České virtuální brýle XTAL pro americké letectvo

VR již dávno opustila pokoje těch největších nadšenců a stala se masovou záležitostí. VR rovněž našla uplatnění u profesionálů z automobilového průmyslu, vojenství, lékařství nebo u architektů.

Ve vojenství lze VR využít především v oblasti výcviku, ale také v dálkovém řízení robotů (teleoperace) nebo ve virtuální teleportaci (virtuální přenesení se na jiné místo). Virtuální teleportaci unikátním způsobem řeší český systém Fata Morgana (popíšeme si dále) od Pocket Virtuality.

Současné komerční virtuální brýle jsou sice levné, ale nabízejí jen velmi malé rozlišení. Malé rozlišení nevadí například k hraní slavné slovensko-české hry Beat Saber. Problém ale nastává při věrném a detailním zobrazování reálného prostředí, například kokpitu letadla či vrtulníku, kde je například nutné číst údaje z LCD displejů nebo budíků. 

Díru na trhu se rozhodla zaplnit česká společnost VRgineers, která v polovině roku 2018 představila profesionální VR brýle XTAL s rozlišením 5K. XTAL již pro svá vývojová střediska zakoupily automobilky Audi, BMW, Škoda, ale také výrobce letadel Airbus.

XTAL má dva OLED displeje s celkovým 5K rozlišením 5120×1440 pixelů (2560×1440 pixelů na každé oko). Uživatel má k dispozici 180° pozorovací úhel a údajně žádné rozmazávání obrazu. Součástí je zvuková karta a mikrofon, plus schopnost rozpoznávat řeč.

XTAL využívají automobilky; větší foto / VRgineers

VR má nekonečně mnoho způsobů využití, například ve výuce; větší foto / VRgineers

Optika XTAL pochází přímo od VRgineers. Na rozdíl od běžně dostupných komerčních brýlí, kdy se čočky k očím nastavují manuálně, XTAL detekuje polohu očí a nastavuje polohu čoček automaticky. K ovládání brýlí nejsou potřeba ovladače, protože malé kamerky a infračervené senzory dokáží „vnímat“ ruce uživatele (tzv. Leap Motion).

XTAL jsou kompatibilní s různými designerskými nástroji. Automobilky například využívají profesionální nástroj Autodesk VRED sloužící pro tvorbu 3D vizualizací a virtuálních prototypů.

Firma VRgineers odmítla jakkoliv komentovat dodávky brýlí pro americké ozbrojené síly, ale podle veřejných informací si XTAL objednalo americké letectvo, námořnictvo a také velitelství námořnictva pro vzdušné systémy (NAVAIR).

V případě letectva se ví, že brýle využívá několik leteckých základen k výcviku pilotů. Prvním uživatelem byla základna Vance Airforce Base v Oklahomě, které podle webu AV Magazine pomocí XTAL kompletně modernizovala své výcvikové centrum.

Princip fungování modulu pro rozšířenou realitu

V květnu 2019 VRgineers přišli se zajímavou novinkou, a to s přídavným modulem pro rozšířenou realitou propojující fyzicky a virtuální svět. Malý modul o hmotnosti 42 g obsahuje kamery, které nejen snímají ruce, ale také další fyzické objekty nacházející se před brýlemi.

XTAL a přídavný modul dovolují například zásadně zjednodušit simulátory nejrůznější techniky, zejména vrtulníků a letadel. V případě letadel stačí vyrobit velmi jednoduché napodobeniny kokpitů (vyrobených například na 3D tiskárnách), přístrojové desky a ovládacích prvků. Pilot s XTAL vidí kontury kokpitu a ovládacích prvků a může se jich skutečně dotýkat a ovládat je. Vše ostatní je však již plně virtuální, překryt kabiny, výhled z kabiny, čelní průhledový displej (HUD) a dokonce také displeje a ovladače na přístrojové desce.

Jednoduchý kokpit stíhačky F/A-18 VRgineers ukázala právě na CES v Las Vegas. XTAL sice nenahradí plnohodnotné 3D simulátory, ale umožní velmi levně a na malém prostoru za velmi nízké náklady simulovat pracovní prostředí prakticky jakékoliv techniky. Nemusí jít přitom jen o simulátory letadel, ale i vrtulníků, bojových vozidel pěchoty, tanků nebo například můstku bojových lodí či ponorek.

Přídavný modul umožní kombinovat fyzikální modely a VR; větší foto / VRgineers

„Pocit, který jsem měl při létání F-18A v plném VR režimu v XTAL, je opravdu úžasný. Bylo to tak blízko realitě, že jsem cítil, že jsem uvnitř F-18A. Jako pilot, to je přesně to, co potřebuji pro účely výcviku,“ uvedl kapitán Taimeir, bývalý pilot F-18 švýcarského letectva a generální ředitel společnosti Mirage Technologies. Společnost Mirage Technologies se zabývá vytvářením detailních 3D prostředí.

Nabízí se ale i další využití. Vojáci si mohou vzít brýle do reálné techniky, například auta (otevřeného i uzavřeného). Vojáci uvidí veškeré kontury auta, ovládací panely, spolubojovníky, ale virtuálně kolem vozidla se jim budou promítat nejrůznější scény, trasy, města, krajiny...

XTAL umožní věrně simulovat jakékoliv letadlo, klidně F-35; větší foto / VRgineers

Česká společnost na CES nepředstavila jen simulátor, ale také nejnovější model brýlí XTAL s rozlišením 8K (4K pro každé oko). Ve skutečnosti je ale označení 8K marketingové, protože oproti předchozímu modelu je rozlišení jen dvojnásobné. Podle zavedených standardů (např. u TV) by muselo být čtyřnásobné.

Poslední model XTAL má rovněž automatické pozicování čoček, 180° široký pozorovací úhel a přídavné moduly pro rozšířenou realitu. Oproti předchozímu modelu ale XTAL používá nově LED displeje.

Poslední model brýlí XTAL 8K se prodává za 8000 dolarů a jednoduchý simulátor předvedený na CES 2020 stojí 50 000 dolarů. Tyto nejnovější brýle budou například používat astronauti NASA.

XTAL a virtuální kokpit F-14B

Brýle XTAL a simulátor F/A-18. Podobnou konfiguraci simulátoru využívá americké letectvo a námořnictvo.

Technologie sledování očí nově sleduje i směr pohledu uživatele. Sledované virtuální objekty lze tak vyrenderovat výrazně kvalitněji, než nesledované okolí. Takto funguje i lidské oko – mozek zaostřuje pouze to, na co se díváte, zatímco periferně viděné okolí zaostřené není.

XTAL spolupracuje také se systémy pro sledování člověka (a jeho pohybů) v prostoru, jako jsou OptiTrack, Mo-Sys nebo SteamVR Lighthouse. Ve velké místnosti nebo hale lze tedy vytvořit virtuální prostředí, ve kterém se může pohybovat hned několik uživatelů s brýlemi XTAL. V případě vojenství si lze v hale například vytvořit virtuální modely jakékoliv techniky (včetně jednotlivých konstrukčních uzlů), budovy nebo dokonce vesnice podle satelitních map. Takové modely mohou sloužit k výcviku techniků, speciálních jednotek ale i běžných vojáků.

Fata Morgana

Nakonec se ještě zmiňme o technologii Fata Morgana, která na dálku propojuje uživatele s virtuálními brýlemi XTAL a uživatele s brýlemi pro rozšířenou realitu Microsoft HoloLens. Tato kombinace umožní virtuálně teleportovat experta kdekoliv, kde je to potřeba. Fata Morgana je již testována v jaderné elektrárně Temelín.

Princip fungování je následující. Můžeme si představit technika opravující vojenskou techniku na předsunuté základně. Technik bude mít (průhledné) brýle HoloLens, které dokáží chápat okolní scénu a v reálném čase ji rekonstruovat do 3D digitální podoby. Na druhém konci bude špičkový expert (nebo více expertů) s brýlemi XTAL, který uvidí digitální 3D scénu, ve které se nachází technik.

Samozřejmě oba lidé mohou mezi sebou komunikovat a přenášet mezi sebou nejrůznější data. Technik v brýlích HoloLens uvidí avatara experta, který může radit a ukazovat technikovi, co má dělat, zkontrolovat, změřit, atd. Zároveň expert může technikovi posílat obrázky, videa, 3D modely, dokumenty, mapy či názorné návody (animace).

Zdroj: AV Interactive, VRgineers