S3D ve WibbleWobble

Meraklı oyuncu için
Teknolojinin popüler düzeyde bir açıklaması, nasıl inşa edildiği ve nasıl çalıştığı. İlgilenmiyorsanız, okumanıza gerek yok - kuru bir malzemedir.

Bir oyun 3D'yi nasıl çizer
Bir oyunda 3D görüntü üretmenin olağan yolu, sahneyi iki kez işlemektir - sol ve sağ göz için ayrı ayrı, kamerayı sahnenin merkezine göre sanal olarak kaydırarak. Bu, kaynak yoğundur ve oyun motorundan yerleşik destek gerektirir. Her oyun bunu yapamaz. WibbleWobble iki farklı yol sunar ve aralarındaki fark temeldir - hem görüntü kalitesini hem de görüntü yapaylıkları kümesini belirler.

Birinci yol: ReShade İstemcisi - düz bir kareden stereo sentezleme
Oyun tek bir sıradan görünüm işler. SuperDepth3D ReShade efekti, bu kareyi sahnenin derinlik arabelleğiyle birlikte alır ve pikselleri derinliğe göre kaydırarak ondan ikinci bir bakış açısı yeniden oluşturur. Oyun motoru stereo hakkında hiçbir şey bilmez. Bu, performans açısından ucuzdur ve neredeyse tüm DX11/DX12 oyunlarıyla çalışır. Ödünleşim, yöntemin kendisinde bulunan yapaylıklardır. Bunlar aşağıda, "Dezavantajlar" bölümlerinde açıklanmıştır.

İkinci yol: OpenVR İstemcisi - gerçek 3D işleme
WibbleWobble, SteamVR'de kendisini sanal bir VR başlığı olarak kaydeder. VR uyumlu bir oyun veya VR modu olan bir oyun, sahneyi, gerçek bir başlığın yaptığı gibi, gözbebekleri arası mesafe ile ayrılmış iki kameradan iki kez işler. IPD, göz başına çözünürlük ve odak uzaklığı VR Yapılandırmasında ayarlanır. Burada WibbleWobble hiçbir şey sentezlemez: hazır stereo çifti alır ve deklanşör gözlüklerini senkronize ederek bunu kare sıralı olarak ekrana çıkarır. Bu, performans açısından daha pahalıdır, ancak 3D geometrisi kesinlikle doğrudur. Konturlar boyunca delikler, "karton" efekti yoktur; her göz kendi yansımalarını ve parlak noktalarını alır. Özünde bu, VR oyunlarını sıradan bir monitörde 3D gözlüklerle ancak başlık olmadan oynamanın bir yoludur.

Yeniden Projeksiyon - görüş alanı genişletme mekanizması
Yeniden projeksiyon, monoküler dahil olmak üzere her iki modda da çalışır. Yüksek performanslı bir gölgelendirici, oyun karesini alır ve çalışma alanınızın geometrisine eşler: tek bir monitöre veya dört monitöre veya kavisli bir ekrana. Baş takibi (OpenTrack) aracılığıyla görüntü başınızı takip edecek şekilde kayar ve monitörler sanal bir dünyaya açılan bir pencere gibi davranmaya başlar - "VR akvaryumu" efekti. Yeniden projeksiyonun amacı, çoklu monitör kullanımı için doğru dünya ölçeğini ve doğru görüş alanını (FOV) elde etmektir. Yeniden projeksiyon tamamen kapatılabilir (İstemci Yapılandırması -> Yeniden Projeksiyon: Devre Dışı) ve yalnızca stereo çıkışı, BFI ve yükselticiyi kullanabilirsiniz - tek bir ekran için olağan senaryo.
* Projenin yazarının, "dünyayı" birkaç panel arasında genişletme fikri konusunda aşırı iyimser olduğu söylenmelidir. Güçlü grafik kartları bile bunun için yeterli performansa sahip değildir. Hızın tek bir 4K ekran için yeterli olması şanslısınız. Birden çok ekranla çalışmayacaktır...

FOV (Görüş Alanı): görüş açısı. Sanal kameranın karede dünyanın hangi sektörünü yakaladığını belirler. Derece cinsinden, dikey ve yatay için ayrı ayrı ölçülür. Küçük bir FOV (40-50°), büyük nesnelerle dar bir sektör olan bir telefoto lens gibi görünür. Büyük bir FOV (100-120°), bir aksiyon kamerası gibi geniş açılıdır. Yanlarda çok şey görürsünüz, ancak kenarlar gerilir ve nesneler daha uzakta ve daha küçük görünür. Bu, WibbleWobble'da önemli bir parametredir. Program, kareyi fiziksel monitörünüze doğru bir şekilde yansıtmak için oyunun kareyi hangi açıda çizdiğini bilmelidir. Bu nedenle Oyun Yapılandırmasında iki alan vardır, Dikey FOV ve Yatay FOV, tek bir gereksinimle: değer, oyunun kendisinde ayarlananla eşleşmelidir. Bir değeri değiştirin ve diğeri, pencerenin en boy oranına uyacak şekilde otomatik olarak yeniden hesaplanır.

FOV şu durumda:
çok büyükse dünya oyuncak gibi görünür ve nesnelerin ölçeği bozulur
çok düşükse dünya devasa görünür ve her şey üzerinize çöker
3D'de derinlik ölçekle birlikte bozulur ve göz yorgunluğu başlar

"Dünyaya açılan pencere" olarak baş takibi
OpenTrack yöntemini kullanan uygulama işleyicisi, başın konumunu izler ve projeksiyonu, monitörün 3D sahneye sanal bir pencere işlemesi için kaydırır. Bu, bir paralaks efekti yaratır. Başınızı hareket ettirdiğinizde, görüntü hafifçe kayar, sanki gerçekten bir pencereden bakıyormuşsunuz gibi.

Kare sıralı stereo çıkışı
Uygulama, oyundan kareleri hazır oldukça değişken bir hızda alır, "nasıl gelirlerse." İstemci daha sonra kare hızını 60 Hz'de oynatma için ayarlar. Stereo çiftinin kaynağı SuperDepth3D, bir VR modu veya hazır 3D içerik olabilir. WibbleWobble bunu yan yana veya dama tahtası formatında kabul eder (İstemci Yapılandırması -> Kaynak Formatı) ve FrameBufferDecode'da kodunu çözer. Oluşturucu daha sonra bunu 120 Hz kare sıralı bir akışa dönüştürür deklanşör gözlüklerini senkronize ederken. Aşağıdaki yayıcılar desteklenir: NVIDIA 3D Vision, Open3DOLED, DLP projektörler, 3D Ready ve ev yapımı Arduino/VESA IR yayıcı.

Hareket bulanıklığı ve çapraz konuşma ile mücadele
Hareket bulanıklığı, ekran tarafından üretilen bulanıklıktır. Modern LCD ve OLED paneller, bir pikseli kare süresi boyunca yanık tutar - örnekle ve tut modu. Piksel yanık kalır ve tek bir konumda sabitlenirken, gözler içgüdüsel olarak hareket eden nesneyi takip etmeye devam eder. Sonuç olarak, görüntü retinanın kendisinde "lekelenir", ekrandaki her bir kare mükemmel derecede keskin olsa bile. Bir piksel ne kadar uzun süre yanık kalırsa, leke o kadar güçlü olur. Kusur, ince ayrıntıyı gizler ve ayrıca 3D modunda görüntüyü bozar.

Pikselin yanma süresini azaltmak için WibbleWobble iki araç sağlar:
Siyah Kare Ekleme - yararlı kareler arasına siyah bir kare ekleme (İstemci Yapılandırmasında Siyah Kare Ekleme Aralığı parametresi).
CRT Işın Simülatörü Blur Busters tarafından - bir CRT'nin elektron ışınının taramasını taklit eden bir gölgelendirici: görüntüyü tam bir kare yerine satır satır karartır. Daha iyi bir sonuç verir ancak ekran için zorludur: gamma 2.2 veya 2.4, ABL/APL devre dışı ve OLED'in SDR modunda olması gerekir. FALD ve MiniLED panellerde arka ışık ataleti nedeniyle kötü çalışır.

Bu iki mod aynı anda etkinleştirilmemelidir. CRT Sim kullanılırken, İstemci Yapılandırmasındaki Siyah Kare Ekleme Aralığı parametresi sıfır olmalıdır. Ayrıca, oyunun ekranın kare çıkardığından daha düşük bir hızda çalışabileceğini ve programın eksik kareleri ekran hızına kadar doldurduğunu vurgulamakta fayda var. Ancak bu, yeni ara görüntülerin üretilmesi değildir - hazır olanların tekrarıdır. Başka bir deyişle, bir yeniden örnekleme yönteminin sağladığı pürüzsüzlük yoktur.

Çapraz konuşma, bir göz için tasarlanan görüntünün kısmen diğer göze ulaştığı etkidir. Sonuç olarak, izleyici nesnelerin yanında çift konturlar veya yarı saydam "hayaletler" görür. Bu, 3D görüntünün kalitesini düşürür ve derinlik hissini azaltır. Bununla mücadele etmek için Siyah Kare Ekleme ve Blur Busters CRT ışın simülatörü desteği yerleşiktir. Kapsamlı çapraz konuşma bastırma için akıllı bir mod kullanılır: oyun görüntüsü 60 Hz'de çizilir, gözlükler 120 Hz'de senkron alır ve ekrana çıkış, kare tekrarı ile 240 Hz'de çalışır.

Tüm erdemlerine rağmen, bu yöntemin ayrıca belirtilmesi gereken sınırlamaları vardır. Bunlar programdaki herhangi bir kusurdan değil, seçilen çalışma prensibinden kaynaklanmaktadır. İkinci stereo bakış açısı, sahne modelinden işlenmez, zaten bitmiş bir kareden ve bir derinlik haritasından yeniden oluşturulur. Kaynak karede ön plan nesnelerinin arkasında neyin gizlendiğine dair veri yoksa, onu kurtaracak hiçbir yer yoktur.

Nesne kenarlarındaki delikler - ayrışma
Bu, yöntemin ana kusurudur. Program, bakış açısını ikinci göz veya bir baş dönüşü için kaydırdığında, kaynak karede bir ön plan nesnesinin kenarı tarafından gizlenen arka planın bir kısmı görünür hale gelmelidir. Ancak hiç kimse bu pikselleri işlemedi - fiziksel olarak mevcut değiller. Programın boşluğu dolduracak hiçbir şeyi yoktur, bu nedenle ya kenar piksellerini uzatarak konturlar boyunca "lastiksi" bulaşmış bir hale üretir veya "makul" ancak genellikle yanlış bir yama koyar. Bakış açısı kayması ne kadar güçlüyse, hale bantları o kadar geniş olur. Bu bir uygulama hatası değil, yöntemin kendisinin bir sınırlamasıdır: tek bir görüntüden nesnelerin arkasında gizli olanı ve içinde görünmeyeni çıkaramazsınız.

Baş hareketi bozulmaları artırır
Sıradan stereoda bakış açıları arasındaki mesafe küçük ve sabittir - gözbebekleri arasındaki mesafeye eşittir. Ancak "dünyaya açılan pencere" ile baş çeşitli yönlerde onlarca santimetre hareket eder, bu nedenle göreceli bakış açısı kayması doğal olandan birçok kez daha büyüktür ve delikler ve bulanıklık büyür. Şöyle çalışır: hareketsiz oturun ve neredeyse hiç yapaylık yoktur, ancak 3D efekti de zayıftır; çok hareket edin ve efekt vardır, ancak nesnelerin kenarlarındaki her şey bulaşmış ve yüzer.

Grafikler derinlik haritasına güvenir
Program, sahnedeki her noktaya olan mesafe hakkında doğru bilgiye ihtiyaç duyar. Oyun bunu her zaman sağlamaz veya tamamını sağlamaz. Saydam yüzeyler - su, cam, duman, ateş, yapraklar - genellikle ayrıntılı derinliğe sahip değildir veya motor bunu hiç oluşturmaz. Sonuç olarak, nesneler yanlış mesafede biter: su yanlış yerde yapışır, duman iki katına çıkar, parçacıklar farklı noktalarda havada asılı kalır. Üstelik, her oyun uyumlu bir derinlik arabelleği çıkarmaz - bazılarında ters çevrilmiştir, bazılarında korunur ve okunamaz.

Yansımalar ve parlak noktalar en çok bozulur
Aynalar, su, ıslak asfalt ve metal, içlerine yansıyan görüntüyle değil, kendi yüzeylerinin derinliğiyle tanımlanır. Bakış açısı kaydığında, yansıma kim bilir nereye sürüklenir. Yüzeye "boyanmış" bir parlak nokta, gerçek dünyada olması gerektiği gibi davranmaz. En çarpıcı parlak içerik, stereoda düz ve yanlış görünen tam da budur.

Arayüz, nişangah ve HUD
Karenin üstündeki iki boyutlu öğeler - sağlık çubukları, menüler, nişangah - sıfır derinlikte çizilir, bu nedenle işlemden sonra yanlış stereo mesafesinde biterler. Arayüz ya ekranın içine yapışır ya da sahnenin önünde sallanır. Nişangah başlı başına bir baş ağrısıdır; derinlik konumu neredeyse her zaman elle ayarlanmak zorundadır.

Her iki göz için tek kare
Her iki göz de aynı görüntüyü görür, sadece kaydırılmış. Dürüst stereo işlemede her göz kendi doğru parlak noktalarını, gölgelerini ve kırılmalarını alır; burada bu olmayacaktır. Bu nedenle nesneler, hacimsel cisimler olarak değil, kontrplaktan kesilmiş ve derinliğe göre düzenlenmiş düz katmanlar olarak görünür. İngilizce materyalde bu efekte "karton kesik" efekti denir.

Oyun başına ayar
Görüş alanı, derinlik aralığı ve yakınsama her oyun için ayrı ayrı elle ayarlanır. Bir hata, aşırı yakınsamadan kaynaklanan göz yorgunluğuna veya dünyanın oyuncak veya dev gibi göründüğü veya hatta derinliğin tamamen tersine döndüğü yanlış ölçeğe neden olur. Bu bir "kur ve oyna" çözümü değil, "ayarla ve anla" çözümüdür.

Gecikme ve düzensiz kareler
Oyun kareleri düzensiz bir şekilde işler ve istemci, hazır kareleri tekrarlayarak bunları ekranın sabit fps'sine uyarlar. Tekrarın kendisi bozulma getirmez, ancak eylem ile görüntü arasındaki gecikme birikir: kare yakalama, işleme, çıkış. Baş takibi için, bu tür herhangi bir gecikme sahnenin "yüzmesi" olarak hissedilir. Oyun Yapılandırmasında bunun için bir Kare Yakalama Gecikmesi parametresi vardır, yakalama anını ayarlamak için.

Artık çapraz konuşma ve yüksek monitör gereksinimleri
Yazılım teknikleri - siyah kare ekleme ve 60/120/240 modu - hayalet görüntüyü bastırır, ancak tamamen kaldırmaz, çünkü çapraz konuşma birçok faktör tarafından belirlenir: ekran panelinin fiziği ve gözlüklerin kendisi. Piksel tepki süresine, anahtarlama hızına, gözlük lenslerinin kontrastına ve ekranın dikey tarama hızına bağlıdır. Ayrıca, en agresif mod, kısa piksel kalıcılığına sahip hızlı bir 240 Hz panel gerektirir ve bu her kullanıcıda yoktur. NVIDIA 3D Vision'ın aksine, ReShade hazır bir hacmi yeniden üretmez, ancak onu düz bir kareden sentezler. Bu nedenle konturlar boyunca delikler, yanlış yansımalar ve yüzen kenarlar, geçici bir eksiklik değil, yöntemin kararlı yapaylıklarıdır.

Buradaki stereo geometrisi dürüsttür ve görüntü sentezi yapaylıklarının hiçbiri - ayrışma, "karton", kırık yansımalar - burada mevcut değildir. Ancak bu yöntemin de kendi maliyeti vardır ve bu farklıdır.

Oyun VR'yi desteklemelidir
Bu ana sınırlamadır. Yöntem rastgele bir oyunla çalışmaz: ya yerleşik VR desteği ya da bir VR modu gerektirir. Hazır bir mod yoksa, OpenVR yolu çalışmaz ve tüm yapaylıklarıyla yalnızca ReShade kalır. Başka bir deyişle, ilk yolun var olduğu geniş uyumluluk burada tamamen kaybolur.

Grafik kartında çift yük
Sahne gerçekten iki kez, iki kameradan işlenir. Tek bir görünümün yeniden projeksiyonunun sağladığı tasarruf yoktur: performans, gerçek VR'de olduğu gibi düşer. Bu, kısmen VR Yapılandırmasındaki Çözünürlük ayarıyla telafi edilir - göz başına çözünürlük düşürülebilir ve WibbleWobble görüntüyü ekranın çözünürlüğüne kadar ölçekler.

Karmaşık kurulum
SteamVR kurulmalıdır. Sürücü, yönetici haklarıyla Install.bat aracılığıyla kaydedilir, ardından config\steamvr.vrsettings dosyasına iki satır manuel olarak eklenmelidir: "forcedDriver": "WibbleWobbleVR" ve "activateMultipleDrivers": "true". Ardından Oda Kurulumunu YALNIZCA AYAKTA DURMA modunda tamamlayın. Herhangi bir adımda bir hata ve stereo yerine, neden hakkında net bir mesaj olmadan siyah bir ekran alırsınız.

OpenVR'ın kendisinin sınırlamaları
Bazı ayarlar anında değiştirilemez. Çözünürlüğü veya çıkış hızını değiştirirseniz, SteamVR'ın yeniden başlatılması gerekir. Bu bir platform sınırlamasıdır, program sınırlaması değil, ancak oyunları ayarlamayı belirgin şekilde yavaşlatır.

İşleme optimizasyonu bazı oyunları bozar
VR Yapılandırmasında, yalnızca bir gözü veya her ikisini de yarım FOV'da işlemeye izin veren Tek Gözü Optimize Et parametresi vardır. Projenin yazarı doğrudan uyarır: "Her İkisi" modu en sorunlu olanıdır - kararma ve göz senkronizasyonunun bozulması mümkündür ve görüntü "kayabilir." Bazı oyunlarda optimizasyonun tamamen kapatılması gerekecektir.

Pencere odağı için mücadele
Bazı oyunlar odağı WibbleWobble arayüzüne vermez: SHIFT + END tuş kombinasyonu çalışmaz veya UI çizilir ancak kontrol edilemez. ALT + TAB ile manuel olarak geçiş yapmanız gerekir. Ayrı bir sorun: WibbleWobble penceresi kapatılmamalıdır - program daha sonra kurtarılamaz ve oyunun yeniden başlatılması gerekecektir.

Her başlatmada yeniden merkezleme
Takip, her başlangıçta manuel olarak (SHIFT + .) merkezlenmelidir, ekranların önünde çalışma alanının tam merkezine konumlandırılmalıdır. Merkezleme sırasında baş orada değilse, yeniden projeksiyon garip davranmaya başlar ve ölçek "kayar." Yazarın kendi itirafına göre, doğru konumu bulmak pratik gerektirir. Bu daha sonra daha akıllı takip yazılımı kullanılarak düzeltilebilir.

Bireysel uygulamaların tuhaflıkları
Bazı programlar yalnızca belirli başlık markalarıyla çalışır. Bunlar için VR Yapılandırmasında, WibbleWobble'ın kendisini farklı bir cihaz olarak sunmasını sağlayan bir Başlık Tanımlama parametresi vardır - örneğin Vive - bu olmadan baş takibi DEOVR'da çalışmaz. Başka bir deyişle, uyumluluk bazı yerlerde bu tür geçici çözümlere dayanır.

İlk yolla ortak noktalar
Donanımla ilgili her şey her iki yöntem için de geçerlidir: artık çapraz konuşma, hızlı bir panel gereksinimi, hassas gözlük senkronizasyonu ihtiyacı. Stereo çıkışı, yayıcılar, BFI ve CRT Sim, stereo çiftinin nereden geldiğine bakılmaksızın aynı şekilde çalışır.