалы, падающие камни, огонь и клубы дыма! (смеётся) Гонщики должны были проехать на огромной скорости по имеющему округлую форму треку, успешно преодолевая все препятствия. Нужно быть очень умелым пилотом, чтобы справиться с таким испытанием.
Гонка возможна только 1×1, или вы можете организовать массовое мероприятие?
Для этого проекта мы разработали технологию, которая позволяет двум пилотам ехать по разным трассам, но соревноваться в единой виртуальной реальности. Но ничто не мешает масштабировать её: найти или «разметить» дополнительные трассы, пригласить ещё нескольких гонщиков.
С какой попытки парни прошли испытание? Вообще, была какая-то подготовка, или вы их сразу в омут со словами «хочешь жить — плыви»?
Конечно, они несколько раз тренировались перед гонкой поодиночке и вдвоём. Сначала были тренировки в шлеме Oculus Rift, обычные гоночные симуляторы, а затем уже управление реальными автомобилями на треке в шлемах.
Ладно, что-то мы увлеклись виртуальностью. А тем временем, есть серьёзный вопрос из реальной жизни. Вопрос безопасности. Были какие-то блокирующие «предохранители» на случай поломки автомобиля, сбоя системы, потери пилотом сознания? Или, предположим, на трассу выбежало бы животное, или, боже упаси, ребёнок? Как водитель смог бы их увидеть?
У нас было несколько механизмов, с помощью которых мы гарантировали безопасность всего процесса. Для начала — сотрудники безопасности, которые не пускали никого на трек во время тренировок или съёмок. Во-вторых, мы оснастили шлемы пилотов и сами машины рациями. В-третьих, ещё больше нагружать автомобили сложными системами было бы излишне, поэтому у нас были люди, которые отвечали за общение с гонщиками, в то время как часть команды — например, технические эксперты — вообще не имела доступа на трек.
Всё это настолько круто, что с ума сойти. Но… есть ли вероятность, что однажды эти технологии подешевеют, выйдут за рамки эксперимента и станут частью повседневной жизни? Изменят формат профессиональных спортивных гонок или вообще станут доступны широкому кругу потребителей?
Возможно, да. Этот проект — третий в серии испытаний Titanium Trials. Мы планируем продолжить её в 2016 году, и сейчас отбираем технологии, которые будем испытывать. Виртуальная реальность очень популярна, и вполне возможно, мы будем развивать концепции второго и третьего испытания. Но, если честно, расширение проекта в сторону повседневного использования на данный момент маловероятно. Слишком технологично, слишком прогрессивно, даже в разрезе того, что прогресс идет семимильными шагами.
Тем более, говорить об автономных транспортных средствах можно и вне контекста VR. Например, если мы говорим об автопилоте, то Formula E планирует в ближайшем будущем представить проект Roboracing, гонки машин, управляемых не настоящими пилотами, а алгоритмами. Кстати, почитать об этом можно здесь.
А как насчёт выложить код проекта в открытый доступ — может, это поможет приблизить день, когда эксперимент превратится в обыденность? Или, может, есть вендоры, желающие приобрести технологию?
Я думаю, мы все наблюдаем за эволюцией технологий в сфере виртуальной реальности и размышляем, как же можно применить их в повседневной жизни. В нашем случае есть одно «но»: неосторожное использование технологии может привести к столкновению людей и движущихся с огромной скоростью машин (возвращаясь к вопросу о безопасности). И если говорить о публикации исходного кода… как коммерческая компания, мы слишком обеспокоены всеми возможными последствиями.
На этом интервью можно было бы и закончить, но… Интересно получить комментарий специалиста, ответственного за разработку технологии, граничащей с научной фантастикой, но ещё интереснее узнать впечатления людей, испытавших эту технологию на себе.
Мэтт! Стиг! То есть, прости, Бен! :) Господа, как впечатления? Есть разница между реальными и виртуальными гонками? Доверяли вы картинке в шлеме?
Мэтт Пауэрс: Само по себе вождение отличается не сильно — отличается то, как ты видишь окружающий мир. Вместо реальной машины и реальной трассы я видел машину и трассу, спроецированные из компьютерной игры в мой шлем виртуальной реальности. Тому, что видел, я доверял, но этому пришлось учиться. Первые несколько кругов, чтобы удержать машину на трассе, я тщательно прислушивался к своим ощущениям, к тому, как вижу виртуальную реальность.
Бен Коллинс (Стиг, Top Gear): Самая большая разница — вам нужно адаптировать все свои чувства к тому, что у вас будет не слишком большой горизонт и дальность обзора. Вы чувствуете себя, словно в одной видеоигре из 80-х, помните? Она называлась «Трон», где всё происходящее внезапно появлялось, словно из ниоткуда, из зияющей пустоты вселенной. Но самое интересное — как мой мозг пытался осмыслить все звуки, инерцию и гравитационные силы, действующие на реальную машину, а также совместить все это с поведением болида в виртуальном мире. Это сумасшедшее чувство.
Автор текста: Денис Рыбалко
Источник: 4pda.ru
© 4PDA
