[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!
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