Очки виртуальной реальности своими руками: Этиленвинилацетат + ПВХ

А гугловцы молодцы! Так дешево и эффективно популяризировать виртуальную реальность еще суметь надо.
Причем демонстрирует довольно-таки эффективно.
Но на многих эти картонные очки действуют еще и провокационно. И мы с Матвеем (сын 4,5 лет) в их числе.
Увидев сей дивайс, мы почти хором сказали: «Да мы круче сделаем!»

В оригинале смущали несколько моментов:

• Хлипкость и недолговечность конструкции. Картон имеет свойство мяться, трепаться по краям и пачкаться.
• Линзы. Небольшой диаметр 25 мм. Очень заметные искажения по краям картинки и мощные хроматические аберрации там же.
• Отсутствие «портупеи» для черепа.

Самое главное в устройстве конечно же линзы. Это первое о чем мы задумались.

Классические канцелярские увеличительные стекла имеют те же «болезни» что и линзы Гугла, но я не смог пойти на компромисс с конъюнктурой рынка.
Уже почти отчаялся, когда мне улыбнулась удача. Рискнул заехать в Государственный оптический институт имени С. И. Вавилова.
Это режимное предприятие, занимающееся оптикой для нашей оборонки. Находится на Васильевском острове, Санкт-Петербург. (контакты дам в ЛС).
Объяснил что мне в идеале надо и получил 2 шикарные асферические линзы: 35 мм диаметром, склееные из двух, да еще просветлённые.
Искажений по краям практически нет. Их клеили для какого-то оптического мега-прицела для Стивена нашего Сигала, но что-то там не срослось и они остались без применения и ждали своего часа. Этим часом оказался я.
Полдела сделано — остальное уже дело техники.

Следующая задача хоть и попроще, но тоже не маловажна — основной материал.
Он должен быть достаточно легким что бы не накачать шею как у Шварца, и достаточно прочным что бы держать геометрию конструкции.
Картон сразу отметался.
Поликарбонат прозрачен и имеет крайне острые края, которые категорически нельзя оставить без внимания — иначе лица будут как у Seal, известного певца. С поликарбонатом мы имели дело когда делали мега-кормушку для птичек.

В моём представлении идеальным материалом оказался этиленвинилацетат (ЭВА). Это легкий вспененный материал, пластичный, мягкий и легкий в обработке.
Из него делают подошвы пляжных тапок, ложементы для аппаратуры в коробке, теплые полы для детских комнат или спортзалов.
Вспененные коврики для турпоходов и фитнеса не катят — слишком мягкие.
Но найти ЭВА в продаже оказалось не так-то просто. В окрестных строительных магазинах теплый пол попадался лишь с детскими паззлами, вырубленными в центре плитки, что никоим образом не вписывалось в техтребования.

Жажда немедленного начала работ подтолкнула меня к покупке полистироловой подложки под ламинат (голубого цвета на фото с линзами).





Она достаточно жесткая для нашей задачи и имеет ряд преимуществ перед картоном. Толщина листа 5 мм. Очень легко режется канцножом.

Для сборки использовался широкий строительный скотч повышенной фиксации (цвета металлик). Такой скотч удобнее упаковочного — он мягче, прощает ошибки и позволяет переклеить себя несколько раз. Да и держит крепче.
Из полистирола и родилась первая версия очков. Они вполне успешно справлялись с задачей, но плашка с линзами выглядела крайне неопрятно и межзрачковое расстояние регулировалось грубо и не изящно.

Я почти поборол свой перфекционизм и почти остановился на достигнутом.
Но, опять же случайно, мне в руки попадает 1 плитка мягкого пола повышенной жесткости толщиной 13 мм.
13 — много, хватило бы и 10 за глаза, но приходится довольствоваться имеющимся. Лицевая сторона не пористая как торцы и обратная.



Вторая версия должна была выглядеть значительно опрятнее и иметь удобную регулировку межзрачкового расстояния — иначе у жены и сына будет двоиться картинка. И регулировка должна присходить без залапывания жирными пальцами нежных стёклышек.

Матвей крайне одобрительно встречает любые технические проекты за которые мы с ним принимаемся.
Но этот он встретил, что называется «с фанфарами и подбрасыванием чепчиков для выражения искреннего ликования» после того как вкратце объяснил ему что такое виртуальная реальность и в чем она проявляется.
Стоит заметить, что он, по каким-то своим соображениям, не согласился с общепринятым названием и продолжает называть ее реальной виртуальностью. И в какой-то степени он по-своему прав. Я не стал пускаться с ним в дебаты по этому вопросу.

Так как линзы у меня эксклюзивные, то и любые имеющиеся в сети выкройки не годились.
В кореле родился чертежик, детали распечатывались на бумаге и шилом накалывались на материалы и вырезались канц ножом.

Каждую из линз было решено прочно закрепить (клеящий пистолет) в собственной плашке из ПВХ-листа (1мм). У плашек есть выступающая деталь — она выводится наружу через прорезь боковой стенки и именно ею мы будем двигать линзы для регулировки межзрачкового расстояния. Кто будет делать так же, делайте ее по центру, а не в нижней части.



В качестве направляющих для скольжения линз я взял в автозапчастях резиновый П-образный профиль для защиты кромок листовых материалов. Его сечение 10х4 мм, паз 1 мм идеально подошел под 1мм ПВХ.

Плашки с линзами не способны перекрыть всё внутренне пространство и дабы спрятать всё это непотребство, на переднем плане надо размещать аккуратную, фиксированную на месте, плашку на всю ширину дивайса. С прорезями для линз и клюва.
Для этой декоративной плашки нужна отдельная направляющая.

Для соединения деталей идеально подошел двухсторонний скотч 3M для электронных компонентов. Я им клеил новые тачскрины, регулярного разбиваемого любимой женой, ойфона.



Отмеряем и режем направляющие нужной длины. Сначала 3мм скотчем скливаем 2 направляющие между собой — боковыми стенками. И уже потом клеим на место уже сдвоенные.

ЭВА еще хорош и тем, что на этапе подгонки детали можно наживлять на швейные булавки. Отлично держат. Втыкайте их не перпендикулярно к поверхности, а под углом, чередуя наклоны — держит на порядок прочнее.
Кстати, этот способ годится для крепления ремешков «портупеи» внутри деталей из ЭВА. Откусите головку булавки и притопите конец — он будет вообще не заметен.

При подгонке старайтесь разместить линзы как можно ближе к глазам. На фокусное расстояние это никак не влияет, но угол обзора тем шире, чем меньше расстояние от глаза до линзы.

Подбор фокусного расстояния — между линзами и дисплеем — совершается сугубо экспериментально.
Совет: при подборе не используйте 3Д-видео или просто рабочий стол смартфона. Их может оказаться недостаточно для ловли идеальной четкости картинки. Видео динамично, размылено и не имеет статичных деталей на которых можно ловить фокус, а десктоп не имеет отдельного канала для каждого глаза. То, что вы видите пиксели — недостаточно.
Надо проверять на любом приложении, моделирующем ВР и имеющем в интерфейсе мелкий текст. Там изначально идеальный фокус. Я использовал «Titans of Space for ...»

По разметке режем детали, крепим и фиксируем.







ПВХ под линзы у меня был белым и никак не вписывался в стайл. Недолго думая, я покрасил его черным маркером с широким (10мм) жалом. О чем потом пожалел. Как оказалось, он был не столь стойким к влаге выделяемой моей хлеборезкой в маске и там где мой нос соприкасался с окрашенными деталями, на нем оставались следы радикально черного цвета. А так как это обнаружилось уже после окончательной сборки и обратного пути уже не было, пришлось в срочном порядке делать опоры для переносицы из обрезков резинового профиля. Выглядят ужасно — буду их переделывать.

Так как макет подгонял под собственную физиономию, она идеально прилегает к лицу и при продолжительном использовании было замечено запотевание линз. Пришлось делать вентиляционные отверстия в нижней и верхней стенках.

Фронтальную стенку сделал не откидной, в отличие от первой версии очков. Так мне не требуется универсальность для всего зоопарка смартфонов, подгонял размеры под SG4. Причем прямо в чехле. Боковые щели по бокам. Не забудьте сделать канавки для боковых кнопок смарта.





Надо будет шлифануть торцы деталей — убрать неровности.

Хоть и смотрится монументально, но очки легки. Вечером взвешу. Вес с портупеей: 251 г

Магнит пока не сделал — не нашел подходящего круглого редкоземельного.

В поисках решения обратился к Матвею с просьбой одолжить магниты из его старого винчестера, который он регулярно собирает/разбирает с электроотверткой. Он пошел навстречу и магниты были извлечены.
Они оказались немеряной силы, но, увы, имели форму бумеранга и, соответственно, четко выраженные полюса. А они себя ведут не совсем так как то требуется.
Как найду — прикручу.

В итоге вся семья довольна. Жена — зрелищем. Мы с Матвеем — крайне увлекательным занятием.

Источник: geektimes.ru/post/249278/