虛擬現(xiàn)實VR需要攻克的技術(shù)難點
目前,虛擬現(xiàn)實(VR)技術(shù)在各領(lǐng)域發(fā)展得如火如荼,涵蓋人機、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)實的理想狀態(tài)是讓使用者如同身臨其境一般,可以及時、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)還并沒有完全達到,那么虛擬現(xiàn)實(VR)技術(shù)還存在哪些技術(shù)難點需要攻克呢?
大范圍多目標精確實時定位
當前,虛擬現(xiàn)實產(chǎn)品的定位主要依靠Light House來完成。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個紅外接收器,且頭盔(手柄)上所有的紅外接收器之間的相對位置保持不變。當紅外激光掃過頭盔或手柄上的紅外接收器時,接收器會立即響應。根據(jù)多個紅外接收器之間的響應時間差,不僅可以計算出頭盔(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)實產(chǎn)品只能工作于一個獨立的空曠房間中,障礙物會阻擋紅外光的傳播。而大范圍、復雜場景中的定位技術(shù)仍需突破。多目標定位對于多人同時參與的應用場景至關(guān)重要。當前的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)主要為個人提供沉浸式體驗,例如單個士兵作戰(zhàn)訓練。當多個士兵同時參與時,彼此希望看見隊友,從而到達一種更真實的群體作戰(zhàn)訓練,這不僅需要對多個目標進行定位,還需要實現(xiàn)多個目標的數(shù)據(jù)共享。
“沉浸體驗”和“真實感”的平衡
沉浸體驗常被作為衡量虛擬現(xiàn)實好壞的一個重要指標,然而在當前的技術(shù)條件下,沉浸體驗卻成了另一個衡量指標——畫面“真實感”(即清晰度)的“天敵”。想要畫面變得更真實,就需要高清晰度來支持,如果清晰度提高了,那么畫面就會離人眼更遠,從而降低沉浸體驗。
之所以會如此,主要是因為屏幕分辨率的限制。我們可以理解為,離屏幕越近,顆粒感越強,而顆粒感,通過透鏡放大后進一步明顯,從而使得人眼獲取的實境比較模糊。如果分辨率沒有高到一定程度,就無法解決這個難題。
屏幕刷新率
刷新率,顧名思義,就是顯卡將顯示信號輸出刷新的速度,比如60Hz就是每秒鐘顯卡向顯示器輸出60次信號,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)實的最低要求,當前手機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,刷新率的提升,會對芯片的計算、功耗造成很大壓力, 這對設(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)實體驗上的最大問題就是眩暈感。體驗者在適應全新的感官環(huán)境時,可能會出現(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鼻部圖像,可能會幫助體驗者更好地適應,但目前尚未得到虛擬現(xiàn)實設(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,但因體驗者自身身體狀況、適應能力的影響,還是無法完全避免眩暈感的產(chǎn)生,目前所有在售的虛擬現(xiàn)實產(chǎn)品都存在導致佩戴者眩暈和人眼疲勞的問題,其耐受時間與虛擬現(xiàn)實畫面內(nèi)容有關(guān),且因人而異,一般耐受時間為5~20min,對于畫面過度平緩的VR內(nèi)容,部分人群可以耐受數(shù)小時。
更豐富的感知
視覺是人體最重要、最復雜、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、識圖等。但視覺并不是人類的唯一的感知通道。虛擬現(xiàn)實所創(chuàng)造的模擬環(huán)境不應僅僅局限于視覺刺激,還應包括其他的感知,例如觸覺、嗅覺等。
視頻編輯縫合效果
談到虛擬現(xiàn)實,最近幾年VR視頻編輯也是大火。單單從拍攝的角度來說,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個環(huán)節(jié),就是剪輯,渲染加一些效果沉淀,虛擬現(xiàn)實全景拍攝制作的環(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)。移動和固定的機位最大的不同就是固定的機位縫合的時候都是固定的機位縫合一遍之后,縫完第一幀之后都是固定機位,復制到以后的時間就可以了,但是移動的機位每一時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)都是通過國外比較成熟的軟件來實現(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)驗也會影響到縫合的最終效果。當然我們也有一些手段去處理這個問題,但是不管如何處理,多多少少都會有一些痕跡在里面。
雖然目前虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展還不夠成熟,存在著許多爭議,但隨著時間的推移,這一切都會有所改觀。虛擬現(xiàn)實技術(shù)將會成為一種重要的新媒介、新的平臺,無論是對于游戲還是社交,亦或是其他更多領(lǐng)域。





