虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）經(jīng)過(guò)近年來(lái)的狂熱追逐，隨著其中所面臨的一系列問(wèn)題，讓各界人士都趨于理性，但是一些投資者仍在堅(jiān)持一種愿景，即如果可以解決技術(shù)問(wèn)題，VR有一天可以取代移動(dòng)設(shè)備。

VR的工作原理

虛擬現(xiàn)實(shí)主要是模擬人眼視覺(jué)。每款VR設(shè)備都旨在完善其創(chuàng)建沉浸式3D環(huán)境的方法。每個(gè)VR頭戴式顯示器都在眼睛前面架起一個(gè)屏幕（或兩個(gè)，每個(gè)眼睛一個(gè)），從而消除了與現(xiàn)實(shí)世界的任何交互。

（圖片來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)）

要?jiǎng)?chuàng)建真正的身臨其境的虛擬現(xiàn)實(shí)，需要滿(mǎn)足一些先決條件：最低60fps的幀率，等效的刷新率，最低100度的視野（FOV）（盡管180度是理想的）。幀率是GPU每秒處理圖像的速率，屏幕刷新速率是顯示器渲染圖像的速度，而FOV是顯示器可以支持眼睛和頭部運(yùn)動(dòng)的程度。

如果這些都不符合標(biāo)準(zhǔn)，則用戶(hù)可能會(huì)遇到延遲，即他們的操作與屏幕響應(yīng)之間的時(shí)間間隔過(guò)長(zhǎng)。我們需要以小于20毫秒的速度來(lái)“欺騙”大腦，這需要通過(guò)將上述所有因素按適當(dāng)比例組合而實(shí)現(xiàn)。此外，還需要解決的另一個(gè)問(wèn)題是：防止由于位姿更新速率和圖像刷新速率之間的不一致而導(dǎo)致的割裂（暈動(dòng)癥）。如果GPU的渲染速度大于屏幕刷新率，則圖像可能會(huì)失真。

VR的技術(shù)難點(diǎn)在哪里？

VR是一種全新的用戶(hù)界面，與傳統(tǒng)界面不同，它使人們沉浸在數(shù)字3D環(huán)境中，而不是在顯示器上觀(guān)看。計(jì)算機(jī)生成的圖像和內(nèi)容旨在通過(guò)感官（視覺(jué)，聽(tīng)覺(jué)，觸覺(jué)）模擬真實(shí)的存在。

關(guān)于什么才是真正的VR體驗(yàn)，意見(jiàn)不一，但總的來(lái)說(shuō)應(yīng)該包括：

·從用戶(hù)角度看似真實(shí)尺寸的三維圖像；

·跟蹤用戶(hù)動(dòng)作（尤其是他的頭部和眼睛運(yùn)動(dòng)）并相應(yīng)地調(diào)整用戶(hù)顯示器上的圖像以反映視角變化的能力；

VR體驗(yàn)需要兩個(gè)主要組件：內(nèi)容源和用戶(hù)設(shè)備。換句話(huà)說(shuō)，就是軟件和硬件，今天我們單從硬件方面來(lái)分析。VR設(shè)備應(yīng)該提供逼真的、自然的、高質(zhì)量的圖像和交互可能性。綜合上述的VR工作原理，不難得出，一個(gè)好的VR設(shè)備，需要把以下變量平衡好：

·圖像分辨率

·視場(chǎng)

·刷新率

·運(yùn)動(dòng)延遲

·音頻/視頻同步

VR的主要挑戰(zhàn)是“欺騙”人腦感知真實(shí)的數(shù)字內(nèi)容，但這并非易事。截至目前，“沉浸式”問(wèn)題仍然使VR體驗(yàn)無(wú)法令人滿(mǎn)意。例如，人類(lèi)的視野不能用作視頻幀，除了大約180度的視線(xiàn)外，我們還具有外圍視覺(jué)。

但是，VR遠(yuǎn)見(jiàn)者有信心早晚解決此類(lèi)問(wèn)題，為這一概念而戰(zhàn)。現(xiàn)在我們可以看到大量的360度視頻和圖片，VR應(yīng)用程序和游戲等虛擬體驗(yàn)，這都是VR從業(yè)者們努力的結(jié)果。

那是什么樣的技術(shù)才能做到真正的VR沉浸感呢？

VR沉浸感，最終表現(xiàn)為用戶(hù)交互。而對(duì)于用戶(hù)交互，有幾種技術(shù)方案選擇：

1、頭部追蹤

VR頭戴式設(shè)備中的頭部跟蹤系統(tǒng)可跟蹤您的頭部向側(cè)面和角度的移動(dòng)。它為方向和運(yùn)動(dòng)分配X，Y，Z軸，并涉及諸如加速度計(jì)，陀螺儀，光學(xué)捕捉設(shè)備。頭部跟蹤要求低等待時(shí)間，即50毫秒或更短，否則，用戶(hù)將感覺(jué)到頭部運(yùn)動(dòng)和模擬之間的滯后。

2、眼動(dòng)追蹤

某些頭戴設(shè)備包含紅外控制器，該控制器可在虛擬環(huán)境中跟蹤眼睛方向。這項(xiàng)技術(shù)的主要好處是可以獲得更真實(shí)，更深入的視野。

3、運(yùn)動(dòng)追蹤

盡管尚未進(jìn)行足夠好的工程設(shè)計(jì)和實(shí)施，但運(yùn)動(dòng)追蹤將把VR提升到一個(gè)全新的水平。事實(shí)是，沒(méi)有運(yùn)動(dòng)跟蹤，將只能在VR中受限制，無(wú)法四處張望和四處走動(dòng)。通過(guò)6DoF（六個(gè)自由度）和3D空間的概念，支持運(yùn)動(dòng)跟蹤的選項(xiàng)分為光學(xué)跟蹤和非光學(xué)跟蹤兩類(lèi)。光學(xué)跟蹤通常是頭戴式設(shè)備上的攝像頭，用于跟蹤運(yùn)動(dòng)，而非光學(xué)跟蹤是指在設(shè)備或身體上使用其他傳感器。實(shí)際上，大多數(shù)現(xiàn)有設(shè)備都結(jié)合了這兩種選擇。

通常，使用VR設(shè)備可實(shí)現(xiàn)100-110度的視野。下一個(gè)關(guān)鍵功能是每秒的幀速率，該速率至少應(yīng)為60 fps，以使虛擬仿真看起來(lái)足夠逼真。

早期的VR頭戴設(shè)備的6DoF定位，主要是依靠在場(chǎng)地中架設(shè)額外的設(shè)備配合眼鏡里的定位marker來(lái)實(shí)現(xiàn)定位（OutsideIn），而近年來(lái)新興起了 InsideOut 定位技術(shù)，則是靠頭盔上的自帶的攝像頭拍攝外部景物，來(lái)反向估計(jì)自己的姿態(tài)，進(jìn)行定位。與早期的 OutsideIn 外部定位技術(shù)比，InsideOut 定位技術(shù)可以使用戶(hù)免去了復(fù)雜的外部設(shè)備架設(shè)環(huán)節(jié)，使得VR頭戴設(shè)備使用上的便捷性上有了很大的提升。