Google Gardboard — это просто, или сказ о том, как я «это» собирал

Итак, начитался, восхитился, озадачился и решил попробовать собрать свой первый вариант Google Cardboard. Сейчас расскажу свой опыт, глядишь, кому-нибудь пригодится.

Имея при себе Samsung Galaxy S5 глупо было бы не попробовать сделать нечто подобное. В принципе, 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, магнитометр (цифровой компас). ВАЖНО! Гироскоп и акселерометр необходимы для работы большинства приложений, иначе можно будет только смотреть 3D-фильмы. Оценить виртуальную реальность без гироскопа и акселерометра невозможно.

Квест 1: Линзы

Самый сложный вопрос в очках виртуальной реальности Google Cardboard — это линзы. Поэтому, прежде чем приступать к очумелым ручкам, решил найти линзы. Для начала определимся с размером. Предложенные гуглом линзы 25 миллиметров в диаметре отмелись сразу же с негодованием — не наш размерчик. Чем больше линза, тем меньше абберации (искажения) по краям изображения. Так что все 10-кратные линзы что были в магазинах для разглядывания мелочевки отпали — они все маленькие.

Далее пошел круг почета по канцтоварам и хозмагам нашего чахлого городка. Канцтовары встречали меня монструозными линзами 50-70 мм в диаметре и 2-4-кратным увеличением. Увеличение маловато, размер великоват. Я хотел линзы 40 мм и кратностью ближе к 10. Ничего, т.е. полное отсутствие присутствия. Хозтовары радовали набором разномастных луп для стариков — квадратные с подсветкой, круглые с подсветкой и радиоприемником, и все огромные и все слабенькие и все не подходят. Магазины «Оптика» — тоже глушняк. +22 диоптрии ставят продавцов  втупик.

Уже отчаялся найти линзы и хотел отложить сборку до прихода родных 37-мм линз с aliexpress, но чудом, забежав в один магазинчик канцтоваров нашел там лупы 40 мм в диаметре и кратностью 10х. По смешной цене 70 рублей, выглядит примерно так:

Купил две, радостный побежал на работу. Тут возникла вторая часть квеста — неизвестные линзы с неизвестным фокусным расстоянием. Расстояние можно было либо измерить, либо внести изменения в конструкцию Google Cardboard, сделав возможность регулировать расстояние от плоскости линз до плоскости смартфона. Здравствуй, #Модификация №1 !

Квест 2: Картон

Квест небольшой: сначала взял коробку от материнской платы и хотел уже курочить ее, однако на глаза попалась картонка, 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, превосходно режется канцелярским ножом и гнется без особых трудностей. Вот как он выглядит:

Порадовало именно то, что продается эта штука не собранной, а в виде плоского картонного листа. Дайте 3!

Квест 3: Регулировка межзрачкового расстояния

Видимо у инженеров Google нет детей. «Она в принципе не знает, что на свете бывают дети. Она уверена, что они появляются на свет взрослыми, согласно штатному расписанию, с должностью и окладом» ((С) «Служебный роман»). Так вот: при изобретении своего изобретения под названием Google Cardboard они руководствовались тем, что детей в природе не существует и люди появляются на свет взрослыми, с расстоянием между центрами зрачков примерно 64 миллиметра.

Меня такая перспектива не радовала, ибо рядом маячила дочка 9 лет, у которой такое расстояние между оптическими центрами линз вызовет синдром «глаза в кучку» с дальнейшим коллапсом мозга. Учитывая детское расстояние, которое может варьироваться начиная от 50 мм, решено было внести изменения в конструкцию Google Cardboard, сделав возможность регулировать расстояние между центрами линз. Здравствуй, #Модификация №2 !

Квест 4: Оригами — харакири

Не понравилась мне идея с вырезанием и сгибанием картона. На сгибах он получается не очень и нужно удержать размеры. Учитывая назревающую #Модификацию №2, та часть, где будут стоять линзы должна будет прибавить в толщине. Кроме того, появится (благодаря #Модификации №1) дополнительный модуль со смартфоном. В общем, решено было отойти от оригинала, ничего не сгибать, а вместо этого разрезать чертеж и детали и скрепить их между собой чудо-оружием очумелоручкина — клеевым пистолетом (Здравствуй, #Модификация №3 !):

 

Процесс

Пораскинув мозгами и мозгами чертежной программы, наваял свой чертеж. Начал с #Модификации №2, т.е. с регулировки межзрачкового расстояния. Та часть, куда вставляются линзы приняла следующий вид:

Между двумя плашками с вытянутыми по горизонтали «глазницами» вклеиваются полоски картона: длинная сверху и две коротких снизу (по обе стороны прорези под нос). Линзы вставляются внутрь, между двух больших плашек. Отверстия под глаза сделаны чуть меньше диаметра линз, что не дает им выпасть. При этом, они свободно могут перемещаться в горизонтальной плоскости. Вот так это выглядит:

В дальнейшем, к левой части левой линзы и к правой части правой линзы клеевым пистолетом приклеиваются полоски картона, втягивая/вытягивая которые можно двигать каждую линзу. Это нужно чтобы не пачкать линзы руками. Теперь за ребенка я спокоен — когда даю ей аппарат — сдвигаю линзы ближе к переносице. А для себя — раздвигаю до комфортного восприятия. Модификация №2 завершена.

Продолжаем. Остальные детали я немного видоизменил и разрезал на куски, примерно так, как показано ниже:

Видоизменению подверглись боковины. Были отрезаны части с магнитом, они мне не нужны. Далее, боковины сделаны не сплошными, а с двумя торчащими «рогами» в сторону уха с каждой стороны. Зачем это сделано? Тут снова заведу песнь во славу инженеров гугла. Ибо помимо бездетности, видимо, они еще и самые здоровые люди на земле. Я же, увы, к инженерам Google не отношусь да и не возьмут меня туда, т.к. у меня есть ребенок и я ношу очки! Вот второе отягчающее обстоятельство и послужило причиной боковых вырезов. Моя репа в очках не влезет в штатную конструкцию (Здравствуй, очередная модификация!). Так что пришлось сконструировать Google Cardboard для людей в очках.

Осталось собрать «головное устройство»: поставил на нижнюю часть (она с вырезом под нос) вертикально плашку с линзами и центральной перегородкой- проклеил клеевым пистолетом. Поставил боковинки — проклеил клеевым пистолетом. Дальше верхушку сажаем на термоклей и все. Головная половина готова:

Приступаем к модификации №1 — т.е. делаем вторую часть. Она будет надеваться на головную часть по типу телескопа. Расстояние от линз до смартфона будет регулируемым, что позволит более точно настроить резкость изображения:

Все. Мой окулус рифт готов. Осталось только собрать, вставить смартфон, запустить программу и отрегулировать все. Для регулировки рекомендую использовать программы, в которых можно четко увидеть какой-либо текст. Например, в Google Play есть программа Titans of Space® Cardboard VR, рекомендую ее как одну из достойных программ для ознакомления с виртуальной реальностью. Так вот этой программой удобно настраивать фокусное расстояние — там много четких букв на черном фоне.

В результате настроек выяснилось фокусное расстояние канцелярских линз — около 70 мм.

Все заработало, однако есть одно но. Сравнив потом оригинальную конструкцию с моей я увидел, что чем меньше фокусное расстояние, тем больше размером картинка, соответственно, глубже погружение в виртуальную реальность. Таким образом мои 70 мм фокусного расстояния зрительно отдалили от меня виртуальный экран. Зато в случае расстояния 45 мм более сильно видно межпиксельное расстояние, т.е. изображение становится несколько зернистым, становятся видны отдельные пиксели и чернота между ними. Это и не удивительно — глаз видит только половину дисплея, т.е. при разрешении экрана смартфона 1920х1080 каждому глазу достается только 960 пикселей по-горизонтали. Но, в принципе, сильно в глаза это не бросается. Думаю, годиков эдак через 1-2-3, когда FullHD на смартфонах умрет и у всех будет 4К — тогда мы сможем более полно насладиться картинкой. Пока же будем радоваться тому, что есть.

Урри, Урри где у него кнопка?

Теперь о кнопке. Кнопка у Google Cardboard нужна чтобы воздействовать на виртуальную реальность. В играх, в программах. Некоторые программы управляются просто задержкой взгляда на одном из элементов управления, другие же используют кнопку. Так вот, оригинальный Google Cardboard использует магнит в качестве кнопки и магнитометр смартфона для отслеживания перемещения этого магнита. Система дурацкая, к тому же не все смартфоны имеют цифровой компас. А некоторые, которые имеют, жутко глючат.

Итак я решил эту хрень выкинуть и сделать механическую кнопку. Кнопка примитивно проста: на нижней грани я вырезал круглое отверстие, изнутри в этом месте приклеил кусок изогнутого картона, обклеенного фольгой. Покажу как это выглядит:

Бордовым выделено место где пластинка кнопки приклеена к нижней грани. Клеить надо именно в этом месте, по краю, а не всю пластину кнопки. На цилиндрическом конце кнопки фольга сложена небольшой подушечкой в несколько слоев. Работает кнопка примитивно просто — при нажатии пальцем на толкатель снизу пластина наклоняется и цилиндрический конец с подушечкой из фольги касается дисплея смартфона. Поскольку кнопка обклеена фольгой, емкость человеческого тела по фольге передается на дисплей и смартфон воспринимает это как нажатие пальцем на экран. Вот и все. Идея, кстати, взята из второй версии Google Cardboard, только воплощена не в оригами-стиле, а более колхозно. Зато работает. И в поле зрения, кстати, не попадает.

Почему клеевой пистолет?

Клеевой пистолет вместо оригами-стайл в данном случае решает несколько проблем присущих картону: во-первых, он придает жесткость всей конструкции, ибо я проклеил им абсолютно каждое соединение. Во-вторых, клеевой пистолет не дает картону разлохмачиваться от постоянного использования. Для этого я прошел пистолетом торцы всех деталей, все срезы картона. Клей затекает в дырочки гофры, застывает, получается жесткий край и препятствует разлохмачиванию и заломам. Особенно это касается ободка вокруг носа. В общем, в данном случае клеевой пистолет увеличивает срок службы изделия в разы. Хотя, если нет желания или возможности — вэлкам, оригами-стайл никуда не делся.

Что дальше?

А дальше мне пришли почти родные акриловые линзы из Китая, диаметром 37 мм и фокусным расстоянием 45 мм и я собрал почти оригинальную конструкцию, с регулировкой межзрачкового расстояния. Опять же от сгибаний отказался, использовал клеевой пистолет. Заодно примостырил такую же кнопку. В планах — создать Google Cardboard из пластмассы, для чего (под смех жены) была куплена «емкость для сыпучих продуктов»:

В общем, очумелые ручки не успокаиваются, будем продолжать…