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从技术的角度简单聊一下VR

行业资讯
5月前 1100 7

最近VR这个话题热的要命,移动互联网从业者谈论起行业话题的时候都会往VR上面扯,感觉自己的项目未来不和VR沾点边就很low,俨然VR已经是下一个互联网风口,今年BAT也公布了自己在VR上的布局。普通用户更是各种各样的广告,软文忽悠的晕头转向,似乎全人类都在准备好迎接VR技术带给生活的巨大改变了。


 

HTC 在 Vive 的发布会上说,虚拟现实技术将会“改变人类与世界的互动方式,为用户带来更多沉浸式的感觉。”


 

目前看来,今年的确是VR大热的一年,开发者有激情,消费者有热情,投资方愿砸钱,大量的VR设备即将投放市场,看起来形势一片大好。甚至有人预言:VR将是智能手机之后对人类生活影响最大的设备,在设计行业内,也有人提出这么一个论调:传统的平面,UI设计师即将失业,转型VR设计师才是出路。


 

当我在和一些同行,还有身边的普通朋友聊天的时候,提起VR很多人都表示听说过,也觉得这玩意很流弊,是潮流。但是说到具体的产品形态,VR体验的时候,大家脑子里就一片空白了。还有相当多的人把全景视频和VR划上等号,这更是把VR概念偷梁换柱,为的就是搭上VR这趟顺风车。


 

所以,今天就从技术的角度简单聊一下VR,做一个科普。


 

VR是英文Virtual Reality的缩写,即虚拟现实


 

虚拟现实是一个大的概念,大家现在看到的一些广告上的产品,多半是一个像眼罩的设备,绑在脑袋上,里面是一个屏幕,或者插一个手机,播放视频或者是游戏画面,画面会根据用户脑袋左右转动而转向不同的方向,广告上多半还会在特别明显的地方强调“具有沉浸试体验”这个特点。所以很多人就认为,这就是VR了。


 

首先跟大家纠正一下对VR的概念。你们以为脑袋上带一个显示器,或者吧手机装盒子里面绑脑袋上着就是VR了?如果你们觉得这就是VR,那么你们就是被各种无良小广告成功忽悠到了。

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这种头显式的设备算不算VR呢,可以说是涉及到VR的一部分,但只是一小部分。不过这也是人类目前的技术水平下能给民用设备带来的极限体验了。


 

我相信所有体验过vr设备的用户,还没有人真的傻到认为自己进入了“赛博空间”(来自于《神经漫游者》,意为电脑创造出来的虚拟世界)吧。就冲着那满屏马赛克的画面,非常反人类的交互,还有根本无法克服的头晕反应。真有人觉得自己进入虚拟世界我只会怀疑他是个厂商派来的水军。


 

虚拟现实的目标是用电脑程序创造出一个能够带给用户真实体验的世界。人是用感官来感受周围这个真实世界的,人的五感即——视觉,听觉,嗅觉,触觉,味觉。虚拟现实技术必须要用科技手段将人类的五感全部欺骗过去,才能让人相信自己的确进入了一个和真实世界完全一致的虚拟空间。越多的感官没有被“欺骗”到,人在虚拟空间内就越容易感觉“出戏”,从而也更谈不上所谓的“沉浸式”体验了。目前看来只有通过《黑客帝国》中那种脑后插管的方式才能达到完全的虚拟现实,不过这也是在人类想象力中对虚拟现实终极形态的一种诠释吧。


 

现阶段的技术水平决定了我们暂时还是只能带着笨重的头显来体验VR世界。那么现在市面上的VR设备体验如何呢?


 

视觉体验

当年教主率先提出了“视网膜屏”的概念。所谓视网膜屏就是这个屏幕必须在一般使用场景下,它所具有的像素密度接近人类肉眼分辨的极限。

手机屏幕的像素密度用ppi来表示(pixels per inch),就是每英寸面积中容纳的像素点数量。教主认为326ppi是人眼分辨率极限。超过这个ppi是没有意义的事情。所以我们可以看到,从iphone4开始,iphone的屏幕ppi都是维持在326ppi这个标准上


 

VR设备既然也是依靠屏幕来显示画面的,自然也离不开像素密度的问题。体验过VR盒子的同学们应该能体会到,明明手上那这一款1080p,甚至2k级别完全合乎视网膜屏标准的手机,放在盒子里进行VR体验的时候却看到满眼的像素点,这个情况叫做纱门效应。

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如何消除纱门效应?解决方法就是提高设备的ppi。VR设备的像素密度标准是像素/1°视角。要达到视网膜的效果,1°视角中需要有60个像素。一般来说人的视角是水平210°,垂直100°。简单计算一下,水平视角210×60=12,600个像素,垂直的100°里有100×60=6,000个像素,理想的情况下我们需要12,600×6,000的画面。


 

这对硬件设备提出了全新的要求。对屏幕和显卡都是一个巨大的挑战。随着硬件技术的发展,将来一定能解决这个问题。


 

交互体验


 

VR设备的交互和传统设备交互有很大区别。既然是虚拟现实,那么在交互上也必须要更贴近真实世界,需要一种更自然的交互方式。这种交互方式必须是摈弃了键盘鼠标等外设的。试想一下,你在虚拟世界中看到一扇门,你的第一反应一定是伸出手将它推开,如果这时候却只能用鼠标移动光标将它点开,感觉一定瞬间出戏。

目前VR设备的几种主要交互方式


 

1.头动控制

通过头部转动,移动视角。这时画面中间会出现光标。用光标停留在想要交互的物件上,持续一段时间,完成交互的确认。


 

2.控制器控制

一般采用专用控制器,例如PlayStation Move 、Oculus Touch、vive控制器。这类控制器一般采用空间定位和重力感应,可以追踪到自己在空间中的位置。用户拿上控制器以后,在VR环境中就可以模拟自己的双手,完成一些简单的交互动作。如推,拉,触碰等。



 

生理反应


 

很多人体验过VR设备以后,反馈的体验集中在2个方面,一是“沉浸感”确实是有的,二就是晕的要命。


 

在看视频的时候这个问题并不是很突出,但是玩游戏的时候就变得很让人无法忍受了。很多用户反映VR游戏玩了15分钟左右就会晕的受不了,被迫退出。


 

这个问题主要出在画面和身体的协调上。人的视觉系统要和身体运动匹配。当用户在VR环境中行走,但是实际身体却没有运动的时候,视觉系统和身体感知就会产生矛盾。例如在游戏中,用户被怪物打了一下,身体站立不稳产生晃动,这时大脑就会做出反应让用户身体保持平衡,但实际上用户的身体并没有产生晃动,大脑的应激反应反而会让用户身体失去平衡,就会产生晕的感觉。设备帧率和刷新率不足也会导致眩晕,但是各个设备厂商都号称自己的产品在配合高端pc的时候已经不会出现这个问题了,那就暂且让我们把眩晕归结为咱们“原始人大脑”的问题吧。


 

主流VR设备

市面上主流的VR设备有以下几种


 

1.VR盒子

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盒子的创意来源与google的两个法国工程师在业余时间捣鼓出的叫做Cardboard的小玩意。这种盒子的原理简单至极,就是把手机塞在一个盒子里戴在头上,利用手机自带的陀螺仪跟踪头部动作,通过各种app将画面进行左右分屏,让左右眼产生视觉差来实现简单的虚拟体验。


 

由于成本低,没有技术门槛,也不需要购买额外的设备。VR盒子的创意瞬间被国内厂商山寨开来。


 


 

在某宝上卖的最多的VR设备就是各种手机盒子,价格从几十元到上百元不等。不过这类盒子的交互体验很差,大部分时间只能用来看VR视频和VR直播。


 

2.Oculus Rift

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Oculus是美国的一家创业公司。这个公司当年在kickstarter上发起众筹,想要做一款VR项目。很快便完成了250w美元的众筹目标。

他们开发的设备叫做Oculus Rift,严格来说是一款电脑外设。这款设备需要连接电脑才能使用,依靠电脑强大的运算能力来表现精细的3D虚拟现实环境。通过头盔中的各种传感器来捕捉用户动作,使用手柄的方式进行操作。

14年被facebook已20亿美元收购,被视为facebook未来战略布局的一个重要方向。


 

3.HTC Vive

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Vive是HTC公司研发的一款VR设备。被H社寄予厚望,在手机业务全线萎靡的状态下被视作是H社的救命稻草。

Vive设备由4个部分组成。1,电脑主机。这仍然是一款需要连接电脑主机才能运行的设备,需要在电脑上安装专用软件才能运行。

2.头显部分。这是整个设备的核心部件。头显中集成了陀螺仪,屏幕,红外发射/接收点。

3.light room 红外发射基站。基站有两个,需要摆放在房间中相对的两个角的位置。基站发射激光束,头显接收激光束,通过三角定位来确定用户在空间中的方位。这也是唯一一款可以允许用户在房间中自由移动的设备。

4.vive控制器。控制器上依然安装了红外发射/接收装置。用户拿着控制器以后就可以看到自己双手在虚拟世界中的位置。可以做出抓取,触碰,射箭等动作。


 

4.playstation VR

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索尼针对ps4专门开发的一种VR外设。需要连接ps4使用。和vive类似,也分为头显,控制器,ps4主机,ps eyes摄像头几个部分。只能运行ps4定制的游戏。


 

VR技术给大家创造了一个全新的平台,具体怎么应用,就交给人类的想象力了。可以肯定的是,未来的应用一定不会局限在VR电影,VR直播,VR游戏,模拟驾车 ,VR旅游,VR购物 这些方面,并且随着科技的发展,人类感官和虚拟世界中的壁垒一层一层消除后,虚拟现实将不再限于目前的视觉层次上,VR带给用户的一定是基于真实感受,但高于真实世界的体验。


 

本文并非看衰VR这种新事物的发展,相反,我觉得VR能带给认的想象空间是无限的,随着科技的发展,当下无法实现的虚拟体验以后肯定会成为现实。所谓不积跬步无以成千里。技术的发展就是在摸索中前行的过程。现在看起来是黑科技的事物,在若干年后也许就是随处可见的日常用品,例如现在的智能手机。科技总是能给世界带来意想不到的变化,现在的网瘾少年以后也许就会成为VR瘾青年,到时社会也会面临新的道德问题。当大部分事情在一个完美的虚拟世界中就可以轻易体验以后,有多少人会放弃在现实世界中对美好事物的奋力追求,又会有多少人仍旧依恋我们这个虽然真实,但是却充满了各种苦逼的现实世界呢?


 


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