VR越來(lái)越受到大家的關(guān)注，你是否想入手一臺(tái)呢，下面為大家?guī)?lái)VR的原理及用途介紹，都是一些購(gòu)買VR產(chǎn)品前需了解的知識(shí)，一起來(lái)看看吧。

　　人人都說(shuō)今年VR會(huì)火，肯定會(huì)有小伙伴打算購(gòu)入這類產(chǎn)品，不過(guò)為了不跳入“火坑”，我們還是得先了解一些事。

　　什么是VR？

　　VR是Virtual Reality（虛擬現(xiàn)實(shí)）的簡(jiǎn)寫，是利用電腦模擬產(chǎn)生一個(gè)三度空間的虛擬世界，提供用戶關(guān)于視覺、聽覺、觸覺等感官的模擬，讓用戶如同身歷其境一般，可以及時(shí)、沒有限制地觀察三度空間內(nèi)的事物。用戶進(jìn)行位置移動(dòng)時(shí)，電腦可以立即進(jìn)行復(fù)雜的運(yùn)算，將精確的三維世界視頻傳回產(chǎn)生臨場(chǎng)感。其有三個(gè)基本特征：即三個(gè)“I”immersion-interaction-imagination（沉浸—交互—構(gòu)想）。

　　簡(jiǎn)單的說(shuō)VR就是要屏蔽掉你大部分的感官，用再造的信息給你一個(gè)新世界，稍微有些類似《黑客帝國(guó)》中的場(chǎng)景。就這個(gè)概念來(lái)說(shuō)，其實(shí)目前市面上鮮有設(shè)備可以達(dá)到要求。

　　都有哪些VR產(chǎn)品

　　當(dāng)下主流的VR產(chǎn)品有三種VR眼鏡（眼鏡盒子）、VR一體機(jī)、V

　　VR 的工作原理是什么？這項(xiàng)可穿戴技術(shù)是如何讓你感覺自己好像置身火星，實(shí)際上卻要撞上自家的櫥柜的？今天我們就來(lái)說(shuō)說(shuō)關(guān)于頭戴設(shè)備最基礎(chǔ)的部分。

　　實(shí)際上，Oculus，Sony，三星，Google 他們使用的 VR 技術(shù)都離不開三樣?xùn)|西：PC，游戲主機(jī)或者手機(jī)來(lái)運(yùn)行應(yīng)用或者游戲，能夠在你眼前顯示的屏幕（這可以是手機(jī)的屏幕），以及用于輸入的設(shè)備——頭部追蹤，控制手柄，手勢(shì)追蹤，語(yǔ)音控制，設(shè)備上的按鈕或觸控板。

　　絕佳的沉浸式體驗(yàn)是每一個(gè) VR 頭戴設(shè)備的制造商，游戲或是應(yīng)用開發(fā)者的目標(biāo)——一旦實(shí)現(xiàn)就可以讓虛擬世界變得足以以假亂真，以至于我們忘記了電腦，頭戴設(shè)備和其他附件的存在，讓我們?cè)谔摂M世界和現(xiàn)實(shí)世界言行一致。那么，我們?cè)鯓硬拍茏龅侥菢樱?/p>

　　基礎(chǔ)技術(shù)

　　像 Oculus 和 PSVR 一樣的頭戴設(shè)備通常指的是 HMD（Helmet-Mounted Displays，頭盔顯示器），這意味著它們會(huì)在頭上附帶顯示器。即使是沒有音頻也沒有頭部追蹤，只拿著 Google Cardboard，將手機(jī)屏幕放在你的眼前也足夠在虛擬世界里營(yíng)造出半沉浸的感覺了。

　　不斷改進(jìn)硬件的目標(biāo)是為了創(chuàng)造出和一個(gè)實(shí)際生活一樣，沒有邊界的 3D 虛擬環(huán)境——通常情況下，我們只能在電視或者電腦屏幕上看到這樣的虛擬環(huán)境。所以，無(wú)論你朝哪邊看，掛在在你臉上的屏幕都會(huì)跟著你的效果。這和將虛擬影像加入到你在真實(shí)世界所看見的景象的 AR 技術(shù)不一樣。

　　VR 設(shè)備中，有些影像是從游戲主機(jī)或者電腦上通過(guò) HDMI 數(shù)據(jù)線傳輸?shù)筋^戴顯示器上來(lái)的，比如 HTC Vive 和 Oculus Rift。而對(duì)于 Google Cardboard 和 三星 Gear VR 而言，它們的影像已經(jīng)呈現(xiàn)在屏幕上了，只需要通過(guò)頭戴設(shè)備展示出來(lái)。

　　VR 頭戴設(shè)備將信號(hào)輸送到一塊屏幕或者兩塊 LCD 顯示上來(lái)。但你的眼睛和屏幕之間還隔著鏡片，這也就是為什么這些設(shè)備被稱之為「眼鏡」的原因。在一些設(shè)備中，你還可以調(diào)節(jié)兩個(gè)鏡片之間的距離——因?yàn)槿伺c人之間的瞳距是不一樣的。

　　這些鏡片通過(guò)對(duì)焦和二次成像來(lái)修正每個(gè)眼睛看到的圖像，改變 2D 圖像的角度來(lái)模仿立體 3D 影像在不同眼睛里的模樣。你可以試著閉上一只眼睛，然后快速反復(fù)地來(lái)回切換眼睛觀察物體，你就能明白上述的原理了。

　　VR 設(shè)備增強(qiáng)沉浸感的另一個(gè)重要方式是增加可視范圍。比如，圖像的寬度。360 的屏幕太貴且不必要。大多數(shù)高端的設(shè)備都是在 100 到 110 之間，這已經(jīng)足夠使用了。

　　為了讓 VR 設(shè)備顯示的圖像足夠欺騙人腦，至少需要約 60 幀/秒的刷新率，才能夠保證用戶不會(huì)眩暈和惡心。而目前的 VR 頭戴設(shè)備則遠(yuǎn)超過(guò)這個(gè)水準(zhǔn)——Oculus 能夠保證 90 幀/秒，而 Sony 的 PSVR 則能達(dá)到 120 幀/秒。

　　頭部追蹤

　　頭部追蹤意味著當(dāng)你頭戴一款 VR 設(shè)備之時(shí)，你眼前的景象會(huì)隨著你上下左右轉(zhuǎn)動(dòng)頭部而改變。一套名為 6DoF（six degrees of freedom）將你的頭部移動(dòng)轉(zhuǎn)化成 x，y，z 三個(gè)維度，來(lái)精確測(cè)量頭部的前后左右移動(dòng)等等動(dòng)作。

　　運(yùn)用在頭部追蹤系統(tǒng)內(nèi)的有一系列不同的內(nèi)部組件，比如陀螺儀，加速計(jì)和磁力計(jì)。Sony 的 PSVR 同樣也在頭盔上用到了 9 顆 LED 燈，輔以 PS4 上的攝像頭監(jiān)視提供 360 頭部追蹤，Oculus 也有 20 顆燈，但是它們不如 Sony 的更有標(biāo)識(shí)度。

　　實(shí)現(xiàn)頭部追蹤技術(shù)必須降低延遲——我們說(shuō)的低延遲是 50ms 或更低，讓我們?cè)谝苿?dòng)的時(shí)候，能夠感覺不到畫面的異步。Oculus Rift 將延遲降低到了 30ms，讓人印象深刻。降低延遲對(duì)于任何動(dòng)作追蹤輸入的裝置都是至關(guān)重要的。

　　最后，耳機(jī)也能用于提高沉浸感。雙耳或 3D 音頻可以被用在應(yīng)用和游戲中去，與頭部追蹤技術(shù)一塊應(yīng)用，給予穿戴者以臨場(chǎng)音效感受。

　　動(dòng)作追蹤

　　相對(duì)于 Cardboard 似的設(shè)備而言，至今為止頭部追蹤依然是那些尚未正式發(fā)售的高級(jí)頭盔的最大優(yōu)勢(shì)。但是 VR 領(lǐng)域的「大玩家」們?nèi)匀恢铝τ陂_發(fā)動(dòng)作追蹤的功能。當(dāng)你戴著 VR 頭盔向下看的時(shí)候，你想做的第一件事肯定是看看自己的手在虛擬世界中的樣子。

　　我們已經(jīng)見識(shí)過(guò) Leap Motion 的配件——使用紅外線傳感器來(lái)追蹤你的手部動(dòng)作。我們也用 Kinect 2 攝像頭做過(guò)一些追蹤全身動(dòng)作的實(shí)驗(yàn)。但目前我們已經(jīng)有的是來(lái)自 Oculus，Valve 和 Sony 的輸入設(shè)備。

　　Oculus Touch 是一套無(wú)線控制器，設(shè)計(jì)的初衷是讓用戶在虛擬空間里如同使用自己的手一般使用它。比如，在射擊游戲中，你可以通過(guò)扣下扳機(jī)來(lái)射擊。在控制器上也還有一系列的傳感器陣列以識(shí)別如點(diǎn)按，揮手等動(dòng)作。

　　這和 Valve 的 Lighthouse 定位追蹤系統(tǒng)以及 HTC Vive 的控制器原型特別相似。它在房間里包括兩個(gè)基站，并且將整個(gè)房間布滿激光。它能通過(guò)你頭部和手上光電管傳感器相互碰撞的時(shí)機(jī)來(lái)準(zhǔn)確地檢測(cè)到你的頭部和手的位置。和 Oculus Touch 一樣，它也具備有特色的物理按鈕，更難以置信的是，在同一空間內(nèi)用兩套 Lighthouse 系統(tǒng)可以追蹤多個(gè)用戶。

　　其他的輸入方式還包括從 Xbox 控制器上的借鑒過(guò)來(lái)的控制器或者和 PC 連接起來(lái)的控制桿，語(yǔ)音控制，智能手套以及如 Virtuix Omni 一樣的跑步機(jī)——它能幫助你在虛擬世界里更「優(yōu)雅地」活動(dòng)。

　　眼部追蹤

　　眼部追蹤或許是 VR 拼圖的最后一塊。Rift，Vive 或者 PSVR 上還見不著這個(gè)技術(shù)，但它將會(huì)出現(xiàn)在 FOVE 眾籌的 VR 設(shè)備上。那么它是什么原理呢？

　　通過(guò)一個(gè)內(nèi)置在頭盔里的紅外線傳感器，F(xiàn)OVE 能夠知道你的眼鏡在盯著虛擬世界的哪個(gè)地方。除了能讓游戲中的角色能更快地感知到你在朝哪邊看之外，它的另一個(gè)的優(yōu)勢(shì)就是能提升場(chǎng)景深度的真實(shí)性。

　　VR眼鏡的大家都比較熟悉了，諸如谷歌的Cardboard和暴風(fēng)魔鏡都是這類產(chǎn)品，價(jià)格從幾十元到幾百元不等，大家買回來(lái)通常就是為了看片。

　　以比較簡(jiǎn)單Cardboard為例，其主要材質(zhì)是硬紙板和凸透鏡，通過(guò)磁鐵、橡皮筋等零件固定成一個(gè)手機(jī)盒子，將手機(jī)放入其中就可以使用，通過(guò)下載一些VR App或者配套的APP，可以觀看一些專門的視頻，以及玩一些小游戲。

　　在標(biāo)準(zhǔn)的 VR 頭戴設(shè)備中，每個(gè)事物都是泛焦的，不是我們?cè)诂F(xiàn)實(shí)生活中習(xí)以為常的模樣。比如，如果我們的眼睛看遠(yuǎn)處的物體，眼前的物體就會(huì)模糊掉。通過(guò)追蹤我們的眼睛，F(xiàn)OVE 的繪圖引擎可以在 VR 中的 3D 空間中模擬這種效果。沒錯(cuò)，模糊也有好的一面。

　　我們的眼睛盯著的物體也需要和現(xiàn)實(shí)生活中一樣。如果沒有眼部追蹤，那么你的眼睛看向遠(yuǎn)方之時(shí)，眼前的景象沒有任何變化，會(huì)有一種不真實(shí)感。同樣，模擬一定程度的惡心也是必要的。不然 VR 就不能給予你身臨其境的感受。最后，頭戴設(shè)備也需要高分辨率的屏幕來(lái)避免顆粒感。