История создания VR-шлема HTC Vive: от первых прототипов до продаж12.05.2016 18:37

Задолго до рождения Vive разработчики программного обеспечения Valve и производители телефонов HTC одновременно работали над собственными идеями для шлемов виртуальной реальности.

В 2012 году мысли об устройствах виртуальной реальности только начали проникать в массовое сознание. Всё началось в мае, когда Джон Кармак из студии id Software продемонстрировал, как Doom 3 работает с Oculus Rift. Месяц спустя он же показал Rift более широкой аудитории на игровой конференции E3. Затем основатель Oculus Палмер Лаки начал на Kickstarter краудфандинговую кампанию, побившую все рекорды сборов. Всего за одну ночь Rift из интригующего прототипа стал потрясающей реальностью. Но в это время Valve уже работала над собственной идеей.

Valve до работы с HTC

Начало работы Valve над прототипами хорошо задокументировано. В 2012 году компания разработала устройство с крепящимся к голове дисплеем, возможностью отслеживать движения, камерой и несколькими AprilTag для считывания позиции игрока. AprilTag — это большие упрощённые QR-коды. Их обычно используют при работе с дополненной реальностью, для калибровки камер и в робототехнике (в последнем видео Boston Dynamics про робота Atlas можно заметить, что AprilTag повсюду).

Valve особенно не скрывала свою работу от мира: пока новости о кампании Oculus на Kickstarter захватывали заголовки новостей, Valve спокойно делилась своими впечатлениями от экспериментов с устройством с The New York Times.

Ранний прототип устройства виртуальной реальности

Как только отслеживание движений начало работать должным образом, появилась новая проблема: изображение на дисплее выглядело размытым. Эксперименты показали, что для игр необходим низкоинерционный дисплей. Решено было подсвечивать экран на одну миллисекунду и держать его тёмным в течение девяти миллисекунд. Компания считала, что так ей удастся предотвратить размытие. Чтобы проверить свою теорию, разработчики создали что-то вроде «телескопа», позволяющего заглянуть в другое трёхмерное пространство. Затем они создали устройство, передающее высокочастотное низкоинерционное изображение на AMOLED-дисплей. Всё это они запихнули в «большой уродливый шлем» (слова Чета Фалижека, работника Valve) и продолжили тестирование.

«Мы искали нечто такое, что, как мы надеялись, должно было существовать, но у нас не было уверенности», — сказал Фалижек. Команда Valve просто влюбилась в идею широких VR-пространств (room scale VR) и свободу движений, которую она приносит. «Мы волновались о коммерческой составляющей и о качестве нашей работы. Конечно, никто бы не стал украшать свою комнату наклейками, только чтобы поиграть во что-нибудь, но мы не могли ничего придумать». Нужно было придумать что-то особенное.

HTC до работы с Valve

В начале 2013 года компания HTC была просто производителем смартфонов, но хотела большего. «Мы понимали, что виртуальная реальность находится в том же положении, в каком были смартфоны в самом начале их развития: новая технология, которая только набирает силу. Мы были уверены, что у неё всё получится, и мы должны были оказаться в авангарде», — объясняет Даниэль О'Брайен, вице-президент HTC по VR.

Разработку возглавлял Клод Зеллвегер, дизайнер, работавший над серией смартфонов One. «Питер Чоу (бывший генеральный директор HTC — прим. автора) попросил меня заняться разработкой технологий, которые могли бы направить компанию по новому пути и дополнить работу со смартфонами. Я собрал команду, и мы начали думать над концептами», — рассказал Клод.

Команда была совсем небольшой, но ей удалось разработать камеру Re, похожую на перископ, а также носимую камеру Re Grip. Лучшее их творение — это, конечно, Vive. Изначально устройство должно было называться Re Vive (от англ. revive, возрождать — прим. переводчика) — неплохой вариант для смелого нового продукта компании, которая временно испытывает трудности. Но приставка Re не подходила с маркетинговой точки зрения и постепенно отпала. Чуть позже Питер Чоу, покинув кресло исполнительного директора компании, лично возглавил команду и переименовал её в HTC Future Development Lab.

Камера Re от HTC

Первое время команда работала одновременно с дополненной и виртуальной реальностью, но решила остановиться на втором варианте. В то время как Samsung воспользовались возможностью и придумали устройство, работавшее вместе с флагманскими смартфонами компании, HTC отказалась от такой идеи.

«С самого начала мы были уверены, что виртуальная реальность заслуживает собственного особого решения. Мы и не думали как-то связывать её с телефонами», — рассказал Зеллвегер, нынешний глава отдела дизайна компании. Вместо этого HTC подошла к виртуальной реальности так же, как и к смартфонам: ворваться на рынок как можно раньше и с лучшим предложением.

Пик экспериментов с виртуальной реальностью «чётко совпал», как сказал Зеллвегер, со встречей Valve и HTC.

Oculus Rift

Вплоть до 2013 года Valve работала над отслеживанием движений в реальном времени для VR, и это внесло определённый вклад в общее дело. Но, несмотря на исследования основ виртуальной реальности, компания не собиралась создавать собственное устройство. Да и зачем оно было нужно? Общественность уже сделала свой выбор, профинансировав компанию Oculus на $2,4 млн. В январе 2014 года Valve официально объявила, что теперь она работает вместе с Oculus, чтобы «двигать вперёд виртуальную реальность на ПК». Тогда же представители компании сказали, что они пока не планируют работать над собственным устройством, хотя в будущем «ситуация может поменяться».

Очевидно, что в какой-то момент сотрудничеству Oculus и Valve пришёл конец. Возможно, они не сошлись во взглядах на виртуальную реальность: сейчас мы видим, как отличаются между собой Rift и Vive. Есть предположение, что Oculus практически прервала сотрудничество с Valve через несколько месяцев после того, как её приобрела Facebook, и Valve пришлось искать иные пути.

Скорее всего, в ближайшее время мы не узнаем ответа. Всё, что мы знаем, — что в январе 2014 года Лаки несколько раз назвал технологии Valve «лучшей в мире демонстрацией возможностей виртуальной реальности», а к концу весны HTC и Valve подписали последние документы по своей сделке.

Palmer says Valve’s VR tech is the best virtual reality demo in the world right now. #SteamDevDays

 — El Oshcuro (@DaveOshry) January 17, 2014

Точные детали тех встреч публике так и не открыли, но Зеллвегер рассказал, что «Шер и Гейб» тогда разговаривали лицом к лицу. Конечно, он имеет в виду Шер Вонг и Гейба Ньюэла — сооснователей HTC и Valve, соответственно. О чём бы они ни говорили, очевидно, что договорённость была достигнута.

Наконец-то вместе

Сразу после подписания всех соглашений началась работа над версией устройства для разработчиков. «Через неделю мы отправились в Сан-Франциско (там располагается офис Зеллвегера — прим. автора) и организовали комнату с наклейками», — вспоминает Фалижек.

«У них было много идей по поводу внешнего вида устройства. Разработка двигалась семимильными шагами», — Зеллвегер с удовольствием рассказывает, что происходило в его офисе в первые дни совместной работы. «Мы просто собирались и работали с каждой идеей. Это, пожалуй, был ключевой момент нашего сотрудничества с Valve. Мы представили им собственное видение проекта, показали наш вариант отслеживания движений. Все работали не покладая рук, и всё было супер».

Рисунки с прототипами в офисе дизайн-студии HTC

Публично Valve показывала в основном свои первые разработки от 2012 года, но уже тогда компания старалась заменить непрактичную систему, основанную на AprilTag. Появилась пара альтернативных решений: лазерное слежение и слежение за точками. Слежение за точками работает именно так, как вы представили: контроллеры и шлем покрываются специальными точками, а стационарная камера следит за ними, определяя положение устройств в пространстве в реальном времени. В случае с лазерным слежением на устройства прикрепляются особые сенсоры, которые принимают дискретный лазерный сигнал от базовой станции.

Точнее всего именно лазерное слежение, но оно накладывает ограничения на работу устройства. Чтобы понять почему, надо немного разобраться, как всё это работает с технической точки зрения. На базовой станции установлены излучатели, которые вращаются на большой скорости и стреляют лазерами по всей комнате, а также светодиоды, мигающие 60 раз в секунду. На шлеме устанавливаются сенсоры, наблюдающие за невидимым световым шоу и определяющие собственное положение в пространстве. Они подсчитывают, сколько времени проходит между моментами, когда каждый лазер и свечение от светодиода касается того или иного сенсора.

В HTC знали, что реализовать лазерное слежение просто необходимо, поэтому они подошли к работе над версией для разработчиков прагматически. Valve предоставила прототип, а команда Зеллвегера должна была превратить его в рабочий продукт. Вооружившись ранними скетчами, команда печатала на 3D-принтере устройства с различными вариантами расположения сенсоров, чтобы определить наиболее подходящий вариант и определиться с дизайном. Прототипы летали туда-сюда между штаб-квартирой Valve, офисом HTC в Сан-Франциско и инженерной командой компании, которая работает на Тайване.

О'Брайан сказал: «Отслеживание движений должно было работать идеально, приходилось много экспериментировать с разными вариантами, но мы не могли пойти на компромисс». HTC и Valve всегда считали, что функциональность устройства важнее формы, что можно наблюдать по фотографиям выше. Это просто отпечатанная на 3D-принтере модель, существующая для того, чтобы узнать наилучшее расположение сенсоров. Тогда было рано говорить о внешнем виде устройства, но форма уже начала прорисовываться.

Проблемы с контроллером

Ранние варианты контроллера

Первые попытки Valve создать контроллер для VR выглядели примитивно. Первый продемонстрированный публично прототип выглядел как очень большой кубик для Dungeons & Dragons, присоединённый к Steam Controller. Исходные попытки реализовать лазерное слежение породили собой странные контроллеры, выглядящие как большие, похожие на антенны сенсоры, прикреплённые к обычному игровому контроллеру. Команда быстро поняла, что ей нужно что-то другое.

Фалижек объясняет: «Наверное, единственный раз в жизни мы получили возможность начать с чистого листа. Мы сказали себе: «Нет, мы не собираемся ставить на контроллер обычные X, A, B, Y. Мы скажем им нет. Мы создадим то, что подходит именно для виртуальной реальности». В итоге у Valve и HTC получилась смесь уже существующих продуктов. Сотрудники Vive взяли за основу контроллер Sony PlayStation Move, представленный ещё в 2010 году, но добавили к нему точные трэкпады от контроллера Steam и лазерное слежение.

Для продукта первого поколения контроллеры получились весьма элегантными, но они не всегда выглядели так приятно. Первые прототипы представляли собой пучок электрических схем, привязанных к паре пружинных зажимов, и служили испытательным стендом для системы лазерного слежения. Довольно быстро прототипы превратились в представленные публике контроллеры, получившие кличку «сомбреро».

У «сомбреро» было совсем немного кнопок, на что разработчики первое время постоянно жаловались. «Они говорили, что кнопок недостаточно. Но всего через пару недель стали говорить, что новые кнопки им не нужны, что они даже не используют все, что есть», — рассказал Фалижек. То, что раньше работало с помощью кнопки, теперь можно было делать жестами. Чтобы открыть инвентарь, игроки раньше нажимали определённую кнопку, а теперь могли просто потянуться рукой к рюкзаку. Чтобы заглянуть за препятствие, достаточно просто наклониться вбок.

Разработчики

Через шесть месяцев совместной работы HTC и Valve команда была готова поделиться своим видением с окружающими. 20 октября 2014 года в офис Valve в Белвью (штат Вашингтон) пригласили группу избранных разработчиков, чтобы они могли взглянуть на Vive. «Мы заставили всех подписать NDA, чтобы хоть посмотреть на него самим. Все удивились, но пришли, — смеётся Фалижек. — А кто бы не пришёл?»

На первой же встрече с разработчиками Valve и HTC собрали огромное количество отзывов. Разработчики настаивали на том, что компании не имеют права хоть как-то разделять игроков. Никакого выбора между 180-градусным и 360-градусным отслеживанием движений. Ни в коем случае не делать отдельные версии с контроллером и без. Единый продукт. Одинаковые характеристики. «Мы всё это время думали точно так же, и разработчики укрепили наше убеждение», — рассказывает Фалижек.

Первые версии устройств для разработчиков были разосланы в декабре 2014 года, постфактум их стали называть v1. Работники Valve и HTC вручную собрали прототипы и лично доставили их каждому. За следующие несколько недель HTC запустила производственную линию, и первые фабричные модели отправились к ещё большему числу разработчиков.

HTC производит смартфоны, поэтому в компании отлично знают, как легко данные о новых продуктах «утекают» и становятся известны широкой общественности. Но Vive повезло. «В деле были заняты 20 компаний, и никто не проболтался», — говорит О'Брайан. Почему? Фалижек считает, что всё дело в духе товарищества среди разработчиков. Наборы были у небольшого числа людей, и Valve организовала закрытый форум, где все они могли поделиться мыслями и попросить совета.

Сильной стороной сообщества стало то, что впервые за долгое время разработчики ругали друг друга за ошибки. «Обычно, если один сотрудник что-то показывает другому, то ему отвечают, что он отлично потрудился. В этот раз никто не стеснялся указывать, кто что делает неправильно».

Выход в свет

Когда в дело включились разработчики, темп работы над Vive только ускорился. HTC и Valve решили представить продукт на MWC 2015. Вторая презентация, сосредоточенная на играх, должна была пройти спустя две недели на GDC 2015. Презентации однозначно удались. Даже журналисты, которые уже тестировали десятки различных VR-устройств, были впечатлены демонстрацией «комнатных» игр, точным отслеживанием движений головы и контроллеров. План дальнейших действий был определён. Ровно через год разработчики запустят предзаказ, а заодно продемонстрируют способности потребительской версии устройства на MWC и покажут игры на конференции GDC. Оставалось только разработать эту версию.

Редактор Engadget Джеймс Трю демонстрирует первую версию Vive на MWC 2015

Разработчики продолжили делать то, что они делали, — постепенно улучшать устройство. В январе стало известно о появлении второй версии для разработчиков, уже близкой к потребительской. На первый взгляд, изменилось немногое, но если присмотреться, то почти ничего не осталось прежним. Итоговая версия заметно меньше и легче оригинала, крепления для головы полностью изменились. Все эти усовершенствования передвинули центр тяжести устройства ближе к лицу пользователя — это очень важно, теперь двигаться в шлеме стало намного удобнее.

Сенсоры немного спрятали, подвинули и подкрутили линзы, переделали механизмы затягивания ремешков. Кабели в первой версии были толстыми и торчали во все стороны — теперь они тоньше, но всё равно торчат. Они меньше путаются под ногами при движении, но про них всё ещё не получится забыть совсем.

Помимо изменений, сделанных ради комфорта, у устройства появилось несколько совершенно новых функций: камера на передней части и микрофон.

Камера представляет из себя часть системы Chaperone, анонсированной в январе и предназначенной для того, чтобы игрок не потерял ощущения реальности. По нажатию кнопки Vive может показать пользователю изображение реального мира прямо поверх виртуального. Разработчики планировали это с самого начала: об этом было сказано ещё в январе. О'Брайан рассказал, что они собирались присоединить пару камер ещё в первой версии (можно даже увидеть, где именно они должны были располагаться), но у них не получилось это сделать, поэтому камеры появились позже.

Потребительская версия Vive, поставляемая вместе с контроллерами и базовыми станциями

То же самое касается микрофона, с которым можно отвечать на звонки во время использования устройства. Во второй версии для разработчиков уже был микрофон, но HTC на тот момент не успела закончить работу над соответствующим программным обеспечением, поэтому воздержалась от объявлений. Информация о микрофоне появилась вместе с анонсом цены в феврале.

Дальнейшая работа

Фалижек, О'Брайан и Зеллвегер утверждают, что разработка Vive прошла без всяких проблем. Всего через два года после начала совместной работы Valve и HTC большая часть разработки была завершена — очевидно, что для них всё это было сродни лёгкой прогулке. С производственных линий сходят шлемы, контроллеры и базовые станции. Осталось только их продать.

Предположим, что Vive окажется успешным (HTC не раскрывают объем продаж, но известно, что все готовые экземпляры устройства были распроданы к апрелю). Сколько времени пройдёт, прежде чем появится Vive 2? Консоли могут прожить восемь лет, высокопроизводительный игровой компьютер справляется со своей работой в течение пяти лет, смартфоны — всего два года. Ни HTC, ни Valve не раскрывают своих дальнейших планов, но в успехе они уверены.

У компаний была возможность сделать лучшие устройства виртуальной реальности, в этом никто не сомневается. Они могли увеличить разрешения экранов, которые сейчас держатся на уровне 1200 × 1080. Но проблема не в устройствах, а в компьютерах, к которым они будут подключаться. Требования к графическим процессорам высоки уже сейчас: это должны быть AMD Radeon R9 290 или Nvidia GeForce GTX 970. Сейчас, спустя несколько лет после релиза, эти видеокарты всё ещё стоят примерно столько же, сколько PlayStation или Xbox. Фалижек объясняет: «Идея была в том, чтобы устройство могло работать с теми графическими картами, которыми пользователи будут оснащать свои компьютеры на несколько лет вперёд».

Vive 2 — ну или как ещё будет называться вторая версия — рано или поздно появится. «В какой-то момент нам наверняка захочется увеличить разрешение. Мы многому научимся, поймём, что интересно пользователям. Но к такому вопросу надо подходить серьёзно», — признаётся Фалижек. Как только видеокарты для компьютеров научатся показывать 90 кадров в секунду с более высоким разрешением, новую версию Vive не придётся долго ждать. Но, когда это случится, разработчики не забудут тех, кто купил первую версию.

«Мы выражаемся вполне ясно. Как только на полках появится потребительская версия, у нас уже будут Pre версия, комплект разработчика v1 и сами v1. Мы разработали такую систему, которая могла бы работать на всех версиях устройства, и мы хотим, чтобы так было и впредь. Когда мы их выпустили, они превратились в нечто живое. Устройства будут продолжать улучшаться, мы будем о них заботиться. Не думайте, что мы выпустим устройство и забудем о нём», — говорит О'Брайан.

Если вы хотите написать материал для рубрики «Рынок игр», рассказать о разработке своей игры или кейсе её роста, присылайте материал на games@vc.ru.