虚拟你的现实VR市场将要大爆发

张楠

投资银行Digi-Capital最近发布的调研报告显示，预计到2020年，全球VR（包含AR，Augmented Reality，增强现实）市场的规模将达到1500亿美元。其中，AR市场规模为1200亿美元，VR市场规模300亿美元。

投资银行Digi-Capital创始人兼董事总经理Tim Merel表示：“2015年的VR/AR，给我的感觉有点像是iPhone问世前的智能手机市场。我们期待有公司推出真正能够改变行业的产品。”

TrendForce的调查报告显示，2016年全球虚拟现实设备的销量将达1400万部，2020年的全球销量会提高至3800万部。BI Intelligence在最新报告中也预测，虚拟现实硬件市场的规模将在未来几年迅猛增长，未来5年的复合年增长率将高达99%。

VR并不是一个最近才发展起来的技术，早在上世纪60年代，科学家们就发现了VR的基础原理和产品光学构造。1960年，电影摄影师Morton Heilig提交了一款VR设备的专利申请文件，专利文件上的描述是“用于个人使用的立体电视设备”。

尽管这款设计来自50多年前，但可以看出Oculus Rift、Google Cardboard与当年Morton Heilig的样品有着很多相似之处。1967年，Morton Heilig又构建了一个多感知仿环境的虚拟现实系统Sensorama Simulator，这也是历史上第一套VR系统，它能够提供真实的3D体验，例如用户在观看摩托车形式的画面时，不仅能够看到周围的环境，而且可以听见街道两旁和摩托车的声音，甚至能够感受到道路不平带来的颠簸感。

1968年美国计算机图形学之父Ivan Sutherlan在哈佛大学组织开发了第一个计算机图形驱动的头盔显示器和头部位置跟踪系统，是VR发展史上一个重要的里程碑。在上个世纪80年代，VR相关技术在航空、航天等领域得到了广泛的应用。

1989年Jaron Lanier首次提出VR的概念，他后来被称为VR之父。1991年，一款名为Virtuality 1000CS的设备出现在消费市场中，由于它笨重的外形、单一的功能、昂贵的价格，并未得到消费者的认可。但Virtuality 1000CS掀起了一个VR商业化的浪潮，世嘉、索尼、任天堂等都陆续推出了自己的VR游戏机产品。但这一轮商业化热潮，由于光学、计算机、图形、数据等领域技术尚处于高速发展早期、产业链也不完备，并未得到消费者的积极响应。但此后，企业的VR商业化尝试一直没有停止。

2014年3月26日，Oculus VR被脸书斥资20亿美元收购，人们的目光再次聚焦到VR市场。脸书创始人兼首席执行官马克·扎克伯格在收购Oculus之后表示，Oculus虚拟现实头盔显示器改变了很多人对视频游戏的看法，虚拟现实将是未来的平台，它可能会改变未来人们工作、娱乐和交流的方式。

谷歌、微软、三星等巨头也都积极进入VR市场，而且已经有谷歌眼镜、微软HoloLens、三星Gear VR等产品面世，开始积极布局VR市场。

在中国市场上，暴风科技凭借着VR概念成为了2015年最炙手可热的创业板股票，股价一度达到327元，成为市场第一高价股。

全面的感官体验

IPSOS和GameTrack在英国、法国、西班牙、德国进行了一项调查，调查问卷是这样写的：“VR产品马上就要上市发售了，你只需要佩戴上一个特殊的头戴式显示器，这个头戴式显示器就将连接到类似电脑或游戏主机这样的设备上，然后你就可以在一个虚拟的三维环境中四周活动，让你仿佛真的置身在这样的场景之中。在这个环境中你可以玩电子游戏，又或者与其他的娱乐内容（比如电影或者仿真环境）进行互动。如果这个产品的价格是你可以接受的，你是否渴望在家中配置一个这种类型的VR产品？”

在接受调查的年龄在11岁至64岁的受访者中，有三分之一的受访者表示有兴趣购买VR产品，表示非常有兴趣的受访者达到了9%，表示有一点感兴趣的人达到了24%。是什么让人们对VR趋之若鹜？

能够给人们提供一个从视觉到听觉甚至是触觉的全方位的、接近真实的感官体验，或许是VR获得用户芳心的法宝。

沉浸感、交互性、想象力是VR相比其他技术最大的优势。

沉浸感，又称现场感，是指用户在虚拟环境中感受到的真实程度，是VR技术最重要的一点，影响沉浸感的主要因素包括感知性、自主性、三维图像中的深度信息、画面的视野、实现跟踪的时间或空间响应，及交互设备的约束程度等。

交互性，指用户对虚拟环境中对象的可操作程度和从虚拟环境中得到反馈的自然程度（包括实时性）。在VR中，人将从过去只能通过键盘、鼠标与计算环境中的单维数字信息交互，升级为用多种传感器（眼球识别、语音、手势甚至脑电波）与多维信息的环境交互。

想象力，指用户在虚拟世界中根据所获取的多种信息和自身在系统中的行为，通过逻辑判断、推理和联想等思维过程，随着系统的运行状态变化而对其未来进展进行想象的能力。对适当的应用对象加上虚拟现实的创意和想象力，可以大幅度提高生产效率、减轻劳动强度、提高产品开发质量。

虚拟现实技术是虚拟场景系统、知觉管理系统和用户之间的多重信号传导，使用户融入虚拟场景。计算机完成虚拟场景的设计、制作，VR设备实现用户的知觉反馈，这是虚拟现实的内容输入；用户接收知觉信号并通过捕捉设备将用户知觉输入计算机，完成场景响应，这是用户的信号输出；知觉管理系统将信号在虚拟场景系统和用户之间不断传导，形成完整的信号闭环。

今天的VR设备的光学原理与1960年Morton Heilig提出的并无二致，即利用人体左右眼视觉差，通过光学镜片的光路设计，让左右分屏格式的内容在人眼视网膜处形成图像叠加，形成立体体验。分屏格式的全景图像，需要专门的拍摄设备和拼接算法。

VR技术包括四项关键指标，领先厂商已经达标，VR技术趋于成熟。这四项指标为：屏幕刷新率、屏幕分辨率、延迟和设备计算能力。目前高通骁龙820已经上市，19.3ms内的延迟已经可以达到；90Hz和2K屏幕已进入市场，可以提供基础级VR产品体验。同时，其他方面的技术如输入设备在姿态矫正、复位功能、精准度、延迟等方面持续改善，传输设备提速和无线化，更小体积硬件下的续航能力和存储容量不断提升，配套系统和中间件开发完善。

内容是VR成功的关键

VR按照使用场景可以分为消费级市场和企业级市场。消费级市场主要包括视频、游戏，企业级市场则包括军事、医疗、建筑、教育等。

从2014年开始，影视作品开始登陆VR平台，《星际穿越》在美国四家影院推出了Oculus Rift虚拟现实头盔特别版，让观众感受了浩瀚无边的太空旅行。圣迭戈国际动漫展上，《环太平洋》和《X战警：逆转未来》通过Oculus Rift让观众感受到与以往不同的观影体验。据悉，第一部完全使用VR摄影机拍摄的长篇电影已经在美国的巴尔的摩开拍，中国第一部VR电影《活到最后》也即将完成。

相比硬件来说，搭建VR内容库并不容易。Oculus公司CEO Palmer Luckey就表示：VR视频是一件成本极高的事情，首先的问题就是巨大的储存空间需求，高质量的VR视频，可能几分钟就有几百GB。因为画面的拍摄需要制作者使用更复杂的拍摄设备，比如360度摄像机拍下用户可能看向的每一个角度，而所有这些画面都需要额外的存储空间。

虽然众多游戏厂商已经推出了多个VR游戏的试玩版，但是目前看还难成大气候，这主要是因为目前VR游戏还是小众市场，而且VR游戏对设备和场地的要求很高，不具备像手游那样在碎片时间进行游戏的优势。

不过，HTC的虚拟现实头盔产品Vive的联合创始人陈信生在Tech Crunch大会上表示：“游戏是一个纯3D的世界，开发者已经习惯于这种互动方式，开发工具也都是开发人员得心应手的。”所以他认为，游戏开发者并不需要花费太高的成本就可以改造原本已经做好的3D游戏。所以消费者倒也大可不必担心VR游戏的数量。

除了游戏，在军事、娱乐、设计、展览、教育、医疗、旅游、工业等领域，因为行业用户的使用场景单一、硬件要求不高、内容需求简单，而且能够承担更高的购买成本。

例如，伦敦博物馆、北京故宫等，都曾采用VR方案为观众提供虚拟的观看体验；身临其境、乐客灵境等公司，整合现有VR软件硬件产品打造娱乐解决方案，输送给商场、公园、景区、游乐场等行业客户。随着VR市场逐渐成熟，行业应用有望成为率先盈利的细分领域。

京东股权众筹投资总监孙肇昭之前曾表示，公司正在进行跨界探索，未来拟将VR技术应用在电子商务上，给消费者带来在线立体试穿（用）等全方位体验，帮助消费者更好地判断和购买。

可喜的是，VR内容的数量和质量都将在明年得到质的提升。当前VR内容极为短缺：影视内容以短片为主，游戏几乎全是试玩版。目前已经有大量内容公司投入VR内容的开发制作，预计明年会有数十款精品VR游戏，若干部完整的VR电影，以及非常丰富的VR视频。

眼镜？头盔？一体机？

目前来看，VR设备主要有三种：需要搭配智能手机使用的称为眼镜，需要搭配电脑或者游戏主机使用的称为头盔，不需要搭配主机可以独立使用的称为一体机。

目前来看，眼镜门槛最低，头盔效果最好，一体机还很少见。

VR头盔中，目前最受关注的就是Oculus Rfit、Sony PlayStation VR和HTC Vive，其中PlayStation VR只支持Sony的PS4游戏机，其他的产品对主机的性能要求很高。

Oculus首席架构师Atman Binstock曾就Rift消费版的显示分辨率问题做出过说明：“传统1080P游戏、60Hz刷新频率，需要每秒实现1.24亿像素的渲染，而我们的Rift在双显示屏幕上实现2160×1200分辨率、90Hz刷新频率，则需要2.33亿像素渲染。在默认眼球视野范围内，Rift的渲染要求则更高，大约需要每秒4亿个像素渲染。这意味着一个VR游戏，它所需要的显卡能力是普通1080P游戏对显卡能力要求的3倍。”

NVIDIA CEO黄仁勋表示，VR游戏至少需要GTX 980或者GTX Titan级别的显卡，要想流畅地体验VR带来的快感，两眼看到的游戏帧数就不能低于90fps，所以除非你有GTX 980或者GTX Titan级别的高性能显卡，否则很难享受到流畅的VR游戏体验。

如果用户想体验VR的震撼效果，但是又不想花费太多的话，VR眼镜是折中的选择。

三星之前发布的Gear VR售价仅为99美元，可以搭配2015年三星推出的所有智能手机，包括Galaxy S6、S6 Edge、S6 Edge+ 、Note 5。

Oculus的移动部门主管 Max Cohen之前接受采访时表示：“在移动性方面，Gear VR头盔是最大赢家。我可以把Gear VR头盔每天都放在背包里然后带着它去任何地方。只要带上手机，把Gear VR头盔装进包里，真的是天下任我行。”

但是眼镜和头盔都有其局限性，眼镜对智能手机型号有要求，而且智能手机电池容量限制了它的使用时间，它的CPU也无法满足大容量视频的使用。头盔则需要高性能的主机进行配合，对于用户来说，高性能的主机价格不菲。

一体机的需求应运而生，一体机可以将显示模块、计算模块、存储模块、电源模块全部集成到设备中。但是目前的技术还不能制造出既轻便又高性能的一体机，但是未来的趋势一定是一体机这种使用起来更加方便的设备成为主流。

眩晕：VR绕过不去的坎儿

“VR并不太可能轻易地走向大众并且广泛应用，起码这一两年内是不可能的。”Oculus创始人之一Dillon Seo近日在Tech Crunch大会上表示，“要是你尝试过VR虚拟眼镜，肯定有过头晕目眩的感觉。VR设备对计算的能力有非常高的要求，只有足够强大的计算机才能真正达到90帧的效果。在这一点上，我们现在的移动设备还没有这样的计算能力。”

眩晕问题是目前困扰用户长时间使用VR的一大问题，如消除或者减轻用户的眩晕是未来VR发展需要重点解决的问题。

目前来看用户产生晕眩主要有三个原因：一是画面质量差；二是模拟晕眩症，可以通过练习缓解；三是延迟晕眩症，可以通过技术改进消除。

画面质量差，是目前造成晕眩最广泛的问题。画面质量差的原因可能包括：屏幕分辨率、内容清晰度、用户视力（如近视）等，这些问题需要产品系统性优化才能逐步改进。

模拟晕眩症，与3D晕眩症相似。画面太逼真让用户有身临其境的感觉，身体认为正处于画面中的状态，但是实际上用户是静止的，这时产生晕眩是一种自我保护的本能，多数人可以通过锻炼减轻这种晕眩，但很难完全消除。

延迟晕眩症，由于VR硬件的延迟造成时间上的不同步，当转动视角或是移动的时候，画面呈现的速度跟不上，在VR这样全视角的屏幕中，延迟是造成晕眩的最大问题。VR数据传输需要经过头部转动、资料转换等7个阶段延迟，临界值为19.3ms。所以，视觉延迟造成的晕眩，将延迟压缩到20ms之内就可以解决。目前VR眼镜、头盔等的延迟，表现最好的Oculus DK2、三星Gear、DeePoon等已经可以达到，未来1～2年将有望进一步改善；但连接了遥控器、座椅、跑步机、车身、手柄等外设的VR成套设备，又会进一步拉长延迟。