一篇文讀懂VR

這種黑科技就叫

「虛擬現實」

先提幾個問題，看過本文之後自會有答案：

本文共6456字，圖片28張，預計閱讀十分鐘左右，請盡量連接WIFI。

01

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從「缸中之腦」說起

很久以前，某哲學家提出了這樣的一個實驗：

假設一個瘋狂的科學家、超智能機器人或其他外星生物將一個大腦從人體取出，放入一個裝有營養液的缸里維持著它的生理活性，超級計算機通過神經末梢向大腦傳遞和原來一樣的各種感官的神經信號，並對於大腦發出的信號給予和平時一樣的信號反饋，則大腦所體驗到的世界其實是計算機製造的一種虛擬現實，則此大腦能否意識到自己生活在虛擬現實之中？

因為給了大腦各種感官輸入和對應的反饋，大腦對自己正在划船這一點堅信不移。也就是說，只要給大腦的輸入和反饋足夠全面足夠真實，虛擬的環境也能帶來真實的體驗。真可謂，世間萬物，皆是虛空。

這個大膽的設想確實過於瘋狂，目前在技術和倫理上都沒有條件來做這個實驗。但是其思想卻和現在正在越來越火的技術：VR不謀而合。

VR到底是個啥？說白了就是英文Virtual Reality的縮寫，中文意思是「虛擬現實」。就是通過一系列技術手段來製造虛擬場景，並模擬各種感官輸入來欺騙大腦，來營造一種身臨其境的真實感受。能讓人沉浸其中，並和虛擬世界進行交互。

02

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什麼是VR？

首先我們以2018年初在西班牙巴塞羅那舉辦的世界移動通信大會（Mobile World Congress，簡稱MWC）上的大熱的VR應用為例，說下VR的直觀感受。

這個應用叫「飛鷹峽谷」，模擬的是乘坐熱氣球飛升在高空，飽覽非洲峽谷，繁華都市，熱帶雨林等奇觀。

現場有一個真實的1:1熱氣球座艙，以及讓體驗者可以真實操作熱氣球的控制系統，觸碰到的一切東西都是真的，從座位到燃料都是真實不假。但也僅限這些基礎設施是真的了，之後你看到的，聽到的，感受到的，加速飛升時的超重和降落時失重的感覺都是虛擬出來的。

想想看，你按下啟動按鈕，熱氣球開始點火併加速飛升，你能看見氣球推進器上熊熊燃燒的火焰，能感受到火焰的溫暖和熱風的吹拂，720°無死角地從各種角度欣賞峽谷奇觀，頭頂的藍天白雲，你旁邊的乘客的嘰嘰喳喳，以及不遠處其他氣球的隨風飄動。

此時，雖然你只是坐在展廳的一個模擬熱氣球座艙里，但你看到的，聽到的，感受到的卻全部是在高空的熱氣球里欣賞的美景，你的大腦已經完全投降，沉浸在這虛擬的世界之中，並相信這一切都是真實的！

你看到聽到感受到的是這樣的：

而實際上，你只是站在VR展廳里的熱氣球模擬座艙上，戴著VR頭盔而已，手舞足蹈地沉浸在虛擬的世界中。旁觀者可能覺得傻兮兮的，但子非魚焉知魚之樂呢。

好了，通過上面的例子，大家對VR應該有了一個直觀的了解，但業界是怎麼定義VR的特點的呢？

簡單地說，VR之所以稱之為VR，主要有3大特點，業界也叫「3I」：沉浸（Immersive），交互（Interaction），構想（Imagination）。

沉浸（Immersive）

沉浸感的來源就是機器通過模擬各種感官的輸入來欺騙大腦，讓大腦相信自己所看到的，所聽到的，所感受到的全部都是真實的，於是整個人全身心地投入到了這個虛擬的世界中去。

一般來說，我們是通過眼，耳，鼻，舌，身這些器官來感受世界的，對應的就有視覺，聽覺，嗅覺，味覺，觸覺，知覺等主要感官輸入，再結合冷熱感，痛感，平衡感，動感，加速感等更複雜高級的這些感官的共同作用來精確地感知外部世界。

在這些感官輸入中，視覺和聽覺輸入佔據了90%以上。俗話說，百聞不如一見，耳聽為虛眼見為實，就是說，聽覺非常重要，但視覺至關重要。

因此，VR設備主要在視覺和聽覺上下功夫，營造水平和垂直兩個平面，三維720°的視覺輸入，加之三維立體的聽覺輸入，虛擬世界就基本上可以讓大腦信以為真了。

交互（Interaction）

有了沉浸感，但虛擬世界如果只能看不能摸，完全無法交互的話，大腦還是會回過神來，意識到這一切終究只是幻象，最終人會感到齣戲，既影響了沉浸感，也讓虛擬現實的樂趣大為降低。

因此，虛擬現實必須提供各種輸入設備，跟蹤人手的精細動作，身體跑，跳等動作，並在虛擬現實中進行反饋。

比方說，你舉起手槍瞄準殭屍，在畫面中那個殭屍就血肉橫飛砰然倒地，你拿起一塊石頭，應該能感受到石頭的堅硬和沉重，你伸手摸虛擬女友的臉，應該能感受到皮膚的細膩柔軟和肉體的溫暖。

有了這些交互，虛擬世界將更加的真實，也能迸發出更多的想像力，讓虛擬現實更好玩。

構想（Imagination）

除了前面兩點，虛擬現實的另一個重要特點就是構想。

虛擬現實完全突破了對現實的模擬，完全可以模擬現實中完全不存在的場景，不存在的事物聯繫和運行規律，從而以和現實完全不同的方式來對大腦進行操控，創造出更多神奇的應用。

03

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VR是怎樣站在風口的？

每頭在風口飛起來的豬，都曾經在被人遺忘的角落等待了很久。VR也是如此，它的歷史比你我想像中的要長得多。

第一階段：幻想

1932年，英國著名作家阿道司·赫胥黎在長篇小說《美麗新世界》中，以26世紀為背景，幻想了未來社會中人們的生活場景，裡面提到「頭戴式設備可以提供圖像，氣味，聲音等一系列真實的感官體驗，以便讓觀眾能夠更好的沉浸在電影的世界中。」

1935年，美國的斯坦利·威因鮑姆寫了一篇名為《皮格馬利翁的眼鏡》科幻小說。書中提到一個精靈族教授發明了一副眼鏡，戴上這副眼鏡後，就能進入到電影當中，看到、聽到、嘗到、聞到和觸到各種東西，成為故事的主角，還能跟故事中的人物交流。

這兩篇小說是對虛擬現實帶來的沉浸式體驗的最初描寫，這些最有趣的頭腦創造出來的神奇設備，在今天看來無疑就是VR頭盔了。

第二階段：萌芽

1963年，美國的未來學家雨果·根斯巴克發布了他的發明—Teleyeglasses：一款頭戴式的電視收看設備。這個人造詞的意思由電視 眼睛 眼鏡組成，雖說離今天所說的VR技術差別還有點大，但VR的種子已經埋下。

1965年，美國科學家伊凡·蘇澤蘭提出了感覺、交互真實的人機協作新理論，之後，美國空軍開始用虛擬現實技術來做飛行模擬訓練。

1968年，伊凡·蘇澤蘭研發出視覺沉浸的頭盔式立體顯示器和頭部位置跟蹤系統，叫做達摩克利斯之劍。

這種頭戴式顯示器相當原始，也相當沉重，不得不被懸掛在天花板上，但其形態上已經接近我們現在看到的VR設備了。

經過這些聰明大腦不斷的努力，VR終於不再是科幻小說中的情節，在現實中已經開始了萌芽。

第三階段：破土

1982年，導演史蒂文·利斯伯吉爾執導的一部劇情片《電子世界爭霸戰》上映，第一次將虛擬現實帶給了大眾，對後來的VR的普及影響深遠。隨後，在美國上世紀的整個80年代，科技圈掀起了一股VR熱。

1983年，美國國防部與陸軍共同制訂了模擬組網計劃，隨後宇航局開始開發用於火星探測的虛擬環境視覺顯示器。這款虛擬現實設備叫VIVED VR，能在訓練的時候幫助宇航員增強太空工作臨場感。

1984年，賈瑞恩·拉尼爾創辦的VPL Research公司推出了一系列的VR產品，包括數據手套、VR頭顯、環繞音響、3D引擎、VR操作系統等。

儘管這些產品價格非常昂貴，離普通人的生活還有相當的距離，但畢竟賈瑞恩·拉尼爾是第一個將VR設備推向民用市場的人，因此他以「虛擬現實之父」的美名被載入史冊。

第四階段：生長

20世紀90年代，VR開啟了全球第一波熱潮，並迎來了VR街機遊戲的短暫繁榮。與此同時，科技公司也紛紛布局VR。

1994年，虛擬現實建模語言、建模語言出現，為圖形數據的網路傳輸和交互奠定基礎。

1995年，任天堂推出了當時最知名的遊戲外設設備之一Virtual Boy，但這款革命性的產品，由於太過於前衛得不到市場的認可。

1998年，索尼也推出了一款類虛擬現實設備，極盡炫酷之能事。

1999年上映的電影《黑客帝國》，被稱為最全面呈現VR場景的電影，它展示了一個全新的世界，異常震撼的超人表現和逼真的世界一直是虛擬現實行業夢寐以求希望能實現的場景。

縱觀整個上世紀90年代，基本當時的科技公司都在VR，但都以失敗告終，原因主要是技術還不夠成熟，產品成本奇高。

但通過這一代開拓者的努力嘗試，為後面VR的積累和擴展打下了堅實的基礎。與此同時，虛擬現實在全世界得到進一步的推廣，儘管還是未得到市場的認可，但該領域的技術理論卻在悄然完善。

第五階段：蟄伏

在本世紀的前十年里，智能手機井噴式發展，虛擬現實彷彿被人遺忘。儘管在市場嘗試上不太樂觀，但人們從未停止在VR領域的研究和探索。

由於VR技術在科技圈已經充分擴展，科學界與學術界對其越來越重視，VR在醫療、飛行、製造和軍事領域開始得到深入的應用研究。

2006年，美國國防部就花了2000多萬美金建立了一套虛擬世界的《城市決策》培訓計劃，一方面提高大家的應對城市危機能力，另一方面測試技術的水平。

2008年，美國南加州大學的臨床心理學家利用虛擬現實治療創傷後應激障礙，通過開發了一款「虛擬伊拉克」的治療遊戲，幫助那些從伊拉克回來的軍人患者。

這些例子都在證明，這段時間雖然不見VR明顯地開枝散葉，其根系卻已開始滲透到各個領域，不斷地吸收養分，不斷地積蓄著力量，等待著爆發的時刻。

第六階段：爆發

2014年，VR設備初創公司Oculus被互聯網巨頭Facebook以20億美金收購，該事件強烈刺激了科技圈和資本市場，沉寂了那麼多年的虛擬現實，終於迎來了爆發。

得益於智能手機在近幾年的高速發展，VR設備所需的感測器、液晶屏等零件價格降低，解決量產和成本的問題，VR離普及越來越近了，全球的VR創業者迅速暴增。

同年，各大公司紛紛開始推出自己的VR產品，谷歌推出了廉價易用的Cardboard，三星推出了Gear VR等，消費級的VR開始大量湧現。

2015年末，一份高盛的預測報告引爆了VR業界。主流科技媒體再次把2016年VR扶到了元年的位置上，虛擬現實正式成為「風口」，由此拉開了轟轟烈烈的VR創業熱潮。

在不久前巴塞羅那2018 MWC展會上，華為演示了其雲VR方案，在該架構下，所有的VR應用均運行在雲端，利用雲端的強大計算能力和渲染能力實現VR應用運行結果的處理，並把雲端處理過的畫面和聲音再經過超低時延的5G網路發送到VR設備上。

該方案解除了線纜的羈絆，大幅降低了對VR終端的硬體門檻，非常有利於VR的普及。

從萌芽到爆發，歷經了半個多世紀的VR蟄伏，如今乘著5G的風帆，VR已經振翅欲飛。

04

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VR能幹些什麼？

兩大核心需求

遊戲始終是前沿技術的強大驅動力，每個時代的年輕人都在遊戲的陪伴下茁壯成長，從小霸王，到大型網遊，再到手游的崛起，這就是遊戲的魔力。

以往電子遊戲的發展脈絡主要是從一片屏幕切換到另一塊屏幕，遊戲的模式變化並不大，都是盯著電腦或者手機屏幕，用鍵盤或者觸摸屏來操作，而VR遊戲就完全不同了。

以這款名為《勇士》的歐洲中世紀風格近戰搏鬥遊戲為例，你將完全置身於中世紀的戰鬥中，周圍全是敵人，你可以自然地通過轉頭來360°觀察周邊敵情，還可以四處走動，你手上的感應手柄化身遊戲人物手中長矛，可以揮舞胳膊，在戰場中刺向敵人。

這是完全不同的體驗，多維的感官互動將產生強烈的沉浸感。當然，虛擬的世界是無限大的，你的房間可沒有這麼大，加之VR遊戲還需要專門設備對你的運動進行反饋，所以實際運動的範圍是有限的。所以，玩生化危機打殭屍的VR遊戲的時候大抵是下圖這樣的。

看起來似乎是有些傻，不過，既做了跑步運動，還在遊戲中獲得了類似真槍實彈一樣刺激的快感，怎一個「爽」字了得。

當然，還有另一種「爽」來得更直接更原始，大家應該已經猜到了，那就是VR版的成人內容了。這是比遊戲更強烈的驅動力，因為其迎合了廣大人民群眾最底層的需求。

據統計，色情網站的流量超過全球網路的三分之一，世界上最大的色情網站每月有44億的訪問量，這個數字是CNN官網，或者24小時專門播放體育節目ESPN電視網的訪問量的3倍，其龐大的訪問量和數據流量甚至讓YouTube都相形見絀。

隨著虛擬現實設備的普及，據Google Trends Data在2016年7月份的數據顯示，在過去的17個月之內，Google上關於「VR色情片」等關鍵字的搜索增長率達到了驚人的9900%。

目前VR視頻和遊戲已經成了色情網站的標配內容。內容的豐富推動著技術的進步和硬體的普及，技術的進步和硬體的普及又反過來推動內容更近一步的繁榮。這個循環對VR產業鏈的發展有著巨大的推動作用。

除了上述兩大驅動力之外，消費級級VR還能用於哪些其他領域？

娛樂&賽事直播

從演唱會、體育比賽直播，VR將成為一個能夠讓你身臨其境的體驗方式。通過360°攝像機，可以一次性拍下周圍的景象，並製成VR視頻內容。同步直播到全球每一個角落。

以上圖的2018平昌冬奧會為例，即使你不在現場，通過VR頭盔照樣可以體驗勝似現場的觀看體驗。

購物&廣告

在VR的加持下，我們上網購物的形式也可能會發生變化。不再是點滑鼠，而是能夠在虛擬的商店裡全方位無死角地看清要買的東西真實的樣子，甚至還能觸摸到東西的質感。

想像一下，在車展上，除了性感的車模之外，還可以VR試駕，隨心所遇更換車型和路況，打破時間和空間的限制，在有限的空間內獲得完整的試駕體驗。

旅遊&探索

虛擬旅遊將是一個能讓很多人期待的事情。你可以盡情遊覽歐陸風情、夏威夷海灘，狂野非洲等，甚至能嘗試海底深潛，地心漫遊，火星探秘等真實世界中還無法實現的事情。

無論是實景拍攝的360°視頻，還是計算機生成的虛擬場景，VR頭顯都能讓你暫時脫離現實世界的煩惱和羈絆，去往自己心儀的目的地。總有一天，你足不出戶就將能夠玩遍全世界。

教育&模擬

在醫療、物理、天文、地理等無論是什麼樣的教育領域，VR都能夠以讓人驚異的方式在視覺上構建出一個世界來，讓你進入、學習和擴展。

學生們可以通過VR了解宇宙的發展，古埃及金字塔的建造，或者是來一次無風險的虛擬手術。VR教學模式讓任何人都能在極低成本的情況下進行各種各樣的學習和鍛煉。

05

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想買套VR裝備嘗嘗鮮？

說了這麼多，那VR現在的發展現狀是怎麼樣的呢？買一套設備嘗嘗鮮是否合適呢？

肇端於2014年Facebook收購Oculus對市場的刺激，2016年被稱為VR元年，大家都期望著VR能夠在之後的1年～2年之內迎來全面爆發。

然而現在VR似乎又從之前的爆發態勢走到新一輪螺旋式上升的底端。2017年VR行業依舊保持了匍匐發展的姿態，預期還要經歷至少3年～5年的蟄伏。

歸根結底，還是因為硬體目前受制於成本和技術普及較慢，內容製作上受制於巨大的成本和盈利模式不夠清晰等因素，優質的現象級內容還不夠多。總之，VR的發展仍舊處於早期階段。

目前的VR設備，大體上分為3類：移動VR，主機VR，VR一體機。

移動VR

移動VR是低成本的入門級VR設備，就是把手機裝進VR設備裡面作為顯示，配合VR設備裡面的透鏡，以及裝在手機里的APP來實現VR效果。

移動VR的鼻祖就是谷歌的VR紙盒Cardboard，這東西雖然是用紙糊的，但藉助手機的顯示，依然能把你領進虛擬世界的大門。

藉助手機的這種移動VR硬體也稱為VR眼鏡，由於成本低，目前軟體和內容都已經遍地開花。

硬體有三星的Gear VR，暴風魔鏡，還有小米的VR眼鏡等等非常多，內容上目前個大視頻網站也都提供了VR視頻APP，所以，死宅花幾十塊到上百塊錢買個VR眼鏡作為「看片神器」還是不錯的。

主機VR

主機VR就是VR頭盔只做顯示和運動跟蹤和反饋，內容的計算和渲染都由分離的電腦來完成。如此一來，頭盔和主機都能達到最高配置和性能，可以提供最極致的沉浸式體驗。

效果好，代價就是貴。以市場上最出名的HTC VIVE為例，這套VR設備包括一個頭顯，兩個操控手柄，兩個定位器，目前售價5488元，這還是降價1400元之後的價格。

光有這套設備還不頂用，因為它對顯卡，CPU的苛刻要求，必須在為其配置一台高性能電腦搭配起來才能享用，而目前這樣的電腦在市面上也都在5000~10000之間。

因此，要享受極致的VR遊戲體驗，需要花掉1萬到1.5萬元，這是比不小的數目，只有遊戲發燒友才肯下這樣的血本。

VR一體機

VR一體機就是顯示和內容處理都集成在了小小的VR頭盔里，類似於把VR主機和頭顯合併了。

但是頭盔畢竟不能做地太大太重，所以VR一體機在使用效果上雖然差於主機VR，但是遠好於依賴手機的VR眼鏡，並且擁有便攜的優勢。

除了體驗和便攜之外，VR一體機的價格也相對更有優勢。目前愛奇藝的4K高清VR一體機售價3000出頭，Facebook的Oculus Go售價是1000出頭，離普羅大眾的接受能力越來越近了。

就在2018年1月份的美國CES（消費電子展）上，小米宣布和Oculus合作的小米VR一體機將會在今年上市。

按照慣例，小米的售價會更有誘惑力，再加上龐大的發燒友粉絲群體，會推動VR在國內的近一步普及。

06

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總結

注意，敲黑板了！

1. VR也叫虛擬現實，可以提供沉浸式的視頻或者遊戲體驗，VR的特徵是沉浸-交互-構想。

2. VR起源很早，從最初的構想發展到如今，已有八十餘年，目前仍處於設備和內容普及階段。

3. VR的應用領域很廣，和個人密切相關的有：娛樂、賽事直播，購物和廣告，旅遊和探索，教育及模擬等等。遊戲和視頻是最大的驅動力。

4. VR個人設備主要分為移動VR，主機VR，VR一體機這三種。好奇想嘗鮮可買移動VR，遊戲發燒友買主機VR，一般用戶可嘗試VR一體機。

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本文作者：蜉蝣采采