当前位置: 首页 > 科技赋能

虚拟现实!无法醒来的梦(一)

时间:2024-05-22 16:23:52 科技赋能

你有没有想过在火山口边缘观看流动的岩浆?从国际空间站俯瞰蓝色星球,在诺坎普与十万人一起咆哮,与卡梅伦一起乘坐“深海挑战者”探索人类认知的边界,或者如果你想返回斯大林格勒,在阻止德军的轰鸣声中炮声中的铁蹄?我们通过电影、新闻、书籍或其他人的叙述来了解世界上已经发生或正在发生的美好事物。

但对于普通人来说,我们可能永远无法亲身经历世界上最壮丽的场景和最震撼的时刻。

随着技术的进步,信息交流和呈现的方式也在悄然发生变化。

VR(虚拟现实),曾经只存在于科幻小说中的东西,不再是幻想。

如果说电脑是一扇窗户,那么VR就是一扇门,让人们超越时间和空间的障碍。

让自己沉浸在一个不同的世界中。

,VR如火如荼,投资者蜂拥而至,开发商不遗余力,消费者却浑然不觉。

. .从业者和消费者都感觉自己在吸毒,感觉自己在创造历史或见证历史。

然而仅仅一年后,VR就陷入了沉寂。

就像是一个巨大的泡沫,在急速膨胀之后达到了临界点,瞬间就崩溃了。

既然尘埃落定,我们不妨仔细看看VR到底发生了什么,它的技术已经达到了什么水平。

这是一部小型的 VR 编年史,而不是墓志铭。

当 VR 翻开新篇章时,您可能想回顾一下过去的事件以保持联系。

. . Origin VR是近两年才开始流行的,但它的诞生却比我们想象的要早得多,可以追溯到美苏冷战时期。

最早的VR是军事科研的产物。

初衷是为了提高士兵的训练效率。

士兵们戴着眼镜来模拟模拟环境,训练士兵对不同场景的适应能力。

当时的概念与今天的电子游戏类似,但效果不同。

如果你精通《战地3》这样的模拟游戏,我给你一个SCAR-H,你会更快上手。

后来VR被NASA采用,用来训练宇航员。

从形态上看,NASA的VR(年)与现在的VR没有太大区别。

它配有头部显示器、耳机、位置跟踪器和数据手套。

它只是更大、更重,更像是一个弗兰肯斯坦实验。

但在NASA的头显中,你只能看到一些简单的黑白3D模型。

智能手机的诞生,让VR变得更加生动。

但这里的问题是,当你把手机放在眼前时,你只能用左眼看到。

走到手机左侧屏幕,右眼向右看,无法对焦。

所以我们需要做一些小改变,将手机的屏幕显示一分为二,以保证双眼看到相同的画面;添加 2 个远视镜片,将画面推得更远,确保您的眼睛能够聚焦。

所以,我们得到了以下设备。

当你转动头部时,屏幕也会转动。

是不是很神奇?哦,当然,这种设备会漏光,我们得参考NASA的设计,在上面放一个盒子来遮挡光线。

这是最简单的VR,也是Google推出的一款产品,Cardboard。

9元9包邮,好评送1元红包。

很多人觉得这个产品太low了,所以就有了改进版。

它们由更好的材料制成,佩戴起来更舒适。

高端的可以调节近视。

当你把手机放在眼前时,你无法控制它,所以它们还配备了遥控器。

这类产品统称为VR盒子,原理上与Cardboard没有什么不同。

目前最好的一款是三星的 Gear VR,它已经到了第四代(),售价为 1 美元。

您现在可能已经明白,盒子是一种工具。

想要取得好的成绩,最重要的还是看手机。

手机有各种传感器。

站在天安门广场,右边可以看到长安街,回头可以看到人民纪念碑。

手机能否对你的转身、转身提供灵敏的反馈,并让你看到相应的内容,是VR的重中之重。

但正常人体验半小时后就会感到头晕、恶心。

头晕目眩其实可以看作是人体的自我保护机制。

其原因有很多。

1、由于手机自身传感器(GPS、身高计精度等)的限制,它无法捕捉到你的很多动作。

你走着走着,风景依旧。

你跳得高,风景不变。

这是一部戏剧。

前庭器官也感觉不对劲吧?人明明在前进,为什么不前进呢?头晕的发生是为了让大脑进一步了解情况。

因此,当你带上VR盒子时,你只能看到地面是一个监狱,而无法移动。

头部扭动动作的检测就交给手机的陀螺仪来完成。

2、人眼的视野大约为度,VR中的视野一般小于这个指标。

另外,手机屏幕的分辨率也跟不上。

对于×屏幕,分割屏幕后,每只眼睛的像素从一个像素变为另一个像素。

距离近,看到像素是正常的。

3. 帧率:显示器每秒可以显示多少张照片。

这和电影是一样的原理。

早期的电影只是一张照片。

一秒显示的照片越多,画面就越流畅。

在VR中,情况更加复杂。

对耳机的帧率、游戏的帧率、主机能支持的帧率都有要求。

4、画面延迟:当你仰望天空时,1秒后才看到白云,大脑就停止工作了。

在众多原因中,图像滞后是造成眩晕的罪魁祸首。

VR行业有一条铁律。

如果希望延迟不明显,图像和动作的延迟必须控制在20ms(0.02秒)以内。

这个数字非常可怕,可惜我们的眼球太敏感,数千万年的进化无法覆盖。

如果传感器不好,你可以坐着不动。

如果帧率和分辨率不够,可以通过硬件堆叠。

延迟如何解决?我们先看一下流程:一个转头的动作,手机里的陀螺仪需要捕捉到这个动作,然后传给GPU。

GPU渲染更新后的图像并将其传递到屏幕,以便屏幕尽快刷新图像。

旗舰智能手机完成这组计算大约需要 - 毫秒。

Oculus 传奇人物卡马克提出了一个计划。

他在盒子里放了一个高端陀螺仪,以提高手机陀螺仪60Hz的刷新率。

Hz,每 1ms 检测一次,并将手机的刷新率提高到 75 帧以上。

然后通过一种名为ATW(异步时间扭曲技术)的软件算法,可以在不改变GPU性能的情况下,使画面对人眼来说更加平滑。

这个算法大约需要13ms。

此外,手机还需要优化显示来应对凸透镜造成的屏幕边缘变形,这又需要2ms的时间。

但由于液晶屏的限制,刷新屏幕最快需要15ms。

1+13+2+15。

此时,整个步骤需要 31ms,与 20ms 相差甚远。

但没办法,我们可以使用性能更好的GPU,或者改变屏幕的显示方式。

GPU的迭代很慢,但AMOLED已经成熟。

其响应时间极短,仅2ms,且无余辉效应。

像素快速点亮,快速关闭(液晶面板每个像素关闭后,需要3 -4ms才能完全熄灭)。

当然,20ms并不是终点,就像电影中每秒24帧的规格一样,是欺骗眼睛的最低标准。

Oculus和三星联合开发了这项技术,打造目前最好的Gear VR体验。

前人栽树,后人乘荫。

谷歌效仿前者,推出了一套从硬件到软件的标准,名为Daydream。

厂商需要遵循谷歌的标准,让手机配置达标,配合统一的开发平台,控制延迟,达到满意的体验。

Daydream标准的提出有助于整顿市场混乱的状态,但目前支持该标准的手机和设备很少,而且各厂商也不愿意接入谷歌的内容平台,希望打造自己的内容生态,这和Android市场一模一样。

有些VR盒子不使用手机,而是直接将芯片和屏幕集成到盒子里。

这是一款一体式 VR 机器。

比如我们评测过的Pico VR,以及Facebook正在研发的一体式VR。

一体机性能比较好,而且足够便携。

与VR盒子一起,我们统称为移动VR;相应的,就是更大的主机VR。

如果说VR盒子可以看电影、玩扫雷、俄罗斯方块,那么VR一体机就可以玩王者荣耀。

但一体机内部没有手机,所以无法快速迭代,也不具备主机丰富的性能。

因此,一台一体机VR一体机两年后可能跟不上,配置也可能无法支持最新的游戏和应用。

一个简单的VR盒子就可以通向虚拟王国的兔子洞,但如果你想探索一个更加梦幻的世界,主机VR就是关键。

我们将在下一篇文章中继续讲述 VR 的故事。