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VR在首世界我有:5年后VR设备销量或超智能手机

2016-05-06 08:04:15VR淘宝Buy+
相信你不是第一次听说VR,即便还没有亲身体验过。今年4月1日,淘宝购物新产品Buy+的宣传片在网上传得火热。

●未来人们可直接把计算机戴在头上,用眼睛跟它互动?

●5年后,虚拟现实设备的销售量将超过智能手机?

相信你不是第一次听说VR,即便还没有亲身体验过。今年4月1日,淘宝购物新产品Buy+的宣传片在网上传得火热。在视频里,人们只要戴上“眼镜”,便置身于虚拟的商场,广州、纽约等地随意穿梭,身材火辣、穿着内衣的模特在面前走过。画面炫酷到让人怀疑是不是愚人节的玩笑。阿里巴巴则称,这是基于VR技术的全新购物方式。

历史

并非新事物的VR

“我想杀掉我的老板。”“没问题,能不能给我一些影像?”以上对话并非发生在黑帮交易现场,而是2054年的一个娱乐场所。这是科幻电影《少数派报告》预测的一个场景:通过VR技术,未来的人们可以在各种幻觉中享受乐趣,或是发泄愤怒。“你喜欢哪种乐子?我们全都有。运动幻觉、飞行幻觉,从高空弹跳到翱翔大峡谷。”走进来的人们被这样告知。

V R究竟是什么?真有这么神奇?所谓V R,即“虚拟现实”(VirtualReality),简单地说,是利用电脑模拟三维虚拟世界,其中除了计算机图形技术所生成的视觉感知外,还有听觉、触觉、力觉、运动等感知,能让人如同身临其境,并跟这个虚拟世界互动。

想进入V R世界,“眼镜”不可或缺,即头戴式显示器。这东西在上世纪60年代就被发明出来。当时,美国计算机图形学之父 伊 凡·苏 泽 兰(Iv a nSutherland)在哈佛大学组织开发了第一个头戴式显示器“达摩克利斯之剑”。不过“达摩克利斯之剑”相当笨重,以至于要接到天花板上减轻用户压力,看到的虚拟物体也很简陋。

上世纪90年代,V R经历了第一次商业化浪潮,许多游戏公司推出自己的V R游戏机。其中最出名的要数日本游戏公司任天堂的V irtual B oy。由于技术限制,V irtual B oy画质非常粗糙,项目才出六个月就破产了,还被《时代》评为史上最差发明。

此后,V R在军事、工业、医疗等行业领域应用多起来。N A SA (美国国家航空航天局)就利用V R技术模拟类似太空的工作环境,让宇航员在其中进行飞行训练。这些专业领域的V R设备通常昂贵,离一般消费者还很远。

V R最近这一轮的爆红和Facebook的“豪举”不无关系。2014年Facebook斥资20亿美元收购V R设备制造商Oculus,一石激起千层浪,索尼、三星、H T C、谷歌等行业巨头纷纷布局VR产业。更重要的是,经过计算机、智能手机等数十年的发展,GPU (图形处理器)、屏幕、传感器等硬件水平上了新台阶。VR所模拟的世界不像当年Vir-tualBoy那么“假”了,价格也更低廉,O culus在2013年推出的头盔只需300多美元。

体验

营造沉浸性与交互性

想获得完整的V R体验,你至少需要以下几样东西:头戴式显示器、手持控制器、能在空间内同时追踪显示器与控制器的定位系统、运行影视或游戏等内容的操作系统、耳机等等。

头显的作用是提供从所有角度充盈视野的逼真图像,简单地说就是把一个屏幕挂在你的脸上,模仿现实三维世界的成像效果。人的双眼看到同一个场景时会有细微差别,大脑能通过计算将其融合。戴上头显后,眼睛和屏幕之间隔着两块镜片,屏幕上的画面则被分割为左右两边,镜片通过对焦和二次成像来修正每个眼睛看到的图像。

此外,以假乱真的效果离不开头部追踪技术,这要靠一系列内部组件来完成。陀螺仪传感器、加速度计、激光定位传感器结合在一起,能精确定位头部的旋转,如此一来,头显佩戴者看到的画面才会随着头部转动而变化。

如果转动头部看到的画面内容跟不上头部转动的速度,就会产生延迟,这无疑会让人立马“出戏”。多年来困扰V R的“眩晕”难题,主要原因之一就是延迟太长。理论上延迟控制在19.3毫秒以内肉眼就感觉不到。现在国外几家巨头的V R头显几乎都能控制在20毫秒以内,同时,底层算法的优化,屏幕分辨率提高,也增加了虚拟世界的真实感,让人更容易沉浸其中。

现在有人认为,常见的360°全景图片或视频就是VR了,其实不是。真正意义上的V R必须可以“交互”,这要借助于手柄、手势识别、头部追踪、动作捕捉等输入设备或技术。就像鼠标之于电脑屏幕一样,这些输入设备可以把人带入到虚拟世界里,和这个世界里的物体互动。

在4月初的全球创新者大会·虚拟现实峰会上,根据刘慈欣的科幻小说《烧火工》改编的同名V R游戏虏获了不少女孩子的欢心。在这款游戏中,玩家置身于蔚蓝色的茫茫太空,无数金黄色的星星在身边闪烁,需要拨开它们寻找到最特别的那颗。

这一切基于H T C V ive的头显、手柄,及定位系统Light-house。简单地说,定位系统会发射红外激光,定时扫描玩家的活动区域并同步信号。头显和手柄上安装了许多激光传感器,其初始位置是已知的,通过各个传感器的位置差,可以计算出头显的位置和运动轨迹。

因此,玩家做出的各种动作能够被实时捕捉,再经操作系统渲染并输出到画面中,相当于传统电脑端的鼠标输入。游戏开发者则事先在游戏中设置了一些交互场景,接受到输入信号后会做出即时反馈。例如,当玩家举起手柄碰触时,星星就会弹开。

应用

影视和游戏产业或最快改变

VR会和智能手机一样巨大地改变人类生活吗?许多业界人士认为,V R与寻常百姓的联系比他们所能想象的更加密切。华中师范大学教授刘延申介绍,最近全国有许多职业院校在开发汽车修理、轨道交通、飞机驾驶等方面的V R教学,对一些在现实中难以完成的、危险性很高的实验,像燃烧、爆炸,都可以采用V R的方式来实现。

尽管关于V R的畅想无数,但考虑到资本驱动力,最先被VR技术改变的或许还是影视和游戏。去年的几部好莱坞大片《星际穿越》《环太平洋》《火星救援》等都发布了自己的V R体验短片。比如《火星救援》V R短片,当播放至男主角马特·达蒙在火星上种土豆时,短片会切换到第一人称视角,你需要抓起土豆把它们扔进相应的塑料桶。完成任务后,短片切回到第三人称视角,你仍然像坐在普通的电影院里一样,看着马特·达蒙种土豆,点燃混合气体制造雨水。

不过,据《火星救援》制作公司首席制作官克里斯·爱德华兹(Chris Edw ards)介绍,这部VR短片主要是靠数字技术制作出来的,而非实景拍摄。爱德华兹说,他们目前也在用360°的V R摄像机进行实景拍摄,但主要是用于音乐会、纪录片等。

在V R影视内容的制作上,数字制作和实景拍摄是两种主要方式,但后者仍然面临着诸多障碍,最突出的例子就是如何在360°的拍摄场景中隐藏摄影机和导演等摄制人员。“传统影视的时候,演员在一个16:9的框内布置得美美的就可以了,下半身可以只穿一条短裤,因为拍不到。”VR影视公司兰亭数字CEO庄继顺曾经在一次主题演讲时强调了实景拍摄的难点所在。

兰亭数字内容总监孙毅博认为,更早普及V R的可能是赛事、综艺等泛娱乐化直播节目。他们已经与浙江卫视合作,为其制作歌唱类真人秀节目《谁是大歌神》的V R版本。观看者不仅如同身在现场,还可以给歌手投票。选中某个歌手,他就会从舞台后走出来,甚至走近到能让观看者“亲一口”的距离。对于那些渴望和偶像进行亲密接触的粉丝来说,这是相当巨大的诱惑。

可以试想,当交互体验足够完善时,观众甚至能参与到电影里,“自己演电影”。不过孙毅博介绍,能达到电影级要求的V R拍摄设备还很少,新的电影叙事方式也没有形成,短期内VR电影估计成不了气候。

影响

VR会让人类无法自拔吗?

在一些V R研究者、从业者看来,虚拟现实不仅是可以颠覆影视、游戏等领域的创新技术,还可能取代个人电脑、智能手机,成为下一代计算平台。艾媒咨询数据显示,2015年中国V R行业市场规模为15.4亿元,预计2016年将达到56.6亿元。

Facebook收购Oculus时,就曾表示Oculus是计算设备的未来。Facebook内容及媒体合作副总裁罗斯(DanRose)认为,从大型计算机—台式机—笔记本电脑—智能手机的计算技术发展趋势看,人的身体和计算机的关系越来越亲密。未来,人们可以直接把计算机戴在头上,用眼睛跟它互动。而VR可能就是这种计算设备的一种实现形式。H T Cvive也推测,5年后V R设备的销售量将超过智能手机。

有人担心,V R使用太多,真假难分怎么办?的确,现在的V R技术水平已可以提供一些“混淆真假”的体验。事实上,许多从业者对可能出现的技术伦理问题表现出谨慎。北京诺亦腾首席技术官戴若犁就认为,虽然VR潜力无限,既能让人“飞天入地”也做得到“点石成金”,但一定要控制人的欲望,不能让用户觉得“无所不能”。美国VRC公司首席制作官克里斯·爱德华兹(Chris Edw ards)则表示,目前人们尚处于VR内容制作的早期阶段,应该树立一些既能提供丰富体验又不会使人过度沉浸的“正面典型”。

就目前来看,V R还受到硬件、操作系统、内容等多方面的限制,远没有达到足以使人沉溺其中无法自拔的水平。要实现淘宝Buy+宣传视频里那样的交互体验,技术水平还跟不上。V R的老难题“眩晕感”也没有彻底解决,需要刷新率、分辨率、延迟、视场角度等技术指标上全面提升。可以预计的是,今年内各类VR公司会开设体验馆,消费者能有更多机会直观体会VR的奇妙。

VR是什么

VR,即“虚拟现实”(Virtual Real-ity),简单地说,是利用电脑模拟三维虚拟世界,其中除了计算机图形技术所生成的视觉感知外,还有听觉、触觉、力觉、运动等感知,能让人如同身临其境,并跟这个虚拟世界互动。

VR如何体验

想获得完整的VR体验,你至少需要以下物品:头戴式显示器、手持控制器、能在空间内同时追踪显示器与控制器的定位系统、运行影视或游戏等内容的操作系统、耳机等。

体验

玩VR能爽到“合体”也能晕到恶心

用V R设备玩游戏的体验其实很难用文字准确描述。你也许在新闻视频里见过那些戴着V R设备的玩家,他们对着空气摇头晃脑、挥舞手臂,小心翼翼地在房间里徘徊,看起来挺傻的。但就记者的亲身经历而言,优质的V R硬件和内容确实能带来非常奇妙的沉浸体验。

准备过程大同小异:工作人员会先说明你即将进入的场景,包括有哪些环节可以交互,手柄上的按键怎么使用。接着为你戴上头显并调整绑带,询问是否漏光,确保头显和脸部紧密贴合。如果头显是H T CV ive,你还需要小心脑后那条长长的数据线。然后,工作人员通过主机让游戏开始运行,把手柄塞进你的手里,指导你尝试各种操作,此时你可以在头显中观察操作效果。

简单来说,V R游戏就像超强版3D电影与体感游戏的结合。记者体验了一款射击游戏,开始时看不到自己的身体,需要先像钢铁侠一样穿戴“铁甲”。随着铁甲被组装,身体从无到有,让人产生和游戏真正“合体”的感觉。游戏画面也相当真实,敌军飞行器驶来时会情不自禁地想抱头闪躲。360°转身、小范围地走动都没有问题,按动手柄则可以发射激光击落飞行器。

但也不是所有的内容产品都让人血脉贲张。在一款家装设计的V R场景中,体验者可以环顾四周,但无法实际走动,需要借助手柄的操作在虚拟房间中前进、后退、升高和降低。几分钟后,记者便体会到了传说中的“V R Sick-ness”,也就是眩晕。因为人的身体实际上是静止的,大脑接收到的视觉信号却显示人在移动。冲突之下,恶心、头晕的感觉还是比较明显的。

链接

国产VR易眩晕 硬件、算法是弱点

多位从业者向南都表示,一款真正可以应用于家庭娱乐的V R设备,应当能够让用户持续体验30到45分钟。但从目前的情况来看,国内绝大多数产品都无法让用户持续体验30分钟以上,许多体验者甚至刚戴上头显几分钟就头晕目眩。

眩晕与硬件的技术指标不达标有直接关系。创领发现(U C C V R )创始人符国新说,狭义的V R硬件就是指头显,他对国内头显的未来比较悲观。在O culusR ift、H T C V ive和SonyPSV R“三大厂”的压力下,国内的厂商很快会面临最惨烈的竞争。

极客公园分析师张雨忻在一份报告中指出,硬件指标主要包括屏幕分辨率、屏幕刷新率、延迟和视场角度等,国内头显在这几个方面均与国外产品有明显差距。以屏幕刷新率(屏幕画面每秒钟更新的次数)为例,刷新率越高画面越稳定,而要让佩戴者感受不到画面的延迟,90H z的屏幕刷新率是底线。目前,O culus R ift和 H T C V ive的屏幕刷新率达到了90H z,SonyPSV R号称可达到120H z。而国内厂商的产品则大多在6 0到7 0 H z,大朋的75H z是目前国内最高的。

无论是前后移动还是旋转视角,佩戴者看到的图像都要经过底层算法优化和渲染输出到屏幕上,而底层算法的缺失是国内头显厂商的另一个突出弱点。张雨忻称,V R头显并不仅仅是一堆硬件的组合,而是包含系统在内的一整套软硬件体系,其中系统底层的算法优化是核心。

符国新认为,中国创业公司的优势不在基础硬件和底层技术上,但在周边系统、应用、内容方面有很大机会。据了解,除了专攻V R游戏的创业者,许多传统的手游、网游公司也在布局相应的开发团队,国内外的竞争虽然激烈,差距却并不大。

出品:南方都市报科学新闻工作室 主持:陈养凯

采写:南都记者 程思炜 见习记者 冯群星