互联网新贵

2016-12-16 12:21
科学生活 2016年11期
关键词:虚拟世界头盔盒子

2015年的科技界几乎被VR(虚拟现实)给刷屏了,如果说3D仅仅是在哄骗视觉,那么VR就是所有感官感觉的提前预设。对于寻求刺激、渴望用每一个毛孔体验沉浸感的用户来说,VR设备能够将一个本是想象的世界以真实的面貌呈现,并且将用户纳入其中。这是一个光听听就令人无比神往的技术,能够短时间火遍全球也是毋庸置疑的。

盒子、头盔、一体机铸就VR三大设备

2016——被称为VR元年,众多的VR厂商、硬件制造商、内容开发商以及众多的VR平台全部在今年应运而生,把VR产品商业化已经成了大势所趋。

我们现今在市面上通常可以看到的VR设备共有3种:手机VR眼镜盒子、与PC或游戏主机连接的VR头盔以及不借助任何其他设备的VR一体机。

而为VR设备提供的内容,也主要分为两大平台:游戏平台和视频平台,而针对三大不同的VR设备,每个平台也提供了不同的解决方案。

VR头盔:目前沉浸感最好的VR设备

一系列VR设备的尝试性研发让VR由科技术语变身众所周知的热词。当前已经发布的VR设备多数归类于智能穿戴行列,尽管生产商家不同,但从外观上看来却是大同小异,头盔式外观设计并不美观,但为用户提供的却是一个全新的体验形式。

目前最大的VR厂商有3家:Oculus、索尼和HTC,而他们的产品分别是:Oculus Rift、索尼的PlayStation VR,以及HTC与Valve合作研发的Vive。

这三款产品目前主要运行的内容还是以游戏为主,因为游戏是最容易让人产生沉浸感的一种体验,用户会与内容产生互动。而在游戏的选择上,三款产品也分别适配了不同的平台。

除了三大厂商之外,还有很多优秀的VR头盔,同样以各自的技术特点吸引着一批粉丝。比如日本的FOVE,就在VR头盔中的镜片下装配了两个红外摄像头,可以追踪用户瞳孔的运动轨迹,从而在软件上实现不同的操作。

瞳孔追踪VR头盔FOVE

VR头盔代表产品——星轮ViuLux

与众多虚拟现实头盔相比,星轮ViuLux虚拟现实头盔更加注重“全视角”的概念,内置9轴传感器,720°头部传感跟踪,即使人头部的极细微动作也会被头盔内部的传感器精准捕获,例如玩家在战争游戏场景中可以随时向四周查看敌情,头盔同步将场景转到你想看到的位置,“360度无死角”不再只是一种设想。

玩家戴上星轮头盔,会有强烈的现场感,置身于画面中,而不只是观看一个“大屏幕”。

玩家可在其官网下载中心体验更多Demo,涵盖如格斗射击、角色扮演、场景体验、体育竞技、冒险探索、解谜益智等游戏,以及《刺激飞行全景体验》《IN PARIS》等视觉效果极佳的影片资源。

在兼容性方面,星轮ViuLux虚拟现实头盔适配PC、移动PC、X-BOX、动感座椅等设备。星轮ViuLux以其高清画质,带给玩家超乎想象的视觉盛宴。

手机VR眼镜盒子:最廉价的VR入口

在这个全民智能化的前进浪潮下,似乎所有的设备在与手机的App关联后,都可以称之为智能设备。而这个命运,VR产品也没有逃过,自从谷歌在I/O大会上将Cardboard公布于众之后,这个仅售9.99美元的VR手机小纸盒,就被广大国产厂商玩得花样翻新。

Cardboard的构造非常简单,一个设计好可折叠的纸板、两个凸透镜,和一些可有可无的磁石、魔力贴、橡皮筋和NFC贴等小部件。由于Cardboard的成本低廉,这款产品为VR在大众消费者中的普及作出了重大的贡献。

也正因如此,很多国产厂商直接将谷歌的镜片从纸盒子里搬到了塑料壳子中,就成了自己的产品,然后又根据谷歌开放的VR SDK,开发自己的VR App,直接将谷歌的算法生搬硬套在了自己的App上,所以不幸购买到的用户,就会产生眩晕、恶心、甚至是呕吐等不适感,也对VR设备产生了技术不成熟的认知。

因为目前的VR盒子众多,可能仅产品名称就能写好几页,这里就主要列举几个比较知名,或是在技术上有重大革新的产品,为大家简单地做个普及。

三星的Gear VR

三星的Gear VR算是当下最火爆的手机VR盒子,在硬件方面由三星完成,而软件和算法则是由VR技术强悍的Oculus来开发。而因为Gear VR的显示效果无比强悍,同样对手机的硬件需求也非常严苛,目前只有三星S6、S6 Edge、Note5或是今后更高的手机型号才可以与其配对使用。

三星对于手机VR盒子的态度,由于VR需要给用户带来沉浸感,以此来让使用者忘记自己是在虚幻还是在现实之中,所以就需要强大的显示效果作为支撑。而很多非旗舰的智能手机,或是上一代的旗舰机型,他们的CPU或是SOC里的显示芯片,并不能满足VR效果的显示需求,从而用户在使用过后感到非常不适。

而不针对机型硬件以及手机屏幕尺寸而随意适配的VR盒子,同样会给用户带来糟糕的使用体验。所以在这一点上,三星还是想得非常清楚的,性能强劲的VR盒子配上性能强劲的智能手机,在机上专属定制的系统和软硬件优化,必然带来最好的VR体验。

VR一体机:大势所趋但仍不成熟

VR一体机,是不借助任何PC、手机的VR显示设备,它拥有独立的处理器,同时又具有无线接收功能,可以远程通过网络连接云端,进行游戏或是视频的读取。

市面上的VR一体机少之又少,目前这类产品最大的瓶颈就是无法将设备做得轻薄,相信很多戴过PC VR头盔的人都知道,这类头盔的重量普遍都在500克左右,佩戴感已经处在不适的边缘,而VR一体机如果要将其显示效果做到VR头盔的等级,重量上就必然会出现压迫感。

而VR的另外一个特殊性就是必须要有独立的操作系统,而这也是很多硬件制造商们的软肋所在,很多VR一体机仍是采用了安卓或是Windows 10平板操作系统,而且对于不方便触控而作的优化非常之少,大部分仍使用蓝牙或是无线手柄进行操控,最后获得的使用感受极差。

就目前的VR一体机市场而言,能端上台面的,灵镜小黑算是一款,量身定制的陀螺仪系统UI,内置八核处理器,1920×1080的分辨率,4G内存,和350克的重量,勉强和VR盒子的老大三星Gear VR打个平手。

那么为何VR一体机要和Gear VR相比呢?作为VR设备的入门级产品,VR盒子的性能很大程度与手机有关,而以极其轻薄而塑造的智能手机,注定不能成为VR设备的最佳选择。但是Gear VR因为三星手机出众的OLED屏幕,以及Oculus提供的种种技术支持,使得Gear VR达到了16.6ms的延迟,2560×1440的分辨率,60hz的刷新率及96°的FOV。也就是说达到了Gear VR的体验效果,就是一款足够让人产生沉浸感的VR设备。

VR发展的瓶颈

对很多体验过VR的人来说,除了会感觉到爽以外,还一定会感觉到晕!所以,就算VR看上去很美,因为眩晕这一“致命伤”,目前也只能是浅尝辄止。

从某种意义上讲,VR的使命是制造一个与现实世界一样逼真的虚拟世界,这其实本身就是一种挑战。而眩晕问题,就是这一挑战中最难以解决的问题。

在目前看来,市面上所有的VR产品几乎都无法避免眩晕这一问题,就算业界最顶尖的Oculus Rift都无法从根本上解决这一难题。这里就和大家聊聊眩晕感这档子事。

造成眩晕的因素是什么?

1.受制于硬件设备的处理能力

为了说清楚这一问题,我们还是拿Oculus Rift这一目前最先进的VR设备举例。简单来说,如果想要保证不晕,那么VR设备输出的画面就必须要有足够高的刷新率(120Hz及以上)以及足够高的分辨率(4K及以上)。但是,这一数据在现在看来,几乎是奢望。

Oculus Rift的刷新率仅为75Hz,而分辨率,也只有可怜的1080P。这几乎已经是目前VR设备的极限,同时也是PC处理能力的极限。

你不要看不起Oculus Rift这些可怜的数据,要知道,以目前的技术来说,能达到这一数据已经非常难得了。

就拿其中的75Hz来说,想要达到75Hz的刷新率,就意味着要把设备的延迟做到19.3ms以内(1s除以75次约等于13.3ms/次,再加上数据传输的时间,大约为19.3ms)。

即便如此,19.3ms的延迟差距对于长时间佩戴VR设备来说,也是灾难性的!

除了刷新率,还有分辨率的问题。我们知道,分辨率低,在近距离观看VR设备的屏幕的时候,会有明显的颗粒感。

你所处的环境是一个VR为你创造的虚拟世界,你的大脑以为这是一个真实的世界,但这个“真实的世界”却是由一个一个的晶格所组成的,你能不晕吗?那么,只要把分辨率提高到4K,甚至是8K,这个问题就能解决吗?

从一定意义上来讲,是的!但是,你要知道,渲染一个全画幅的8K场景,无论你的电脑有多神奇,目前也很难办到,就算是渲染一个4K的虚拟世界,对PC硬件的处理能力也有着极为苛刻的要求。

所谓理想很美好,现实很残酷,这也许就是一个最真实的写照。

但是,聪明的Oculus就想出了一个办法来解决分辨率的问题,它的解决方案就是注视点渲染技术。

简单来说,就是着重渲染人眼聚焦的地方以及周围的图像,这部分图像采用全画幅渲染,而其他的部分就进行普通分辨率的渲染。

这项技术的提出,可以从一定程度上解决PC处理能力不足的窘境,但是,能否应用注视点渲染技术又牵扯到其他行业的相关技术,也就是下一点我们要说的。

2.相关技术发展缓慢

七鑫易维是国内一家致力于眼球追踪技术的公司,为了解决上述注视点渲染的技术,Oculus此前就曾找到过他们。

应用眼球追踪技术,VR设备才可以知道使用者的注视点在哪里,并进行相对应的注视点渲染。同时,这也适合人在看东西时候的习惯:焦点清楚,背景虚化。

此外,作为VR领域不可或缺的技术之一,眼球追踪技术还可以解决VR图形畸变的问题。图形畸变,同样也是造成使用者眩晕的因素之一。

通过上图,我们可以看到,左边就是普通的游戏画面,而右边就是VR设备里所呈现的画面。由于图像畸变的原因,VR设备所呈现的画面中,图像的边缘已经发生了明显的畸变。

即使Oculus曾在此问题上投入了大量的研发成本并应用反畸变算法优化了VR设备的成像,离开了眼球追踪技术,图像边缘的畸变依然无法完美地解决。

至于如何才能在VR设备上应用此项技术,七鑫易维的副总裁彭凡曾在采访中称:“2020年,此项技术才有可能成为VR设备的标配,Oculus的下一代产品或将首先采用这一技术。”

当然,相关的技术不只有文中举例的眼球追踪技术。反过来说,PC行业的硬件处理能力已经成为了VR行业发展的阻碍,更不用说更加新兴的智能手机行业了。

3.VR设备本身的局限性

这个因素显而易见,VR设备在诞生之时就有很多局限性。首当其冲,就是因为VR设备大多是与外界完全隔离的。

用户在一个与外界完全隔离的环境中能干什么?除了老老实实地坐着之外,难道你还准备两眼一抹黑地在现实世界中也跟着虚拟世界中的你一起奔跑吗?这显然是不可能的。所以,虚拟世界与现实世界不同步的问题也就来了!可以想象,你在虚拟世界中奔跑,但是在现实世界中,你却在沙发上安安稳稳地

坐着……

如果这个例子还不足以说明问题的话,你还可以想象一下你在虚拟世界中坐过山车,你随着过山车的晃动,身体的感官也认为在晃动,但在现实中,你却仍然是在安稳地坐着……

只有你的大脑知道你在晃动,但身体却没有,大脑默默承受了很多负担,最后晕了也就很容易理解了。

同样的现象,也适用于现实中的3D游戏眩晕症和晕车、晕船等。说完了这些,你就应该明白为什么HTC非要在Vive的前面安装摄像头了吧?

除了运动中的加速度感知,人的感知系统其实还有很多,比如说还有景深、重力感等等。

很显然,VR设备在这些感知系统中,能提供给使用者的感知也就只有视觉和听觉,未来还有可能解决景深的问题,但是加速度和重力的感觉,却是头戴式VR设备永远都无法做到的……

当然,市面上有很多诸如蛋椅之类的设备,可增加用户的沉浸感,配合虚拟场景进行真实反馈,但是,那只会让你吐得更快!

总的来说,其实就是因为目前的VR设备所创造出来的虚拟世界还不够真实,还无法真正地欺骗到大脑,受到困扰的大脑不堪重负,才会造成眩晕的问题。

如何克服头晕恶心?

那么玩VR游戏时,头晕恶心的情况是否能够克服呢?当然是可以的,抛开所玩游戏本身的问题,从我们自身出发,可以有几种情况来缓解这种情况。

1.首先就是不要试图通过鼠标或者手柄控制玩家所面对的方向,也就是说,最好不要用鼠标或者手柄来代替玩家的脖子来进行转头动作。

2.其次在游戏的过程中,不要让游戏内玩家视角的坐标运动加速度过大。在所处位置的每个方向上,玩家最好不要进行瞬间的加速或者减速运动。

3.还有就是不要试图营造那些本来在现实生活中就容易导致头晕的场景,比如在进行沙盒游戏的时候,自己还要原地转圈圈,这种在现实中都会晕的动作,必然会导致VR体验中的恶心程度增加。

4.最后,如果你真的很喜欢VR游戏,建议大家在尽量遵守前面几点的条件下,能够跟随游戏中的角色运动,比如玩射击类游戏,到应该转身的时候,你就真的带着VR转身,至少能够减少大脑的“报错”,有兴趣的小伙伴可以试一下,效果会很明显哦。

猜你喜欢
虚拟世界头盔盒子
犬用战术头盔
小头盔,大防护
当头盔遇上高科技
寻找神秘盒子
虚拟世界和真实世界的纽带
虚拟世界大门正启
拥抱虚拟 珍惜现实
汉字戴头盔
肉盒子
盒子