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互聯(lián)網(wǎng)新貴

2016-12-16 12:21
科學(xué)生活 2016年11期
關(guān)鍵詞:虛擬世界頭盔盒子

2015年的科技界幾乎被VR(虛擬現(xiàn)實)給刷屏了,如果說3D僅僅是在哄騙視覺,那么VR就是所有感官感覺的提前預(yù)設(shè)。對于尋求刺激、渴望用每一個毛孔體驗沉浸感的用戶來說,VR設(shè)備能夠?qū)⒁粋€本是想象的世界以真實的面貌呈現(xiàn),并且將用戶納入其中。這是一個光聽聽就令人無比神往的技術(shù),能夠短時間火遍全球也是毋庸置疑的。

盒子、頭盔、一體機(jī)鑄就VR三大設(shè)備

2016——被稱為VR元年,眾多的VR廠商、硬件制造商、內(nèi)容開發(fā)商以及眾多的VR平臺全部在今年應(yīng)運(yùn)而生,把VR產(chǎn)品商業(yè)化已經(jīng)成了大勢所趨。

我們現(xiàn)今在市面上通??梢钥吹降腣R設(shè)備共有3種:手機(jī)VR眼鏡盒子、與PC或游戲主機(jī)連接的VR頭盔以及不借助任何其他設(shè)備的VR一體機(jī)。

而為VR設(shè)備提供的內(nèi)容,也主要分為兩大平臺:游戲平臺和視頻平臺,而針對三大不同的VR設(shè)備,每個平臺也提供了不同的解決方案。

VR頭盔:目前沉浸感最好的VR設(shè)備

一系列VR設(shè)備的嘗試性研發(fā)讓VR由科技術(shù)語變身眾所周知的熱詞。當(dāng)前已經(jīng)發(fā)布的VR設(shè)備多數(shù)歸類于智能穿戴行列,盡管生產(chǎn)商家不同,但從外觀上看來卻是大同小異,頭盔式外觀設(shè)計并不美觀,但為用戶提供的卻是一個全新的體驗形式。

目前最大的VR廠商有3家:Oculus、索尼和HTC,而他們的產(chǎn)品分別是:Oculus Rift、索尼的PlayStation VR,以及HTC與Valve合作研發(fā)的Vive。

這三款產(chǎn)品目前主要運(yùn)行的內(nèi)容還是以游戲為主,因為游戲是最容易讓人產(chǎn)生沉浸感的一種體驗,用戶會與內(nèi)容產(chǎn)生互動。而在游戲的選擇上,三款產(chǎn)品也分別適配了不同的平臺。

除了三大廠商之外,還有很多優(yōu)秀的VR頭盔,同樣以各自的技術(shù)特點吸引著一批粉絲。比如日本的FOVE,就在VR頭盔中的鏡片下裝配了兩個紅外攝像頭,可以追蹤用戶瞳孔的運(yùn)動軌跡,從而在軟件上實現(xiàn)不同的操作。

瞳孔追蹤VR頭盔FOVE

VR頭盔代表產(chǎn)品——星輪ViuLux

與眾多虛擬現(xiàn)實頭盔相比,星輪ViuLux虛擬現(xiàn)實頭盔更加注重“全視角”的概念,內(nèi)置9軸傳感器,720°頭部傳感跟蹤,即使人頭部的極細(xì)微動作也會被頭盔內(nèi)部的傳感器精準(zhǔn)捕獲,例如玩家在戰(zhàn)爭游戲場景中可以隨時向四周查看敵情,頭盔同步將場景轉(zhuǎn)到你想看到的位置,“360度無死角”不再只是一種設(shè)想。

玩家戴上星輪頭盔,會有強(qiáng)烈的現(xiàn)場感,置身于畫面中,而不只是觀看一個“大屏幕”。

玩家可在其官網(wǎng)下載中心體驗更多Demo,涵蓋如格斗射擊、角色扮演、場景體驗、體育競技、冒險探索、解謎益智等游戲,以及《刺激飛行全景體驗》《IN PARIS》等視覺效果極佳的影片資源。

在兼容性方面,星輪ViuLux虛擬現(xiàn)實頭盔適配PC、移動PC、X-BOX、動感座椅等設(shè)備。星輪ViuLux以其高清畫質(zhì),帶給玩家超乎想象的視覺盛宴。

手機(jī)VR眼鏡盒子:最廉價的VR入口

在這個全民智能化的前進(jìn)浪潮下,似乎所有的設(shè)備在與手機(jī)的App關(guān)聯(lián)后,都可以稱之為智能設(shè)備。而這個命運(yùn),VR產(chǎn)品也沒有逃過,自從谷歌在I/O大會上將Cardboard公布于眾之后,這個僅售9.99美元的VR手機(jī)小紙盒,就被廣大國產(chǎn)廠商玩得花樣翻新。

Cardboard的構(gòu)造非常簡單,一個設(shè)計好可折疊的紙板、兩個凸透鏡,和一些可有可無的磁石、魔力貼、橡皮筋和NFC貼等小部件。由于Cardboard的成本低廉,這款產(chǎn)品為VR在大眾消費者中的普及作出了重大的貢獻(xiàn)。

也正因如此,很多國產(chǎn)廠商直接將谷歌的鏡片從紙盒子里搬到了塑料殼子中,就成了自己的產(chǎn)品,然后又根據(jù)谷歌開放的VR SDK,開發(fā)自己的VR App,直接將谷歌的算法生搬硬套在了自己的App上,所以不幸購買到的用戶,就會產(chǎn)生眩暈、惡心、甚至是嘔吐等不適感,也對VR設(shè)備產(chǎn)生了技術(shù)不成熟的認(rèn)知。

因為目前的VR盒子眾多,可能僅產(chǎn)品名稱就能寫好幾頁,這里就主要列舉幾個比較知名,或是在技術(shù)上有重大革新的產(chǎn)品,為大家簡單地做個普及。

三星的Gear VR

三星的Gear VR算是當(dāng)下最火爆的手機(jī)VR盒子,在硬件方面由三星完成,而軟件和算法則是由VR技術(shù)強(qiáng)悍的Oculus來開發(fā)。而因為Gear VR的顯示效果無比強(qiáng)悍,同樣對手機(jī)的硬件需求也非常嚴(yán)苛,目前只有三星S6、S6 Edge、Note5或是今后更高的手機(jī)型號才可以與其配對使用。

三星對于手機(jī)VR盒子的態(tài)度,由于VR需要給用戶帶來沉浸感,以此來讓使用者忘記自己是在虛幻還是在現(xiàn)實之中,所以就需要強(qiáng)大的顯示效果作為支撐。而很多非旗艦的智能手機(jī),或是上一代的旗艦機(jī)型,他們的CPU或是SOC里的顯示芯片,并不能滿足VR效果的顯示需求,從而用戶在使用過后感到非常不適。

而不針對機(jī)型硬件以及手機(jī)屏幕尺寸而隨意適配的VR盒子,同樣會給用戶帶來糟糕的使用體驗。所以在這一點上,三星還是想得非常清楚的,性能強(qiáng)勁的VR盒子配上性能強(qiáng)勁的智能手機(jī),在機(jī)上專屬定制的系統(tǒng)和軟硬件優(yōu)化,必然帶來最好的VR體驗。

VR一體機(jī):大勢所趨但仍不成熟

VR一體機(jī),是不借助任何PC、手機(jī)的VR顯示設(shè)備,它擁有獨立的處理器,同時又具有無線接收功能,可以遠(yuǎn)程通過網(wǎng)絡(luò)連接云端,進(jìn)行游戲或是視頻的讀取。

市面上的VR一體機(jī)少之又少,目前這類產(chǎn)品最大的瓶頸就是無法將設(shè)備做得輕薄,相信很多戴過PC VR頭盔的人都知道,這類頭盔的重量普遍都在500克左右,佩戴感已經(jīng)處在不適的邊緣,而VR一體機(jī)如果要將其顯示效果做到VR頭盔的等級,重量上就必然會出現(xiàn)壓迫感。

而VR的另外一個特殊性就是必須要有獨立的操作系統(tǒng),而這也是很多硬件制造商們的軟肋所在,很多VR一體機(jī)仍是采用了安卓或是Windows 10平板操作系統(tǒng),而且對于不方便觸控而作的優(yōu)化非常之少,大部分仍使用藍(lán)牙或是無線手柄進(jìn)行操控,最后獲得的使用感受極差。

就目前的VR一體機(jī)市場而言,能端上臺面的,靈鏡小黑算是一款,量身定制的陀螺儀系統(tǒng)UI,內(nèi)置八核處理器,1920×1080的分辨率,4G內(nèi)存,和350克的重量,勉強(qiáng)和VR盒子的老大三星Gear VR打個平手。

那么為何VR一體機(jī)要和Gear VR相比呢?作為VR設(shè)備的入門級產(chǎn)品,VR盒子的性能很大程度與手機(jī)有關(guān),而以極其輕薄而塑造的智能手機(jī),注定不能成為VR設(shè)備的最佳選擇。但是Gear VR因為三星手機(jī)出眾的OLED屏幕,以及Oculus提供的種種技術(shù)支持,使得Gear VR達(dá)到了16.6ms的延遲,2560×1440的分辨率,60hz的刷新率及96°的FOV。也就是說達(dá)到了Gear VR的體驗效果,就是一款足夠讓人產(chǎn)生沉浸感的VR設(shè)備。

VR發(fā)展的瓶頸

對很多體驗過VR的人來說,除了會感覺到爽以外,還一定會感覺到暈!所以,就算VR看上去很美,因為眩暈這一“致命傷”,目前也只能是淺嘗輒止。

從某種意義上講,VR的使命是制造一個與現(xiàn)實世界一樣逼真的虛擬世界,這其實本身就是一種挑戰(zhàn)。而眩暈問題,就是這一挑戰(zhàn)中最難以解決的問題。

在目前看來,市面上所有的VR產(chǎn)品幾乎都無法避免眩暈這一問題,就算業(yè)界最頂尖的Oculus Rift都無法從根本上解決這一難題。這里就和大家聊聊眩暈感這檔子事。

造成眩暈的因素是什么?

1.受制于硬件設(shè)備的處理能力

為了說清楚這一問題,我們還是拿Oculus Rift這一目前最先進(jìn)的VR設(shè)備舉例。簡單來說,如果想要保證不暈,那么VR設(shè)備輸出的畫面就必須要有足夠高的刷新率(120Hz及以上)以及足夠高的分辨率(4K及以上)。但是,這一數(shù)據(jù)在現(xiàn)在看來,幾乎是奢望。

Oculus Rift的刷新率僅為75Hz,而分辨率,也只有可憐的1080P。這幾乎已經(jīng)是目前VR設(shè)備的極限,同時也是PC處理能力的極限。

你不要看不起Oculus Rift這些可憐的數(shù)據(jù),要知道,以目前的技術(shù)來說,能達(dá)到這一數(shù)據(jù)已經(jīng)非常難得了。

就拿其中的75Hz來說,想要達(dá)到75Hz的刷新率,就意味著要把設(shè)備的延遲做到19.3ms以內(nèi)(1s除以75次約等于13.3ms/次,再加上數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r間,大約為19.3ms)。

即便如此,19.3ms的延遲差距對于長時間佩戴VR設(shè)備來說,也是災(zāi)難性的!

除了刷新率,還有分辨率的問題。我們知道,分辨率低,在近距離觀看VR設(shè)備的屏幕的時候,會有明顯的顆粒感。

你所處的環(huán)境是一個VR為你創(chuàng)造的虛擬世界,你的大腦以為這是一個真實的世界,但這個“真實的世界”卻是由一個一個的晶格所組成的,你能不暈嗎?那么,只要把分辨率提高到4K,甚至是8K,這個問題就能解決嗎?

從一定意義上來講,是的!但是,你要知道,渲染一個全畫幅的8K場景,無論你的電腦有多神奇,目前也很難辦到,就算是渲染一個4K的虛擬世界,對PC硬件的處理能力也有著極為苛刻的要求。

所謂理想很美好,現(xiàn)實很殘酷,這也許就是一個最真實的寫照。

但是,聰明的Oculus就想出了一個辦法來解決分辨率的問題,它的解決方案就是注視點渲染技術(shù)。

簡單來說,就是著重渲染人眼聚焦的地方以及周圍的圖像,這部分圖像采用全畫幅渲染,而其他的部分就進(jìn)行普通分辨率的渲染。

這項技術(shù)的提出,可以從一定程度上解決PC處理能力不足的窘境,但是,能否應(yīng)用注視點渲染技術(shù)又牽扯到其他行業(yè)的相關(guān)技術(shù),也就是下一點我們要說的。

2.相關(guān)技術(shù)發(fā)展緩慢

七鑫易維是國內(nèi)一家致力于眼球追蹤技術(shù)的公司,為了解決上述注視點渲染的技術(shù),Oculus此前就曾找到過他們。

應(yīng)用眼球追蹤技術(shù),VR設(shè)備才可以知道使用者的注視點在哪里,并進(jìn)行相對應(yīng)的注視點渲染。同時,這也適合人在看東西時候的習(xí)慣:焦點清楚,背景虛化。

此外,作為VR領(lǐng)域不可或缺的技術(shù)之一,眼球追蹤技術(shù)還可以解決VR圖形畸變的問題。圖形畸變,同樣也是造成使用者眩暈的因素之一。

通過上圖,我們可以看到,左邊就是普通的游戲畫面,而右邊就是VR設(shè)備里所呈現(xiàn)的畫面。由于圖像畸變的原因,VR設(shè)備所呈現(xiàn)的畫面中,圖像的邊緣已經(jīng)發(fā)生了明顯的畸變。

即使Oculus曾在此問題上投入了大量的研發(fā)成本并應(yīng)用反畸變算法優(yōu)化了VR設(shè)備的成像,離開了眼球追蹤技術(shù),圖像邊緣的畸變依然無法完美地解決。

至于如何才能在VR設(shè)備上應(yīng)用此項技術(shù),七鑫易維的副總裁彭凡曾在采訪中稱:“2020年,此項技術(shù)才有可能成為VR設(shè)備的標(biāo)配,Oculus的下一代產(chǎn)品或?qū)⑹紫炔捎眠@一技術(shù)。”

當(dāng)然,相關(guān)的技術(shù)不只有文中舉例的眼球追蹤技術(shù)。反過來說,PC行業(yè)的硬件處理能力已經(jīng)成為了VR行業(yè)發(fā)展的阻礙,更不用說更加新興的智能手機(jī)行業(yè)了。

3.VR設(shè)備本身的局限性

這個因素顯而易見,VR設(shè)備在誕生之時就有很多局限性。首當(dāng)其沖,就是因為VR設(shè)備大多是與外界完全隔離的。

用戶在一個與外界完全隔離的環(huán)境中能干什么?除了老老實實地坐著之外,難道你還準(zhǔn)備兩眼一抹黑地在現(xiàn)實世界中也跟著虛擬世界中的你一起奔跑嗎?這顯然是不可能的。所以,虛擬世界與現(xiàn)實世界不同步的問題也就來了!可以想象,你在虛擬世界中奔跑,但是在現(xiàn)實世界中,你卻在沙發(fā)上安安穩(wěn)穩(wěn)地

坐著……

如果這個例子還不足以說明問題的話,你還可以想象一下你在虛擬世界中坐過山車,你隨著過山車的晃動,身體的感官也認(rèn)為在晃動,但在現(xiàn)實中,你卻仍然是在安穩(wěn)地坐著……

只有你的大腦知道你在晃動,但身體卻沒有,大腦默默承受了很多負(fù)擔(dān),最后暈了也就很容易理解了。

同樣的現(xiàn)象,也適用于現(xiàn)實中的3D游戲眩暈癥和暈車、暈船等。說完了這些,你就應(yīng)該明白為什么HTC非要在Vive的前面安裝攝像頭了吧?

除了運(yùn)動中的加速度感知,人的感知系統(tǒng)其實還有很多,比如說還有景深、重力感等等。

很顯然,VR設(shè)備在這些感知系統(tǒng)中,能提供給使用者的感知也就只有視覺和聽覺,未來還有可能解決景深的問題,但是加速度和重力的感覺,卻是頭戴式VR設(shè)備永遠(yuǎn)都無法做到的……

當(dāng)然,市面上有很多諸如蛋椅之類的設(shè)備,可增加用戶的沉浸感,配合虛擬場景進(jìn)行真實反饋,但是,那只會讓你吐得更快!

總的來說,其實就是因為目前的VR設(shè)備所創(chuàng)造出來的虛擬世界還不夠真實,還無法真正地欺騙到大腦,受到困擾的大腦不堪重負(fù),才會造成眩暈的問題。

如何克服頭暈惡心?

那么玩VR游戲時,頭暈惡心的情況是否能夠克服呢?當(dāng)然是可以的,拋開所玩游戲本身的問題,從我們自身出發(fā),可以有幾種情況來緩解這種情況。

1.首先就是不要試圖通過鼠標(biāo)或者手柄控制玩家所面對的方向,也就是說,最好不要用鼠標(biāo)或者手柄來代替玩家的脖子來進(jìn)行轉(zhuǎn)頭動作。

2.其次在游戲的過程中,不要讓游戲內(nèi)玩家視角的坐標(biāo)運(yùn)動加速度過大。在所處位置的每個方向上,玩家最好不要進(jìn)行瞬間的加速或者減速運(yùn)動。

3.還有就是不要試圖營造那些本來在現(xiàn)實生活中就容易導(dǎo)致頭暈的場景,比如在進(jìn)行沙盒游戲的時候,自己還要原地轉(zhuǎn)圈圈,這種在現(xiàn)實中都會暈的動作,必然會導(dǎo)致VR體驗中的惡心程度增加。

4.最后,如果你真的很喜歡VR游戲,建議大家在盡量遵守前面幾點的條件下,能夠跟隨游戲中的角色運(yùn)動,比如玩射擊類游戲,到應(yīng)該轉(zhuǎn)身的時候,你就真的帶著VR轉(zhuǎn)身,至少能夠減少大腦的“報錯”,有興趣的小伙伴可以試一下,效果會很明顯哦。

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