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三分钟带你了解VR的前世今生

转播到腾讯微博 来源: HD199.COM   发布者:编辑
时间:2017年1月22日 14:10 收藏 打印 发给朋友
        VR这个词真正走进大家视野也就是在2015年,但是大家都说2016年是VR元年,而各大厂商也开始纷纷发力,希望在虚拟现实这块蛋糕上分得一份。尤其是以Oculus Rift、HTC Vive、PS VR为代表的三大现象级设备的发布,当然国内的各大互联网巨头也不甘落后,开始纷纷布局VR,这更进一步刺激了资本的介入,可以说此时的VR行业迎来了重大爆发与增长点。

 
VR的定义:

        说到VR,可能大家以为头上带个显示器,或者把手机装盒子里面绑脑袋上着就是VR了,其实这就是VR的辅助设备而已。但是如果你以为这就是VR的话,那你一定是对VR得认识还不到位。下面笔者就跟大家一起来谈谈VR的前世今生。所谓VR即是英文单词Virtual Reality的简称,翻译过来就可以理解为虚拟现实,当然直译就是作灵境、幻真的意思。同时VR也是近年来才火起来的高新技术,也有人称其为灵境技术或人工幻境。而广义上的VR则是指利用电脑模拟产生一个三维空间的虚拟世界,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。

 
        概括地说,VR就是人们通过计算机对复杂数据进行可视化操作与交互的一种全新方式,与传统的人机界面以及流行的视窗操作相比,VR在技术思想上有了质的飞跃。

        VR除计算机图形技术所生成的视觉感知外,还有听觉、触觉、力觉、运动等感知,甚至还包括嗅觉和味觉等,也称为多感知。自然技能是指人的头部转动,眼睛、手势、或其他人体行为动作,由计算机来处理与参与者的动作相适应的数据,并对用户的输入作出实时响应,并分别反馈到用户的五官。传感设备是指三维交互设备。 

 
VR的起源及发展:

        大家要了解,虚拟现实VR技术从来就不是这两年才有的新技术。VR技术的年级估计比我们都要大上好几十岁,据了解, VR技术是起源于上世纪60年代,至今已经有了超过半个世纪的技术积累,当然那个时候其并不是针对消费者产品才诞生的,因此我们才会对对VR由一种陌生的感觉。
 

VR技术的开端

        1965年,美国ARPA信息处理技术办公室(IPTO)主任伊凡-苏泽兰(Ivan Sutherland)发表了一篇题为“The Ultimate Display”的论文。文章指出,应该将计算机显示屏幕作为“一个观察虚拟世界(Virtual World)的窗口”,计算机系统能够使该窗口中的景象、声音、事件和行为非常逼真。Sutherland的这篇文章给计算机界提出了一个具有挑战性的目标,人们把这篇论文称为是研究虚拟现实的开端。

 
第一个头戴式显示器

        1968年,也就是发表完论文的第三年,伊万-苏泽兰和学生鲍勃-斯普劳尔(Bob Sproull)在麻省理工学院(MIT)的林肯实验室研制出第一个头盔显示器(Head-Mounted Display,简称HMD)。这款头盔因为跟踪用户视线的巨大机械臂必须悬挂在空中,被戏称为 “达摩克利斯之剑”,而这款超巨型的头盔的第一款应用是一个悬浮在空中的立方体。

 
静态图片迎来3D效果

        Eric Howlett 是一名发明家和企业家,曾在 MIT 和通用电气的光电领域工作过。在 1978年,他发明了一种超大视角立体镜呈像系统(缩写为LEEP系统),具有革命性意义。因为它尽可能地矫正了在扩大视角时可能产生的畸变,可以把静态图片转换为 3D 效果。

 
        1987年的时候,另外一位著名的计算机科学家Jaron Lanier,同样制造了一款价值10万美元的虚拟现实头盔,称为第一款真正投放市场的VR商业产品。

虚拟现实的先驱

        下面这个人物有点传奇。杰伦·拉尼尔(Jaron Lanier)是个鬼才,创作得了音乐,写得了书。不仅如此,他还是音乐家和电脑科学家。这么多技能集于一身,毫无违和。

 
        1986年,他和 Thomas Zimmerman 离开雅达利(ATARI)创建了 VPL Research,发明了许多超出时代接受水平的黑科技,比如,数据手套(Data Glove),有点像现在的 VR 手套。杰伦·拉尼尔也常常被视作虚拟现实的先驱,是他首次发明并定义了虚拟现实 (Virtual Reality) 一词。

军用VR

        据史密森尼博物馆的研究报告透露,上世纪80年代连美国国家航空航天局都涉足了虚拟现实领域,并成功地将VR技术应用于航天运载器的空间活动、空间站的自由操作和对哈勃望远镜维修的训练中。

 
第一款真正意义上的VR 头盔

        1992年,Liquid Image在加拿大温尼伯成立。次年, 它的第一款头盔 MRG2正式开售。这款头盔也被誉为第一个真正意义上的 VR 头盔,并在各大展销会上引人注目,掀起了 90年代的 VR 新浪潮,当时的一些影视作品中也出现了它。

 
VR的特点:

        1.VR虚拟现实场景是可交互的而非单向的。通过人机界面、控制设备等实现人机交互这一点不难理解,比如我们通过触控操作实现了与智能手机的交互,通过鼠标键盘实现了与PC的交互,VR设备目前比较常见的交互主要有以下几种: 

        a. 手势控制:带上副手套就能在VR场景中看到自己的手啦; 

        b. 头部追踪:场景跟随头部视角移动所变换; 

        c. 触觉反馈:穿上一件VR护具,它会帮你实现VR场景中的触觉反馈哦,比如在你玩射击游戏的时候会模拟出中弹的感觉。 

        其他如动作捕捉、眼球追踪以及各类传感器技术目前都正在完善,未来也逐渐会推出更多的消费级产品。 

 
        2.视觉效果是3D的,但又和3D电影不是一个概念。人眼在固定视角下的视角范围通常为120度,这个视角范围也通常是我们在电影院观影时的最佳范围,那么超过这个范围呢,你抬头可能看到的是天花板,低头可能是鞋,简单说除了你面对的荧幕部分实现了3D,只要一低头就“一秒出戏”。 

        而VR与3D最直观的区别完美教室小编来告诉你,就在于VR实现了720度全景无死角3D沉浸观感。720度全景,即指在水平360度的基础上,增加垂直360度的范围,能看到“天”和“地”的全景。这样一来,配合VR头盔的陀螺仪传感器,当你的头部转动时,所观看到的画面也会同步切换场景,这就是所谓融入虚拟场景的“沉浸感”。 

 
        3.沉浸感,渐渐让你分不清虚拟与现实。沉浸感是衡量一台VR设备优劣的重要指标,沉浸感越强的设备,用户就越相信自己所处的虚拟场景为真实的,理论上来讲,当达到完全沉浸时,用户便无法区分自己处于虚拟世界还是现实世界。当然以目前的技术想要达到完全沉浸还为时尚早,真正的完全沉浸不只是视觉与听觉、包括触觉甚至嗅觉、味觉五感都实现与虚拟场景的交互。 

        这一点如果不容易理解可以脑补一下自己做过的最真实的梦,在梦境中,你以第一人称视角观察到的一切都是“真实的”,同理,VR的完全沉浸也是这种体验。 

 
        VR的技术要点主要在于虚拟。类似于游戏制作,创作出一个虚拟场景供人体验,其核心是graphics的各项技术的发挥。和我们接触最多的就是应用在游戏上,可以说是传统游戏娱乐设备的一个升级版,主要关注虚拟场景是否有良好的体验。而与真实场景是否相关,他们并不关心。VR设备往往是浸入式的,典型的设备就是Oculusrift。 

 
VR的应用:

        据笔者了解,虚拟现实技术的应用极为广泛。目前在娱乐、教育及艺术方面占据主流,其次是军事、航空、医学和商业,另外在可视化计算、制造业等方面也有相当的比重。目前VR主要应用在游戏、视频、军事、教育、工业等领域。

 
VR的现状:

        近二十年来,随着技术的越发成熟,虚拟现实VR已经不再是一个空洞的概念。尤其是经过最近两年的发展,虚拟现实VR技术渐渐为人熟知,并逐步被消费者所接受。据统计,现阶段,全球虚拟现实VR领域里拥有超过20万个开发人员,至少700家初创公司,同时各资本对于VR的投资也不可谓不是大手笔。

        下面我们来看看这组数字,就知道VR目前的状况了。光是2016一年,世界VR总产值已经达到27亿美元,而VR设备的销售也可以说是风风火火,谷歌Cardboard类年销量约为8440万台,三星Gear VR约为231.6万台,索尼PSVR约为74.5万台,HTC Vive约为45万台,Oculus Rift约为35.5万台,谷歌Daydream View约为26万台。同时我们也可以从VR游戏应用的数目增长中看出点端倪,2016年底的2378款比2015的213款翻了11倍,增长率高达1016% 。

VR的困境:

        尽管现在VR已经火到你想象不到的地步,但是显而易见的,虽然已经有很多设备面世,但是这些设备也都得依附PC以及手机才能施展功效,而且这些设备也大多都比较繁琐冗长,重量也不轻,操作起来也不是很方便。而且沉浸式的体验画面也并没有达到很高的预期。同样的作为载体,VR的稀缺的内容也是阻碍其发展的一道鸿沟。简而言之:稀缺的内容、偏高的价位、眩晕的体验、互联互动的不畅。这就是当下VR所面临的困境。

VR的未来:

        想象这么一个画面,昨天晚上你是在西藏的满天繁星下入眠的,一觉醒来,你想着今天的晨会是在马德里开还是在罗马开,开完会的你已经决定今天在金字塔旁边办公,同时你也盘算着晚上要去Coldplay伦敦演唱会的现场好好high一下。

        当然这些一切都是建立在VR技术成熟的明天。且不管这些美好的想象会在什么时候才能实现,但是我们相信人类对未知领域探索的精神是孜孜不倦的。当然话说回来,VR技术的未来到底是怎么样的呢?不管是脸书的创始人扎克伯格所言的VR是下一代社交平台,还是苹果CEO库克所说的VR并不小众,我相信每个人都有着自己的看法与期待。

TAG: VR 虚拟现实
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