三星、索尼、宏達(dá)電等手機(jī)品牌大廠已將虛擬實(shí)境顯示裝置列為2016年重點(diǎn)發(fā)展的新產(chǎn)品，而晶片商如英飛凌（Infineon）、輝達(dá)（NVIDIA）也 于近日推出3D影像感測(cè)器及新一代渲染（Rendering）軟體，可進(jìn)一步提升虛擬實(shí)境的視覺(jué)效果，為虛擬實(shí)境商用發(fā)展挹注強(qiáng)勁動(dòng)能。

　　1980 年代即出現(xiàn)的虛擬實(shí)境（Virtual Reality， VR）頭戴式裝置，近年亦有諸多廠商投入開(kāi)發(fā)，但卻一直苦于價(jià)格、技術(shù)等問(wèn)題，無(wú)法成功打入市場(chǎng)，不過(guò)在品牌大廠如HTC、Oculus和Sony于 2016年推出VR新品后，此情況可望有所變化（圖1）。

　　圖1　虛擬實(shí)境技術(shù)大躍進(jìn)，2016年將成為其商用元年。

　　技術(shù)瓶頸突破　VR/AR邁入商用元年

　　根據(jù)國(guó)際數(shù)據(jù)資訊（IDC）研究指出，2016年VR與擴(kuò)增實(shí)境（AR）可望改善技術(shù)限制，并突破過(guò)去應(yīng)用不成熟等問(wèn)題，進(jìn)入商業(yè)化元年。

　　圖2　IDC個(gè)人電腦電腦周邊資深研究經(jīng)理嚴(yán)蘭欣認(rèn)為，使用者體驗(yàn)與價(jià)格是虛擬實(shí)境能否成長(zhǎng)關(guān)鍵。

　　IDC 個(gè)人電腦/電腦周邊資深研究經(jīng)理嚴(yán)蘭欣（圖2）表示，過(guò)去VR受限于裝置設(shè)計(jì)、技術(shù)成熟度及硬體價(jià)格等問(wèn)題，在應(yīng)用上會(huì)有危險(xiǎn)、昂貴及不切實(shí)際等挑戰(zhàn)，導(dǎo) 致過(guò)去雖有產(chǎn)品推出，但多未成功發(fā)展。不過(guò)，隨著VR技術(shù)提升，2016年可望見(jiàn)到一些大廠如HTC、Oculus和Sony推出相關(guān)產(chǎn)品。

　　嚴(yán) 蘭欣進(jìn)一步解釋，VR主要鎖定消費(fèi)市場(chǎng)，比方像游戲娛樂(lè)、藝術(shù)、教育等；AR則是融合虛擬與真實(shí)世界，并多專注于企業(yè)端市場(chǎng)，如汽車導(dǎo)航、倒車輔助和室內(nèi) 設(shè)計(jì)等；2016年可視為VR與AR應(yīng)用爆發(fā)的元年，但該應(yīng)用是否持續(xù)發(fā)展，則須考量使用者經(jīng)驗(yàn)、價(jià)格與使用情境內(nèi)容等因素，能否符合消費(fèi)者期待。

　　無(wú)獨(dú)有偶，對(duì)于VR的發(fā)展，資策會(huì)MIC日前公布2016年高科技產(chǎn)業(yè)十大趨勢(shì)，亦不約而同地指出VR將于2016年進(jìn)入新里程碑，并可在消費(fèi)市場(chǎng)看到三種型態(tài)的VR頭戴式裝置。

　　圖3　資策會(huì)MIC產(chǎn)業(yè)顧問(wèn)兼主任張奇表示，虛擬實(shí)境生態(tài)系成形，2016年將是商用元年。

　　資策會(huì)MIC產(chǎn)業(yè)顧問(wèn)兼主任張奇（圖3）表示，VR生態(tài)系成形，2016年將是商用元年。

　　張 奇表示，眾家大廠積極布局VR軟硬體平臺(tái)，因此VR產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈逐漸成形，2016年會(huì)出現(xiàn)三種不同形式的VR裝置，譬如搭配手機(jī)的Samsung Gear VR2、搭配電腦的HTC Vive/Oculus Rift和搭配游戲主機(jī)的Sony PlayStaTIon?，F(xiàn)階段，VR在消費(fèi)市場(chǎng)的應(yīng)用仍以游戲、影音娛樂(lè)為主，而在商用市場(chǎng)則多為產(chǎn)品設(shè)計(jì)/展示如櫥窗陳列，以及醫(yī)學(xué)應(yīng)用等，未來(lái)可望 見(jiàn)到3D演唱會(huì)、虛擬博物館、房屋仲介等VR應(yīng)用。

　　張奇進(jìn)一步解釋，VR除了商用進(jìn)度快，也會(huì)出現(xiàn)一些新技術(shù)，比方像演算法、眼球追蹤技術(shù)、影像顯示技術(shù)和畫面更新率等，但現(xiàn)今VR仍須克服新技術(shù)的挑戰(zhàn)；當(dāng)前除了上述國(guó)際大廠開(kāi)發(fā)VR外，中國(guó)廠商和一些臺(tái)灣創(chuàng)投公司亦有投入該領(lǐng)域。

　　除品牌大廠磨拳擦掌外，半導(dǎo)體晶片商亦積極著墨此領(lǐng)域，并于近期推出新款晶片，藉以在VR商用元年搶進(jìn)該市場(chǎng)。

　　英飛凌搶搭VR商機(jī)　新3D影像感測(cè)器出擊

　　看 好VR發(fā)展前景，英飛凌（Infineon）與德國(guó)pmd科技公司合力開(kāi)發(fā)出專為行動(dòng)裝置所設(shè)計(jì)的新一代三維（3D）影像感測(cè)器晶片REAL3，不僅尺 寸、功耗較前一代大幅縮減，且每個(gè)像素皆使用一顆微鏡頭，可提高光學(xué)靈敏度，創(chuàng)造更真實(shí)的VR和AR實(shí)境影像體驗(yàn)，預(yù)計(jì)將于2016年第一季開(kāi)始量產(chǎn)。

　　據(jù) 悉，REAL3包括RS1125C、IRS1645C和IRS1615C系列產(chǎn)品，將于2016年國(guó)際消費(fèi)性電子展（CES）展出，可實(shí)現(xiàn)極為真實(shí)的VR 和AR游戲體驗(yàn)，游戲玩家可透過(guò)頭戴式裝置，在游戲中以雙手和生活環(huán)境互動(dòng)，其余應(yīng)用還包括房間及物體的空間測(cè)量、室內(nèi)導(dǎo)航，以及特殊相片效果的實(shí)作。

　　英 飛凌指出，行動(dòng)裝置大部分應(yīng)用只需要38，000像素的解析度，因此新系列3D影像感測(cè)器晶片將之前的100，000像素矩陣按比例縮小規(guī)模，而其他功能 區(qū)塊，例如晶片區(qū)域的類比/數(shù)位轉(zhuǎn)換器及效能范圍則經(jīng)過(guò)最佳化，以進(jìn)一步降低系統(tǒng)成本；且由于解析度降低，因此可搭配較微型且價(jià)格更實(shí)惠的光學(xué)鏡頭。

　　此 外，REAL3系列具備更佳的光學(xué)靈敏度與更低耗電量，其光學(xué)像素靈敏度為前一代產(chǎn)品兩倍，代表僅需一半的發(fā)射光輸出，就能達(dá)到同等優(yōu)異的測(cè)量水準(zhǔn)。因 此，行動(dòng)裝置攝影機(jī)系統(tǒng)制造商不但可提供更符合成本效益的紅外線光，也能將攝影機(jī)系統(tǒng)的耗電量減半。同時(shí)，該系列產(chǎn)品內(nèi)建電子裝置占用空間也相當(dāng)小，可讓 行動(dòng)裝置具備迷你攝影機(jī)系統(tǒng)，測(cè)量3D深度資料，且迅速、寫實(shí)地偵測(cè)周遭環(huán)境。

　　此系列中的IRS1125C元件將于2016年第一季開(kāi)始量產(chǎn)，較小型的IRS1645C和IRS1615C則預(yù)計(jì)于2016年第二季開(kāi)始生產(chǎn)。這三款產(chǎn)品均以裸晶方式供應(yīng)，提供較高的設(shè)計(jì)彈性，同時(shí)降低系統(tǒng)成本。

　　除英飛凌外，AMD則以高階旗艦顯示卡Radeon R9 Fury系列及LiquidVR虛擬視覺(jué)開(kāi)發(fā)工具積極布局VR市場(chǎng)，而NVIDIA亦于日前推出新款I(lǐng)ray渲染軟體，來(lái)增進(jìn)VR視覺(jué)效果。

　　Iray渲染軟體發(fā)威　VR視覺(jué)效果再突破

　　為 提升設(shè)計(jì)效率及設(shè)計(jì)成品真實(shí)度，NVIDIA于近期宣布推出Iray渲染軟體，將采用插件（Plug-in）的方式，支援常用的設(shè)計(jì)軟體如 Autodesk 3ds Max、Autodesk Maya進(jìn)行擴(kuò)充。Iray目前已于NVIDIA線上商店上架，而發(fā)展火熱的VR應(yīng)用，也將透過(guò)此一渲染軟體，呈現(xiàn)更逼真的視覺(jué)效果。

　　圖4　NVIDIA專業(yè)視覺(jué)化事業(yè)部資深總監(jiān)Sandeep Gupte表示，Iray結(jié)合了PBR技術(shù)，并搭配MDL資料庫(kù)，可設(shè)計(jì)出更逼真的視覺(jué)效果。

　　NVIDIA 專業(yè)視覺(jué)化事業(yè)部資深總監(jiān)Sandeep Gupte（圖4）表示，將產(chǎn)品呈現(xiàn)出如相片般的真實(shí)度，是所有設(shè)計(jì)者的目標(biāo)；若想達(dá)成此一目標(biāo)，光源與材料的結(jié)合十分關(guān)鍵。為此，Iray結(jié)合 PBR（Physically Based Render）技術(shù)，并搭配材料定義語(yǔ)言（Material DefiniTIon Language， MDL）資料庫(kù)，使設(shè)計(jì)人員達(dá)成預(yù)期的成果，且讓設(shè)計(jì)工作更流暢。

　　據(jù)悉，PBR為依據(jù)真實(shí)世界的物理特性進(jìn)行運(yùn)算的渲染技術(shù)，能模擬真實(shí) 環(huán)境中的光線狀況，依據(jù)光在不同材質(zhì)、空間的折射與反射不同，讓電腦進(jìn)行3D渲染時(shí)，使其所繪制的3D模型如同真實(shí)世界所見(jiàn)。同時(shí)，PBR還具備互動(dòng)性， 設(shè)計(jì)師可依自身所需，于設(shè)計(jì)時(shí)調(diào)整物體角度，以便檢視渲染結(jié)果，進(jìn)而加快作業(yè)流程。

　　Gupte進(jìn)一步指出，光線在不同表面材質(zhì)進(jìn)行折射和反射后，也會(huì)帶來(lái)不同的折射率和反射率，而造成視覺(jué)上不同的體驗(yàn)。為能呈現(xiàn)更逼真的渲染成果，NVIDIA推出可支援Iray的MDL資料庫(kù)。

　　與 此同時(shí)，NVIDIA也發(fā)表推出最新分散式渲染解決方案--Iray Server，以節(jié)省設(shè)計(jì)成本并將Iray應(yīng)用擴(kuò)展至行動(dòng)裝置上。換言之，當(dāng)企業(yè)端內(nèi)建置成本有限，無(wú)法令每臺(tái)工作站均配置高階繪圖卡硬體時(shí)，此時(shí)只須有 一臺(tái)工作站具備Iray Server，便可于該工作站的伺服器中進(jìn)行Iray渲染設(shè)計(jì)，而與其連線的裝置，不須具備高效能的硬體規(guī)格即可進(jìn)行渲染設(shè)計(jì)。因此，即便是一般的平板電 腦、智慧型手機(jī)，都能連線至Iray伺服器執(zhí)行渲染作業(yè)。

　　目前Iray已可普遍應(yīng)用在游戲、動(dòng)畫、電影、物品或建筑設(shè)計(jì)等圖像渲染應(yīng)用，而近期熱門的VR，其視覺(jué)效果也將透過(guò)Iray再上一層樓，帶給消費(fèi)者更佳的視覺(jué)體驗(yàn)。