来了来了,VR的主要技术部件扫盲和头盔设备大扫描!

VR(虚拟现实)设备是如何工作的?可穿戴的科技到底是如何让你身临其境地认为你正在森林里打猎而其实你只是在你家客厅沙发上?今天,火箭君将会给大家用最快速度科普一下整套虚拟现实设备的关键组成,以及市面上能看到的主要VR设备!

友情提示:本文有点长,前面是设备基础101,最后面列举了10个VR设备

从最基础的开始

[HTC VIVE的头盔草图]

虚拟现实头盔设备已经被包括Oculus,Sony,HTC,三星,Google等公司广泛使用了,通常来说,虚拟现实头盔需要3件东西搭配组成:

  • 一台电脑(或者主机和智能手机)来运行程序(或者游戏)

  • 一个头盔用来把显示器放在你的眼前(可以用手机屏幕代替)

  • 其他输入设备——比如头部追踪,手柄,手部追踪,声音,等等。

这所有的设备组合在一起的目的只有一个——让你完全沉浸在一个虚拟出来的世界中,就好像你真的出现在了虚拟出来的场景里。咳咳,那么具体如何做到呢?请往下看

部件A:头戴显示器

诸如Oculus Rift和PlayStation VR都采用了头戴显示器(HMD)。眼睛是心灵的窗户,即使没有上面提到的复杂的装置,只要把用户的眼镜完全对准显示器,就足够创造出一个半沉浸的虚拟世界了。

显示器的目的是创造出一个与你日常视野一样的影像,不管你怎么动,只要你睁着眼看到的,都是虚拟出来的画面

经过计算后推送给两个眼睛的画面是各不相同的,来模拟现实生活中我们眼球真实捕捉的画面,而VR头盔为了尽可能的增强虚拟效果,通常要增加画面宽度。目前高端的头盔通常可以做到100或者110度的视野。

而为了让人得到最佳的体验,整个画面的帧率要保持在至少60帧每秒,当然高级的头盔可以达到更高,比如Oculus的90fps,索尼PlayStation VR的120fps黑科技。

部件B:头部追踪

头部追踪意味着你头部运动,包括抬头、低头、转头、摇头等等会被一个叫做6DoF(6 degrees of freedom)的系统记录下来。索尼通过在头盔周边的9个LED灯泡和PS4摄像头组件来追踪头部运动,而Oculus运用头盔上多达20个灯泡来达到头部追踪的目的。

通过追踪头部的动作,程序才可以为眼睛看到的画面作出相应的调整,比如你右转头部,那你看到的画面应该也往右转动。而且,为了增加虚拟效果,环绕立体声也要做出相应的调整。

[图片中的蓝色灯不是为了酷炫,而是为了头部捕捉的用的]

这种技术的难度在于延迟,人脑对于头部和视觉匹配的延迟可以精确到50毫秒以内。目前Oculus Rift产品的延迟可以做到30毫秒

部件C:动作捕捉

[正在开发中的手部动作捕捉设备]

除了头部捕捉之外,高端的VR设备还要支持整体的动作捕捉……毕竟在虚拟世界里,当你低下头的时候,你希望能看到自己的手和脚在按照自己的意志运动不是。

[有了动作捕捉,在虚拟的现实中,我们的身体就可以展现出来]

部件D:眼球捕捉

[眼球捕捉除了捕捉眼球运动之外,还要知道眼睛的聚焦情况]

我们日常除了头部动作之外,还有眼球的细小动作会改变视觉变化,而这样的动作,目前不管是HTC Vive,索尼黑科技,或者Oculus都无法做到。但是有另一加FOVE黑科技厂商已经在使用了。

在目前的VR头盔中,所有的东西都是清晰的,但是如果你的眼睛在看近处的物体,其实远处的物体应该虚化才对。

[头部捕捉+眼球捕捉加持后的游戏体验]

通常来说,都会在头盔中加入一个红外线感应器来感知佩戴者眼球的动作——包括:眼球聚焦在什么位置,眼球在看什么方向,等等等等……

设备大扫描!

最后,让我们扫描一下市面上的众多VR设备吧!

1.Oculus Rift

特点:2160*1200分辨率,110°视野,90Htz刷新率无比高端

2.Samsung Gear VR (三星)

特点:便宜,手机插上就能用,96°视野

3.HTC Vive

特点:2400*1080分辨率,110°视野,附带头部追踪

4.Playstation VR (Sony)

特点:1920*1080分辨率,100°视野,恐怖的18毫秒延迟和120Hz刷新率

5.Avegant Glyph

特点:直接向视网膜投影画面,清晰无比。可是只有45°视野

6.Razer OSVR

特点:1080*1920分辨率,100°视野,60Hz刷新率中规中矩,但是对电脑硬件要求低

7.Zeiss VR One(蔡司)

特点:需要配合智能手机用,价格合理,光学大牛给出100°视角

8.Google Cardboard VR

特点:硬纸板做的,只要16.99美元,16.99买不了吃亏,16.99买不了上当

9.FOVE VR

特点:眼球追踪捕捉超级黑科技,2160*1440分辨率,100°视野

10.Star VR

特点:5K分辨率,无敌210°水平和130°垂直视角

我可能漏了不少……

其实,还有非常多的新兴VR设备和VR公司不断的冒出来,火箭君一时也无法完整收集。如果你能知道有更多更好的VR设备欢迎留言分享!