Как сделать очки с дисплеем
Обновлено: 06.07.2024
Проект представляет собой симуляцию виртуальной реальности при помощи шлема, собранного по специальной схеме из картона, оптических линз, магнита и застёжек-липучек, а также вставленного в него смартфона на операционной системе Android, iOS, или Windows Phone с заранее установленным приложением. Шлем можно собрать самостоятельно в домашних условиях либо купить уже готовый вариант непосредственно через сайт эксперимента[1]. Для более надёжного соединения с телефоном можно также прикрепить к шлему NFC-чип. Смартфон со встроенным магнетометром может реагировать на изменения магнитного поля. Приложение, анализируя данные с камеры мобильного телефона, магнетометра и акселерометра, симулирует эффект виртуальной реальности.
Компания Google предусмотрела создание своих приложений на базе этого проекта для сторонних разработчиков, для чего ею был создан Google Cardboard SDK
На данный момент в виртуальной реальности можно делать множество интересного при помощи вашего смартфона Android, iPhone или WP и гарнитуры-очков виртуальной реальности.
Устанавливайте игры и приложения виртуальной реальности! В играх мы можете испытать ощущения, побывать на аттракционах, поплавать под водой, полетать в космосе, прокатиться на скорости и многое другое, при этом обычно управление осуществляется лишь только поворотами Вашей головы, в некоторых играх необходимо подключить мини джойстик iCade. Приложения бывают самые разные, от виртуальных кинотеатров, до образовательных комнат.
Вы можете смотреть сферическое видео в 360 градусов, которое было снято на специальную камеру с полным обзором вокруг. Погружаясь в такие видео, Вы можете смотреть во все стороны и это поистине увлекательно!
Также Вы можете "гулять" по картам Google Maps в режиме Street View и посещать другие виртуальные туры в 360 градусов. Кроме этого Вы можете установить приложения дополненной реальности, сидеть в браузере, смотреть на мир через различные эффекты!
Google Cardboard своими руками
Для сборки Google Cardboard своими руками потребуется:
1. Кусок плотного картона. Гофрированный картон можно найти магазинах для дизайна и искусства. Для лучших результатов нужно приобрести тонкий (1,5 мм) прочный лист минимальным размером: 22х56 см. Такой картон еще используется в коробках производителями обуви.
2. Две линзы. Диаметр - 25 мм, фокусное расстояние линз для классического чертежа - 45 мм (5-7х увеличение). Для минимизации искажений по краям изображения мы рекомендуем приобрети двояковыпуклые линзы. Энтузиасты извлекают их из концелярских луп, которые продаются в хоз. магазинах и не только. (рекомендуются Durovis OpenDive Lens Kit).
3. Магниты. Для совершения простейших действий будет нужна система магнитов: неодимовый кольцевой и керамический дисковый. Диаметр
3мм. Если не найдете магниты, то не расстраивайтесь, они используются редко. Вместо магнитов Вы можете проделать отверстия для пальца сбоку или снизу.
4,5. Липучки и резинка. Для фиксации и закрепления смартфона потребуется резиновое кольцо и две небольших липучки для закрепления крышки
20х30 мм.
Минимальная длина резинки 8 см.
6. NFC-стикер. Для автозапуска приложений потребуется NFC-метка, но можно обойтись и без нее.
Как это выглядит:
Вот схема для печати на принтере:
Под картинкой источник с ПДФ файлом.
Также можно приобрести такие очки уже в сборе ил из фирменных материалов. В интернете огромное количество ресурсов и магазинов.
Как это работает?
В чем же суть Google Cardboard и как они работают?
Экран смартфона делится на две части, левая область для левого глаза, а правая, соответственно, для правого. Изображение слева захватывает большую часть картинки слева, а правое с правого. Таким образом симулируется 3D эффект, собственно так и устроено зрение человека, это если говорить поверхностно.
Для погружения в мир виртуальной реальности используются линзы, расстояние между ними и экраном составит около 5 сантиметров. Линзы не только уменьшат фокусное расстояние, позволяя снизить нагрузку на зрение, но еще и сужают поле зрения, что в нашем случае действует только на руку. Вот такая нехитрая схема. Единственное условие состоит в размере экрана гаджета. По версии Google «планшетофоны» не в моде, поэтому в Google Cardboard войдут только пятидюймовые смартфоны, диагональ 5.5 входит с трудом, а вот 4.5 просто выпадет.
Кстати, забыл упомянуть о том, что как только мы вставляем смартфон в очки, запускается фирменное приложение Google Cardboard (естественно, нужно заранее загрузить и установить программу). Происходит это с помощью NFC метки, закрепленной на внутренней стороне аксессуара. Еще из элементов на левом боку есть магнит, который, при наличии у смартфона магнитометра, может эмулировать нажатие.
Те, кто застал времена СССР или хоть чуть-чуть знают историю техники, могут сравнить Cardboard со стереодиаскопом. Смысл у приборов примерно схож.
Основным приложением для Google Cardboard является одноименная программа. Она собирает все установленные приложения, которые поддерживают работу с этим устройством.
Кроме того, у Google Cardboard есть шесть собственных VR приложений, идущих в комплекте с ней. Они очень просты и направлены на показ возможностей чудо-шлема.
My Videos – просмотр наших видеороликов. При просмотре контента создается ощущение кинозала, поскольку вокруг нас только огромный экран с запущенной записью. А еще есть Photo Sphere – прекраснейшие фотосферы, создать которые можно с помощью приложения для съемки фото Google Camera, а насладиться просмотром здесь.
Арно Атчимон описывает себя как человека, которому нравится строить ноу-хау-вещи и делиться ими с другими. «Цифровой дизайнер», например, устанавливает голосового помощника Алекса, который обычно находится дома в устройствах Amazon, таких как Echo 4, в повседневных предметах, таких как лампы для ванной.
AR-очки в духе Tilt Five
Атчимон назвал очки Tilt Five для AR-геймеров источником вдохновения для своего творения. Это часть набора настольных игр, в котором традиционный игровой процесс сочетается с дополненной реальностью. Встроенные в очки проекторы отображают анимированное трехмерное изображение на специально разработанном игровом поле.
Это создает динамичный игровой мир с анимированными персонажами и окружающей средой, как показано на видео выше. Поскольку очки дополненной реальности для настольных игр труднодоступны и, по его мнению, относительно дороги, изобретатель решил создать их сам. Атчимон называет свою дешевую альтернативу «cheApR».
Какая технология заложена в самодельных очках AR?
Как и в случае с Tilt Five, для очков AR требуется внешний плеер. Атчимон использует Mac с модифицированным программным обеспечением с открытым исходным кодом. Он обрабатывает данные о перемещении встроенного модуля MPU6050 и вместе с микроконтроллером ESP32 управляет отображением изображений на ЖК-дисплеях.
Это вся электроника, которая входит в очки AR с открытым исходным кодом. | Изображение: Арно Атчимон
Таким образом, очки изменяют перспективу объекта, когда их носители двигаются. Кроме того, cheApR распознает лица и маркеры AR в этой области. Все компоненты оправы очков создаются с помощью с 3D-принтера. Вся электроника расположена в небольшом корпусе прямо над линзами.
Изображение с двух ЖК-дисплеев проецируется на линзы наклонным зеркалом. | Изображение: Арно Атчимон
Здесь же расположены два ЖК-дисплея, изображения которых отражаются на линзы двумя зеркалами толщиной один миллиметр. Говоря о линзах: Атчимон полагается на обычные солнцезащитные линзы. Очки слегка изогнутой формы показали лучшие результаты в его тестах.
На что способны самодельные AR-очки?
Полный список деталей, включая ссылку для покупок и инструкции по сборке, можно найти на веб-сайте Instructables. Дополнительные файлы и программное обеспечение доступны для загрузки на Github .
Если вы думаете о создании своего собственного устройства и вас устраивают недорогие отдельные детали, не забывайте, что необходим 3D-принтер. Конечно, вы также можете арендовать 3D-принтеры вместо того, чтобы покупать собственное устройство.
В следующем видео Атчимон показывает, на что способен довольно громоздкий CheApR.
После просмотра видео, должно быть ясно, что cheApR не будет конкурировать с высокопроизводительными устройствами, такими как Hololens 2 и Nreal Light. Простые функции, такие как фильтры AR или наложения текста, вполне возможны. Кроме того, будет интересно посмотреть, что заинтересованная часть AR-сообщества еще может получить от работы Атчимона.
Австралиец, пропустивший раздачу первых 1500-долларовых Google Glass Explorer Edition, решил не дожидаться следующей партии Glass и своими руками собрал аналог волшебных очков Google. Получившееся он назвал Flass, такие себе псевдоцифровые очки (сочетание слов «fake» и «glass»).
О результате своего творчества парень по прозвищу Ash_Williams рассказал на австралийском форуме Overclockers. Копия выглядит хуже своего оригинала, но впечатляет не меньше. Автор работы заявляет, что сделал Flass с нуля.
Устройство работает от Android-смартфона Samsung Galaxy S i9000, который с помощью ТВ-выхода выводит изображение на изогнутый дисплей, приклеенный изолентой к обычным очкам. Дисплей для Flass был позаимствован у головной гарнитуры MyVu Crystal 701. Псевдоцифровые очки комплектуются Bluetooth-клавиатурой и наушниками.
Австралийцу практически удалось уменьшить микродисплей Flass до размеров дисплея очков Google. В отличие от оригинала, составные части устройства соединены проводами. На видео создатель называет свою поделку «забавной».
Пока управление Flass осуществляется с небольшой клавиатуры. Следующей своей задачей Ash_Williams считает встраивание в очки камеры и создание пользовательского интерфейса, подобного тому, который используют Google Glass.
В настоящее время находчивый австралиец работает над еще одной концептуальной моделью Flass, чей корпус распечатан на 3D-принтере. Он полагает, что это позволит улучшить внешний вид гаджета, носимого на голове.
Flass невозможно спутать с волшебными очками Google, но это вовсе не означает, что они не имеют права на жизнь. К тому же, они изготавливаются из доступных устройств и материалов. Вопрос лишь в том, не вредны ли такие очки для зрения.
В целом, Ash_Williams остался доволен полученным результатом:
Прикольно. Они выполняют свою работу.
Выходит, Google еще не успела полностью монополизировать рынок. Остались еще Кулибины в австралийских селеньях. А вам слабо нарушить гегемонию Google?
Как сделать очки виртуальной реальности самостоятельно? На этот вопрос можно ответить, увидев шлем Cardboard от Google. Его конструкция достаточно простая и состоит в основном из картона. Для создания подобных vr очков своими руками потребуется совсем немного времени.
Принцип действия вр очков
В основе устройства любых очков виртуальной реальности лежит главное условие стереоскопии – демонстрация отдельных изображений для каждого глаза. Это реализуется благодаря установке смартфона перед глазами на определенном расстоянии. При помощи линз, взгляд фокусируется на экране телефона, а перегородка закрывает соседнее изображение от левого и правого глаза.
Устройство очков виртуальной реальности для смартфона
Простыми словами, vr очки – это коробка с отсеком для смартфона и двумя линзами. Кажется, такую конструкцию не сложно сделать в домашних условиях.
Что потребуется для создания очков vr для смартфона в домашних условиях?
Смартфон
Еще одним важным условием является производительность смартфона и наличие датчиков движения. Они позволяют отслеживать положение головы во время просмотра vr контента. Минимальные и оптимальные параметры телефона указаны в таблице.
| Параметры телефона | Оптимальная совместимость с VR | Нормальная совместимость с VR |
| Диагональ экрана | 5-5.7 дюймов | 4-5.7 дюймов |
| Разрешение экрана | 1080×1920 (full HD) и выше | 720×1280 (HD) |
| Процессор | Quad-core 1,6 GHz и выше | Требуется тестирование |
| Датчики | Акселерометр, Гироскоп | Акселерометр, Гироскоп |
Самый простой способ проверить смартфон – установить любое приложение виртуальной реальности из маркета и попробовать работоспособность акселерометра и гироскопа на практике.
Шаблон vr очков
Шаблон в формате PDF можно скачать по ссылке.
Шаблон vr очков
Элементы корпуса очков разделены на несколько частей. Это сделано для возможности печати на домашнем принтере.
Картон – материал для корпуса
Если делать вр очки для смартфона своими руками, нужно определиться с материалом. Он должен быть достаточно жестким, но в то же время хорошо гнуться. Больше всего подходит плотный картон толщиной 1-2 миллиметра. Лист твердого картона можно взять от упаковочной коробки или приобрести отдельно в канцелярском магазине. Количество картона должно хватать для наклейки трех листов формата A4.
Не используйте многослойный картон, он чаще всего слишком мягок и сильно деформируется при изгибах.
Картон для сборки корпуса очков
Картон, можно заменить листом жесткого пластика, например, от папки для бумаг.
Инструменты для вырезания
Можно использовать обыкновенные ножницы. Но лучше всего воспользоваться канцелярским ножом. С помощью ножа и линейки резать картон намного легче, а разрез получится значительно ровнее.
Крепежные материалы
Некоторые части виртуальных очков нужно будет скрепить между собой. Для надежности будем использовать клей (например, ПВА) и степлер со скобами размера 26/6.
Линзы
Можно ли сделать очки виртуальной реальности без линз
Самый сложный элемент в конструкции — это, конечно, линзы. Сразу возникает вопрос, можно ли сделать виртуальные очки без них? К сожалению, нет. Без линз глаз не способен сфокусироваться на изображении вблизи. В этом можно убедиться, попробовав прочитать текст на расстоянии в пять сантиметров. Это просто невозможно.
Самодельные линзы для vr очков
Для vr шлема необходимы двояковыпуклые линзы. Их можно сделать своими руками из пластиковой бутылки. Инструкция вкратце:
- Вырезать из закругленного места бутылки (возле горлышка) две окружности диаметром 25 миллиметров.
- Склеить окружности между собой клеем или спаять при помощи паяльника.
- Заполнить полученную линзу водой шприцем с иглой и заклеить место прокола.
Края линзы должны быть надежно проклеены, чтобы вода не проступала наружу. Старайтесь заполнить емкость водой полностью, без воздушных пузырьков.
Где можно купить готовые линзы для шлема Google Cardboard
Где взять качественные линзы для vr очков? Если вы не хотите делать линзы самостоятельно, их можно купить на Aliexpress. Для нашего шаблона понадобятся линзы диаметром 25 миллиметров.
Пошаговая инструкция как сделать очки виртуальной реальности своими руками
Печать шаблона для вырезания vr очков.
В первую очередь нужно напечатать чертеж, напоминающий Google Cardboard, который мы скачали по ссылке. Для печати потребуется бумага формата A4, а именно три листа.
Далее мы будем наклеивать распечатанные эскизы на картон, поэтому лучше всего использовать самоклеящиеся листы. Но если таких нет, можно воспользоваться любым клеем для бумаги.
После наклейки дождемся полного высыхания и можно приступать вырезанию всех элементов вр очков.
Вырезание деталей
Из полученного шаблона для очков виртуальной реальности необходимо вырезать все детали. Как это сделать решайте сами. Но самый удобный способ – канцелярский нож и линейка. Прикладывая линейку к краям, плотно прижимаем ее к картону и вырезаем отрезок за отрезком.
При использовании канцелярского ножа будьте предельно аккуратны. Используйте поверхность, которую не страшно поцарапать.
Это очень кропотливая работа, т.к. нужно вырезать много мелких деталей и отверстий. В некоторых случаях все же потребуется применение небольших ножниц.
В результате из трех частей шаблона мы получим набор необходимых деталей для сборки корпуса очков.
Как собрать корпус vr очков
Шаг 1
Перед сборкой наметим изгибы на вырезанных картонных деталях. Воспользуемся линейкой — прикладываем ее к линии и загибаем картон в нужную сторону. Направление и линии изгибов для каждой детали видны на фотографиях ниже.
Шаг 2
Вставим линзы в вырезанную картонную конструкцию с третьего листа шаблона. Окуляры размещаются в средней части детали.
Есть линзы, у которых выпуклость с обеих сторон разная. От того как установить линзу зависит фокусное расстояние. Поэтому заранее определитесь какой именно вариант подходит для ваших глаз.
Две боковых стороны загибаются в разные стороны и таким образом фиксируют линзы с помощью специальных бортиков. Для надежности, можно скрепить сделанную маску клеем.
Шаг 3
Теперь можно приступать к сборке корпуса очков. Большая деталь из первого листа – эта верхняя часть. Вставим в нее маску с линзами и перегородку (маленькая деталь – лист №2) как показано на картинке.
Затем переворачиваем всю конструкцию и совмещаем ее с крупной деталью с листа №2 при помощи пазов.
Устанавливаем левую боковину.
Шаг 4
Скрепляем все детали между собой при помощи клея и степлера. Обрезаем вытирающие из пазов части. На перегородке их лучше загнуть и прикрепить скобами. Это значительно усилит конструкцию.
Склейка и крепление деталей
Добавляем по бокам оставшиеся прямоугольники из картона для того, чтобы скрыть места фиксации.
Шаг 5
Прикладываем смартфон к очкам и загибаем крышку отсека по толщине вашего телефона.
Загиб крышки отсека для смартфона
Остается только придумать как крышка будет фиксировать, чтобы телефон не выпадал. Это можно сделать, например, с помощью магнитов или обыкновенной резинки. Но мы будем использовать текстильную застежку – липучку для одежды. Ее нужно приклеить в месте прилегания крышки к корпусу vr очков.
На этом сборка шлема виртуальной реальности из картона подходит к концу. Для удобства можно прикрепить резинку, чтобы фиксировать очки на голове. Но это совсем не обязательно, т.к. достаточно держать Cardboard во время просмотра в руках как бинокль.
Вот что у нас получилось:
Посмотреть VR очки из картона в формате 360
Как работает шлем виртуальной реальности для смартфона
Теперь разберемся как использовать очки виртуальной реальности, которые мы сделали своими руками. Тут все просто.
Закачаем в телефон игру для vr, например, VR X-Racer. Запускаем приложение и устанавливаем смартфон в отсек шлема. Теперь вращая головой, мы можем управлять летательным аппаратом, уворачиваясь от различных препятствий.
В маркете можно найти большое разнообразие игр и приложений для виртуальной реальности на любой вкус.
Выводы
В этой статье мы разобрали подробную пошаговую инструкцию по созданию vr очков своими руками. Теперь каждый сможет собрать очки виртуальной реальности из картона в домашних условиях и наслаждаться виртуальными мирами.
Читайте также: