Sovelluskehitys XR-laitteille

XR-laitteille voidaan kehittää sovelluksia käyttäen samoja teknologioita, joilla kehitetään videopelejäkin. XR-laitteille kehitetyt sovellukset eroavat kuitenkin perinteisistä pelinkehityksen teknologioilla tuotetuista sovelluksesta monilta osin. Suurimmat erot perinteiseen pelinkehitykseen tulevat siitä, miten käyttäjä näkee digitaalisen informaation ja miten hän on interaktiossa sen kanssa. Alla on listattu kunkin teknologian mahdollisuuksia ja rajoitteita sovelluskehityksen näkökulmasta.

Virtuaalitodellisuus (VR)

VR-sovelluksissa käyttäjä näkee pelkästään virtuaalimaailman ja pystyy myös liikkumaan virtuaalimaailmassa liikkumalla oikeassa maailmassa. Lisäksi VR-laitteet seuraavat käyttäjän käsissä olevia ohjaimia ja/tai käyttäjän käsiä. Niistä saatavaa informaatiota, kuten sijaintia ja asentoa, voidaan hyödyntää visualisoimaan käyttäjän kädet tai ohjaimet sovelluksessa. Näin saadaan luotua immersiivisempiä sekä realistisempia interaktioita käyttäjän ja virtuaalisten sisältöjen välillä. Jotkut VR-lasit tukevat myös muita edistyksellisiä ominaisuuksia, kuten silmien, suun ja kehon seurantaa.

VR-laseja on kahdenlaisia: tietokoneeseen liitettäviä sekä itsenäisesti toimivia.

• Itsenäisesti toimivissa VR-laseissa oma akku virran syöttämiseen, ja kaikki laskenta tapahtuu laseissa itsessään, joten niitä voidaan käyttää helposti useissa erilaisissa kohteissa. Johdottomuus mahdollistaa paremmin myös sellaisten sovellusten tekemisen, joissa käyttäjän pitää liikkua paljon fyysisesti. Itsenäisesti toimivissa VR-laseissa on kuitenkin rajallinen suorituskyky, joten ne eivät sovellu hyvin sellaisiin käyttökohteisiin, joissa tarvitaan korkealaatuista 3D-grafiikkaa tai realistista simulaatiota. Osa itsenäisesti toimivista VR-laseista on myös mahdollista liittää tietokoneeseen, jolloin niillä voidaan käyttää myös tietokoneelle tehtyjä VR-sovelluksia.

• Tietokoneeseen liitettäviä VR-laseja käytettäessä itse sovellus ajetaan tietokoneella. Tämä tarkoittaa sitä, että VR-lasit tulee liittää tietokoneeseen laseista riippuen joko langattomasti tai johdolla. Koska lasit tarvitsevat toimiakseen tietokoneen, rajoittaa se laitteiden käyttöä etenkin sellaisissa käyttötapauksissa, joissa käyttäjän pitää liikkua paljon fyysisessä maailmassa. Tietokoneelle kehitetyissä VR-sovelluksissa voidaan kuitenkin hyödyntää tietokoneen laskentatehoa realistisemman grafiikan ja simulaation aikaansaamiseen. Tietokoneeseen voidaan liittää myös monenlaisia lisälaitteita, kuten ratti ja polkimet. Näin voidaan lisätä sovellukseen ominaisuuksia, joita pelkät VR-lasit ohjaimineen eivät pysty tarjoamaan. Tästä syystä tietokoneeseen liitettävät VR-lasit soveltuvat erittäin hyvin sellaisiin käyttötapauksiin, joissa pyritään maksimaaliseen todentuntuisuuteen, kuten simulaattoreihin.

Lisätty todellisuus (AR)

AR-sovelluksissa käyttäjä näkee virtuaalisia sisältöjä todellisessa ympäristössään. Sovellus tietää AR-laitteen sijainnin ja asennon suhteessa ympäristöön, ja tätä informaatiota hyödyntämällä pystytään virtuaalinen informaatio ankkuroimaan paikalleen käyttäjän ympäristöön. Sisältöjen ankkurointiin on erilaisia tapoja, ja käytettävissä olevat ominaisuudet riippuvat laitteella ja valitulla sovellusalustalla saatavilla olevista ominaisuuksista.

AR-laitteet voidaan karkeasti jakaa kahteen kategoriaan: älypuhelimet ja AR-lasit.

• Älypuhelimet ovat selkeästi yleisin AR-laitemuoto, sillä AR-sovelluksia voidaan käyttää suurimalla osalla markkinoilla olevista älypuhelimista. Älypuhelinten AR-ominaisuuksissa ja suorituskyvyssä tosin on huomattavia eroja, joten kehitettäessä AR-sovellusta älypuhelimelle on hyvä ottaa huomioon sovelluksen vaatimukset ja miettiä, onko sovelluksen oletetulla kohderyhmällä laitteissaan kaikki tarvittavat ominaisuudet ja riittävä suorituskyky sovelluksen käyttämiseen.

• AR-laseja käytettäessä virtuaalinen informaatio piirretään laseissa olevalla näytölle älypuhelimen näytön sijaan. Tämä on hyödyllistä etenkin, jos AR-sovelluksen pääasiallinen tarkoitus on tarjota käyttäjälle lisäinformaatiota hänen tehdessään jotakin toimenpidettä, kuten korjausta tai asennusta. Koska AR-lasit ovat hyvin kevyitä ja pieniä, on niissä vielä toistaiseksi hyvin rajallinen suorituskyky, mutta osa markkinoilla olevista AR-laseista mahdollistaa yhdistämisen älypuhelimeen tai erilliseen omalla akulla varustettuun laskentayksikköön paremman suorituskyvyn ja lisäominaisuuksien tarjoamiseksi.

Yhdistetty todellisuus (MR)

MR-sovelluksissa käyttäjä näkee AR-sovelluksen tavoin virtuaaliset sisällöt ankkuroituna käyttäjän ympäristöön, mutta AR-ominaisuuksien lisäksi sovellus on myös tietoinen käyttäjän ympäristöstä, kuten ympäristön muodoista ja valoisuudesta. Jotkut MR-laitteet tarjoavat myös semanttista informaatiota sovellukselle, kuten tietoa siitä missä tilassa olevat pöydät, tuolit, lattiat, seinät ja katot sijaitsevat, sekä minkä muotoisia ne ovat. Näin pystytään luomaan sovelluksia, joissa virtuaalinen sisältö on interaktiossa fyysisen ympäristön kanssa.

MR-laitteet voidaan jakaa kahdentyppisiin: VR-lasityyppisiin ja AR-lasityyppisiin.

• VR-lasityyppiset MR-laitteet ovat käytännössä VR-laitteita, joihin on asennettu kamerat ja sensorit fyysisen maailman informaation keräämistä varten. Tämän tyyppisissä MR-laseissa käyttäjä näkee fyysisen maailman laitteessa olevien kameroiden tuottaman videokuvan avulla. Nämä lasit soveltuvat parhaiten sellaisiin sovelluksiin, joissa virtuaalinen sisältö ja siihen liittyvä toiminta on pääosassa, mutta täysin virtuaalisen kokemuksen sijaan halutaan virtuaalinen sisältö tuoda käyttäjän kanssa samaan fyysiseen tilaan. Lisäksi teknologia mahdollistaa sellaisten monen käyttäjän sovellusten rakentamisen, joissa useampi käyttäjä on samassa fyysisessä tilassa interaktiossa saman virtuaalisen sisällön kanssa. VR-lasityyppisissä MR-laitteissa on myös parempi suorituskyky kuin AR-lasityyppisissä MR-laitteissa, joten ne soveltuvat paremmin sovelluksiin, joissa vaaditaan korkeampaa graafista laatua ja realistisempaa simulaatiota.
• AR-lasityyppiset MR-laitteet ovat kokoluokaltaan AR-laseja suurempia, mutta VR-laseja pienempiä, ja VR-lasityyppisten laitteiden tapaan ne hyödyntävät kameroita ja sensoreita fyysisen maailman informaation keräämistä varten. Käyttäjä näkee AR-lasien tapaan virtuaalisen informaation heijastettuna laseissa olevaan näyttöön, joten hän näkee virtuaalisesta informaatiosta vain rajatun alueen kerrallaan. Kompaktimman kokonsa vuoksi näissä laseissa on myös VR-lasityyppisiä MR-laitteita heikompi suorituskyky. Näistä syistä AR-lasityyppiset MR-laitteet soveltuvatkin parhaiten sellaisiin sovelluksiin, joissa fyysisessä maailmassa toimiminen on pääasiassa, mutta käyttäjän ympäristöstä kerätyllä informaatiolla ja ympäristöön ankkuroidulla virtuaalisella sisällöllä tuodaan käyttäjälle lisäinformaatiota, joka auttaa häntä ympäristössä toimiessa.