Google Cardboard или создай виртуальную реальность своими руками

Люблю ребят из Google. Молодцы они. Правильно поставленные просветленные мозги и хорошая мотивация иногда способны выжать из человека совершенно гениальные идеи. Простые как 3 копейки и в то же время совершенно сногсшибательные. Примером такой гениальной сногсшибательной идеи несомненно являются очки виртуальной реальности Google Cardboard.

Все гениальное просто — кусок правильно согнутого картона, две копеечные линзы, смартфон с большим экраном и набором датчиков — вот вам и очки виртуальной реальности. Учитывая, что у многих людей такой смартфон уже в кармане, цена вопроса встает всего в 150 рублей и 2 часа свободного времени на сборку-склейку.

Казалось бы — как-то простенько… Но работает! Да еще как! Игры в 3D, фильмы в 3D, обучающие приложения и виртуальные путешествия — пожалуйста! Простотой, гениальностью подхода и ценой вопроса гугловцы заткнули за пояс всех разработчиков всяких там Oculus Rift’ов и прочее. Та же виртуальная реальность, только почти бесплатно. Пусть выглядит неказисто, но зато работает. А внешний вид, при желании, может быть и пластмассово-вылизанным, достаточно посмотреть на знаменитом китайском сайте — вариантов-аналогов масса, ценник от 700 рублей и далее, с разным функционалом, регулировками и дырками для воздуха…

Для очков подойдет любой смартфон на Android 4.1 Jelly Bean и выше, iOS 7 и выше или Windows Phone 7.0 и выше, с диагональю экрана не менее 4,5 дюймов. В смартфоне должны быть следующие датчики: гироскоп, акселерометр, магнитомер (цифровой компас). ВАЖНО! Гироскоп и акселлерометр необходимы для работы большинства приложений, иначе можно будет только смотреть 3D-фильмы. Оценить виртуальную реальность без гироскопа и акселерометра невозможно.

Рекомендую всем, у кого в наличии имеется такой смартфон попробовать эту штуку. Поверьте, это здорово. Для тех, кто не хочет заморачиваться с картоном и ножницами, могу порекомендовать купить готовый Google Cardboard на aliexpress.com. Тем же, кто легких путей не ищет — милости просим сюда, я расскажу как можно сделать такую штуку быстро и без подводных камней.

На текущий момент существует 2 версии Google Cardboard. Как собрать вторую версию я расскажу чуть позже, в отдельном посте, сейчас же речь пойдет о самой простой в изготовлении — первой версии. Google, как настоящая корпорация добра, не поскупилась и выложила в общий доступ всю информацию по этому изобретению.

Итак, что нам понадобится для изготовления сего замечательного устройства:

1.  Лист твердого картона. Лучше всего использовать микрогофрокартон, который вовсю применяется для изготовления коробок, тары, упаковок и т.п. Выглядит он так:

Лично я использовал картонку, из которой хитрыми манипуляциями сгибается канцелярский короб для бумаг. Этот короб продается в канцтоварах именно в виде плоского картонного листа (из нее предлагается сгибать короб самостоятельно). Картон хороший, около 2 мм толщиной (толще брать не рекомендую), превосходно режется канцелярским ножом и гнется без особых трудностей. Вот как он выглядит:

Однако можно использовать любую упаковку, хоть от пиццы. Хорошо подходит коробка от материнской платы, например. Главное, чтобы картон был плотный, и не толстый (2-3 мм максимум), иначе начнутся проблемы с размерами.

 

2. Шаблон для вырезания очков, распечатанный на обычной канцелярской бумаге формата А4 (понадобится 3 листа). Данный шаблон можно найти на просторах интернета, либо скачать здесь: Скачать. Этот pdf-файлик печатается на любом лазерном принтере, детали вырезаются ножницами и наклеиваются на лист гофрокартона. Поскольку несобранный Google Cardboard длиннее листа А4, шаблон разрезан так, что разрезанные части нужно наложить друг на друга при склейке. Эти части отмечены кружком с цифрой. Накладывать надо светлый (незакрашенный) кружок на закрашенный с той же цифрой и следить за совпадением линий.

3. Линзы в количестве 2х штук. Это самый сложный момент. Параметры линз такие: асферические, диаметр 25 мм, фокусное расстояние 45 мм. Сложность момента состоит именно в том, где такие линзы взять. Рассмотрим варианты:

1. aliexpress.com — лучший вариант по цене, но длительный по времени. Для своих вторых очков я заказывал там, пришли через 19 дней, это рекорд скорости, ибо обычно все тянется месяц-два-три. Если этот вариант вас устраивает — ищите там «google cardboard lens»
2. Поиск того же в русском сегменте интернета. По скорости будет быстрее китая, но цена будет выше.
3. Магазины «Оптика» вашего города. Да, там тоже можно поискать. Вероятно, это самый дорогой вариант, не знаю, не пробовал. Продавцы в оптике не поймут, если вы скажете «линзы асферические, диаметр 25 мм, фокусное расстояние 45 мм». Им надо говорить по-другому. Поскольку они все измеряют в диоптриях, вам нужно будет спрашивать именно линзы с диоптриями. Сейчас мы их посчитаем: есть формула F=1/D, где F — фокусное расстояние в метрах, а D — оптическая сила линзы в диоптриях. Таким образом D = 1/F = 1/0,045 = 22,2222. В общем, нужно спрашивать линзы «+22 диоптрий». Если таковые найдутся, то их можно обточить там же до нужного диаметра, либо, диаметром побольше, но тогда и шаблон надо будет слегка изменить.
4. Магазины канцтоваров. В нем ищем подходящие по размеру лупы (т.е. увеличительные стекла), чем выше кратность, тем лучше. 10-кратные линзы должны подойти. Данный вариант самый ненадежный, ибо трудно найти 2 одинаковых лупы да еще так, чтобы они подошли по фокусному расстоянию. Однако, именно этот вариант был первым, который я попробовал
5. Различного рода бинокли, детские игрушки, объективы, подзорные трубы, мужички-старьевщики на рынках, в общем, ищем где можем.

Идеологически верным являются первые 3 варианта, ибо они подразумевают точное совпадение с конструкцией, предложенной Google. Остальные варианты дают линзы неточные, поэтому потребуют изменения конструкции самих очков. Нагляднее показать на рисунке:

Из этой картинки следует, что чем больше фокусное расстояние, тем дальше нужно отодвигать смартфон от линзы. Таким образом, если вам достались не родные линзы, вносите изменения в конструкцию. Именно это мне и пришлось сделать в первый раз, когда я купил линзы в канцтоварах. Это несложно, я опишу подробности в следующем посте, целиком посвященному моему первому варианту Google Cardboard.

Что делать если фокусное расстояние ваших линз неизвестно? Два пути:  либо делать конструкцию изначально с регулировкой расстояния от линзы до смартфона, как сделал я в своем первом варианте, либо измерить. Измерить фокусное расстояние можно простым дедовским способом:

Выжигали в детстве стеклышком? Во-во, то же самое. Берем линзу и фокусируем солнце в маленькую точку на поверхности. Расстояние от поверхности до линзы равно фокусному. Поверхность должна быть перпендикулярна оптической оси.

Итак, про линзы пока все.

4. Магнитики. Данный пункт для начала необязательный. В конструкции используется 2 магнита, которые работают как кнопка. Один магнит, круглый плоский, обычный, из ферромагнетика, вставляется внутрь конструкции, второй, кольцеобразный неодимовый, лепится снаружи и удерживается там магнитным полем внутреннего магнита:

Для того, чтобы управлять виртуальной реальностью и используется это недокнопка. Когда нам нужно как-то воздействовать на виртуальный мир, мы должны сдвинуть внешний магнитик пальцем вниз и вернуть его назад. Смартфон должен обладать магнитометром (должен быть встроенный компас, грубо говоря), чтобы отловить изменение магнитного поля и воспринять его как нажатие на кнопку.

Сразу говорю — бредовая идея и в самом гугле это поняли, потому вторая версия очков имеет уже механическую кнопку, но об этом — в соответствующем посте. Пока же скажу, что обойтись можно и без этих магнитиков, тем более, что работает эта идея так себе — люди жалуются на то, что не все смартфоны корректно улавливают изменения магнитного поля этой квазикнопки, а у некоторых смартфонов вообще нет магнитометра.

В общем, оставляю это на ваше усмотрение, я себе магнитики не ставил. Когда мой первый вариант заработал, я сделал механическую кнопку.

5. Одежные липучки. Ну, тут все просто — идем в ателье и покупаем там застежку-липучку, продаются в виде ленты, метражом, цена сущие копейки.

6. Канцелярский нож и двусторонний скотч.

Процесс пошел!

Итак, все купили/наковыряли/насобирали. Приступаем.
1. Печатаем шаблон и наклеиваем его на картон.

2. Вырезаем детали, делаем необходимые прорези

3. Собираем. Для облегчения сборки прикладываю видео:

Обзор программной составляющей и моих вариантов смотрите в других постах: