虛擬現(xiàn)實(shí)VR需要攻克的技術(shù)難點(diǎn)
目前,虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)技術(shù)在各領(lǐng)域發(fā)展得如火如荼,涵蓋人機(jī)、教育、醫(yī)療、視頻等各行各業(yè),它是利用電腦模擬產(chǎn)生一個(gè)三維空間的虛擬世界,提供使用者關(guān)于視覺、聽覺等感官的模擬。
虛擬現(xiàn)實(shí)的理想狀態(tài)是讓使用者如同身臨其境一般,可以及時(shí)、沒有限制地觀察三度空間內(nèi)的事物,但目前我們的技術(shù)還并沒有完全達(dá)到,那么虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)技術(shù)還存在哪些技術(shù)難點(diǎn)需要攻克呢?
大范圍多目標(biāo)精確實(shí)時(shí)定位
當(dāng)前,虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品的定位主要依靠Light House來(lái)完成。Light House包括紅外發(fā)射裝置和紅外接收裝置。紅外發(fā)射裝置沿著水平和垂直兩個(gè)方向高速掃描特定空間,在頭盔和手柄上均布有不少于3個(gè)紅外接收器,且頭盔(手柄)上所有的紅外接收器之間的相對(duì)位置保持不變。當(dāng)紅外激光掃過(guò)頭盔或手柄上的紅外接收器時(shí),接收器會(huì)立即響應(yīng)。根據(jù)多個(gè)紅外接收器之間的響應(yīng)時(shí)間差,不僅可以計(jì)算出頭盔(手柄)的空間位置信息還能得出姿態(tài)角度信息。
目前虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品只能工作于一個(gè)獨(dú)立的空曠房間中,障礙物會(huì)阻擋紅外光的傳播。而大范圍、復(fù)雜場(chǎng)景中的定位技術(shù)仍需突破。多目標(biāo)定位對(duì)于多人同時(shí)參與的應(yīng)用場(chǎng)景至關(guān)重要。當(dāng)前的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)主要為個(gè)人提供沉浸式體驗(yàn),例如單個(gè)士兵作戰(zhàn)訓(xùn)練。當(dāng)多個(gè)士兵同時(shí)參與時(shí),彼此希望看見隊(duì)友,從而到達(dá)一種更真實(shí)的群體作戰(zhàn)訓(xùn)練,這不僅需要對(duì)多個(gè)目標(biāo)進(jìn)行定位,還需要實(shí)現(xiàn)多個(gè)目標(biāo)的數(shù)據(jù)共享。
“沉浸體驗(yàn)”和“真實(shí)感”的平衡
沉浸體驗(yàn)常被作為衡量虛擬現(xiàn)實(shí)好壞的一個(gè)重要指標(biāo),然而在當(dāng)前的技術(shù)條件下,沉浸體驗(yàn)卻成了另一個(gè)衡量指標(biāo)——畫面“真實(shí)感”(即清晰度)的“天敵”。想要畫面變得更真實(shí),就需要高清晰度來(lái)支持,如果清晰度提高了,那么畫面就會(huì)離人眼更遠(yuǎn),從而降低沉浸體驗(yàn)。
之所以會(huì)如此,主要是因?yàn)槠聊环直媛实南拗啤N覀兛梢岳斫鉃?,離屏幕越近,顆粒感越強(qiáng),而顆粒感,通過(guò)透鏡放大后進(jìn)一步明顯,從而使得人眼獲取的實(shí)境比較模糊。如果分辨率沒有高到一定程度,就無(wú)法解決這個(gè)難題。
屏幕刷新率
刷新率,顧名思義,就是顯卡將顯示信號(hào)輸出刷新的速度,比如60Hz就是每秒鐘顯卡向顯示器輸出60次信號(hào),刷新率是由顯示器決定的,刷新率越高畫面延遲就越低。120HZ的屏幕刷新率是保證VR畫面接近于現(xiàn)實(shí)的最低要求,當(dāng)前手機(jī)屏幕的刷新率基本還停留在60HZ水平,PC顯示器可以滿足。同時(shí),刷新率的提升,會(huì)對(duì)芯片的計(jì)算、功耗造成很大壓力, 這對(duì)設(shè)備的硬件提出了更高要求。
眩暈感和人眼疲勞
目前,虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)上的最大問題就是眩暈感。體驗(yàn)者在適應(yīng)全新的感官環(huán)境時(shí),可能會(huì)出現(xiàn)類似暈車的狀況。雖然一些研究人員表示在虛擬影像中添加一個(gè)鼻部圖像,可能會(huì)幫助體驗(yàn)者更好地適應(yīng),但目前尚未得到虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備及軟件廠商的支持。
雖然一些高端設(shè)備在不同程度上解決了眩暈感的問題,但因體驗(yàn)者自身身體狀況、適應(yīng)能力的影響,還是無(wú)法完全避免眩暈感的產(chǎn)生,目前所有在售的虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品都存在導(dǎo)致佩戴者眩暈和人眼疲勞的問題,其耐受時(shí)間與虛擬現(xiàn)實(shí)畫面內(nèi)容有關(guān),且因人而異,一般耐受時(shí)間為5~20min,對(duì)于畫面過(guò)度平緩的VR內(nèi)容,部分人群可以耐受數(shù)小時(shí)。
更豐富的感知
視覺是人體最重要、最復(fù)雜、信息量最大的傳感器。人類大部分行為的執(zhí)行都需要依賴視覺,例如日常的避障、捉取、識(shí)圖等。但視覺并不是人類的唯一的感知通道。虛擬現(xiàn)實(shí)所創(chuàng)造的模擬環(huán)境不應(yīng)僅僅局限于視覺刺激,還應(yīng)包括其他的感知,例如觸覺、嗅覺等。
視頻編輯縫合效果
談到虛擬現(xiàn)實(shí),最近幾年VR視頻編輯也是大火。單單從拍攝的角度來(lái)說(shuō),VR視頻拍攝與傳統(tǒng)拍攝最大區(qū)別就是在于后期的工作,傳統(tǒng)拍攝后期只有2~3個(gè)環(huán)節(jié),就是剪輯,渲染加一些效果沉淀,虛擬現(xiàn)實(shí)全景拍攝制作的環(huán)節(jié)除了傳統(tǒng)環(huán)節(jié)之外,更重要的是縫合的技術(shù)。移動(dòng)和固定的機(jī)位最大的不同就是固定的機(jī)位縫合的時(shí)候都是固定的機(jī)位縫合一遍之后,縫完第一幀之后都是固定機(jī)位,復(fù)制到以后的時(shí)間就可以了,但是移動(dòng)的機(jī)位每一時(shí)每一刻甚至于每一幀都是不同的,都需要去縫合的。
雖然現(xiàn)在市面上一些制作者或者公司用的縫合技術(shù)都是通過(guò)國(guó)外比較成熟的軟件來(lái)實(shí)現(xiàn),但是這些軟件縫合的效果也是有瓶頸的,還有使用者使用這些軟件的一些使用經(jīng)驗(yàn)也會(huì)影響到縫合的最終效果。當(dāng)然我們也有一些手段去處理這個(gè)問題,但是不管如何處理,多多少少都會(huì)有一些痕跡在里面。
雖然目前虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展還不夠成熟,存在著許多爭(zhēng)議,但隨著時(shí)間的推移,這一切都會(huì)有所改觀。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)將會(huì)成為一種重要的新媒介、新的平臺(tái),無(wú)論是對(duì)于游戲還是社交,亦或是其他更多領(lǐng)域。