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带你拆穿VR“行骗”大脑全过程

2019-03-30 07:16  来源:能源中国网 www.energychinaw.com
 

  VR设备是如何构造出一个虚拟的世界?可穿戴的高科技设备是如何欺骗你的大脑,当你撞上厨房的柜台的时候却让你觉得你是站在火星上?在这里我们将向您解释VR头显是如何在现实环境下构造出一个虚拟的世界。

  让我们从一些基础设备开始讲起。

  主流头显市场已经被Oculus, Sony, Sumsang 和Google等大公司占据,此类头显通常需要三部分协同工作使它运转起来:

  第一,PC或者智能手机运行APP;

  第二,固定在你的眼前的头显(或是手机屏幕);

  第三,其他输入设备——头部追踪设备,控制器,手部追踪设备,声音输出设备,或是触控板等等。

  VR沉浸式体验设备大体上是朝着这样的方向努力的——将虚拟现实的体验变得尽可能真实,以至于让我们忘记我们在使用着电脑,头显和配件,忘记我们在真实世界中的真实感受。我们不禁发问,他们是如何做到的呢?

  基础设备

  VR智能硬件的目标是模拟出身体的形状以及无边界限制的3D虚拟环境,我们通常把电视或者电脑屏幕和VR智能硬件设备连接起来,因此无论你往哪个方向看,电脑屏幕都会在你眼前。这不同于AR设备,AR设备让你看到的画面是真实的世界。

  视频通过与高清晰度多媒体接口连接的导线从计算机传输到像HTC Vive和Oculus Rift头显设备中,而对于Google Cardboard和Samsung Gear VR已经把智能手机内嵌到头显设备中。

  在VR头显设备结构中,你的眼睛和外面显示的画面中间会有一个镜头,这就是VR头显的镜头通常被称作护目镜的原因。在某些情况下,眼睛和护目镜之间的距离可以根据个人的情况或是喜好而调整。

  这些镜头焦点通过角度加工的方式把2D平面图像做成3D立体图像,并且模拟人眼的工作方式和观察方式使得我们看到的世界和真实的世界稍有不同。你可以尝试闭上一只眼睛,然后看别人从这个角落走到另一个角落里去,你就能感受到VR头显的效果。

  VR头显可以增强沉浸效果的一个重要的方法就是增加VR眼镜的视野。一个可以看到360度的显示屏可能对于VR头显来说太昂贵并且意义不大。而最顶级的头显是让用户能够有100度或者110的视野就好,这样的视野足够来模拟一个虚拟的情景。

  用户实际观察到的VR图像是最具有说服力的,为了避免VR设备工作延迟和用户感觉不适,图像的最小帧速率大约为60帧/秒,而现在的VR头显的性能远远超过了这个最低要求,Oculus可以达到90帧/秒的水平,PS VR可以达到120帧/秒的水平。

  头部追踪设备

  头部追踪设备作用是,当你戴上VR头显时,你眼前的画面会随着你向上下看、左右看、转头看而移动。一款叫6DoF (6 degrees of freedom)的系统可以根据你头部的运动情况和视野情况来绘制视线中的X,Y,Z轴。

  有一些内部组件可以在头部追踪设备中使用,例如陀螺仪、加速度计和磁力计。PS VR使用9个发光二极管安装在头显的周围,得益于外部PS4摄像头监控这些信号,发光二极管会感应到用户头部的活动信息并且能够得到360度的视野。Oculus公司研发的头部追踪设备有20个二极管,但它们都没有光亮。

  头部追踪技术需要的低延迟率还是有效的,我们通常说当我们转头或是画面的环境变化时,在50毫秒以内的延迟我们一般都能检测得到。Oculus Rift可以将延迟降低到30毫秒。延迟也可能是任何运动追踪输入设备的通病,例如PS移动式控制器,可以用来测量我们的手和手臂动作。

  最后,耳机可以用来增加沉浸感。APP和游戏开发人员研发的头部追踪技术有效地利用了3D音效,并且这个能让VR设备穿戴者感觉到声音从后面从侧门或是从远处传来。

  运动跟踪设备

  头部追踪设备的一大优势就是,尚未发行的优质头显有超过Google Cardboard的潜质。然而,喜欢大型VR设备的玩家仍然更偏爱运动追踪设备。 当你戴着VR头显向下看时,你可能想要做的第一件事就是在虚拟的空间中看看你的手掌的模样。



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(责编:胡梦瑶)

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