Bữa giờ chúng ta đã nghe hoài về chiếc kính Oculus Rift, về tương lai của thế giới thực tế ảo (virtual reality - VR), vì sao Facebook lại bỏ tiền ra mua lại Oculus, nhưng vẫn còn thiếu một thứ cực kì quan trọng: chiếc kính này hoạt động ra sao? Rift bao gồm những thành phần gì, mỗi cái có chức năng như thế nào, và vì sao một chiếc kính có thể tạo ra cảm giác hòa nhập trong không gian ảo như những gì Rift có thể làm? Hãy cùng tìm hiểu trong bài viết bên dưới.
Game thực tế ảo - nguyên lý hoạt động của thực tế ảo
Chúng ta hãy bắt đầu với thứ mà bạn sẽ thấy khi đeo Rift hay bất kì kính thực tế ảo nào lên đầu. Nội dung thì có nhiều thứ, từ các đoạn video quay ngoài đời thực, hình ảnh tĩnh cho đến game. Thế nhưng, chúng ta hãy dùng game để phân tích vì nó mang tính bao quát, những nội dung khác thì cách hoạt động hoàn toàn tương tự.
Việc tạo ra game 3D như các bạn đã biết từ trước đến nay là chuyện không hề đơn giản. Ngay cả khi làm game 3D để hiển thị trên màn hình 2D cũng đã phức tạp và cần nhiều công sức rồi. Giờ đây, để làm game 3D trong một không gian 3D lại càng "chua" hơn. Các nhà phát triển phải lập trình game của họ thành 2 "luồng" video, mỗi luồng có kích thước gần giống một cái hình vuông. Cứ mỗi cảnh trong game đều phải có 2 luồng như thế. Tương tự, nếu có ai đó làm phim truyền hình hay phim hành động dạng VR thì cũng phải có 2 luồng.
Game thực tế ảo - nguyên lý hoạt động của thực tế ảo
Chúng ta hãy bắt đầu với thứ mà bạn sẽ thấy khi đeo Rift hay bất kì kính thực tế ảo nào lên đầu. Nội dung thì có nhiều thứ, từ các đoạn video quay ngoài đời thực, hình ảnh tĩnh cho đến game. Thế nhưng, chúng ta hãy dùng game để phân tích vì nó mang tính bao quát, những nội dung khác thì cách hoạt động hoàn toàn tương tự.
Việc tạo ra game 3D như các bạn đã biết từ trước đến nay là chuyện không hề đơn giản. Ngay cả khi làm game 3D để hiển thị trên màn hình 2D cũng đã phức tạp và cần nhiều công sức rồi. Giờ đây, để làm game 3D trong một không gian 3D lại càng "chua" hơn. Các nhà phát triển phải lập trình game của họ thành 2 "luồng" video, mỗi luồng có kích thước gần giống một cái hình vuông. Cứ mỗi cảnh trong game đều phải có 2 luồng như thế. Tương tự, nếu có ai đó làm phim truyền hình hay phim hành động dạng VR thì cũng phải có 2 luồng.
Điểm quan trọng nhất ở đây đó là hai luồng video này được render ở góc hơi lệch nhau chút xíu. Bằng cách này, não của chúng ta sẽ bị đánh lừa và nghĩ rằng ảnh đang hiện trước mặt là ảnh 3D. Bạn có thể thử ngay hiệu ứng này bằng cách nhìn vào một vật thể nào đó gần bạn, sau đó lần lượt nhắm mắt trái rồi đến mắt phải để thấy sự thay đổi về góc độ ra sao. Nếu nhắm mở liên tục thì bạn sẽ thấy vật đó như nổi ra hơn.
Trong một thế giới ảo, trải nghiệm hòa nhập (imersion) là trải nghiệm quan trọng nhất. Bạn phải cảm thấy như bạn đang bước vào một thế giới khác hoàn toàn thì thực tế ảo mới phát huy tác dụng. Bạn cũng cần phải tương tác (interact) với thế giới đó theo một cách hợp lý. Sự kết hợp của hai yếu tố này tạo ra một cảm giác về sự hiện hữu (tiếng Anh: telepresence). Nhà khoa học máy tính Jonathan Steuer định nghĩ thêm rằng một thế giới VR tốt phải là thế giới khiến bạn tập trung vào nó và không còn bị phân tâm bởi các yếu tố của thế giới thực xung quanh.
Góc nhìn của Oculus Rift rất rộng và điều này là một trong những yếu tố then chốt để làm tăng cảm giác hòa nhập. Trong khi đó, các đối thủ khác trước Oculus chỉ giới hạn thị trường trong khoảng 110 độ mà thôi.
Chính vì thế mà người viết game không chỉ cân nhắc việc xuất 2 hình ảnh ra cùng lúc mà còn phải nghĩ đến cách làm cho người dùng thật sự thu hút vào thế giới mới, làm cho họ có thể tương tác được (bằng cách nào thì mình sẽ nói ở bên dưới), làm sao để hình ảnh trở nên sống động và sắc nét, làm sao để hình ảnh luôn được liên tục gần giống như cách mà mắt quan sát sự việc ngoài đời. Tốc độ khung hình cũng cần phải được bảo đảo ở mức từ 60fps trở lên nhằm tránh tình trạng hình ảnh bị đứt gãy.
Khi Oculus ra mắt chính thức, sẽ có 3 tựa game hỗ trợ cho chiếc kính này, bao gồm EVE Valkyrie (bắn phi thuyền ngoài không gian), Edge of Nowhere (game sống còn) và Chronos (một trò chơi theo lượt).
Một đoạn game có thể dùng với Oculus Touch
Sợi cáp
Quảng cáo
Hình ảnh sẽ được gửi từ máy tính sang kính Rift bằng cổng HDMI, ngoài ra còn có adapter riêng cho máy nào dùng cổng DVI. Sợi cáp này cũng có một đầu USB để truyền điện và dữ liệu, như vậy thì kính mới biết cần hiển thị cái gì vào lúc nào. Chiều dài của sợi dây là 3m, đủ để đảm bảo tín hiệu không bị suy giảm trong khi vẫn đủ lỏng để bạn không cảm thấy như đang bị xích vào cái máy tính. Ngoài ra, trên bộ kính còn thêm một cổng USB nữa để bạn gắn tay cầm, tai nghe USB và các phụ kiện khác.
Bộ theo dõi vị trí
Khi bạn đeo kính, bạn bước vào một thế giới khác, và Rift cần phải biết được bạn đang ở đâu, đầu đang nhìn theo hướng nào để mà ra lệnh cho máy tính xuất hình ảnh tương ứng. Nếu không có công nghệ theo dõi vị trí, bạn đã quay đầu sang phải nhưng hình ảnh vẫn là của bên trái thì xem như... vứt.
Oculus đã thử nghiệm nhiều thiết theo dõi khác nhau trong các năm qua, và phiên bản hoàn chỉnh bán ra năm sau sẽ có hình dạng như một cái micro mà bạn thấy ở ngay bên trên. Nó được đặt trên bàn của bạn cạnh cái máy tính. Lý do mà hãng chọn màu đen cho bộ phận này là vì nó sẽ hòa lẫn với những máy móc khác gần đó, không gây ra cảm giác mất thẩm mĩ.
Chiếc kính trong ảnh này là bộ Development Kit 2, chưa phải bản hoàn chỉnh, nhưng cách hoạt động và cách gắn đèn LED hồng ngoại thì y như nhau
Quảng cáo
Quay sang chiếc kính, nhìn bề ngoài nó trơn láng là thế nhưng thực chất Rift có tích hợp rất nhiều đèn LED chuyên phát ánh sáng hồng ngoại. Ánh sáng này không thể nhìn bằng mắt thường (hình trên chụp bằng 1 cái máy ảnh đặc biệt), chỉ có bộ theo dõi vị trí là thấy được và dựa vào đó nó sẽ biết bạn đang quay đầu đi đâu. Bạn nào từng xài tay cầm Nunchuk của máy Wii thì cách hoạt động của hệ thống này hoàn toàn tương tự. Và các cảm biến không chỉ gắn ở phía trước mà còn có cả ở phía sau của Rift nên khi bạn quay đầu ra sau thì máy vẫn nhận biết điều đó. Nói cách khác, bạn có thể xoay đầu 360 độ luôn.
Chiếc kính
Đây là thành phần quan trọng nhất, cũng là thứ bạn sẽ đeo lên đầu. Nó được giữ chặt trên đầu của bạn bằng một số sợi dây to bản ngang dọc. Phần kính trước mắt bạn sẽ là 2 màn hình độc lập, mỗi cái ứng với một bên mắt. Chụp lên trên 2 màn hình này còn có 2 thấu kính to, nó có tác dụng phóng to hình ảnh ra để lấp đầy thị trường của bạn nhằm tránh tình trạng nhòe hình ảnh cũng như hạn chế cảm giác chóng mặt khi hình ảnh liên tục chuyển động. Mô tả về trải nghiệm khi xài Rift, CEO Brendan Iribe của Oculus nói rằng nó cũng giống như khi bạn đeo một cặp kính lên mắt.
Vào buổi đầu của việc phát triển, Rift chỉ dùng một màn hình to và chụp 2 thấu kính lên. Thậm chí đã từng có lúc nhà sáng lập Oculus lấy màn hình của Samsung Galaxy Note 3 và Note 4 và nhét vào kính của mình để thử nghiệm. Lấy ví dụ với màn hình của Note 3, nó có độ phân giải gốc là 1920 x 1080, và khi chia đôi ra để hiển thị cho hai bên mắt thì mỗi bên là 960 x 1080. Màn hình này có tốc độ làm tươi là 60Hz nên đáp ứng tốt yêu cầu về tốc độ khung hình.
Lên đến bản chính thức, Oculus không còn dùng 1 màn hình nữa mà chuyển sang 2 màn hình độc lập. Tổng cộng độ phân giải của 2 màn hình này là 2160 x 1200, dư sức để hiển thị hình ảnh lên một cách chi tiết, sắc nét, giảm hiện tượng vỡ pixel và góc nhìn cũng đủ rộng để bạn không phải thấy các vùng đen ở rìa màn hình.
Ở bên dưới chiếc kính Rift còn có một cụm nút điều khiển để bạn chỉnh khoảng cách giữa kính và mặt. Nói cách khác, bạn có thể chỉnh cho nó ra xa hoặc gần lại sao cho cả hai mắt bạn đều thấy được hình ảnh từ 2 màn hình. Bằng cách này, ngay cả khi hai mắt bạn có cấu tạo xa nhau hay đầu bị có hình dạng hơi lạ một chút thì cũng không gặp khó khăn gì khi xài Rift.
Video giới thiệu kính Rift bản hoàn chỉnh
Linh kiện bên trong
Để điều khiển Rift, Oculus đã dùng đến một vi xử lý ARM và một con chip riêng để điều khiển các đèn LED. Tuy nhiên, thứ hay nhất đó là "Adjacent Reality Tracker", một cụm cảm biến do chính Oculus phát triển và nó bao gồm từ kế, con quay hồi chuyển và gia tốc kế. Adjacent Reality Tracker sẽ kết hợp dữ liệu từ cả ba cảm biến này để theo dõi chính xác cử động của đầu bạn trong không gian 3D.
Ở những nguyên mẫu đầu tiên, Adjacent Reality Tracker hoạt động ở tần suất 250 lần mỗi giây (250Hz). Tuy nhiên, nhóm phát triển cảm thấy tốc độ này vẫn còn quá chậm và trong bản hoàn chỉnh họ nâng tốc độ ghi nhận dữ liệu lên thành 1000 lần mỗi giây. Như vậy, Rift sẽ biết được hết dù bạn chỉ đơn giản là hơi rung đầu nhẹ hay đang lắc lư liên tục ở biên độ lớn.
Trải nghiệm âm thanh 3D
Trải nghiệm VR mà thiếu âm thanh thì thôi khỏi luôn cho rồi. Âm thanh trên Rift sẽ được truyền đến bạn thông qua một cặp tai nghe gắn ở hai bên hông kính. Và để giúp các hãng làm phim, làm game tạo ra cảm giác ba chiều, Oculus đã ra mắt một bộ SDK riêng để "giả lập âm thanh vòm ở mọi hướng". Phần mềm khi đó sẽ tự động điều chỉnh âm lượng và hướng âm tùy theo đầu bạn đang quay đi đâu, bạn đang ở gần hay ở xa nguồn âm.
Tích hợp với Xbox
Một trong những thông báo quan trọng nhất của Oculus mới đây đó là việc họ hợp tác với Microsoft để giúp tay cầm của Xbox One tương thích được với chiếc kính này, ngoài ra còn có khả năng chơi các game 2D hiện tại trong môi trường thực tế ảo nữa. Điều này sẽ làm cho tương lai của game VR trên Xbox trở nên thú vị hơn bao giờ hết. Thực chất thì mỗi cái Rift bán ra sẽ đi kèm sẵn một cái tay cầm Xbox One đấy.
Việc Oculus bắt tay với Microsoft còn giúp kính tương thích ngon với Windows 10, từ đó mang lại cho các nhà phát triển game cơ hội để viết ra những trò chơi chất lượng cao và ít tốn thời gian hơn.
Tay cầm Oculus Touch
Oculus Touch là một thiết bị cầm tay dùng để điều khiển trong không gian thực tế ảo. Mỗi bên của Touch được trang bị một cần analog, một nút nhấn giống phím L/R trên console và một số nút cứng khác. Nhờ vào hàng loạt cảm biến tích hợp, thiết bị này sẽ biết được khi nào bạn cầm vào, cử động ngón tay của bạn là gì (ví dụ: giơ ngón cái lên, hay chỉ ngón trỏ về phía trước), khi nào thì bạn vẫy tay và hơn thế nữa. Tất cả các hành vi này sẽ được máy tính xử lý và chuyển hóa thành chuyển động tương ứng cho nhân vật trong game hoặc một thao tác nào đó tùy phần mềm thực tế ảo.
Tất nhiên, Oculus Touch hoạt động không dây nên bạn có thể thoải mái vung tay múa võ mà không sợ vướng dây, chỉ cần cẩn thận đừng đấm vào bạn gái hay vợ đứng gần đó là được 😁. Oculus Touch có thể mang lại trải nghiệm tự nhiên hơn so với việc dùng tay cầm Xbox với Rift, nhưng bạn sẽ phải trả thêm tiền cho phụ kiện này và có lẽ là không rẻ chút nào. Ngoài ra, game cũng phải hỗ trợ cho Oculus Touch nữa thì mới xài được.
Video minh họa hoạt động của Oculus Touch
Giao diện Oculus Home
Khi bạn bật cái kính này lên, bạn sẽ thấy một giao diện gọi là Oculus Home. Đây là nơi để bạn quản lý tài khoản, quản lý game thực tế ảo và những nội dung khác, xem bạn bè của mình đang làm gì, những ai đang online, và kiểm soát thiết lập của thiết bị. Oculus nói rằng họ làm ra Home để giúp bạn thao tác mọi thứ trong cùng giao diện này, từ việc mua game cho đến chat chít. Biểu tượng pin và đồng hồ cũng sẽ giúp bạn biết được hai thông tin hữu ích này, và để đừng mãi mê chơi game quá mà quên giờ đi làm.
