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VR技术,你真的了解吗?详解VR技术的前世今生

2019-09-03
虚拟现实(Virtual Reality,简称VR),即利用计算机发展中的高科技手段构造出一个虚拟的境界,使参与者获得与现实一样的感觉。...

戴上一副眼镜,连接电脑或手机,你就能进入一个全新的虚拟世界,这种类似科幻电影《黑客帝国》里的场景正在我们身边发生,而让这一切实现的技术就是最近火得不行的“虚拟现实”,也就是许多人口中的VR(Virtual Reality)。

什么是VR?

虚拟现实(Virtual Reality,简称VR),即利用计算机发展中的高科技手段构造出一个虚拟的境界,使参与者获得与现实一样的感觉。

VR技术,你真的了解吗?详解VR技术的前世今生-酷雷曼VR全景

举一个例子,当你戴上特制的头盔与手套后,会发现你已置身于一个不受时空限制的历史的博物馆中,当你向前行走或者转头时,你所看见的景象也会随之改变,你可穿过大厅,推开前面的大门,当你看见一件精美的展品时,你甚至可以上上下下、里里外外仔细地观摩——这就是虚拟现实技术带来的真实感觉。

VR技术,是利用电脑模拟产生一个三度空间的虚拟世界,提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟,让使用者如同身历其境一般,可以及时、没有限制地观察三度空间内的事物。

使用者进行位置移动时,电脑可以立即进行复杂的运算,将精确的3D世界影像传回产生临场感。虚拟现实(VR),看到的场景和人物全是假的,是把人的意识代入一个虚拟的世界。

VR像做梦,看到的场景和人物全是假的,是把你的意识代入一个虚拟的世界。简单的来说,就是你看到的东西都是假的,但是你的感觉是真实的,它就会给你一种身临其境的感受。

VR技术原理

人们在看周围的世界时,由于两只眼睛的位置不同,得到的图像略有不同,这种差别能让我们感知到深度,让事物看起来立体。VR技术也是利用这种视觉差别,替我们的双眼安排不同的画面,从而让我们感觉到画面的立体性。与3D电影不同,VR强调的是360度全景交互,不仅有强烈的沉浸感和立体感,更重要的是允许用户和虚拟世界进行交互。

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在人造环境中,每个物体相对于系统的坐标系都有一个位置,而用户也是如此,用户看到的景象是由用户的位置和头(眼)的方向来确定的。跟踪头部运动的虚拟现实头套可以感知我们的头部动作。

这样,当我们在移动时,虚拟世界中的我们就能同样的移动,当我们向左看,虚拟现实头套可以识别这一动作,这时硬件会及时渲染出左边的场景。如此,当我们往左看时,就能看到左边的场景,往右看时,就能看到右边的场景,避免了场景不跟随我们目光移动的意外。

VR技术前世今生

  • 1956年:Sensorama

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1956 年,摄影师Morton Heilig发明了Sensorama,一款集成体感装置的3D互动终端,它集成3D显示器、立体声音箱、气味发生器以及振动座椅,用户坐在上面能够体验 到6部炫酷的短片,体验非常新潮。当然,它看上去硕大无比,像是一台医疗设备,无法成为主流的娱乐设施。

  • 1961年:Headsight

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1961年,Headsight问世,是世界上第一款头戴显示器。它有飞歌公司研发,融合CCTV监视系统及头部追踪功能,但本质上,它的主要目的是用于隐秘信息查看,而非娱乐设备。

  • 1966年:GAF Viewmaster

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这款GAF Viewmaster是最早的3D头戴设备之一,通过内置两颗镜片来观赏幻灯片,具有一定的3D效果,但更像是儿童玩具,而非专业的影音设备。其后续版本还加入了音频功能,实现简单的多媒体功能。

  • 1968年:Sword of Damocles

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1968年问世的Sword of Damocles(达摩克利斯之剑),是麻省理工学院实验室研发的头戴显示器,其设计非常复杂,组件也非常沉重,所以需要一个机械臂吊住头戴来使用。

  • 1980年:Eye Tap

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这款Eye Tap看上去与微软的HoloLens非常相似,严格意义上它也的确是一款增强现实设备,可以连接计算机摄像头,将数据叠加显示在眼前。当然,今天人们对虚拟现实和增强现实已经有了更明确的定义,但Eye Tap对于虚拟现实技术的发展还是具有一定意义的。

  • 1984年:RB2

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RB2可以说是第一款商业虚拟现实设备,其设计与目前主流产品已经非常相似,并且配有体感追踪手套,可实现操作。然而,其经过高达50000美元起,在1984年无疑是天价。

  • 1985年:NASA头戴显示器

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1985年,NASA(美国航空航管理局)研发出真正的LCD光学头戴显示器,其设计结构被目前的虚拟现实头戴广泛采用,只不过将LCD换为更低功耗、显示效果更好的OLED。另外,它还具有头部、手部追踪系统,可实现更加沉浸式的体验,被用于模拟太空作业等方面。

  • 1993年:世嘉VR

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著名游戏厂商世嘉曾计划在1993年发布基于其MD游戏机的虚拟现实头戴显示器,设备看上去非常前卫。遗憾的是,在早期非公开试玩测试中,测试者反应平淡,最终世嘉以“体验过于真实、担心玩家会受到伤害”为理由,取消了该项目。

  • 1995年:任天堂Virtual Boy

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1995 年,任天堂发布32位游戏机Virtual Boy,这是一款非常另类的游戏机,其主机是一个头戴显示器,但只能显示红黑两色。另外,碍于当时技术限制,游戏内容基本上都是2D效果,再加上较低的分 辨率和刷新率,极易使用户产生眩晕和不适感。最终,任天堂的虚拟现实游戏计划在短短不到一年时间便宣告失败。

  • 1995年:CAVE

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1995年,伊利诺伊大学的学生们研发出“CAVE”虚拟现实系统,通过创建一个三壁式投影空间、配合立体液晶快门眼镜,来实现沉浸式体验,对于现代虚拟现实技术起到了极大地的推动作用。

  • 2009年:Oculus Rift

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毫无疑问,Oculus Rift复兴了虚拟现实技术,把它重新带回大众视野中。2009年,其创始人在Kickstarter上发起众筹活动,在很短时间内便获得超过10000 个支持者,备受关注。此后,第三方资金不断涌入,让Oculus Rift得以高速发展。

2014年,社交巨头Facebook宣布以20亿美元收购Oculus,Oculus Rift也在经过了数个DK版本之后,正式于今年1月开放消费者版预购、于3月在全球20多个国家及地区出货。至此,虚拟现实真正步入了消费电子市场。

从科幻到现实,从1957到现在,VR设备的发展被许多人形容为是“将梦变为现实”的过程,尽管还存在不足,还面临坎坷,我们依然有理由期待VR将有光明的未来,毕竟每项科技都是这样一路跌撞走来,渐渐成长的。

作者:网络

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