Al decennialang wordt er gesproken over virtual reality (VR), een technologie die het mogelijk maakt om virtuele werelden te ervaren alsof je er zelf deel van uitmaakt. Tot op heden waren er echter twee belangrijke bottlenecks bij het realiseren van VR: rekenkracht en een gebrek aan goede cq. betaalbare headsets. Processor power is het probleem niet meer en met de aanstaande introductie van de Oculus Rift virtual reality-headset lijkt ook de tweede bottleneck opgelost te worden. De bètaversie van de Rift die sinds enkele maanden verkrijgbaar is geeft in ieder geval een overtuigend kijkje in de toekomst van virtual reality.  De term 'virtual reality' stamt al uit 1938, en werd bedacht door Antonin Artaud, een Franse schrijver en acteur die in zijn boek The Theatre and Its Double over een virtueel theater schreef, waarin fictieve acteurs optraden. Later werd de term van zijn huidige, meer materiële betekenis voorzien door Jaron Lanier, de directeur van een bedrijf dat zich al in 1980 bezig hield met het ontwikkelen van 3D simulatiesystemen. Een typische virtual reality-setup bestaat uit een krachtige computer, een head-mounted display (HMD) die stereoscopische 3D beelden kan weergeven, sensoren die de hoofdbewegingen van de drager detecteren en één of meerdere invoersystemen zoals handschoenen met sensoren of andere bewegingssensoren. Doordat je echt om je heen kunt kijken en met de virtuele omgeving kunt interacteren wordt de illusie van aanwezigheid gecreëerd. Lange tijd was VR het domein van wetenschappers en militairen met krachtige computers en een flink budget voor de headsets. Maar consumentencomputers worden ook steeds krachtiger, de gemiddelde gamer beschikt over een systeem dat met gemak complexe 3D-werelden kan renderen. Maar de hardware om die werelden ook in 3D te zien is er niet, of beter gezegd: niet betaalbaar. Dat is waar de Amerikaan Palmer Luckey met zijn bedrijf Oculus VR verandering in wil brengen.

Ontstaan van Oculus VR

De 21-jarige Luckey is al sinds zijn jeugd gek van VR en naar eigen zeggen bezit hij de grootste privécollectie van virtual reality-headsets ter wereld. Hij vroeg zich ruim een jaar geleden af waarom er anno 2012 eigenlijk geen betaalbare VR-bril was en besloot om hier verandering in te brengen. En met succes: via een Kickstarter-campagne haalde hij 2,4 miljoen dollar op voor de ontwikkeling van een betaalbare virtual reality-headset, die de naam 'Oculus Rift' kreeg. Het bedrijf kreeg nog eens een extra boost toen bekend werd gemaakt dat werd het team versterkt zou worden door John Carmack, een legende in de wereld van 3D-gaming door zijn betrokkenheid bij games als Doom en Quake. Het filmpje waarin Palmer Luckey vertelt over zijn droom: het ontwikkelen van een betaalbare virtual reality-headset Inmiddels zijn we alweer ruim een jaar en twee financieringsrondes verder, waarbij in totaal nog eens 91 miljoen dollar aan risicokapitaal is opgehaald. Dat geld is niet alleen nodig om de hardware te ontwikkelen, maar ook om verder onderzoek te doen naar het voorkomen van virtual reality sickness (simulatorziekte) - het fenomeen dat sommige mensen die een VR-bril opzetten binnen de kortste keren misselijk worden - en het ontwikkelen van development tools en een gezonde community van ontwikkelaars. Om VR echt succesvol te maken is er naast hardware uiteraard ook voldoende content nodig - games, simulaties, etc - die optimaal gebruik maakt van de mogelijkheden die een headset als de Oculus Rift biedt. Om zoveel mogelijk ontwikkelaars enthousiast te krijgen voor de Oculus Rift hanteert het bedrijf een slimme strategie: al sinds enige maanden is er een zogenaamde Developer Kit te verkrijgen, een bètaversie van de Oculus Rift die ontwikkelaars kunnen gebruiken om hun games en andere programma's geschikt te maken voor virtual reality. Die Dev Kit, zoals de set ook wel genoemd wordt, bestaat uit een headset, wat kabels en een speciaal kastje dat tussen computer en headset wordt aangesloten. De Dev Kit is al ruim 40.000 keer verkocht en er is dan ook al een hele schare ontwikkelaars bezig om VR applicaties te maken, tot aan de NASA aan toe.

Eerste indruk van de Oculus Rift Dev Kit

Gezien het potentieel van VR en het wearable karakter van de Rift besloot ik om ook een exemplaar van de Dev Kit aan te schaffen. Enkele weken na het overmaken van 300 dollar werd de set eind vorig jaar afgeleverd en kon het experimenteren beginnen. Voor een product dat nog in ontwikkeling is ziet de Dev Kit er al behoorlijk uitontwikkeld uit; het geheel wordt geleverd in een nette koffer en ook de hardware zelf ziet er bijna uit alsof je het gewoon in de winkel zou kunnen kopen. De Rift zelf doet nog het meeste denken aan een zwarte en hoekige skibril. Niet bepaald fashionable, maar wel nieuwsgierig makend. [caption id="attachment_1671" align="alignnone" width="640"] De headset van de Dev Kit (foto: (cc) Sebastian Stabinger, 2013)[/caption] Voor het weergeven van 3D beeld met een grote kijkhoek moeten er wel wat optische trucs uitgehaald worden. En dit is waar Oculus VR zijn expertise toont: in de bril wordt gebruik gemaakt van een standaard 7" LCD scherm met een resolutie van 1280x800 pixels, maar door speciale lenzen toe te passen krijgt elk oog een deel van het beeld te zien. Dat beeld is dusdanig gekromd (tonvormige vertekening) dat in wisselwerking met de optiek er voor het oog een brede kijkhoek van meer dan 90 graden horizontaal ontstaat, en dat is essentieel voor het creëren van de illusie dat je echt in een andere wereld zit. [caption id="attachment_1676" align="alignnone" width="640"] Hier is goed te zien hoe het beeld eigenlijk kussenvormig vertekend is (foto: Wiebe de Jager)[/caption] Als je de headset draagt dan zitten de lenzen behoorlijk dicht op je ogen. Dat is wel een nadeel, want de lenzen worden al gauw vettig doordat je wimpers de lenzen raken. Het is dan ook niet voor niets dat Oculus een brillendoekje meelevert. Verder bevat de kit nog twee andere sets met lenzen, speciaal voor brildragers met een positieve of negatieve correctie. Verder bevat de kit alle snoeren die nodig zijn om de Rift op je laptop of dekstop aan te sluiten via een HDMI of DVI-uitgang. Er is ook voorzien in een USB-kabel en een adapter die het meegeleverde kastje (met daarop knoppen om de helderheid en het contrast van het VR-display te regelen) van stroom voorziet. [caption id="attachment_1667" align="alignnone" width="640"] De speciale lenzen in de Oculus Rift Dev Kit (foto: Wiebe de Jager)[/caption] In de headset zijn bewegingssensoren, gyroscopen en magnetometers ingebouwd, die de stand van je hoofd meten en de gegevens realtime via de USB-kabel doorgeven aan de computer. Op het moment dat je je hoofd beweegt krijgt de computer een seintje en past daarop het beeld aan. Daardoor kun je net als in de echte wereld naast je of omhoog en omlaag kijken, wat de illusie van aanwezigheid geeft. Momenteel wordt alleen het draaien (rotatie) van het hoofd gedetecteerd, nog geen detectie van zijdelingse beweging dus.

Virtuele achtbaan: zeer overtuigend

Op internet circuleren talloze hilarische filmpje van mensen die voor het eerst een Oculus Rift dragen en vervolgens een rondje in een virtuele achtbaan maken. Hun reacties spreken boekdelen: deze technologie zet je letterlijk op het verkeerde been. Waarschijnlijk is de Rift Coaster dan ook de meest gedownloade demo van het moment. Helaas is die niet beschikbaar voor de Mac waarop ik wilde testen, dus ging ik op zoek naar andere achtbaandemo's die wel geschikt zijn voor de Mac. Toevallig heeft een Nederlands bedrijf ook een aantal virtuele achtbanen ontwikkeld en die in zowel een Windows- als een Macversie beschikbaar gemaakt. Hilarische reacties van mensen die voor het eerst een Oculus Rift uitproberen Het moment dat je voor het eerst de Rift opzet en zo'n achtbaan opstart is te vergelijken met de eerste email die je verzond, of het moment dat je voor het eerst een CD zag, of die keer dat je voor het eerst een smartphone in handen kreeg: je weet instinctief dat dit bijzonder is en het de wereld gaat veranderen. De beleving van diepte is zoveel intenser dan 3D in de bioscoop en het feit dat de virtuele wereld om je heen meedraait met je hoofd maakt dat je echt het gevoel hebt elders te zijn. Je zintuigen weten daarom niet wat ze meemaken: het is lastig om rechtop te blijven staan terwijl je de virtuele loopings ondergaat of allerlei tunnels in en uit zoeft. Dit wow-effect was aanwezig bij iedereen die ik de Rift liet ervaren. En sommige mensen werden inderdaad al na enkele minuten flink misselijk. Maar ondanks dat was iedereen unaniem in hun conclusies: 'deze bril is revolutionair', 'dit is echt een unieke ervaring', 'gaming zal nooit meer hetzelfde zijn'. Kinderen aan wie ik de bril liet zien wilden er gelijk één hebben voor hun verjaardag: 'dit is pas cool!'. [caption id="attachment_1678" align="alignnone" width="640"] Het wow-effect (foto: Wiebe de Jager)[/caption] Het is dan ook niet gek dat vooral uitgevers van games momenteel warmdraaien voor virtual reality: games worden met een bril als dit meer immersive dan ooit mogelijk was. 3D-games als Grand Theft Auto, World of Warcraft, Battlefield en Call of Duty zijn nu al goed voor miljardenomzetten en virtual reality voegt letterlijk een extra dimensie toe aan deze games. Daarnaast zijn er talloze andere toepassingen te bedenken voor virtual reality: denk aan simulaties, virtuele concerten, 3D films waarin je om je heen kunt kijken, trainingen om van angststoornissen af te komen, virtuele museums en jawel, erotiek. Via share.oculusvr.com en RiftEnabled krijg je al snel een eerste idee van hetgeen we kunnen verwachten zodra virtual reality gemeengoed wordt. Maar dit is nog maar het topje van de ijsberg, want net zoals bij de App Store van Apple het geval was kon niemand aanvankelijk voorspellen hoeveel creativiteit er los zou komen bij ontwikkelaars. Waar nu achtbanen en voorbeelden van first person shooters domineren kan dat over enkele maanden totaal anders zijn. Het programmeren van VR applicaties vraagt bovendien specifieke aanpassingen, zo wordt het ineens belangrijk om rekening te houden met de virtuele lengte van de speler en het zal nog wel even duren voordat ontwikkelaars alle aspecten van virtual reality in de vingers krijgen. Een wat serieuzere VR-toepassing: een virtueel museum (ontwikkeld door ArchiVision i.s.m. Europeana)

Beperkingen van de Dev Kit

De eerste ervaringen met de Dev Kit zijn weliswaar behoorlijk overtuigend, maar er zijn ook een aantal belangrijke beperkingen te noemen van de Oculus Rift in zijn huidige vorm. Zoals de resolutie, die te laag is (640x800 pixels per oog) om echt een realistische wereld met veel details neer te zetten. Bovendien zie je een hinderlijk zwart raster tussen de pixels. Verder is de optiek niet echt prettig, je moet de lenzen continu schoonmaken doordat ze erg dicht op je ogen zitten. En ook is al is de kijkhoek erg breed, je hebt toch nog het idee dat je door een skibril naar de virtuele omgeving zit te kijken. Daarnaast is de kabelsalade niet echt praktisch, vooral niet als je veel om je heen kijkt. [caption id="attachment_1677" align="alignnone" width="640"] De afzonderlijke pixels zijn goed te zien (foto: Wiebe de Jager)[/caption] Dan is er nog het punt van de latency, en dat vereist wat nadere uitleg. Latency is de vertraging die optreedt tussen het bewegen van het hoofd en het hierop aanpassen van het beeld. Hoe kleiner die vertraging is, hoe realistischer de virtuele wereld aandoet. En ook al gaat dit maar om milliseconden, problematisch is het aantal factoren dat latency veroorzaakt: de tijd die de sensoren nodig hebben om een beweging te detecteren, vervolgens de fractie van een seconde die de computer nodig heeft om deze verandering te verwerken, dan moet de grafische processor een nieuw 3D beeld berekenen, dat moet vervolgens door het LCD-scherm weergegeven worden, waar ook een kleine vertraging optreedt. Een optelsom van vertragingen dus die over de hele linie geminimaliseerd moeten worden. Zelf merkte ik hoe belangrijk deze factor is toen ik één van de achtbaandemo's op een zeer krachtige PC bekeek. Tot die tijd draaide ik alle Oculus Rift programma's op mijn MacBook Pro 13" van eind 2013, die over een redelijk krachtige Intel Iris geïntegreerde grafische processor beschikt. Maar een systeem met een krachtige Nvidia GPU aan boord is toch van een andere klasse en kan het 3D beeld sneller genereren. Daardoor kwam het achtbaaneffect veel sterker over en was het écht schier onmogelijk om recht op de benen te blijven staan. Krachtige hardware brengt de latency dus flink omlaag, en de framerate omhoog. Dat vertaalt zich in een veel sterkere VR-beleving, en minstens net zo belangrijk: je hebt minder snel last van virtual reality-sickness.

Conclusie: de doorbraak van virtual reality is aanstaande

Het lijkt erop dat alle bovengenoemde punten in de consumentenversie van de Rift, die eind die jaar op de markt moet verschijnen, aangepakt zijn. Sowieso wordt de resolutie van het LCD-scherm flink hoger, minimaal 1080p en misschien nog wel meer. Daarnaast zullen er head tracking-sensoren worden toegepast die nog een slag sneller zijn, en zal er naast rotatie ook zijdelingse beweging worden opgemerkt (het heen en weer bewegen van je hoofd vertaalt zich nu nog niet in een ander perspectief). Verder is er sprake van dat de uiteindelijke headset misschien draadloos is en zelfs door een smartphone aangestuurd kan worden. Het idee daarbij is dat een smartphone goed is voor een vrij basic VR-beleving (denk aan het bekijken van een film in een virtuele bioscoop), en dat er met krachtige computers en laptops uitgebreidere virtuele werelden getoond kunnen worden. [caption id="attachment_1669" align="alignnone" width="640"] Zo gaat de consumentenversie van de Oculus Rift er wellicht uitzien (afbeelding: Oculus VR)[/caption] Dat alles wil Oculus VR voor een betaalbare prijs op de markt brengen: gesproken wordt over een verkoopprijs van circa 300 dollar, voor dat bedrag komt de Rift zeker binnen handbereik van veel consumenten. Ik acht het daarom erg waarschijnlijk dat Oculus inderdaad gaat zorgen voor een brede acceptatie van virtual reality, precies zoals Palmer Luckey het voor zich zag. Zeker gezien het feit dat de Dev Kit - ondanks zijn beperkingen - al zo overtuigend werkt. 2014 lijkt daarom het jaar te worden waarin virtual reality eindelijk doorbreekt en dat zal mede tot gevolg hebben dat ook andere partijen VR-headsets gaan ontwikkelen: Apple heeft al patenten op dit vlak en inmiddels heeft een bedrijf genaamd Avegant een concurrent voor de Rift aangekondigd. In het kielzog van Oculus VR en consorten zullen talloze andere bedrijven proberen een graantje meepikken van de VR-revolutie. Uiteraard zijn daar de ontwikkelaars van VR-content, maar er zal ook een brede range van hardware beschikbaar komen om de illusie van virtuele aanwezigheid nog sterker te maken. Denk aan handschoenen en andere sensoren (zoals Kinect, de Razer Hydra en binnenkort het STEM System van Sixense) die je bewegingen vertalen naar beweging in de virtuele wereld,  loopbanden die je in staat stellen om rond te wandelen in cyberspace of pakken die je de inslag van virtuele kogels laten voelen. Een heel ecosysteem van VR-apparatuur dus. Een veelbelovende accessoire voor de Oculus Rift: de Virtuix Omni Als je echt niet kunt wachten totdat de Oculus Rift in een consumentenversie op de markt komt, dan is de Dev Kit zeker geen miskoop. De bètaversie van de headset laat je prima zien wat er met VR mogelijk is. Je hebt wel een krachtige computer met een snelle grafische kaart nodig om een goede ervaring te realiseren. Bedenk ook dat nog lang niet alle games VR ondersteunen en dat de hardware van de Dev Kit zijn beperkingen kent. Als dat een probleem voor je is dan kun je beter nog een paar maanden wachten op de officiële versie van de Rift. Bestellen: Oculus Rift Developer Kit ($300 zonder verzendkosten)   Voetnoot: ligt virtual reality-verslaving op de loer? Je kunt nu al voorzien dat virtual reality voor een flinke verandering in de wereld van gaming gaat zorgen, en ook de filmindustrie zou wel eens kunnen gaan veranderen door VR. Nu al zijn er demo's waarin je een stukje film kunt zien alsof je een van de acteurs bent, en zelf kunt bepalen waar je naar kijkt. Voor je omgeving is VR echter niet bepaald gezellig, want ook al zit je fysiek in dezelfde ruimte, op het moment dat je de Rift draagt ben je echt in een andere wereld en maak je geen deel meer uit van de sociale setting waar je je op dat moment in bevindt. Dat was met tablets en smartphones ook al het geval, maar met VR is dit nog eens vele malen erger. Problematischer is het gevaar van VR-verslaving, iets waar in 1990 al over geschreven werd. Want als de virtuele wereld om wat voor reden dan ook aantrekkelijk is dan de echte wereld, dan is de kans groot dat er vele mensen zijn die zich liever in een virtuele wereld bevinden dan in de realiteit, met alle gevolgen van dien. Huidige vormen van internetverslaving, gameverslaving en pornoverslaving zijn misschien niets vergeleken met vormen van virtual reality-verslaving, iets waar we in de nabije toekomst zeker mee te maken gaan krijgen. Ik zie dan ook uit naar het eerste wetenschappelijke onderzoek naar iets wat ik VRslaving zou willen noemen.