Como é por dentro de um óculos de realidade virtual?

Metaverso está entre os assuntos mais ouvidos nos últimos tempos. Realidade aumentada e realidade virtual, e muitos conceitos desses hoje estão apenas começando a serem explorados, ainda tendo um potencial enorme.

Um dos pontos mais interessantes que a realidade virtual nos traz é a possibilidade da imersão em um mundo virtual, onde você é “teleportado” para outro ambiente sem sair do lugar em que se encontra. Tonando prossivel encontrar amigos, fazer exercícios, jogar jogos ou treinar para uma missão espacial. Executar previamente qualquer tarefa de grande dificuldade usando um modelo virtual, e assim ser avaliado com relação ao seu desempenho. 

São tantas as possibilidades, algumas delas excitantes e animadoras, porém como funciona um óculos de realidade virtual? O que é necessário para fazer algo assim possível? Qual o Hardware de um dispositivo como esse para permitir essa imersão?

Tomando como exemplo a configuração de um dispositivo da Meta, e comercialmente conhecido por Quest 2, os detalhes da visualização são os seguintes:

O Dispositivo em questão, não dispõe da melhor configuração atualmente disponível, porém entrega uma experiência satisfatória. Combinado a um áudio em 3D que também permite uma experiência interessante. O sistema funciona com rastreamento de dentro para fora com 6 DoF (Graus de liberdade). Via quatro câmeras embutidas, controles touch, rastreamento de mãos, Bluetooth e microfones.

Conhecendo um pouco melhor por dentro do Quest 2

Considerado um dispositivo para abranger principalmente a realidade virtual, mas também pode interagir com o mundo real usando duas de suas câmeras para detectar o ambiente ao seu redor. Portanto consegue alertar o usuário de obstáculos ou permitir a interação/colaboração com outras pessoas.

Um exemplo de uma câmera usada no óculos Quest 2, pode ser vista logo abaixo. A combinação 2 duas câmeras mapeia o ambiente externo e verifica por possíveis colisões, antes que elas ocorram. Aqui temos a exploração de alguns conceitos interessantes, como processamento da imagem, inteligência artificial, sobreposição de imagem real com virtual. 

Observando o dispositivo por fora é possível notar as câmeras também na parte externa. Onde a função chamada tracking inside-out, ou seja, um rastreamento de dentro pra fora, é feito usando as câmeras em questão (observar círculos pretos nas bordas do item na imagem abaixo). Então um processamento de imagem de alta capacidade é necessário para fazer um sistema assim funcionar.

Nesta versão mais recente do Quest 2 o processador encarregado de fazer o processamento de todas as câmeras é integrado. E tem capacidade para entrada de até 7 câmeras. Iniciando uma contagem são 4 câmeras externas, sobrando então canais para outras implementações.

Sensores

Na placa principal um sensor conhecido como IMU (Inertial Measurement Unit) que é basicamente a junção de um acelerômetro, um giroscópio e uma bússola digital. Provento assim 9 graus de liberdade para uma detecção de movimentos precisa no ambiente em que se encontra. Sendo um total de 3 graus de liberdade para cada um dos sensores.

Há um sensor para medição da distância pupilar, conhecido como IPD sensor (Interpupillary Distance). Para uma melhor experiência ao navegar na imersão a imagem deve ser projetada de modo que atinja a pupila de modo adequado para cada um dos olhos. Isso significa inclusive que o usuário pode passar tempo no ambiente sem sentir tonturas, pois seus sistema de visão lhe dá informações importantes de posicionamento no ambiente.

O mesmo sensor está presente dentro dos dois controles manuais para aumentar ainda a imersão 

O Oculus VR Quest 2 é uma alternativa interessante dentre as opções disponíveis no mercado, e a um preço não tão elevado comparado aos seus concorrentes. Ele basicamente consiste de todo Hardware disponível em um Smartphone de última geração, com entradas para processamento de câmeras de maneira independente e comunicação sem fios com os controles. Sua tela é exposta de modo que fique muito próxima aos olhos do usuário, e trazendo assim a imersão desejada. 

O conjunto de lentes sobre as telas é responsável por fazer com que o usuário perceba as cenas de modo real, e imersivo, diferentemente do que tem ao observar a tela do celular em sua mão, pois ambas estão no mesmo nível de resolução e taxa de atualização.

Para completar a imersão como visto na imagem anterior há duas abas que se estendem para as laterais, estas são guias de sons para que o alto falante internamente ao óculos reproduza o som e direcione o mesmo sem precisar que este fique sobre o ouvido do usuário.

Engenharia e imersão virtual

Uma análise geral que pode se fazer de um dispositivo como esse é que é um produto de uma engenharia bem complexa, pois envolve diferentes ramos da engenharia para que combinados entreguem um produto que encante seu consumidor. Na parte de eletrônica há a engenharia de hardware e software (firmware). Na construção do conjunto a engenharia mecânica. Para experiência auditiva, há um engenheiro de acústica. Engenheiros com conhecimentos de ótica e também profissionais focados na experiência de uso e design do produto. 

As possibilidades para um engenheiro ao usar um dispositivo desse são muitas, e qualquer pessoa também pode usar apenas para fins de entretenimento, e essa é uma das belezas da engenharia, propiciando às pessoas a liberdade de fazer diferentes atividades com produtos por ela criados.