NI-PVR • Pokročilá virtuální realita

Pojmy a historie VR

Evoluce virtuální, rozšířené a smíšené reality — od počátků stereoskopie po spatial computing.

Petr Pauš

FIT ČVUT v Praze

Definice VR a XR

Základní pojmy: Virtuální realita (VR)

Wiki

Co je Virtuální realita (VR)?

„Technologie umožňující uživateli ocitnout se v simulovaném prostředí, ideálně doprovázené jeho interakcí s ním. Technologie VR vytvářejí iluzi skutečného světa“.

XR (Extended Reality)

Zastřešující termín pro veškerá pohlcující prostředí — pokrývá celé spektrum: VR (virtuální), AR (rozšířená) i MR (smíšená realita).

Merriam-Webster & Pimental

„VR je umělé, pohlcující prostředí vnímané stimulací smyslů (zrak, sluch), které reaguje na interakci člověka v reálném čase.“

Pilíře XR technologií

Imerze: Psychologický pocit vtažení do scény.
Interaktivita v reálném čase: Latence pohybu k obrazu < 20 ms.
Smysly: Prostorový 3D zvuk, haptika, sledování těla a očí.

Definice AR a MR

Základní pojmy: AR a MR

Rozšířená realita - Augmented Reality (AR)

Reálná scéna doplněná o počítačem vygenerovaný obraz, zvuk či vjem.

Merriam-Webster: Vylepšená realita vytvořená pomocí technologie, která přidá novou vrstvu digitální informace na reálném obraze zobrazovanou zařízením (headset, smartphone).

Digitální obsah je promítán přes fyzický svět.
Může jít o jednoduchý HUD i prostorové modely.

Smíšená realita - Mixed Reality (MR)

Spojení reálného a virtuálního světa, kde jsou digitální a fyzické objekty propojeny a vzájemně reagují.

Základem je promítání 3D objektů do reálné scény, kdy jsou tyto objekty ukotveny ve scéně a jsou responzivní.

Prostorová okluze: reálné objekty mohou zakrýt virtuální.
Fyzikální interakce: virtuální míč se odrazí od skutečného stolu.

Milgramovo kontinuum

Spektrum AR, VR, MR & Spatial Computing

Reálné prostředí a čistě virtuální prostředí představují dva krajní body — mezi nimi leží spojité kontinuum:

Spektrum smíšené reality • Zdroj: aniwaa.com

Reálný svět

Fyzické objekty bez digitální vrstvy

AR (Augmented)

Digitální informace nad reálným světem

AV (Augmented Virtuality)

Virtuální svět s prvky reality (video passthrough)

VR (Virtual Reality)

Plně syntetický simulovaný svět

Moderní koncept: Spatial Computing (Prostorové počítače)

Pojem zpopularizovaný společnostmi Apple a Meta: přechod od tradičních 2D monitorů k prostorovému uživatelskému rozhraní, kde jsou okna, aplikace a 3D objekty přirozeně ukotveny přímo ve fyzickém prostoru kolem uživatele.

Počátky 3D (1838)

První pokusy o 3D obraz (1838)

Charles Wheatstone (1838)

Vynález stereoskopu — prvního zařízení schopného vytvořit iluzi hloubky z dvojice plochých kreseb.

Princip stereoskopie: Každé oko vidí scénu z mírně odlišného úhlu (binokulární disparita).
Pro každé oko jiná fotografie: Pomocí soustavy zrcadel a čoček mozek oba obrazy spojí do jednoho prostorového vjemu.
Pocit hloubky: Zásadní objev, na kterém stojí veškeré dnešní 3D brýle a VR headsety.

Charles Wheatstone

Zrcadlový stereoskop

Stereo dvojice

Ruční stereoskop

Pohyblivý obraz (1889)

Kinetoskop (1889)

Předchůdce filmového plátna

T. A. Edison & William Dickson (1889)
Přístroj pro individuální sledování krátkých filmových smyček skrze kukátko (tzv. peep-hole viewer).

Rychlost 46 FPS: Perforovaný celuloidový film procházel plynule před štěrbinovou závěrkou a lampou.
Individuální zážitek: Divák se naklonil nad skříň a byl opticky izolován od okolí (raná forma imerze).
Nebylo to 3D: Pouze plochý černobílý obraz bez stereoskopického efektu.
Komerční provoz: Původně pouťová atrakce a penny-arcade salóny, než převládlo plátno pro více diváků.

Edisonův Kinetoskop (1889) • Kukátko pro jednoho diváka

▶

The Kinetoscope

Mechanická simulace (1929)

První flight simulátor: Link Trainer (1929)

Edward Link (1929)

První komerčně úspěšný elektromechanický trenažér letu na světě (známý jako „Blue Box“).

Pneumatický pohon: Využíval varhanní měchy a elektromotory k věrné simulaci náklonů, stoupání a zatáčení.
Fyzikální simulace: Reagoval na řídicí páku i pedály, simuloval turbulence a vliv větru.
Neměl žádný displej: Kokpit byl zakrytý plachtou – sloužil k výcviku letu podle přístrojů (slepý let v noci a v mlze).
Masové nasazení: Během 2. světové války na něm vycvičili přes 500 000 spojeneckých pilotů.

Link Trainer (1929) • Pohybová platforma bez vizuálního displeje

▶

First flight simulator Link Trainer

Multismyslové kino (1962)

Sensorama (1962)

První multismyslový simulátor

Morton Heilig, patent 1962.
Vyvíjeno již od poloviny 50. let jako revoluční „kino budoucnosti“.
Stimuluje všechny lidské smysly najednou.

3D stereoskopický displej: Širokoúhlý barevný stereofilm pro obě oči.
Stereofonní zvuk: Reproduktory u obou uší pro směrovou lokalizaci.
Větráky a vůně: Proudění vzduchu simulovalo rychlost jízdy; dávkovač uvolňoval vůně (např. vůně pečených koláčů, benzínu, asfaltu).
Vibrující sedadlo a řídítka: Haptická odezva motoru motocyklu při jízdě po New Yorku.

Morton Heilig

Uživatelská kabina

Schéma patentu z roku 1962

První HMD (1960)

Telesphere Mask (1960)

Morton Heilig (1960)

Vůbec první Head-Mounted Display (HMD) v zaznamenané historii.

Patentový nákres Telesphere Mask (Morton Heilig, 1960)

Stereoskopický obraz: Dvě miniaturní CRT televizní obrazovky se zvětšovací optikou přímo před očima (v patentu barevné).
Integrovaný stereo zvuk: Sluchátka přímo v konstrukci masky.
Nebyl interaktivní: Neobsahoval žádné sledování pohybu hlavy (head tracking) — scéna se neměnila při otočení hlavou.
Pouze pro natočené video: Sloužilo jako osobní miniaturní 3D kino pro speciálně zaznamenané stereofilmy.

První Head-Tracking (1961)

Headsight (1961)

První HMD se sledováním hlavy

Philco Corporation, 1961
Vyvinuto inženýry Charlesem Comeauem a Jamesem Bryanem pro armádní a průmyslové dálkové operace.

Headsight (1961) • Helma spojená s dálkově natáčenou kamerou

První skutečná interaktivita: Magnetický systém sledoval rotaci hlavy operátora.
Dálkově ovládaná kamera: Pohyb hlavy v reálném čase natáčel servomotory kamery v jiné místnosti či vozidle.
Využití v nebezpečných situacích: Průzkum radioaktivních, chemicky zamořených nebo válečných zón.
Teleprezence, ne počítačová grafika: Na CRT obrazovce v helmě se promítal živý video signál ze skutečné kamery.

První počítačové VR (1968)

Sword of Damocles - Damoklův meč (1968)

Ivan Sutherland, Bob Sproull (1968)

První HMD připojený k počítači (nikoli ke kameře). Zrod počítačově generované VR i AR!

The Sword of Damocles (1968) • Stropní rameno se senzory polohy

▶

Sword of Damocles

1965: Vize „The Ultimate Display“

„Dokonalý displej by byl místností, v níž počítač dokáže ovládat existenci hmoty. Židle v takové místnosti by byla vhodná k sezení, pouta by vás uvěznila a kulka by byla smrtící.“

— Ivan Sutherland (1965)

Real-time 3D wireframe: Zobrazoval drátové krychle a obrysy místnosti.
Zavěšen ze stropu: Z důvodu obrovské váhy visel na stropním rameni (odtud název Damoklův meč).
Optický see-through (AR): Polopropustná zrcadla kombinovala reálný svět s počítačovými objekty.
Sledování 6 DoF: Mechanické a ultrazvukové měření polohy a rotace hlavy.

Vznik pojmu (1987)

Termín Virtuální realita (1987)

Zrození pojmu „Virtual Reality“

Jaron Lanier & VPL Research, 1987
Jaron Lanier tento termín vymyslel a zpopularizoval. Společnost VPL vyvinula první ucelený komerční VR hardware.

DataGlove: Rukavice se senzory ohybu na bázi optických vláken pro přesné snímání prstů a gest.
DataSuit: Celotělový neoprenový oblek s desítkami senzorů pro zachycení pohybu (motion capture).
EyePhone: Komerční stereoskopický HMD s barevnými LCD displeji a optickým/magnetickým trackingem.

▶

VPL Research

Jaron Lanier s headsetem EyePhone

DataGlove rukavice

DataSuit oblek

Herní konzole (1991–1994)

Sega VR glasses

Ambiciózní spotřebitelské VR

Sega, CES 1993
Cíl: Doplněk pro 16bitovou konzoli Sega Genesis.
Plánovaná cena: $200.

Sega VR-1 (1994): Úspěšně nasazeno v arkádových hernách Sega Joypolis na speciálním výkonném hardwaru.
Zůstalo u prototypu: Domácí verze pro Genesis nikdy nevydána, i když byly (téměř) dokončeny 4 hry.
Důvody zrušení: Slabý výpočetní výkon 16bit konzole, nízké FPS (< 10 snímků/s), obrovská latence vedoucí k bolestem hlavy a strach z žalob za poškození zraku dětí.

Prototyp Sega VR (CES 1993)

Marketingový vizuál

Herní automat VR-1 (1994)

▶

Sega VR

Projekční imerze (1992)

CAVE

Cave Automatic Virtual Environment

Přelomová imerzivní projekční místnost vyvinutá v roce 1992 na University of Illinois (Carolina Cruz-Neira, Daniel Sandin, Thomas DeFanti).

Projekce na stěny i podlahu: Obraz byl promítán zezadu na 3 až 6 stěn místnosti krychlového půdorysu.
Real-time sledování pohybu: Elektromagnetické nebo optické senzory snímaly polohu hlavy a ruky (3D ovladač wand).
Stereoskopické brýle: Lehké aktivní zatmívací brýle (shutter glasses) synchronizované s projektory.
Výhody: Žádný těžký headset, vysoké rozlišení a možnost sdílet virtuální zážitek s kolegy v místnosti.

Systém CAVE (1992) • Uživatel se shutter glasses v projekční krychli

Komerční neúspěch (1995)

Nintendo VirtualBoy (1995)

Fail roku 1995

32bitová „stolní VR konzole“

Navrženo legendárním tvůrcem Game Boye Gunpeiem Yokoiem. Jeden z největších propadáků Nintenda (staženo za necelý rok).

Pouze černo-červená grafika: Aby ušetřili náklady, nepoužili LCD, ale řadu červených LED diod kmitajících před oscilujícím zrcadlem (384×224 px na oko).
Nepohodlná ergonomie: Brýle byly na těžkém kovovém stojánku na stůl — hráč se musel krčit s nosem přitisknutým k masce.
Žádný head-tracking: Hry se ovládaly pouze standardním gamepadem, chyběla volnost pohybu.
Zdravotní potíže: Silná únava očí, bolesti hlavy a krku, varovné nápisy nutící hráče každých 15 minut pauzovat.

▶

Virtual Boy

Černočervený displej

Hra Mario Clash

Nintendo Virtual Boy se stojánkem a ovladačem

Stav techniky 1995

VR v roce 1995

Drahé stanice a limitovaný hardware

Profesionální vizualizační systémy (např. SGI Onyx) stály přes $150 000 a zvládaly kolem 2 milionů polygonů/s.

Forte VFX1 ($995): Špičkový pokus o dostupné PC VR s podporou her jako Descent či Doom.
Nízké rozlišení: Pouze VGA/sub-VGA (263×230 pixelů na oko), 30 Hz, malé zorné pole (FOV ~45°).
Magnetické trackování: Sledovalo náklon hlavy, ale bylo náchylné na zpoždění a rušení kovy v místnosti.

Dobová ukázka Forte VFX1 (1995)

Forte VFX1 • Helma s integrovanými sluchátky a mikrofonem

Komerční balení

Ovladač Cyberpuck

Éra moderního VR (2012)

2. Vlna VR: Oculus Rift

Palmer Luckey & John Carmack

Průlom v garáži: využití smartphone displejů, široký 90° FOV a softwarová korekce zkreslení čoček v GPU shaderu (Doom 3 BFG, E3 2012).

Asynchronous Timewarp (ATW) a Space Warp (ASW): Klíčové algoritmy, které na GPU těsně před zobrazením překreslí a prostorově dopočítají chybějící snímek podle nejnovější rotace a pozice hlavy, i když hra poklesne pod cílových 90 FPS. Zásadně srazily latenci a eliminovaly kinetózu.

Kickstarter (2012): Cíl $250k vybrán za hodiny, celkem vybráno téměř $2,5 mil.
2013–2014: Vývojářské kity Rift DK1 a DK2 (s 6 DoF optickým trackingem).
Miliardová akvizice: V březnu 2014 Facebook kupuje Oculus za $2 miliardy.

Oculus Rift DK1 (2013) • Počátek moderní éry VR

Palmer Luckey • Restart virtuální reality

Headsety a technologie (2014+)

2014 a dál: Expanze ekosystému

Po úspěchu Oculusu vstoupili do odvětví všichni technologičtí giganti s novými platformami:

HTC Vive (2016): Vyvinuto ve spolupráci Valve a HTC. První room-scale 6 DoF systém s laserovými stanicemi Lighthouse a pohybovými ovladači.
PlayStation VR (2016): Oznámeno 2014 jako Project Morpheus. Masově úspěšné VR pro konzoli PS4 (přes 5 mil. prodaných kusů).
Google Cardboard (2014) & Samsung Gear VR: Ultra-levné řešení využívající smartphone jako displej a procesor.
Microsoft HoloLens (2015): Samostatné holografické AR/MR brýle s průhledovými vlnovody (waveguide) a inside-out SLAM trackingem.

HTC Vive (2016)

PlayStation VR (2016)

Google Cardboard (2014)

Microsoft HoloLens (2015)

Srovnání 1995 vs 2016

Dostupné VR v roce 2016

Parametr	Stav 1995	Stav 2016
Cena sestavy	~$150 000 (SGI stanice)	cca $1 500 (běžné herní PC)
Grafický výkon	~2 mil. polygonů / sec	> 4 mld. polygonů / sec
Rozlišení displeje	263×230 na oko	1080×1200 na oko
Obnovovací frekvence	30 Hz	90 Hz
Tracking prostoru	Magnetický 3 DoF	Optický / laserový 6 DoF

Během 20 let vzrostl geometrický výkon více než 2 000×, zatímco pořizovací cena poklesla 100×.

Spotřebitelské PC VR v roce 2016 • Submilimetrový 6 DoF tracking

Kategorie hardwaru

Současná zařízení

PC VR

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

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 & Ovladače

Base Station

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 & 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 s kamerami pro Inside-out tracking

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 & Ovladače Touch

Constellation IR senzor

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 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 & 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 – 2160×2160 na oko

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).

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.
              

▶

Foveated rendering v praxi (ne PS VS)

Samostatná VR • All-in-One architektura

Samostatné: Oculus / Meta Quest 1 & 2

Oculus Quest (2019)

Přelom za $399 s plnohodnotným 6 DoF pohybem těla i rukou
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

Samostatná VR/MR • Nástup smíšené reality (2023–2024)

Samostatné MR: Meta Quest 3 & 3S

Snapdragon XR2 Gen 2 Pancake optika Color Passthrough

Hardware: Skok ve výkonu, optice i průchodu

Výpočetní čip: Qualcomm Snapdragon XR2 Gen 2 (2,5× vyšší GPU výkon oproti Quest 2, 8 GB RAM).
Optika a displej: Pancake čočky (o 40 % tenčí tělo, obrovský sweet spot bez), rozlišení 2064×2208 na oko.
Plnobarevný Passthrough: Dvě 4MP RGB kamery + aktivní ToF hloubkový senzor pro skenování prostoru real-time.
Ovladače Touch Plus: Bez sledovacích prstenců (fúze IMU senzorů a AI predikce) + nativní Direct Touch (hand-tracking).

Dostupná verze: Quest 3S (2024)

Spojení výkonu čipu XR2 Gen 2 a barevného passthrough s levnějšími Fresnelovými čočkami z Quest 2 za cenu $299 – masový akcelerátor trhu pro rok 2025/2026.

Software & Ekosystém Horizon OS

Meta Horizon OS: Samostatný prostorový OS (založen na Androidu), nově i licence (Asus ROG, Lenovo).
Prostorový multitasking: Volné ukotvení 2D a 3D oken v reálné místnosti.
Meta AI: Asistent s multimodálním viděním.
PC VR konektivita: Bezdrátový Air Link (Wi-Fi 6E) a USB-C Link kabel.

Meta Quest 3 • RGB passthrough kamery a bezkroužkové ovladače Touch Plus

Spatial Computing • Ultra-prémiový segment (2024)

Apple Vision Pro: Nové prostorové paradigma

2× 4K Micro-OLED M2 + R1 Duální SoC 12 ms Latence EyeSight

Hardware: Nekompromisní specifikace

Duální architektura: Čip Apple M2 (výpočetní výkon, macOS/iOS jádro) + koprocesor Apple R1 (senzorický čip v reálném čase zpracovávající 12 kamer, 5 senzorů a 6 mikrofonů).
Micro-OLED displeje: (přes 4K na oko, 3380 PPI, 92 % DCI-P3) – ostrost eliminující viditelnou rastrovou mřížku pro bezproblémové čtení textu.
Bleskový passthrough: Obraz z kamer se zobrazí za pouhých 12 ms (rychleji než mrknutí oka), čímž minimalizuje kinetózu.
Vnější lentikulární displej (EyeSight): Promítá simulovaný pohled očí uživatele ven, aby neztrácel kontakt s okolím.

Cena & Určení: $3 499 – prosumeři, vývojáři, medicína, CAD a enterprise sféra. Nastavil novou laťku pro vizuální čistotu a ergonomii ovládání.

Software & Operační systém visionOS

Systém visionOS: 3D prostorové uživatelské rozhraní – okna, widgety a trojrozměrné objemy vrhající reálné stíny do interiéru.
Controller-less UI (Bez ovladačů): Eye Tracking + gesta rukou.
Mac Virtual Display: Pohledem na MacBook se obrazovka přenese do obřího virtuálního 4K/5K plátna s možností práce myší a klávesnicí.
Spatial Audio & Persona: Prostorový zvuk přizpůsobený akustice místnosti; fotorealistické digitální avatary (Personas).

Posun od VR k „Spatial Computing“:

Apple se záměrně vyhnul slovům „VR“ a „metaverse“. Definuje zařízení jako plnohodnotný prostorový počítač pro práci, kolaboraci a multimédia.

Form-faktor v roce 2026

Technologie a form-faktor v roce 2026

Trh prostorových a nositelných technologií se v roce 2026 definitivně rozštěpil do dvou klíčových kategorií:

Headsety: Mixed Reality HMD

Zástupci: Meta Quest 3 / 3S, Apple Vision Pro, Sony PSVR2.

Plné pohlcení & Výkon: Široký zorný úhel (FOV 100°–110°), plný video passthrough.
Primární určení: Herní tituly, imerzivní tréninky, 3D CAD/BIM modelování, náročné prostorové výpočty.
Kompromis: Hmotnost 450–650 gramů, výdrž na baterii 2–3 hodiny.

Lehké brýle: AI & Display Smart Glasses

Zástupci: Ray-Ban Meta, XREAL, RayNeo, Viture, prototyp Meta Orion.

Celodenní nošení: Vzhled běžných dioptrických či slunečních brýlí (hmotnost pod 50–70 gramů).
Multimodální AI asistenti: Kamery a mikrofony v reálném čase analyzují okolí uživatele (odpovídají na otázky, překládají řeč).
Mikrodispleje / HUD: Projekce virtuálního monitoru či notifikací přímo do zorného pole.
Masivní boom: Přes 20 milionů prodaných kusů v segmentu.

Technologie

Klíčové technologie moderního VR/MR

Pancake Optics

Skládaná polarizační optika

Náhrada masivních Fresnelových čoček systémem polarizačních filtrů a zrcadel, které světlo v čočce několikanásobně odrazí.

Zkrácení optické vzdálenosti o 40 %.
Dramatické ztenčení přední části headsetu.
Odstranění optických artefaktů („god rays“).
Perfektní ostrost od středu až k okrajům (sweet spot).

Foveated Rendering

Adaptivní vykreslování pohledem

Využití bleskového sledování očí (Eye-Tracking) k optimalizaci grafického výkonu GPU.

Plné 4K rozlišení se počítá pouze v centrálním bodě pohledu (fovea, cca 2° úhel).
Periferní vidění se vykresluje v nízkém rozlišení.
Úspora až 60 % výkonu GPU bez vnímatelné ztráty kvality pro lidské oko.

Multimodální AI

Prostorová inteligence (Spatial AI)

Integrace velkých multimodálních modelů (VLM) přímo do nositelné elektroniky.

Headset v reálném čase rozumí sémantice scény (rozpozná stůl, nářadí, text, lidi).
Hlasové ovládání v přirozeném jazyce bez příkazových menu.
Prediktivní doplňování informací pro práci a asistenci.

Tržní data • Globální stav 2026

Trh a adopce VR/AR v roce 2026

Objem trhu: $26,7 mld. USD (VR) / $40,7 mld. (XR)

Prudký růst s očekávaným ročním tempem (CAGR) mezi 26 % až 48 % do roku 2030+.

Uživatelská základna & Demografie:

216 milionů aktivních uživatelů celosvětově (z 171 mil. v roce 2025; USA tvoří 84,3 mil.).
Průměrná délka relace: 52 minut na jedno nasazení.
Mladé publikum: Gen Z tvoří 48 % a Mileniálové 32 % (průměrný věk 27,4 let).

Struktura využití (Use Cases)

Gaming: Generuje 63,4 % všech příjmů ve spotřebitelském segmentu.
Enterprise & Průmysl: 89 % velkých firem aktivně testuje či nasazuje XR v ostrém provozu (onboarding, montážní manuály, revize CAD modelů).
Měřitelný přínos: VR výcvik zvyšuje efektivitu učení o 76 % a snižuje bezpečnostní incidenty na pracovišti o 60 %.

Trh • Srovnání lídrů 2026

Tržní podíly výrobců headsetů

Globální podíly výrobců dedikovaných VR/MR headsetů a nositelných brýlí v letech 2025/2026:

Výrobce / Platforma	Tržní podíl (kusy)	Klíčový model (2026)	Cílová skupina & Zaměření
Meta	74,6 % – 80 % (až 84 % v Q4)	Meta Quest 3 / 3S (Quest 3S má 34 % trhu)	Masový trh, herní ekosystém, sociální VR, cenově dostupné B2B.
Sony	~5 % – 8 %	PlayStation VR2 (> 3,4 mil. prodaných kusů)	Konzolový gaming (PS5), prémiové AAA tituly, OLED HDR displeje.
Apple	~1 % – 2 % (vysoký podíl na příjmech)	Apple Vision Pro (připravovaný čip M5)	Ultra-prémiový segment, prosumeři, enterprise, Spatial Computing.
Chytré AR brýle (XREAL, RayNeo, Viture, Ray-Ban Meta)	Dynamický růst (+62 % YoY, > 20 mil. ks)	XREAL Air 2, Ray-Ban Meta	Celodenní nošení, mobilní produktivita, multimédia, AI asistenti.

Konsolidace trhu: Meta si drží téměř monopolní postavení v objemu prodaných kusů díky agresivní cenové strategii (Quest 3S za $299). Apple naopak dominuje technologické prestiži a enterprise monetizaci.

Závěr • Shrnutí a perspektivy

Shrnutí evoluce VR: Od 1838 do 2026

Klíčové milníky evoluce:

1838: Wheatstone • stereoskopie a binokulární vnímání hloubky
1929: Link Trainer • první elektromechanický simulátor letu
1965–68: Sutherland • vize *Ultimate Display* a *Sword of Damocles*
1987: Lanier (VPL) • termín Virtual Reality, DataGlove a EyePhone
1995: 1. vlna VR • předčasný boom, VFX1 a propadák Virtual Boy
2012: Oculus Rift • restart oboru díky smartphone revoluci (Luckey, Carmack)
2019–20: Quest 1 & 2 • masová stand-alone adopce bez kabelů (>20M ks)
2024–2026: Spatial Computing • Apple Vision Pro, Pancake optika, passthrough MR a AI brýle

VR dnes = Pohlcení + Spatial Computing + AI Asistence

Technologie se po 180 letech vývoje proměnila z laboratorního experimentu na plnohodnotné prostorové výpočetní médium zítřka.

Evoluce hardwaru: Od těžkých kabelových helem k samostatnému Spatial Computingu