← Zpět na přehled MVT
MVT • Moderní vizualizační technologie

Virtuální realita

Principy, hardware, vnímání, prostorová rozhraní a vývojové nástroje

Petr Pauš
Přehled přednášky

Obsah

01 • Fundamenty

Pojmy & Kontinuum

Co je to VR, Milgramovo kontinuum, XR, 3-DoF vs. 6-DoF, optika a latence.

02 • Percepce

Vnímání & Fyziologie

Immersion vs. Presence, multimodální vnímání (Birdly), kinetóza a VAC konflikt.

03 • Interakce

Uživatelské rozhraní

HCI ve 3D, Gulf of execution, 2D vs. diegetické 3D UI, manipulace a lokomoce.

04 • Standardy

Vývoj & OpenXR

Sjednocení API přes OpenXR, herní enginy (Unity, Unreal, Godot), WebXR a Resonite.

05 • Praxe

Aplikace v praxi

Vědecká vizualizace dat, medicína, CAD/BIM v měřítku 1:1, krizové simulace.

06 • Hardware

Evoluce headsetů

PC VR (Vive, Rift, Index), Standalone (Quest 1–3), PS VR 1 & 2 a Apple Vision Pro.

Fundamenty • Definice

Co je to Virtuální realita?

Virtuální realita (VR) je interaktivní, počítačem generované trojrozměrné prostředí (syntetický svět), které v reálném čase reaguje na podněty uživatele a stimuluje jeho smysly tak, aby vyvolalo pocit fyzické přítomnosti.

  • Klíčové charakteristiky:
    Generování v reálném čase (minimálně 72–120 snímků za sekundu).
    Stereoskopické zobrazení odpovídající pozici obou očí (binokulární disparita).
    Sledování hlavy s minimální latencí (Head-tracking 6 DoF).

Triáda VR dle Grigore Burdea
(I³ Triangle)

1. Immersion (Ponoření):
Technologická izolace a stimulace smyslů.
2. Interaction (Interakce):
Možnost manipulovat s objekty a měnit stav světa v reálném čase.
3. Imagination (Představivost):
Kognitivní schopnost mozku uvěřit novému prostředí a řešit v něm úkoly.
Fundamenty • Pojmový rámec

Milgramovo kontinuum (XR / MR / AR / VR)

Paul Milgram a Fumio Kishino (1994) definovali plynulý přechod mezi reálným a plně virtuálním světem:

Reálné prostředí
Fyzický svět bez syntetických prvků.
Rozšířená realita (AR)
Digitální 2D/3D objekty promítané do reálného světa (opticky nebo kamerou).
Rozšířená virtualita (AV)
Virtuální svět obohacený o reálné fyzické objekty a osoby (video streams).
Virtuální realita (VR)
Plně syntetické prostředí zcela izolované od reality.
XR (Extended Reality): Zastřešující pojem zahrnující celé spektrum (AR + MR + VR).
MR (Mixed Reality) dnes: Prolínání reality a virtuálna umožněné stereoskopickými barevnými kamerami (Passthrough u Quest 3 a Apple Vision Pro).
Technické principy • Dimenze volnosti

Stupně volnosti: 3-DoF vs. 6-DoF

Orientation Tracking (3-DoF Rotace)

Snímání pouze úhlového otočení hlavy v pevném bodě prostoru pomocí gyroskopu a akcelerometru (IMU):

Pitch (Kývání nahoru/dolů) Yaw (Otáčení vlevo/vpravo) Roll (Naklánění do stran)
  • Zařízení: Google Cardboard, Oculus Go, 360° panoramatická videa.
  • Limit: Pokud se uživatel předkloní nebo udělá krok, obraz se pohne s ním → silný spouštěč kinetózy!
  • 🖼 3-DoF vs. 6-DoF

Positional + Orientation Tracking
(6-DoF Rotace + Pozice)

Plné prostorové sledování. K 3 úhlům rotace přidává sledování polohy v kartézských osách:

X (Sway • doleva/doprava) Y (Heave • nahoru/dolů) Z (Surge • dopředu/dozadu)
  • Zařízení: HTC Vive, Oculus Rift/Quest, Valve Index, PS VR, Vision Pro.
  • Výhoda: Možnost dřepnout si, obcházet objekty a přirozeně nahlížet za rohy (Room-scale VR).
Technické principy • Displeje a optika

Optika a čočky: Proč je potřebujeme?

  • Fyziologický limit oka:
    Lidské oko není schopné zaostřit na displej vzdálený pouhých 3–5 cm od obličeje.
  • Účel čoček ve VR:
    Čočky kolimují světlo a posouvají virtuální ohniskovou rovinu obrazu do dálky (~1.5 až 2 metry).
  • Evoluce optiky:
    • Klasické asférické čočky: Těžké, silné, chromatická aberace.
    • Fresnelovy čočky 🖼: Vroubkovaný profil (Rift, Vive, Quest 2). Lehčí, ale trpí na světelné paprsky („God Rays“) a rozmazání okrajů.
    • Pancake čočky 🖼: Skládaná polarizační optika (Quest 3, Vision Pro). Umožnila zkrátit vzdálenost mezi okem a displejem až o 40 % a zajistila ostrost v celém poli.

IPD (Interpupillary Distance)

Vzdálenost mezi středy zorniček lidských očí (obvykle 58 – 72 mm).

Pokud optický střed čoček neodpovídá reálnému IPD uživatele, dochází ke ztrátě ostrosti (Sweet Spot), geometrické distorzi a rychlé únavě očí.
✓ Kvalitní headsety nabízejí plynulý hardwarový posuv čoček pro nastavení IPD.
Technické principy • Výpočetní řetězec

Latence a „Motion-to-Photon“

Motion-to-Photon (M2P) Latence

Časová prodleva od okamžiku, kdy uživatel pohne hlavou (změna detekovaná IMU senzorem), až po chvíli, kdy odpovídající pixel na displeji vyzáří foton do sítnice.

  • Kritický limit: Musí být pod 20 ms (ideálně 7–15 ms).
  • Při překročení 20 ms mozek zaznamená zpoždění → vzniká okamžitá kinetóza a dezorientace.
  • Vyžaduje obnovovací frekvence 90 Hz, 120 Hz až 144 Hz.

Techniky záchrany frameratu:

  • Asynchronous Timewarp (ATW):
    Pokud renderovací engine nestihne spočítat nový snímek, GPU těsně před zobrazením vezme předchozí snímek a geometricky ho pootočí podle nejčerstvější polohy hlavy.
  • Asynchronous Spacewarp (ASW):
    Využívá pohybové vektory (motion vectors) k extrapolaci syntetických mezisnímků při poklesu výkonu na polovinu (např. z 45 FPS na 90 Hz).
Percepce • Fyziologie vnímání

Vnímání VR

VR se snaží „ošálit“ co nejvíce lidských smyslů a simulovat reálné fyzické ovládání i reakce okolního světa.

  • Cíl: Navodit věrohodný pocit přítomnosti v novém prostředí.
  • Klíčové faktory úspěchu:
    • Ošálit smysly co nejvěrněji a bez zpoždění (Motion-to-Photon latence < 20 ms).
    • Působit na co nejvíce smyslů současně (zrak, sluch, hmat, rovnováha).
    • Vytvořit přirozené a ergonomické uživatelské prostředí.
  • Rizika nedokonalého ošálení:
    Může vést k nekontrolovaným reakcím, ztrátě stability, pádům a úrazům.

Multisenzorická syntéza

Pokud vizuální obraz odpovídá pohybům hlavy a prostorový zvuk reaguje na natočení uší, mozek přijímá virtuální scénu jako skutečnost.

Pozor na bezpečnost: V plném ponoření uživatel snadno zapomene na reálné zdi, stoly a překážky v místnosti.
▶
Ukázka: Reakce uživatelů a pády ve VR
Teorie VR • Dva klíčové pojmy

Immersion vs. Presence

Technologická dimenze

Immersion (Ponoření)

Objektivní míra toho, jak moc technologie a systém vytváří skutečný dojem reality pro lidské smysly.

  • Zorné pole (FOV) a rozlišení displeje
  • Obnovovací frekvence a latence (Hz, ms)
  • Přesnost a stupně volnosti trackingu (6 DoF)
  • Binaurální prostorové 3D audio a haptika
Psychologická dimenze

Presence (Přítomnost)

Subjektivní psychologický stav – jak moc je u uživatele vytvořena vnitřní iluze, že se skutečně nachází ve virtuálním světě.

  • Pocit: „Jsem tady a teď uvnitř scény.“
  • Podvědomá víra v realitu podnětů
  • Přirozené reflexivní chování a emoce
  • Cíl vývojáře: Dosáhnout co nejlepší Presence
Immersion (technologie) → vyvolává pocit → Presence (psychologická přítomnost)
Multimodální vnímání • Případová studie

Vjemy a VR

  • Člověk vnímá svět pomocí smyslů:
    Hmat, zrak, sluch, čich, chuť, vestibulární aparát...
  • Vnímání se skládá ze dvou procesů:
    1. Vnímání okolí: Získání surových informací přes senzory těla.
    2. Následný pocit: Kognitivní vyhodnocení informací mozkem.

Příklad: Birdly (simulátor letu ptáka)

Obraz (VR) Vítr (Ventilátor) Pohyb & Hmat (Křídla) Zvuk (Audio)

Kombinace motorizovaného náklonu, mechanického mávání křídly a dynamického větru dle rychlosti letu.

Birdly VR simulátor v akci
Birdly – Komplexní multisenzorický simulátor ptačího letu
▶
Video ukázka: Birdly VR Experience
Senzorický konflikt • Kinetóza

Co když smysly nepasují k sobě?

Kinetóza ve VR (Cybersickness / Motion Sickness)

20 – 30 % uživatelů zažije při nevhodně navržené VR aplikaci silnou nevolnost a závratě. 40 - 60% ji zažije v nějaké míře.

  • Podstata problému:
    Smyslové vstupy neodpovídají situaci (Sensor Conflict Theory).
  • Klasický konflikt:
    Podle zraku se tělo pohybuje (např. virtuální jízda v autě nebo běh joystickem), ale podle vestibulárního aparátu ve vnitřním uchu je tělo v klidu bez zrychlení.
  • Zdroje potíží:
    Vysoká latence, propady snímkové frekvence (pod 72 FPS), umělá rotace scény joystickem.
Vestibulární aparát a konflikt smyslů
Vestibulární aparát vnitřního ucha versus vizuální vjem
Fyziologie zraku • Optický konflikt

Vergence-Accommodation Conflict (VAC)

Proč bolí oči po hodině ve VR?

V reálném světě jsou dva mechanismy oka pevně propojeny; ve VR headsetech dochází k jejich rozpojení.

  • 1. Vergence (Sbíhavost):
    Pohyb obou očí směrem k sobě nebo od sebe, aby se jejich optické osy proťaly na sledovaném objektu (např. 25 cm před nosem).
  • 2. Akomodace (Zaostření):
    Svaly v oku mění tvar oční čočky, aby zaostřily obraz na sítnici.
  • Podstata VAC konfliktu:
    Ve VR je displej opticky v konstantní vzdálenosti (~1.5–2 m) → akomodace je fixní, ale virtuální předmět si přiblížíte k obličeji → vergence nutí oči šilhat.

Důsledky & Budoucí řešení:

  • Projevy: Únava očí (eye strain), rozostřené vidění po sundání headsetu, bolest hlavy.
  • Designové pravidlo pro VR UI: Neumísťovat interaktivní prvky a texty blíže než 0.75 – 1.0 m od očí uživatele!
  • Budoucí technologická řešení:
    Varifokální displeje (mechanicky či tekutými krystaly posouvající ohniskovou rovinu dle eye trackingu) nebo Light-field displeje.
HCI • Interakce člověka s počítačem

Uživatelské rozhraní

HCI (Human-Computer Interaction)

Tradiční interakční cyklus v počítačových systémech:

  • Vstupní zařízení (Input Device) – Myš, klávesnice, VR ovladač, sledování rukou.
  • Způsob interakce – Point & Click, gesta, hlasové příkazy.
  • Zpětná vazba (Feedback) – Vizuální změna, haptická odezva, zvuk.

Gulf of Execution & Evaluation

Propast mezi tím, co chce uživatel udělat, a jak systém tato přání převádí na fyzické akce a zpětné potvrzení.

Specifika pro Virtuální realitu

  • Mnohem větší možnosti vstupů:
    Sledování hlavy, 6-DoF ovladače, sledování prstů, směr pohledu očí (Eye tracking).
  • Pohlcení uživatele:
    Uživatel není pouhým pozorovatelem za monitorem, ale je přímo součástí 3D scény.
  • Vysoké nároky na odezvu:
    Chybějící haptický odpor vzduchu vyžaduje okamžitou vizuální a zvukovou reakci.
Typologie • Vstupní a výstupní dimenze

3D rozhraní

2D Vstup • 3D Výstup

Desktop 3D nástroje

Ovládání 3D scény pomocí standardní 2D myši a klávesnice na plochém monitoru.

Příklady: Blender, Autodesk Maya, 3ds Max, CAD systémy.
3D Vstup • 2D Výstup

Prostorové periferie

Využití 3D vstupních ovladačů pro manipulaci s obsahem na velké 2D stěně či obrazovce.

Příklady: 3D SpaceMouse pro CAD, SAGE2 stěna, gyroskopické ukazovátko.
3D Vstup • 3D Výstup

Imerzivní realita

Přirozená prostorová interakce ve stereoskopickém 3D prostoru v plném zorném poli.

Příklady: Virtuální realita (VR), Rozšířená realita (AR / MR).
Výzvy • Úskalí prostorového UI

Problémy s 3D rozhraním

Prostorový vstup uživatele

  • Málo definovaných standardů:
    Zatímco ve 2D máme okna, scrollbary a kurzory, ve 3D chybí jednotný standard.
  • Nedostatek nástrojů pro návrh 3D UI:
    Běžné prototyping nástroje (Figma) jsou 2D a špatně modelují hloubku a dosah ruky.
  • Menší omezení než ve 2D:
    Příliš velká volnost může vést k nepřehlednému a chaotickému designu.

Fyzikální a ergonomické limity

  • Menší přesnost vstupu:
    Ruka ve volném prostoru se chvěje (tremor) – chybí pevná opěrná deska stolu.
  • Únava („Gorilla Arm syndrom“):
    Držení paží v předpažení způsobuje po několika minutách svalovou vyčerpanost.
  • Složitější rozložení prvků:
    Nutnost řešit vzájemný překryv (occlusion), velikost dle vzdálenosti a zorné pole (FOV).
Koncepty • 2D vs. Přirozené 3D UI

Ukázka UI

  • 2D UI ve 3D prostoru:
    Ploché plovoucí panely, tabulky a okna umístěná v prostoru kolem uživatele (často používané pro snadnou čitelnost textu).
  • Přirozené 3D UI (Diegetické prvky):
    Prostorové ovládací prvky (páky, otočné knoflíky, virtuální nářadí).
  • Typické problémy:
    Omezený dosah paží, nutnost otáčení celé hlavy, zhoršená čitelnost malého textu.
2D plovoucí panely ve VR
2D panely plovoucí ve 3D virtuálním prostředí
Přirozené 3D UI prvky
Přirozená 3D prostorová tlačítka a widgety
Architektura • Návrhové přístupy

UX a UI ve VR

VR Aplikace se skládají z:

  • Prostředí (Environment): Architektura, světlo, modely a atmosféra světa.
  • Uživatelské rozhraní (UI): Prvky pro ovládání a systémové volby.

Dva protichůdné přístupy k UX:

1. Spíš prostředí
Vše je integrováno přímo v objektech světa (např. Job Simulator, Tilt Brush).
2. Spíš UI
Složité plovoucí menu, konfigurační tabulky a profesionální editory.
Příklad prostředí VR
Job Simulator
Tilt Brush UI
Tilt Brush paleta
Složité VR UI
Komplexní prostorové menu a nástroje
Interakce • Základní vzory

Běžné akce ve 3D

01 • Manipulace
▶

Interakce s objekty

  • Výběr (Selection): Dotykem ruky nebo laserovým paprskem (Ray casting).
  • Manipulace:
    Ruka 1:1, virtuální paprsek, kontextové menu, prodloužená ruka (Go-Go technika).
  • Problémy: Vzdálenost, vzájemný překryv objektů a zorné pole.
02 • Pohyb
▶

Pohyb v prostoru

  • Teleport: Okamžitý skok s parabolickým zaměřováním (eliminuje kinetózu).
  • Snap Turn: Otáčení pohledu v diskrétních skocích (např. po 30° nebo 45°).
  • Smooth Locomotion: Plynulý posun joystickem doplněný o dynamické zúžení zorného pole (Vinětaci pohledu).
03 • Systém

Systémové nastavení

  • Provedení změny nastavení aplikace a parametrů scény.
  • Zápěstní menu (Wrist UI / hodinky).
  • Rychlé vyvolání systémového překryvu tlačítkem na ovladači nebo gestem otočení dlaně.
Standardy • Konec fragmentace

Standard OpenXR

Konec éry roztříštěných SDK

Otevřený, bezlicenční průmyslový standard vyvinutý konsorciem Khronos Group pro přístup k hardwaru virtuální a rozšířené reality.

  • Situace před OpenXR:
    Každý výrobce měl vlastní proprietární SDK (Oculus SDK, OpenVR/SteamVR, Windows Mixed Reality, PS VR). Vývojář musel psát samostatný integrační kód pro každý headset.
  • Výhoda OpenXR:
    Jedno společné aplikační rozhraní (API). Jedna binárka aplikace běží na libovolném headsetu podporujícím OpenXR runtime.

Jednotná vrstva ekosystému

Herní a vývojové enginy (Unity, Unreal Engine, Godot, WebXR)
↓ ↑
OpenXR API (Standard Khronos Group)
↓ ↑
Hardware Runtimes (Meta, Valve, Microsoft, Sony, HTC, Apple)
Ekosystém • Nástroje pro tvorbu VR

Vývojová prostředí s podporou VR

  • „Velké“ herní enginy:
    Unity3D: Nejpopulárnější engine pro mobilní a standalone VR, podpora OpenXR & XR Interaction Toolkit.
    Unreal Engine: Špičkový fotorealismus (Lumen, Nanite), rendering velkých scén a C++.
    Godot Engine: Populární, lehký a otevřený Open Source engine s nativní OpenXR podporou.
  • Webové frameworky (WebXR):
    A-Frame: Deklarativní HTML tagy nad Three.js pro okamžité spuštění VR scény přímo v prohlížeči bez instalace.
    React XR / Three.js: Programátorská tvorba 3D rozhraní.
  • Resonite (původně Neos VR):
    Online kolaborativní VR metaverse a živý editor světů v reálném čase, český start-up dostupný na platformě Steam.
Unity 3D Engine
A-Frame WebXR
Cry
Aplikace • Věda a Průmysl

Využití VR v praxi (Mimo herní svět)

Medicína a chirurgie
  • Předoperační plánování z 3D CT/MRI skenů
  • Trénink náročných laparoskopických a neurochirurgických zákroků
  • Rehabilitace pacientů po mrtvici a terapie fobií (VRET)
Průmysl & CAD/BIM
  • Digitální dvojčata výrobních linek v měřítku 1:1
  • Testování ergonomie interiérů aut (Škoda Auto, BMW)
  • Architektonické procházky v budovách před položením základů
Krizový výcvik a simulace
  • Letecké a vojenské simulátory v bezpečném prostředí
  • Trénink hasičů a zásahů při chemických haváriích
  • Virtuální laboratoře pro nebezpečné chemické pokusy na školách
Vědecká vizualizace dat
  • Manipulace s proteinovými strukturami a molekulami
  • Astrofyzikální simulace galaxií a proudění tekutin (CFD)
  • Kolaborativní analýza velkých multidimenzionálních dat
Kategorie hardwaru

Současná zařízení

PC VR

  • HTC Vive, Pro 1/2, Cosmos
  • Oculus Rift, Rift S
  • Valve Index (High-end standard)
  • HP Reverb G2 / Bigscreen Beyond

Konzole

  • PlayStation VR (PS4)
  • PlayStation VR 2 (PS5, 4K HDR OLED)

Samostatné (Standalone)

  • Meta Quest 2 / Quest 3 & 3S
  • Apple Vision Pro (Spatial Computing)
  • Pico 4 / HTC Vive Focus 3

Mobilní VR (Historie)

  • Google Daydream / Cardboard
  • Samsung Gear VR
  • Trh zcela zanikl
PC VR • Vlajková loď 2016

PC: HTC Vive (2016)

110° FOV 90 Hz 1080x1200 / oko (OLED) SteamVR Tracking
  • Headset:
    1080×1200 na oko (celkem 2160×1200), 90 Hz, duální OLED panely.
    Přední kamera (Chaperone), akcelerometr, gyroskop, proximity senzor.
  • Ovladače (Wands):
    Prostorové sledování s přesností sub-milimetru (< 1 mm).
    Aktualizační frekvence polohy 250 – 1000 Hz.
  • Base station (Lighthouse):
    IR pulzy 60 Hz, prostor až 6 m úhlopříčně (Room-scale VR).
HTC Vive Headset a ovladače
HTC Vive Headset & Ovladače
Lighthouse Base Station
Base Station
HTC Vive Controller
Ovladač
PC VR • Profesionální řada

PC: HTC Vive Pro 1, 2 (2019/21)

Vive Pro 1
  • Displej: 1440×1600 na oko (celkem 2880×1600), 90 Hz, OLED
  • Zorné pole (FOV): 110 stupňů
  • Base station 2.0: Laser pulzy 60 Hz, prostor až 10×10 m (se 4 stanicemi)
Vive Pro Eye
  • Integrované sledování pohybu očí (Eye tracking)
  • Podpora Foveated rendering a analytiky pohledu
Vive Pro 2 (2021)
  • Displej: 2448×2448 na oko (5K celkem), LCD
  • Obnovovací frekvence: 120 Hz refresh rate
  • Zpětná kompatibilita s Base station z Pro 1
HTC Vive Pro a Vive Pro Eye
HTC Vive Pro & Vive Pro Eye s integrovaným Eye Trackingem
PC VR • Modulární systém

PC: Vive Cosmos (Elite) 2019

Inside-out Tracking 110° FOV 1440×1700 / oko (LCD) 90 Hz
  • Nejnovější řada Vive (říjen 2019):
    Přechod na optické sledování bez nutnosti externích majáků.
  • Inside-out tracking:
    6 kamer na headsetu pro sledování okolního prostoru a ovladačů.
  • Displej:
    1440×1700 pixelů na oko, 90 Hz obnovovací frekvence, RGB LCD panel.
  • Verze Elite:
    Výměnný přední kryt (Faceplate) s podporou trackování pomocí bázových stanic (SteamVR Lighthouse).
HTC Vive Cosmos Headset
HTC Vive Cosmos s kamerami pro Inside-out tracking
Vive Cosmos Modularita
Modulární výměnné čelní kryty
PC VR • Počátek moderní éry

PC: Oculus Rift (CV1)

110° FOV 90 Hz 1080×1200 / oko (PenTile OLED) Constellation IR
  • Headset:
    1080×1200 na oko, 90 Hz, PenTile OLED panely, integrovaná audio sluchátka.
  • Constellation senzor:
    Externí infračervené kamery snímající neviditelné IR diody na headsetu a ovladačích.
    Velmi nízká latence a vysoká přesnost.
  • Ovladače:
    Původně dodáván s Xbox One gamepadem.
    Následně nahrazen průlomovými ergonomickými ovladači Oculus Touch s kapacitními senzory prstů.
Oculus Rift CV1 a Touch
Oculus Rift CV1 & Ovladače Touch
Constellation Sensor
Constellation IR senzor
Oculus Touch ovladače
Oculus Touch
PC VR • Květen 2019

PC: Oculus Rift S

115° FOV 80 Hz 1280×1440 / oko (Fast-LCD) Oculus Insight 5×
  • Inside-out tracking (Oculus Insight):
    5 integrovaných kamer na těle headsetu – nepotřebuje externí senzory na stole.
  • Ovladače:
    Stejné jako Oculus Quest;
    Sledování polohy pomocí kamer na headsetu.
  • Konektivita a hardware:
    DisplayPort + USB 3.0
    Vývoj ve spolupráci se společností Lenovo (Halo popruh).
  • Snížení SDE (Screen Door Effect):
    RGB subpixelová matice LCD panelu výrazně omezila viditelnost mezer mezi pixely.
Oculus Rift S Tracking pohled
Oculus Insight – 5 kamer pro sledování okolí
PC VR • High-end referenční headset

PC: Valve Index

120°–130° FOV 120–144 Hz 1440×1600 / oko (Ultra-low persistence LCD) Knuckles Track
  • High-end Headset:
    Špičková optika s nastavitelným reliéfem očí a fyzickým IPD posuvem.
    Obnovovací frekvence 120 Hz s experimentálním režimem 144 Hz.
  • Ovladače „Knuckles“ (Index Controllers):
    87 optických, kapacitních a tlakových senzorů pro sledování jednotlivých prstů.
    Možnost zcela otevřít ruku a přirozeně házet předměty.
  • Base station 2.0 (SteamVR):
    Laserové majáky s polem záběru 160°×115° a frekvencí 100 Hz.
  • Off-ear BMR reproduktory:
    Pohlcující prostorový zvuk bez přímého tlaku na uši.
Valve Index Headset a Knuckles ovladače
Valve Index Headset & Finger-tracking Knuckles ovladače
PC VR • Ultra vysoké rozlišení

PC: HP Reverb G2

114° FOV 90 Hz 2160×2160 / oko (4K+ celkem) WMR + SteamVR
  • Headset:
    Špičkový LCD panel 2160×2160 na oko (celkem 4320×2160), 90 Hz, 114° FOV.
    Optika a off-ear reproduktory vyvinuté ve spolupráci s Valve.
  • Inside-Out tracking:
    4 kamery pro sledování rotace a polohy bez externích bázových stanic.
  • Platformní podpora & Stav:
    Nativní Windows Mixed Reality (WMR) + SteamVR.
    Microsoft WMR oficiálně ukončil ve Windows 11
  • Ovladače:
    Trackování pohybu pomocí kamer, napájení 4× AA bateriemi.
HP Reverb G2 Headset
HP Reverb G2 – 2160×2160 na oko
HP Reverb G2 ovladače
WMR ovladače s LED sledováním
Konzole • Herní ekosystém PS4

Konzole: PS VR (PlayStation VR)

100° FOV 90–120 Hz 960×1080 / oko (RGB OLED) PS Camera 6× LED
  • Platforma PlayStation 4 / PS4 Pro / PS5:
    První masově rozšířený headset pro domácí herní konzole (přes 5 milionů prodaných kusů).
  • Displej:
    1920×1080 celkem (960×1080 na oko), 90–120 Hz, RGB OLED panel s nízkou perzistencí.
  • Trackování pohybu:
    Optické sledování 6 viditelných modrých LED diod na headsetu pomocí PlayStation Camera.
  • Ovladače:
    DualShock 4 gamepad nebo pohybové ovladače PlayStation Move (původem z PS3).
PlayStation VR Headset
Sony PlayStation VR headset s tracking LED diodami
Konzole • Generační skok (2023)

Konzole: PlayStation VR 2 (PS5)

110° FOV 90 / 120 Hz 2000×2040 / oko (OLED HDR) Eye Tracking
  • Nativní 4K HDR OLED displej:
    2000×2040 pixelů na oko, podpora vysokého dynamického rozsahu (HDR) a absolutní černá.
  • Integrovaný Eye Tracking & Foveated Rendering:
    Sledování očí umožňuje vykreslovat v plném detailu pouze místo, kam se hráč dívá → obrovská úspora GPU výkonu na PS5.
  • Pokročilá haptika a sensory:
    Vibrační motorek přímo v hlavovém mostu headsetu + adaptivní spouště (Sense ovladače).
  • Konektivita: Jediný USB-C kabel k PS5 (nově i PC adaptér).
▶

Technologický význam PS VR 2:

Sony integrovalo technologie z profesionálních výzkumných headsetů (Eye Tracking s foveated renderingem a OLED HDR) do spotřebitelské konzolové cenové hladiny.

Foveated Rendering v praxi: Redukce počtu stínovaných pixelů až o 60–75 % bez viditelné ztráty kvality pro lidské oko.
Samostatná VR • All-in-One architektura

Samostatné: Oculus / Meta Quest 1 & 2

Oculus Quest (2019)
  • Nepotřebuje PC ani konzoli (zcela bez kabelů)
  • Chipset: Qualcomm Snapdragon 835
  • Displej: 1440×1600 / oko, 72 Hz, PenTile OLED
  • Hmotnost: 571 g • Výdrž na baterie: 2–3 hodiny
Meta Quest 2 (2020)
  • Chipset: Qualcomm Snapdragon XR2 (výrazně vyšší výkon)
  • Displej: 1832×1920 na oko, 90–120 Hz, Fast-switch LCD
  • Hmotnost: 503 g
  • Podpora Oculus Link / Air Link pro PC VR
  • Prodejní hit: Přes 20 milionů prodaných kusů celosvětově
Oculus Quest architektura
Oculus Quest 2
Samostatná VR / MR • Současný standard (2023/24)

Samostatné: Meta Quest 3 & 3S

Pancake optika Snapdragon XR2 Gen 2 2064×2208 / oko Barevný Passthrough MR
  • Pancake optika & tenčí profil:
    O 40 % tenčí optický profil těla headsetu, ostrost v celém zorném poli (odstranění rozmazání okrajů).
  • Snapdragon XR2 Gen 2:
    2.5× vyšší GPU grafický výkon oproti Quest 2;
    podpora komplexnějších shaderů a fyziky.
  • Barevná Smíšená realita (Mixed Reality):
    Duální RGB 4MP kamery + hloubkový senzor (LiDAR/Time-of-Flight) pro automatické 3D zmapování pokoje a umísťování virtuálních objektů na reálný stůl.
  • Bezkroužkové ovladače Touch Plus:
    Odstranění sledovacích kroužků;
    kombinace AI predikce a optického trackingu.

Dostupná Mixed Reality

Quest 3 posunul těžiště z čisté virtuální reality směrem ke smíšené realitě. Uživatel může mít v reálné místnosti otevřeno několik virtuálních monitorů nebo interagovat s modely přímo na pracovním stole.

Meta Quest 3S: Cenově dostupná varianta kombinující čip XR2 Gen 2 a barevný passthrough s Fresnelovou optikou z Quest 2.
Spatial Computing • Nové paradigma

Spatial Computing: Apple Vision Pro

Micro-OLED 4K / oko Apple M2 + R1 Eye + Pinch Control 12 kamer + LiDAR
  • Displej s extrémním rozlišením:
    Custom Micro-OLED panely s 23 miliony pixelů (více než 4K pro každé oko zvlášť).
  • Duální čipová architektura:
    Čip Apple M2 (výpočty a grafika) + specializovaný koprocesor R1 (zpracování 12 kamer, 5 senzorů a 6 mikrofonů v reálném čase se zpožděním 12 ms).
  • Interakce zcela bez ovladačů:
    Výběr pohledem očí (Eye tracking) + potvrzení jemným spojením prstů (Micro-pinch gesto ruky volně položené na klíně).
  • EyeSight vnější displej: Vykresluje oči uživatele lidem okolo.

Koncept „Prostorového počítače“

Apple se vyhýbá termínu „VR“ a prezentuje Vision Pro jako nástupce osobního počítače pro práci v prostoru (visionOS).

Otočný ovladač Digital Crown: Umožňuje plynulý přechod z plného vnímání reálného pokoje až do 100% ponoření do virtuálního světa.
Spatial Computing • Nové paradigma

Spatial Computing: Meta VR Glasses

  • 5K Micro-OLED Displej
    Rozlišení 2412x2288 na oko a 120 Hz, ostrý text bez mřížky pixelů (screen door effect).
    37 pixels per degree. Pancake lens.
  • 12 GB RAM & Výkon
    QualcommSnapdragon Reality Elite, 12 GB RAM, podpora SD karet.
  • Eye + Pinch + Voice Control
    Ovládání očima + stiskem prstů + hlasovými příkazy.
  • USB-C DP Alt Mode
    Přímé přenosové propojení s PC nebo Mac pro práci na více virtuálních monitorech.
  • Cena a dostupnost
    Bude uvedeno na trh na jaře 2027 za $1300.

Předběžné recenze

  • Lehký a pohodlný
    Cca 100 gramů, ultratenký profil, pohodlné pro dlouhé nošení.
  • Baterie a HW
    Většina HW a baterie je připojena kabelem k headsetu a připíná se na opasek nebo do kapsy.
    Až 3h výdrž baterie.
  • Malý FOV
    Největší nevýhoda glasses je malý FOV, 70 stupňů horizontálně a 66 stupňů vertikálně. Pro práci to nevadí, ale pro VR hry je to málo.
  • Celkově chvála, ale je to od Mety
    Stížnosti, že je to od Mety, kterou nemá moc lidí rádo.
Mobilní VR • Historický kontext

Mobil: Google Daydream & Gear VR

Mobilní platforma Android 7.1+ Open Source API
  • VR platforma od Android 7.1 (Nougat):
    Certifikace telefonů a operačního systému pro nízkou latenci zobrazení.
  • Tvorba VR aplikací pro Android:
    Nativní SDK a standardizovaný 3-DoF ovladač s touchpadem a gyroskopem.
  • Daydream View Headset:
    Textilní lehké pouzdro pro zasunutí certifikovaného telefonu.
  • Vývoj a současnost:
    Projekt skončil, trh přešel na samostatné headsety.
    Android VR API bylo vydáno jako Open Source.
☠️ Mobilní VR je dnes mrtvé
Google ukončil Daydream v roce 2019, Samsung Gear VR v roce 2020 a poslední podpora Google Cardboard zmizela z nových verzí Androidu. Mobilní VR pohřbil nástup standalone headsetů (Meta Quest) s plným 6-DoF trackingem.
Google Daydream Logo
Google Daydream View Headset a ovladač