Людина має п’ять органів чуття, але для взаємодії з комп’ютером майже завжди використовує тільки зір та слух. Запахи та смаки знаходяться за розумною межею занурення, а ось з тактильними відчуттями все не просто. Тут ми стикаємося з дещо незграбною калькою з англійської мови — словом «гаптичний» (від haptic). Воно ідеологічно важливо, бо є принципова різниця: гаптичний зворотний зв’язок створює штучні відчуття, тоді як тактильний зворотний зв’язок підсилює природні дотики.

Razer Sensa HD є найамбітнішою спробою стандартизації PC-гаптики за останні 20 років. Для цього пропонується вже ціла екосистема: подушка Freyja з шістьма VCA-актуаторами, гарнітура Kraken V4 Pro зі спрямованою вібрацією, контролер Wolverine V3 Pro з інтегрованими гаптичними ефектами та SDK від Interhaptics для розробників, що забезпечує програмну сторону роботи. Ми детально розглянемо технологію, протестуємо пристрої та оцінимо, наскільки Razer вдалося реалізувати свою амбітну мету.

Фізіологія тактильного сприйняття

Перш ніж заглиблюватися у технічні деталі гаптичних пристроїв, варто зрозуміти, як саме наше тіло сприймає вібрації. Це пояснює, чому одні гаптичні ефекти відчуваються природно, а інші здаються штучними або неприємними.

У шкірі людини розташовані чотири основні типи механорецепторів, кожен з яких спеціалізується на різних аспектах тактильного сприйняття. Вони перетворюють механічну деформацію шкіри на нервові імпульси, які мозок інтерпретує як дотик, тиск або вібрацію.

Тільця Мейсснера (Meissner corpuscles) розташовані у верхніх шарах шкіри, безпосередньо під епідермісом. Вони реагують на низькочастотні вібрації у діапазоні 10–50 Гц з піковою чутливістю близько 30–50 Гц. Ці рецептори відповідають за відчуття легкого дотику, флатеру та ковзання по поверхні. Саме завдяки їм ми розрізняємо текстури тканин та відчуваємо легке погладжування.

Тільця Пачіні (Pacinian corpuscles) знаходяться глибше в дермі та підшкірній клітковині. Це великі нервові закінчення, які спеціалізуються на високочастотних вібраціях у діапазоні 200–300 Гц, хоча здатні реагувати на частоти від 40 до 800 Гц. Вони мають великі рецептивні поля та є ключовими для відчуття глибокої вібрації та тонких текстур. Коли ви відчуваєте вібрацію телефону в кишені чи гул геймпада, це насамперед тільця Пачіні.

Диски Меркеля (Merkel’s disks) реагують на статичний тиск та тонкі деталі поверхонь, забезпечуючи високу просторову роздільну здатність. Завдяки їм ми можемо читати шрифт Брайля та відчувати дрібні нерівності поверхонь.

Закінчення Руффіні (Ruffini endings) знаходяться глибоко в дермі та реагують на розтягування шкіри. Вони активуються при захопленні предметів та контролі положення пальців та відіграють важливу роль у пропріоцепції, тобто відчутті положення тіла у просторі.

Розуміння властивостей механорецепторів пояснює, чому різні типи актуаторів створюють різні відчуття. ERM-мотори (Eccentric Rotating Mass), які використовуються у більшості бюджетних пристроїв, генерують вібрації з фіксованим зв’язком між частотою та амплітудою: сильніша вібрація автоматично означає вищу частоту. Це обмежує їхню здатність точно стимулювати різні типи рецепторів.

LRA-актуатори (Linear Resonant Actuator) працюють на резонансній частоті, зазвичай близько 150–200 Гц. Вони ефективні для активації тілець Пачіні, але менш гнучкі у створенні низькочастотних ефектів для тілець Мейсснера.

VCA-актуатори (Voice Coil Actuator), які використовує Razer у Freyja, є широкосмуговими пристроями з незалежним контролем частоти та амплітуди у діапазоні 50–500 Гц. Це дозволяє точно налаштовувати ефекти для стимуляції різних типів механорецепторів: низькочастотні гармоніки для тілець Мейсснера, високочастотні для тілець Пачіні.

Час відгуку менше ніж 20 мс, який заявляє Razer для Sensa HD, є критичним параметром. Мозок синхронізує тактильні відчуття з візуальною та звуковою інформацією, і затримка понад 50–70 мс сприймається як неприродна розбіжність. Швидкий відгук VCA-актуаторів дозволяє підтримувати ілюзію синхронності між тим, що ви бачите, чуєте та відчуваєте.

Історія гаптики на ПК

Спочатку, варто вказати на три технології, які не стосуються цього огляду.

По-перше, вібраційний зворотний зв’язок (vibration feedback) у консольних контролерах існує з 1997 року, коли Sony представила DualShock для PlayStation, а Nintendo — Rumble Pak. Відтоді вібромотори стали стандартом для геймпадів, а їхній розвиток досяг апогею у DualSense з адаптивними тригерами та локалізованою вібрацією. Водночас PC-платформа залишалася осторонь цієї еволюції: клавіатури та миші не вібрують.

По-друге, ще однією очевидною технологією є повноцінний силовий зворотний зв’язок (force feedback), що реалізує не вібрацію, а саме спротив діям користувача за допомогою вбудованих моторів. Цю технологію легко вбудувати у кермо чи джойстик, бо вони є порівняно великими пристроями, що стоять на поверхні, тож ентузіасти віртуальних перегонів та польотів користуються цією можливістю з того ж самого 1997 року.

Нарешті, найвідомішим для мільярдів користувачів прикладом зворотного зв’язку від ПК є тачскрін телефону, що симулює відчуття натискання на себе. Він очевидно нерухомий, але палець відчуває саме вібраційний ефект від натиска на нього. Більш зручно пояснити різницю на прикладі тачпадів ноутбуків — в той час, як звичайний механічний справді «клікає» при натиску, популяризовані Apple (під назвою Force Touch з Macbook 2015 року) гаптичні тачпади є монолітними, але користувач ніколи цього не помітить. Навпаки, відчуття від натисків є навіть більш реальними, ніж у справжньої механіки!

І ось тепер — переходимо до саме тієї гаптичної технології, яка нас цікавить. У тому ж 1997 році (справді видатний вийшов рік для третього чуття при роботі з ПК!) компанія Immersion Corporation розробила технологію TouchSense для мишей. Ідея полягала у створенні тактильного зворотного зв’язку не лише для ігор, а й для повсякденної взаємодії з графічним інтерфейсом. Користувач міг відчувати текстури елементів інтерфейсу: металеві кнопки, гумові слайдери, шорсткі межі вікон. Logitech випустила серію мишей iFeel із вбудованим актуатором, який генерував вібрації на основі TouchSense. Першою ластівкою була Wingman Force Feedback Mouse з повноцінним силовим фідбеком, для чого мишу прийшлося зробити закріпленою на килимку — користувачі не оцінили й далі Logitech перейшла вже на суто вібраційний фідбек.

Система підтримувала спеціальні теми з хвильовими формами для різних матеріалів. В іграх технологія інтегрувалася у такі ігрові проєкти, як Black & White, Shogo та Half-Life, де вібрація миші відповідала подіям на екрані. Проте технологія не набула масового поширення. Причини включали обмежену підтримку розробників, високу вартість ліцензування TouchSense та скептицизм користувачів щодо практичної користі вібрації у миші. До середини 2000‑х напрям фактично згорнувся. Достатньо процитувати один з оглядів тих часів (від Viperlair), щоб відчути справжній стан речей: «Тактильний відгук у миші не вартий уваги. Зрештою я його завжди вимикав, бо він мене дратував. Можете називати мене старомодним, але коли миша вібрує щоразу, як я на щось клацаю, — це якось не так. Кілька разів, коли миша тремтіла, мені здавалося, що я наїхав на хлібну крихту на столі або щось застрягло всередині». Власні враження автора нинішнього огляду тоді також були близькими до процитованого — при всьому бажанні зануритися третім чуттям в ігри, iFeel не вразив.

Наступною спробою став пристрій Novint Falcon, який являв собою радикально інший підхід до гаптики. Це був 3‑DOF (три ступені свободи) контролер, що створював справжній силовий зворотний зв’язок: користувач міг відчувати опір, текстури поверхонь та сили відштовхування. Технічні характеристики були разючими: частота оновлення 1 кГц, максимальна сила 9 Н, робочий простір близько 10 см у кожному напрямку. Falcon інтегрувався з Source Engine від Valve та підтримував такі ігри, як Half-Life 2, Portal та Left 4 Dead. Однак висока ціна (близько $250), складність налаштування та обмежена бібліотека підтримуваних ігор завадили комерційному успіху. Novint припинила виробництво на початку 2010‑х років.

З того часу гаптичні пристрої пішли більше шляхом впливу на тіло користувача, ніж на його долоні та пальці. Наприклад, компанія Woojer розвиває аналоговий VCA-підхід із жилетами та поясами, що реагують на аудіосигнал. bHaptics використовує дискретну матрицю ERM-моторів для просторової локалізації ефектів у своїх жилетах TactSuit. Але обидва рішення орієнтовані переважно на VR-застосування та мають обмежену інтеграцію з традиційними PC-іграми.

Нарешті, за тим же принципом audio-to-haptics працюють гарнітури з вібромоторами, що розповсюджують гаптичний фідбек на голову користувача. Подібні рішення відомі ще з 2000‑х років і ніколи добре не працювали (включно з Razer HyperSense) — приблизно, як iFeel у мишах.

Вся ця історична лекція важлива для розуміння чотирьох речей:

  1. Вже майже 30 років індустрія намагається забезпечити гравців третім почуттям і є декілька загальних підходів до проблеми.
  2. Крім геймпадів, джойстиків та рульових коліс жодна попередня спроба не була вдалою, хоча всі мали обмежений комерційний успіх.
  3. Головним чинником провалів ставала обмежена підтримка пристроїв іграми.
  4. Вторинним чинником провалів є незадовільна реалістичність передачі гаптичними засобами сутності взаємодії.

Технологія Razer Sensa HD

У 2022 році Razer придбала компанію Interhaptics, засновану у 2017 році як Go Touch VR SAS. Interhaptics спеціалізувалася на кросплатформних гаптичних рішеннях та розробила інструменти для створення та розгортання гаптичних ефектів на різних пристроях. Це придбання стало фундаментом для Sensa HD.

Важливо розрізняти Sensa HD та попередню технологію Razer HyperSense. HyperSense базувалася на партнерстві з Lofelt та використовувала їхні L5 LRA-актуатори. Після банкрутства Lofelt у 2022 році Razer перейшла на власне рішення на базі Interhaptics. Sensa HD є в певному сенсі еволюцією концепції, але з принципово іншою технічною реалізацією: замість резонансних LRA використовуються широкосмугові VCA-актуатори.

Interhaptics SDK є ядром екосистеми Sensa HD. Він складається з кількох ключових компонентів, які забезпечують створення, обробку та відтворення гаптичних ефектів.

Haptic Composer є редактором для створення гаптичних ефектів. Розробники можуть проєктувати ефекти візуально на часовій шкалі, подібно до роботи з аудіо. Інструмент підтримує три типи гаптичного сприйняття: вібрацію (Vibration), текстури (Texture) та жорсткість (Stiffness). Кожен ефект можна прив’язати до конкретної частини тіла (Body Part): голова, груди, талія, ноги, руки.

Synesthesia Engine є фоновим сервісом, який інтегрується з Razer Synapse 4 та Razer Chroma. Цей движок відповідає за синхронізацію гаптичних ефектів із подіями у грі. Коли гра надсилає виклики через Chroma SDK, Synesthesia перехоплює їх та перетворює на гаптичні команди для підключених пристроїв.

Device Rendering Pipeline є системою адаптації гаптичних ефектів під конкретні пристрої. Один і той самий гаптичний ефект, створений у Haptic Composer, автоматично адаптується під характеристики кожного пристрою: кількість актуаторів, їхнє розташування, частотний діапазон та динамічний діапазон амплітуди.

Interhaptics використовує концепцію Body Parts Mapping для просторової локалізації ефектів. Для Razer Freyja визначені такі зони: Chest (верхня частина спинки), Waist (середня частина), Leg Left та Leg Right (стегна). Кожна зона може отримувати незалежні гаптичні сигнали. Гарнітура Razer Kraken V4 Pro відповідає за дві зони голови, а геймпад Razer Wolverine V3 Pro — за долоні.

Система визначає, як абстрактний гаптичний ефект перетворюється на конкретні команди для актуаторів. Наприклад, ефект «удар справа» буде направлений на актуатори правої сторони Freyja та правий драйвер Kraken V4 Pro, якщо гарнітура підключена. Однією з ключових переваг екосистеми Sensa HD є синхронізація ефектів між кількома пристроями. Наприклад, при одночасному використанні Freyja та Kraken V4 Pro система отримує вісім точок контакту з тілом: дві на голові (гарнітура) та шість на спині й стегнах (подушка). Це дозволяє створювати ефекти «time-of-flight»: мінометний снаряд починається як високочастотний свист у гарнітурі, потім проходить через верхню частину спини, спускається нижче та завершується низькочастотним ударом у зоні стегон. Такі ефекти значно посилюють занурення порівняно з ізольованою вібрацією геймпаду чи гарнітури.

Важливо, що всі пристрої Sensa HD мають два режими роботи: Audio-to-Haptics та власне Sensa HD Games.

Audio-to-Haptics є режимом універсальної сумісності. Система аналізує аудіопотік у реальному часі, виділяє низькочастотні компоненти (переважно 20–100 Гц) та перетворює їх на гаптичні сигнали. При використанні багатоканального аудіо (7.1 Surround) система враховує просторове розташування джерел звуку та направляє вібрацію на відповідні актуатори. Razer Synapse дозволяє налаштувати параметри досить детально. Цей режим працює з будь-яким контентом: іграми, фільмами, музикою. Однак він має фундаментальне обмеження: система не може розрізнити ігрові звуки, музику та голосовий чат. Глибокий чоловічий голос у Discord викличе таку саму вібрацію, як і вибух у грі. Музика з вираженим басом постійно стимулюватиме подушку та гарнітуру — ефект цікавий перші пів години, але швидко набридає. І хоча реалізація від Razer працює краще попередників, платити за це окремі гроші, мабуть, не варто ні у 2005-му, ні у 2025-му році.

А ось Sensa HD Games є режимом нативної інтеграції. Гаптичні ефекти заздалегідь створені розробниками у Haptic Composer описаним вище чином та прив’язані до конкретних ігрових подій. Коли персонаж отримує удар справа, гра надсилає виклик API, і система відтворює відповідний ефект на правих актуаторах. Це повністю обходить аудіоаналіз та забезпечує точну, контекстуально доречну гаптику. Інтеграція відбувається через Razer Chroma SDK. Розробники можуть використовувати Unity SDK, Unreal Engine SDK або GameMaker SDK від Interhaptics. Для кожної гри створюється тека з гаптичними профілями у форматі HapticFolders, яка розміщується в C:\Program Files (x86)\Interhaptics\HapticFolders. І саме цей режим є надією на те, що Sensa HD не повторить долю всіх (!) попередників, тож до цього питання ми ще повернемося.