關於虛擬現實(VR)內容開發綜述

1行業格局

目前VR產業以頭顯設備為核心，主要覆蓋硬體、內容製作、平台分發三大業務板塊；VR 是產業鏈較寬較長的行業，具備產業做大的基礎與潛力；VR產業爆發仍需時間，目前面VR行業臨從 B 端應用向 C端市場切換的臨界點；未來VR產業在中國國內很有可能重複之前智能手機的「故事」。

硬體、內容與分發三大業務板塊中，硬體是核心與基礎，目前由國外三大廠主導，內容目前較為缺乏，目前分發平台暫無形成完善生態，未來內容分發由硬體巨頭主導的可能性較大，但專業細分分發平台仍然存在機會。

1.1硬體

目前硬體設計邏輯在於：從內容出發，考慮如何讓硬體架構使得內容更好的呈現。

在頭顯設備方面，國外Oculus、HTC vive、Sony三大廠佔據市場龍頭地位，在用戶體驗和VR沉浸感方面已經大幅超出消費者預期。HTC vive依靠精準運動性略拔頭籌。國內的頭戴式 VR 顯示器產業已初具規模。但國內的 VR 頭顯產品中能夠打開市場，迅速積累口碑的產品偏少，與三大廠產品相比，在用戶體驗、技術含量、做工等方面還有一定的差距。從產品形態來看，眼鏡盒子產品為過渡性產品，PC一體機提供了目前最好的使用體驗，但移動性較差;移動一體機代表外來發展趨勢，但目前面臨技術等各方面短板。

在輸入與交互設備方面，新的輸入交互還在探索和創新階段，目前主要分為類似傳統手柄的感應操作桿、手勢識別與手勢捕捉裝備、動作捕捉設備等。VR精確性和沉浸感提升建立在感測系統和交互輸入設備的基礎之上 。未來針對 VR 系統的專業化感應和輸入設備將成為 VR 硬體的標配， 並大大擴展 VR 應用場景和用戶體驗。未來眼球追蹤、手勢識別、動作捕捉是感應和輸入設備的三大發展方向。

在VR視頻拍攝設備方面，目前 VR 視頻源的製作還是需要依賴國外的工業級設備，這部分市場將被高端的設備提供商佔據，國內廠商暫無較大市場機會。拍攝VR視頻則需要視頻拍攝設備能夠以 360 度全方位拍攝，對設備的技術要求很高。

1.2內容

VR 內容主要分為 VR 視頻、VR 遊戲和 VR 應用三大塊。VR 視頻、VR 遊戲正處於發展初期，VR 應用目前還在摸索的階段。

VR應用目前主要集中在企業級市場，行業未來前景向好，但行業爆發尚需時機，預計要在VR遊戲與視頻爆發之後，進入爆發高峰期，未來各方面應用正在嘗試中，核心要素在於VR+可以助力具體產業實現更高的效力或創新性商業模式。短期內行業應用投資機會較小，更多在探索嘗試階段。

1.3分發平台

內容分發方面，從內容分發渠道來看，主要包括線上的應用商店分發和網站分發。線下分發主要包括體驗店與主題公園模式。

在線上渠道方面，VR內容的線上分發渠道主要以各個硬體廠商自己搭建的渠道為主，第三方內容分發平台還沒有明顯的布局。現有的分發平台也基本沒有盈利能力。

在體驗店方面，硬體廠商、系統集成商和綜合運營商將在線下體驗店的布局中佔有優勢。短期內，VR體驗店會保持數量上的快速增長，並且被資本青睞。畢竟潛在市場有較大，沒有品牌已經建立明確的市場優勢。但隨著體驗店越來越多，未來會逐漸洗牌。

在主題公園方面，主題公園提供的是能夠多人交互的、更豐富的VR體驗，這是家庭場景和體驗店都很難做到的。基於這種獨特的互動體驗以及更強的客流承載能力，主題公園或成為2016年線下體驗戰場上的一支重要力量。

1.4國內現狀

硬體方面涉及顯示硬體、體感輸入，高端的還有觸覺反饋等等；此外還有VR一體機，動感座椅等。

目前頭顯做得比較好的有大朋，3G等，體感輸入則有ximmers，諾亦騰等，一體機深圳那邊很多公司都在做，由於基本都是代工廠出方案，一堆公司貼標的運作模式，你也難說貼標的公司是「領先的VR技術公司」，動感座椅在15年遍地開花，樂客，奇境等公司推出了很多產品，算是進行了第一波市場教育，但是由於都是觀覽式VR，缺乏互動性，所以早晚會被市場淘汰。

軟體方面就是VR應用或者遊戲程序開發。而VR根據運行載體還分為PC VR，手機VR（也包含了極具中國特色的一體機VR），不同的運行載體因為運算性能的巨大差異都要實現VR效果其軟體開發方式也不盡相同（比如建模精度，渲染方式等）。

軟體方面因為各大遊戲公司都在憋大招，目前透漏的信息還很少。但是基本可以肯定的是，由於專業美術的支持，傳統的3D遊戲大廠想轉VR不會太難。

此外VR視頻也是VR應用的一大分野，這裡視頻的編碼解碼，網路傳輸等又涉及到不同的領域。而擁有大量視頻資源，視頻技術的視頻網站在這塊的競爭優勢也是非常大，比如樂事，暴風等。

而VR平台，騰訊、樂視都發布了自己的VR平台，估計企鵝最後會碾軋一切，搞出VR界的微信。

目前Nibiru推出的VR SDK能兼容很多VR外設，也算是在VR平台化的一種探索。

2虛擬現實知識列表2.1虛擬現實操作系統

也被稱為靈境技術或人工環境，是一種全部或部分由計算機生成的視覺、聽覺、觸覺等多維感官模擬環境。可直接運行在設備上的基本系統軟體，為其它軟體的正常運行提供虛擬現實平台。

2.2虛擬現實硬體

主要是指與虛擬現實技術領域相關的硬體產品，是虛擬現實解決方案中用到的硬體設備。目前硬體設備主要分為四類，包括建模設備、三維視覺顯示設備、聲音設備和交互設備。

2.3虛擬現實內容製作

是利用計算機技術模擬出來的虛擬世界，具有沉浸感、交互性和多感知性的特點。其中包含虛擬現實內容開發整個生命周期的相關工具及技術。涉及3D引擎、SDK/API、圖形API等具體技術。

2.4應用商店/分發平台

這是虛擬現實內容製作成品的集合，可幫助虛擬現實開發者打造一個產品發布渠道，通過該平台開發者可快速的發布相關的虛擬現實應用。

3虛擬現實開發工具與技術3.1外設驅動——Nibiru SDK 睿銳

市面上外設多，各有各的SDK，作為開發者應該何從選擇？從何下手？睿銳科技為遊戲外設驅動提供了統一的跨平台解決方案，聲稱適配市面上絕大多數操控外設（包括智能指環、4D 座椅、各種眼鏡等），以及多種設備。顯然這種跨平台的思想同Unity引擎如出一轍。

從功能定位上來講，Nibiru還是比較偏向遊戲領域（從圖表設計即可看出）。但技術的領域應用是自由的，事在人為的。這樣的跨平台多設備外設驅動同樣可以很好的應用於VR技術領域（其實二者很多時候界限本身就不分明）。

值得一提的是，Nibiru CTO在UNITE 2015 虛擬現實技術專場中還特別提到了一種外設，就是通過感知玩家腦電波來獲取玩家的精神集中程度，從而控制玩家在遊戲中的集中力。這個是比較有意思的一點。

從技術上說，Nibiru是基於藍牙設備和Android技術體系結構創建的，官方提供的文檔主要針對Android工程師。至於其它平台如何使用，還有待調研和探討。

Nibiru開發者工具 http://www.inibiru.com/nibirusdk.html?lan=1

Nibiru開發者中心 http://dev.inibiru.com/index.jsp

3.23D引擎

目前的主流狀況是，主流遊戲引擎由於其功能之強大，被用於諸多VR產品的開發。另外一點值得一提的是，並非所有的VR產品或解決方案都需要依賴外設。以展示與簡單交互為主要內容的VR產品，在不涉及複雜的行業相關精準計算的條件下，會首選3D引擎配合電腦來完成。

（1）Unity

（官網：http://unity3d.com/industries）

雖然劉鋼先生在UNITE 2015上也說，抱歉，Unity引擎目前對於VR在BIM領域（以及其它領域）沒有提供原生的功能，但是Unity引擎本身功能靈活，有著對外開放的平台（允許第三方添加各種各樣的插件）。另在大會上例舉了一個來自麥肯錫的統計數字，稱市面上90%的VR產品都是用Unity引擎研發。雖然這個數字沒有考證，但是縱觀市面上公示出來的VR產品，但凡有一點Unity開發經驗的人都會覺得，這類產品用Unity引擎開發很容易實現。

主要難點在於特殊的高標準Shader的自主研發設計以及高模擬的現實模型提煉。有媒體說，Unity引擎在逐漸向虛擬現實遊戲轉型（http://digi.it.sohu.com/20141125/n406359656.shtml）。

（2）Unreal Engine 虛幻引擎

（官網：https://www.unrealengine.com/zh-CN/what-is-unreal-engine-4）

午時科技有限公司的虛擬產品就是用UE4完成的，特點是效果絢麗風格唯美，很適合建築或內裝的展示。

UE4與Unity5的競爭也趨於白熱化的狀態，這給我們開發者帶來最大的好處是，昔日可望不可及的大型3D引擎如今已經垂手可得了。

接下來提幾個專門用於VR領域的軟體開發平台。

（3）Quest3D

（官網：http://quest3d.com/）

Quest3D主要面向建築領域，雖然也包含邏輯處理，相比之下更側重於給設計人員使用。簡單快速搭建虛擬建築模型，是Quest3D的主要用意。

（4）VRP

（論壇：http://bbs.vrp3d.com/forum.php）

（5）EON

其它開源的三維JS引擎還有

一、小場景的

1.BabylonJS:http://www.babylonjs.com/

優點：有微軟背景，有不少的demo，有較詳細的api文檔，有供測試的平台，有提供3dsmax轉換模型的插件，

缺點：中文資料很少，沒有系統的中文教程，如從入門到精通都可以給你講一遍系統的教程，論壇也會被牆，相關的qq群較少，群里的人也不多，所以能真正指導我們的大牛也比較少。應該是國內用的比較少。

2.Three.js

優點：國內用的比較多，所以中文的資料也會比較多，有比較系統的中文教程如從入門到精通。用的人比較多，所以相關的qq群較多，群里的人也較多，接觸到的大牛應該也會比較多。

缺點：沒有提供一些基礎建模軟體的插件，比如3dsmax的模型導出插件，雖然說提供一些讀3ds格式，fbx格式的場景。

二、大場景基於earth的

1.Cesiumjs(http://cesiumjs.org/)

優點：有較多的demo，詳細的api文檔，有測試平台，比較豐富的展示特性和擴展。

2.WebGL Earth（http://www.webglearth.com/）

demo較少，但一些基本的gis功能都有，簡單實用，好像沒什麼更新過

3.OpenWebGlobe（http://world.openwebglobe.org/）

效果不是很好，載入不流暢，展示的功能也比較少

3.3 圖形庫

有了3D引擎，似乎不需要開發人員直接調用3D圖形函數庫了。其實不然，實際工作中由於這樣那樣的原因（或功能或效率），有時還是需要開發人員自己去調用圖形庫。

（1）OpenGL

（2）DirectX 3D

（3）WebGL

HTML5技術浪潮湧起，也把WebGL推向了浪尖。Unity 5.0也強調了對WebGL的支持，使得互聯網上的3D交互及其頁面嵌入降低了很多隔閡感。

3.4虛擬現實編程語言

開發語言方面，C#，JavaScript，只要會開發移動端程序和Web端程序，還是容易入門的。除了各大引擎自身所使用的腳本語言之外，還有：

（1）著色器編程語言： Cg/HLSL

（2）虛擬現實建模語言：VRML，全稱Virtual Reality Modeling Language

（3）三維圖像標記語言：X3D

4虛擬現實內容製作

VR 內容主要分為 VR 視頻、VR 遊戲和 VR 應用三大塊。VR遊戲不做考慮，VR視頻錄製需要使用特殊的全景攝像機來錄製360度視角的視頻了。光場相機將會是這個領域的顛覆者，例如攝像機360Heros、Samsung Gear 360。當然，想要對視頻做編輯，得用VR視頻編輯器，例如SpliceVR Editor（http://www.splicevr.com/blog/）。

對於VR應用開發，主要有原生和Web兩種方式。

1)原生應用開發

首先要學習建模，那就需要熟練並精通3D引擎，比如Unity 3D或者 Unreal Engine4。Unity 3D容易上手，如果對美術、動畫以及過場電影感興趣，建議使用Unreal Engine4。

Unity是一種優秀的3D引擎，會C#和JavaScript就可以玩轉了。使用Unity可以開發原生應用，可以安裝在MAC、PC、Play Station 或者安卓、iOS上面。

入門教材推薦Unity3D官網給出的Roll-a-ball，可以用它初步熟悉Unity。

進一步的學習，就可以直接去Oculus官網的Developer Center（https://developer.oculus.com/）找學習文檔和SDK。

還要學習交互原理相關的內容，推薦這本書，Essential Mathematics for Games and Interactive Applications: A Programmer"s Guide, Second Edition2nd EditionbyJames M. Van Verth(Author),Lars M. Bishop(Author)

3D引擎需要用到的演算法還可能包括：模型匹配，機器學習，深度學習，人體反向動力學，計算機視覺，物理加速，樣本訓練，骨架資料庫，動態跟蹤及矯正，物體識別庫，骨架識別和提取，動態實時3D建模，實時3D摳圖等。

2)Web應用開發

如果在Web上，將視頻切換到「VR模式」，購物、約會和在線課程學習，是不錯的體驗。Google和Mozilla目前正在聯手制定WebVR， 3D版本的萬維網不久就要來到了。

這是WebVR的網站https://webvr.info/，可以去試一試。這裡有例子 https://webvr.info/samples/

WebVR是一個實驗性的JavaScript API，其提供了在瀏覽器中訪問諸如Oculus Rift或谷歌Cardboard的虛擬現實設備的功能。在https://w3c.github.io/webvr/可以看到2016年6月1號的討論版本。

具體的開發需要學習一款運行在瀏覽器中的 3D 引擎three.js，由JavaScript編寫的WebGL第三方庫，可以用它創建各種3D場景，包括了攝影機、光影、材質等各種對象，網站是 http://threejs.org/

怎麼來玩呢？

第一，實現簡單的VR網站，可以參考下面這個鏈接，介紹了10分鐘使用WebVR的4個步驟

4 Steps to Start Experimenting with WebVR in 10 Minutes

主要是參考Github上的 borismus/webvr-boilerplate項目實現簡單的VR網站，

這段代碼實現了建立webVR項目（如polyfill,mode manager等）的基本功能。

第二，建好以後，使用Chromium或者Mozilla nightly來測試VR站，參考webvr.info。

第三，向場景中加入3D模型，並試著改變它的位置，並將它旋轉，參考threejs.org的examples。

第四，如果要加入一些物理信息系統，參考Github中的Hello-Cannon.js!項目。https://github.com/schteppe/cannon.js/wiki/Hello-Cannon.js!

另有一個實例：Oculus + Node.js + Three.js 打造VR世界http://www.vr013.com/47

與VR輸入設備開發相關有leap motion開發者中心、Oculus touch 或者HTC Vive。https://developer.leapmotion.com/

5虛擬現實參考資料

5.1 VR有哪些比較好的論壇和網站資源？

國內最受歡迎的VR技術社群是VR玩VR技術頻道，分享交流國內外領先的VR虛擬現實技術。http://www.ivrwan.com/news/jishu/

國外的網站,http://www.roadtovr.com/

IEEE的,http://ieeevr.org/2016/

Google的,https://developers.google.com/vr/

矽谷的,http://svvr.com/

5.2書籍

網路資源很多，也夠學了，還是介紹一本書吧。

Learning Virtual Reality: Developing Immersive Experiences and Applications for Desktop, Web, and Mobile1st Edition

byTony Parisi(Author)

5.3知識結構圖

參考資料

1.VR發展趨勢及投資機會深度預測報告

2.知乎：中國有哪些在 VR 技術上比較領先的公司？，燃冰飛雪之魂的回答，http://www.zhihu.com/question/37382460/answer/80102041

3.知乎：VR應用開發需要什麼知識？，http://www.zhihu.com/question/29304759

4.CSDN虛擬現實知識庫，http://lib.csdn.NET/base/vr

5.CSDN博客：【VR】虛擬現實軟體開發工具與技術，http://blog.csdn.Net/duzixi/article/details/45249691

6.CSDN博客：WebGL開源三維引擎的選擇，http://blog.csdn.net/lh1162810317/article/details/50827948

7.CSDN博客：虛擬現實相關硬體設備，http://blog.csdn.net/duzixi/article/details/45232077

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