2015年的科技界幾乎被VR(虛擬現實)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設。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設備能夠將一個本是想象的世界以真實的面貌呈現,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,能夠短時間火遍全球也是毋庸置疑的。
盒子、頭盔、一體機鑄就VR三大設備
2016——被稱為VR元年,眾多的VR廠商、硬件制造商、內容開發商以及眾多的VR平臺全部在今年應運而生,把VR產品商業化已經成了大勢所趨。
我們現今在市面上通常可以看到的VR設備共有3種:手機VR眼鏡盒子、與PC或游戲主機連接的VR頭盔以及不借助任何其他設備的VR一體機。
而為VR設備提供的內容,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設備
一系列VR設備的嘗試性研發讓VR由科技術語變身眾所周知的熱詞。當前已經發布的VR設備多數歸類于智能穿戴行列,盡管生產商家不同,但從外觀上看來卻是大同小異,頭盔式外觀設計并不美觀,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,而他們的產品分別是:Oculus Rift、索尼的PlayStation VR,以及HTC與Valve合作研發的Vive。
這三款產品目前主要運行的內容還是以游戲為主,因為游戲是最容易讓人產生沉浸感的一種體驗,用戶會與內容產生互動。而在游戲的選擇上,三款產品也分別適配了不同的平臺。
除了三大廠商之外,還有很多優秀的VR頭盔,同樣以各自的技術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動軌跡,從而在軟件上實現不同的操作。
瞳孔追蹤VR頭盔FOVE
VR頭盔代表產品——星輪ViuLux
與眾多虛擬現實頭盔相比,星輪ViuLux虛擬現實頭盔更加注重“全視角”的概念,內置9軸傳感器,720°頭部傳感跟蹤,即使人頭部的極細微動作也會被頭盔內部的傳感器精準捕獲,例如玩家在戰爭游戲場景中可以隨時向四周查看敵情,頭盔同步將場景轉到你想看到的位置,“360度無死角”不再只是一種設想。
玩家戴上星輪頭盔,會有強烈的現場感,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虛擬現實頭盔適配PC、移動PC、X-BOX、動感座椅等設備。星輪ViuLux以其高清畫質,帶給玩家超乎想象的視覺盛宴。
手機VR眼鏡盒子:最廉價的VR入口
在這個全民智能化的前進浪潮下,似乎所有的設備在與手機的App關聯后,都可以稱之為智能設備。而這個命運,VR產品也沒有逃過,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手機小紙盒,就被廣大國產廠商玩得花樣翻新。
Cardboard的構造非常簡單,一個設計好可折疊的紙板、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,這款產品為VR在大眾消費者中的普及作出了重大的貢獻。
也正因如此,很多國產廠商直接將谷歌的鏡片從紙盒子里搬到了塑料殼子中,就成了自己的產品,然后又根據谷歌開放的VR SDK,開發自己的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,就會產生眩暈、惡心、甚至是嘔吐等不適感,也對VR設備產生了技術不成熟的認知。
因為目前的VR盒子眾多,可能僅產品名稱就能寫好幾頁,這里就主要列舉幾個比較知名,或是在技術上有重大革新的產品,為大家簡單地做個普及。
三星的Gear VR
三星的Gear VR算是當下最火爆的手機VR盒子,在硬件方面由三星完成,而軟件和算法則是由VR技術強悍的Oculus來開發。而因為Gear VR的顯示效果無比強悍,同樣對手機的硬件需求也非常嚴苛,目前只有三星S6、S6 Edge、Note5或是今后更高的手機型號才可以與其配對使用。
三星對于手機VR盒子的態度,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實之中,所以就需要強大的顯示效果作為支撐。而很多非旗艦的智能手機,或是上一代的旗艦機型,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。
而不針對機型硬件以及手機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,性能強勁的VR盒子配上性能強勁的智能手機,在機上專屬定制的系統和軟硬件優化,必然帶來最好的VR體驗。
VR一體機:大勢所趨但仍不成熟
VR一體機,是不借助任何PC、手機的VR顯示設備,它擁有獨立的處理器,同時又具有無線接收功能,可以遠程通過網絡連接云端,進行游戲或是視頻的讀取。
市面上的VR一體機少之又少,目前這類產品最大的瓶頸就是無法將設備做得輕薄,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,佩戴感已經處在不適的邊緣,而VR一體機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,而這也是很多硬件制造商們的軟肋所在,很多VR一體機仍是采用了安卓或是Windows 10平板操作系統,而且對于不方便觸控而作的優化非常之少,大部分仍使用藍牙或是無線手柄進行操控,最后獲得的使用感受極差。
就目前的VR一體機市場而言,能端上臺面的,靈鏡小黑算是一款,量身定制的陀螺儀系統UI,內置八核處理器,1920×1080的分辨率,4G內存,和350克的重量,勉強和VR盒子的老大三星Gear VR打個平手。
那么為何VR一體機要和Gear VR相比呢?作為VR設備的入門級產品,VR盒子的性能很大程度與手機有關,而以極其輕薄而塑造的智能手機,注定不能成為VR設備的最佳選擇。但是Gear VR因為三星手機出眾的OLED屏幕,以及Oculus提供的種種技術支持,使得Gear VR達到了16.6ms的延遲,2560×1440的分辨率,60hz的刷新率及96°的FOV。也就是說達到了Gear VR的體驗效果,就是一款足夠讓人產生沉浸感的VR設備。
VR發展的瓶頸
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實世界一樣逼真的虛擬世界,這其實本身就是一種挑戰。而眩暈問題,就是這一挑戰中最難以解決的問題。
在目前看來,市面上所有的VR產品幾乎都無法避免眩暈這一問題,就算業界最頂尖的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這一目前最先進的VR設備舉例。簡單來說,如果想要保證不暈,那么VR設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,這一數據在現在看來,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。這幾乎已經是目前VR設備的極限,同時也是PC處理能力的極限。
你不要看不起Oculus Rift這些可憐的數據,要知道,以目前的技術來說,能達到這一數據已經非常難得了。
就拿其中的75Hz來說,想要達到75Hz的刷新率,就意味著要把設備的延遲做到19.3ms以內(1s除以75次約等于13.3ms/次,再加上數據傳輸的時間,大約為19.3ms)。
即便如此,19.3ms的延遲差距對于長時間佩戴VR設備來說,也是災難性的!
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設備的屏幕的時候,會有明顯的顆粒感。
你所處的環境是一個VR為你創造的虛擬世界,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。
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,而其他的部分就進行普通分辨率的渲染。
這項技術的提出,可以從一定程度上解決PC處理能力不足的窘境,但是,能否應用注視點渲染技術又牽扯到其他行業的相關技術,也就是下一點我們要說的。
2.相關技術發展緩慢
七鑫易維是國內一家致力于眼球追蹤技術的公司,為了解決上述注視點渲染的技術,Oculus此前就曾找到過他們。
應用眼球追蹤技術,VR設備才可以知道使用者的注視點在哪里,并進行相對應的注視點渲染。同時,這也適合人在看東西時候的習慣:焦點清楚,背景虛化。
此外,作為VR領域不可或缺的技術之一,眼球追蹤技術還可以解決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設備里所呈現的畫面。由于圖像畸變的原因,VR設備所呈現的畫面中,圖像的邊緣已經發生了明顯的畸變。
即使Oculus曾在此問題上投入了大量的研發成本并應用反畸變算法優化了VR設備的成像,離開了眼球追蹤技術,圖像邊緣的畸變依然無法完美地解決。
至于如何才能在VR設備上應用此項技術,七鑫易維的副總裁彭凡曾在采訪中稱:“2020年,此項技術才有可能成為VR設備的標配,Oculus的下一代產品或將首先采用這一技術。”
當然,相關的技術不只有文中舉例的眼球追蹤技術。反過來說,PC行業的硬件處理能力已經成為了VR行業發展的阻礙,更不用說更加新興的智能手機行業了。
3.VR設備本身的局限性
這個因素顯而易見,VR設備在誕生之時就有很多局限性。首當其沖,就是因為VR設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境中能干什么?除了老老實實地坐著之外,難道你還準備兩眼一抹黑地在現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,但是在現實世界中,你卻在沙發上安安穩穩地
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,身體的感官也認為在晃動,但在現實中,你卻仍然是在安穩地坐著……
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擔,最后暈了也就很容易理解了。
同樣的現象,也適用于現實中的3D游戲眩暈癥和暈車、暈船等。說完了這些,你就應該明白為什么HTC非要在Vive的前面安裝攝像頭了吧?
除了運動中的加速度感知,人的感知系統其實還有很多,比如說還有景深、重力感等等。
很顯然,VR設備在這些感知系統中,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設備永遠都無法做到的……
當然,市面上有很多諸如蛋椅之類的設備,可增加用戶的沉浸感,配合虛擬場景進行真實反饋,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設備所創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,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?當然是可以的,拋開所玩游戲本身的問題,從我們自身出發,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,最好不要用鼠標或者手柄來代替玩家的脖子來進行轉頭動作。
2.其次在游戲的過程中,不要讓游戲內玩家視角的坐標運動加速度過大。在所處位置的每個方向上,玩家最好不要進行瞬間的加速或者減速運動。
3.還有就是不要試圖營造那些本來在現實生活中就容易導致頭暈的場景,比如在進行沙盒游戲的時候,自己還要原地轉圈圈,這種在現實中都會暈的動作,必然會導致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動,比如玩射擊類游戲,到應該轉身的時候,你就真的帶著VR轉身,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。