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VR讨论得这么热闹 你知道究竟什么是虚拟现实吗?

科技 奔放的蜗牛 2019-5-27 02:06 215人浏览 0人回复
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VR讨论得这么热闹 你知道究竟什么是虚拟现实吗?本文由腾讯数码独家发布虚拟现实,英文名称为Virtual Reality,简称VR,是科技领域最美妙的技术之一,也是最近今年最流行的技术。虽然虚拟现实现在来看已经不是什么新 ...

VR讨论得这么热闹 你知道究竟什么是虚拟现实吗?

本文由腾讯数码独家发布

虚拟现实,英文名称为Virtual Reality,简称VR,是科技领域最美妙的技术之一,也是最近今年最流行的技术。虽然虚拟现实现在来看已经不是什么新技术,但这并不意味着它无法继续带来一些让我们感到兴奋的新领域和场景。

对于那些还不了解虚拟现实究竟是什么?它们除了游戏和成人领域之外还会有哪些应用场景的人来说,看完这篇文章,你应该就会有更深入的了解了。

今天我们就来告诉你,什么是虚拟现实、它又是如何工作的、以及目前市面上支持虚拟现实的设备以及如何使用这种奇妙的技术等等。

什么是虚拟现实(VR)?

首先,需要知道虚拟现实究竟是什么。从名字上我们就能看出线索,这是一种提供真实世界从来没有过虚拟体验的技术。我们所说的并不是让自己迷失在某一本小说中的情节、或者看着图片或照片产生的幻想,即使这些技术也能为我们提供某种来自于虚拟世界的体验。

我们所谈论的虚拟现实是由计算机技术创造的,它允许我们体验一个能够进行互动的3D世界。由于它使用了内置传感器和摄像头的某种头戴设备以及输入追踪装置,还有分别针对我们的双眼显示内容的显示屏,再加上立体声音效产生一个3D的虚拟世界效果。虚拟现实可以创造出一个具有沉浸式、有具体功能的体验,让我们通过计算机生成虚拟的世界。

本文由腾讯数码独家发布

虚拟现实,英文名称为Virtual Reality,简称VR,是科技领域最美妙的技术之一,也是最近今年最流行的技术。虽然虚拟现实现在来看已经不是什么新技术,但这并不意味着它无法继续带来一些让我们感到兴奋的新领域和场景。

对于那些还不了解虚拟现实究竟是什么?它们除了游戏和成人领域之外还会有哪些应用场景的人来说,看完这篇文章,你应该就会有更深入的了解了。

今天我们就来告诉你,什么是虚拟现实、它又是如何工作的、以及目前市面上支持虚拟现实的设备以及如何使用这种奇妙的技术等等。

什么是虚拟现实(VR)?

首先,需要知道虚拟现实究竟是什么。从名字上我们就能看出线索,这是一种提供真实世界从来没有过虚拟体验的技术。我们所说的并不是让自己迷失在某一本小说中的情节、或者看着图片或照片产生的幻想,即使这些技术也能为我们提供某种来自于虚拟世界的体验。

我们所谈论的虚拟现实是由计算机技术创造的,它允许我们体验一个能够进行互动的3D世界。由于它使用了内置传感器和摄像头的某种头戴设备以及输入追踪装置,还有分别针对我们的双眼显示内容的显示屏,再加上立体声音效产生一个3D的虚拟世界效果。虚拟现实可以创造出一个具有沉浸式、有具体功能的体验,让我们通过计算机生成虚拟的世界。

虚拟现实会让我们自己感觉身在其中,心也在其中。我们可以转转头,世界也随之而动,因此我们所处的虚拟世界,不会因为自己的动作而消失,而是变得更加真实。

当我们在电影院里看电影时,当屏幕上演出的是具有毁灭性的情节,但一转头却看见旁边的人还在吃着爆米花,那么电影所带来的恐惧感就会烟消云散。虽然电影和书籍也会带我们进入到不同的虚构世界,但它们无法根据我们自己的行为而改变周围的世界。

目前存在着有各种各样的虚拟现实技术,从完全沉浸式和非沉浸式再到协作式和基于Web的类型。而最让人兴奋的就是所谓完全沉浸式的虚拟现实技术,因为它会提供一种可以进行交互式探索、由电脑创建的3D世界,可以将我们带到很多无法企及的地方。无论是在火星上行走,还是开着跑车绕山而行。

虚拟现实从何而来?

我们今天所知道的虚拟现实技术其实已经存在了几十年。首先要知道的是,第一个头戴式VR显示器并不是Oculus Rift,尽管我们可以说这款设备推动了虚拟现实技术的复兴,但世界上第一个VR设备其实是一款名为Headsight的设备,创建于上世纪60年代。但我们也见过一些非技术类的产品,包括360度的绘画在内,都提供了相同的目的:把我们的体验带到另一个世界。VR是这项技术领域最先进的代表,而永远不会过时。

在过去的200年里,这项技术被应用于各种各样的领域,从科学和医学领域,再到培训飞行员领域,再到帮助建筑师设计自己的摩天大楼,让人们在大楼盖好之前就能体验进入到摩天大楼的感觉。

当然,目前虚拟现实技术主要关注的焦点是游戏,但这并不是虚拟现实技术的全部好处。VR有很多应用场景,而且随着技术的进一步发展,这种应用只会不断扩大。

虚拟现实的工作原理

我们在虚拟现实介绍中,提到这项技术通常需要某种形式的头戴式显示器、一台电脑、智能手机或控制设备来创建3D虚拟世界,以及某种形式的输入跟踪设备,可以是手部跟踪、语音或头部跟踪设备。

目前市面上有很多种类的头戴式显示器都使用这种形式,包括Oculus Rift在内,在2014年被Facebook以20亿美元的价格收购。另外还有HTC Vive、索尼PlayStation VR等等。

正如我们上面所提到的,一些虚拟现实设备包含了显示屏,可以为每只眼睛分别显示不同的内容。在这种情况下,线缆(通常是HDMI)会将视频信号从电脑或控制台传输到我们眼前的屏幕上。而其它更廉价的虚拟现实设备会利用我们的智能手机来显示虚拟现实相关内容。另外还有一些可独立食用、不需要线缆的设备,比如Oculus Go和新一代的Oculus Quest等,它们提供了一些中级的虚拟现实体验,而不需要昂贵的智能手机或高配置PC来驱动它们。

这只是故事的一部分,尽管我们在创造完全沉浸式虚拟现实体验方面还有很多工作要做,而这正是许多科技公司在这个领域所追求的目标。例如,有一些镜头可以将平面图像重塑成立体的3D图像,同时还会提供100或110度的可视角度,以确保我们无论以何种方式观看,所创建3D虚拟的世界都会跟随头部而动。另外,高帧率(最低为60fps)的画面对于确保虚拟世界像在现实中一样瞬间做出反应,对于保持视觉效果的完整性也很重要。

在输入追踪方面,有几种不同的形式,所有这些形式都有助于创建完全沉浸式的虚拟世界,无论是单独还是组合的形式存在。不同的设备使用不同的组件来实现这一目标,从无线传感器、LED灯再到无线控制器。

例如,索尼PlayStation VR可以提供360度头部跟踪功能,通过PS4 Camera摄像头监控耳机周围通过9个LED灯发出的信号。当涉及到头部跟踪的时候,低延迟也是必备的条件,这样可以确保我们你转头和你正在经历的反应之间有最小的延迟。还有一些设备在这方面比其它设备都做得更好,Oculus Rift就是其中一个最好的代表。

另外,最新一代、也是体验最好的Oculus头戴设备Oculus Rift S内置了很多丰富的追踪功能,它提供了5种不同的传感器用于跟踪我们的身体和VR空间中的控制器运动。

从智能手套到Oculus Touch、Valve的Lighthouse,再到HTC Vive耳机的控制器,实现运动跟踪的形式多种多样。这些工具的工作原理略有不同,但其目的都是确保我们在体验过程中感觉就像使用自己真实的双手。也许与真实的体验现在还有一些差距,但在这个过程中会涉及到大量的传感器,在某些情况下还会涉及到从周围追踪基站发射的激光,所有这些都有助于探测我们头部和手部的精确位置。

对头部和手部运动的精确跟踪还包括所谓的六自由度跟踪系统。这使得这项技术可以监控我们在现实世界中的运动,并将其准确地转化为虚拟游戏世界的形态。这种跟踪技术可以确保我们做的任何动作,无论是向后,向前,上下左右都被正确地跟踪,以确保提供真正身临其境的沉浸式体验。对于一些更激烈的游戏,身体动作是游戏的最重要部分,这种跟踪特性是必不可少的元素。《VR拳击》就是一个完美的例子,因为虚拟现实头戴设备需要看到我们什么时候低头躲避攻击,什么时候在挥拳回击。

就目前最流行的头戴式显示器而言,上面这些几乎就是所有涉及的内容。但还有其他种类的工具可以增加VR体验。其中之一就是眼球追踪系统。眼球追踪的好处是可以提供更真实的景深,带来更真实的体验。

这种增强式的体验现在已经开始进入到了部分市场。例如,HTC Vive Pro Eye就内置了眼球追踪功能,我们可以通过对眼球运动的追踪来控制菜单,与虚拟世界进行互动。

另一项技术是手动跟踪。目前一些公司正在开发一种新设备,可以在游戏中精确地追踪我们双手甚至手指的运动。这项技术可以消除未来对控制器的需求,带来更身临其境的游戏体验。Leap Motion就是这样一款支持这一技术的设备,可以作为HTC Vive的升级版使用。不过目前它还处于早期阶段,但展示了未来这项技术的强大潜力。

能够在VR环境中看到自己的手,并看到它们被精确地跟踪,这是一种非常特别的感受。当然还有其他技术也在开发中,以使这种体验更具触感。当你能看到和感觉到自己正在与之互动的事物时,这种体验就会变得更加真实。

这些改进现在也被内置到最新和最伟大的旗舰产品中。例如,Valve Index就拥有全新的改进版的控制器,可以让玩家在玩游戏时更自然的握力,并让游戏能够追踪玩家的每一个手指。它还带有一个扩展槽,未来的升级装备可以安装在这个扩展槽中,包括用来进行无控制器手指跟踪的Leap Motion controller之类的配件。

为什么每个人都在讨论VR?

虚拟现实技术还在不断的变化和完善,我们看到头戴设备的价格在不断下降,甚至还有不少新的产品发布。无线适配器和独立VR头戴深黑等技术的改进使得虚拟现实变得越来越容易获得。随着技术的持续进步,越来越多的游戏开发者也参与进来,这意味着我们有更多的游戏可以玩,也有更多让人兴奋的新事情发生。

除了虚拟现实,增强现实和混合现实技术也在飞速发展。它们同样提供了有趣的内容,甚至可能进入商业和工作领域。

未来,因为这些技术,一定会变得更有趣。


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