去掉所有渲染與特效，真正的虛擬現實其實是這樣的（上篇）

06-03

其實就在幾年前，虛擬現實的還僅限於某個昂貴的學術實驗室或是秘密軍用設施。

比如像下面這樣用來訓練戰鬥機飛行員：

但伴隨著智能手機的普及，屏幕變得更加廉價從而可以被改用於開發高質量的虛擬現實設備。結果便形成了當下這波頭戴式顯示器、手機 VR 盒子以及各種控制設備的熱潮。

然而，在一款真正可用的VR產品能夠上架之前，廣大消費者和內容製作商將一直會被持續不斷的創新創意、技術規格、言過其實的斷言以及產品效果被過度渲染的演示所蒙蔽。

如果你看過這兩年 GDC 上虛擬現實方面的多個發布會，特別是最近的 E3 大展，就會知道我想說什麼。

再加上AR領域微軟Hololens的各種洗腦，還有最近刷爆朋友圈的Magic leap特效。VR（AR）領域的狀況越來越像一場炒作，也愈發讓人迷惑了。

當然，今天我們只說VR（虛擬現實）。

環顧當前整個虛擬現實領域的主要選手、技術及術語，讓我們快速梳理出虛擬現實技術上真正有意義的要點，並向大家解決這些要點是如何相互工作在一起從而實現出整個的虛擬現實概念的。

我們將會確定出其中的一些關鍵詞，並從大量虛幻的說法中分離出一些簡單的事實。

如果有一天，這些概念產品真的成為了現實，我們希望能幫你更加容易地理解並分辨出其中的的細微之處。

臨場感（Presence）

臨場感是當前虛擬現實行業的所有人都在努力實現的目標：讓你的大腦像感知現實世界一般身臨其境地去感受呈現在你面前的那個虛擬環境。

請注意，這裡所說的是身臨其境地。

▲黑客帝國片段

想像這樣一個場景，當你站在一處虛擬懸崖邊上的那一時刻，儘管你在大腦里很清楚「即便真的再往前邁一步也不會有危險」，可一旦你真的邁出那一步，臨場感所激發的本能反應依然會讓你的身體感受到像是真的掉下了懸崖一般。（對比母體之外真實的尼奧，口中也能被摔出血來。）

視場（Field of View）

可以說消費級虛擬現實領域最大的突破就在於視場（即實際可見區域）。平均而言，人眼天生所能看到視場大約是170度。

在 Oculus Rift 之前，絕大多數像 Vuzix VR920 和 Sony HMZ-T1 這類頭戴式顯示器只有區區32度、最多45度大小的視場。即便如此，這樣的設備常常還是被吹噓成是可以讓你感受到像電影院里的巨幅銀幕一般的使用體驗，事實則是它們從未能做到過那種程度。

相比之下，最新的消費級VR頭盔的原型產品都能實現90度到120度的視場，雖然依舊未能達到我們天生所能看到的170度視場，不過一個100度以上的視場也還是能夠創造出一些比較令人信服的虛擬現實體驗的。這也是即將上市的 Sony Project Morpheus 還有 Oculus CV1 令人期待的地方。

延遲（Latency）

這裡的延遲是指，當你轉動頭部之後，屏幕上物理更新圖像相對於你本應看到的圖像之間的畫面延時。

AMD 的首席遊戲科學家 Richard Huddy 認為，11 毫秒或是更低的延遲對於互動性遊戲來說是必需的，個別情況下20毫秒的延遲在一個360度的虛擬現實電影中移動也還可以接受。

這這方面，Nvidia 在技術文檔或媒體採訪中所推薦的都是20毫秒。

需要說明的是，延遲並非是作為一個硬體在性能方面的指標，而僅僅是硬體能否實現虛擬現實這種效果的一條基準線。

頭部追蹤技術（Head Tracking）

頭部追蹤技術分為兩大類：

最基本的頭部追蹤技術是基於運動方向的頭部追蹤，它只能檢測你頭部轉動的方向：從左到右、從上到下，順時針或是逆時針。

目前，大多數VR頭盔都只支持這種形式的頭部追蹤技術。諸如 Samsung 的 Gear VR, ImmersiON-VRelia 的 GO HMD 以及 Google Cardboard 這樣的手機 VR 盒子。

當然，Oculus Rift DK1 也是這種。

另一種頭部追蹤技術被稱為位置追蹤，除了能追蹤頭部轉動的方向還包括身體位置的移動。更準確地來說，是追蹤VR頭盔的位置變化及其與身體運動之間的關係——例如，你是在從一側搖擺向另一側，還是在以整個軀體下沉重心來緩衝跌落衝擊？

想追蹤位置，光靠陀螺儀已經不夠了。目前的產品有多種不同的實現方式：

Oculus Rift DK2 和 Crescent Bay —— 以及現在的 CV1 —— 使用的是結合磁力計與陀螺儀的紅外攝像頭。攝像頭接收頭戴式顯示器上面的反光器反射回來的紅外線，並從反光器的具體位置上推斷出相應的位置數據。

Oculus 把這一追蹤系統命名為 Constellation（意為星座）。

Sixense 為 Samsung 的 Gear VR 開發出一套實驗性的配件，使用磁場來檢測某一物品是如何處在其位置上。由於是配件，因此也能用在一款原本不具備該功能的設備上。

Vrvana 以追蹤標記或房間結構為基礎，使用攝像頭來確定其頭戴式顯示器的物理位置。當追蹤功能需要在沒有追蹤標記的環境中同樣能工作時，我們在 E3 大展上見識過一款基於雙攝像頭的原型機。

HTC/Valve 的 Vive HMD 使用的是一種名為 "Lighthouse」（燈塔）的技術（稍後會詳述）。

當然還有其他類型的技術，但以上這幾個是最為主流的例子。

解析度（Resolution）

解析度是個長期被廠商拿來偷換概念的技術指標，手機和電視產品是這樣，虛擬現實設備也不例外。

廣告上的解析度跟眼睛實際看到的解析度是不一樣的（抓到這個點了嗎？）

目前市場上的VR頭盔最為常見的是單一屏幕，因此其真實解析度要從屏幕正中央分開來算（一隻眼睛對應一半屏幕）。

因此，當 Sony 宣稱其 PlayStation VR (PSVR) 的解析度是1920x1080，但事實是對於每隻眼睛來說其像素只有960x1080。

同樣單屏的 Oculus Rift DK1 (1280x800 或是單眼 640x800 ) 和 DK2 (1920x1080 或是單眼 960x1080 ) 也是一樣道理。

而其他設備，如 ImmersiON-VRelia 是通過使用兩塊屏幕來實現一個更大的解析度，因而這樣的一塊 1080p 屏幕對於單隻眼睛來說確實是1920x1080。Oculus CV1 2160x1200 的解析度就是這個意思，它是由兩塊1080x1200的屏幕組合而來的。

Geeker說

關於圖像顯示部分的內容先到此為止。本文取材自 Virtual Reality Basics 一文，接下來會繼續介紹虛擬交互技術及圖形製作技術的內容。

via Tomshardware