環(huán)環(huán)相扣，VR硬件技術(shù)突破的春天還有點(diǎn)遠

被諸多業(yè)內人士認為會(huì )成為下一個(gè)計算平臺的VR，似乎面臨著(zhù)諸多的硬件技術(shù)發(fā)展的瓶頸，那么這些瓶頸的解決還需要多久呢？

在艾媒咨詢(xún)發(fā)布的2016上半年虛擬現實(shí)行業(yè)研究報告中顯示，上半年，有71.3%的受訪(fǎng)者表示不愿意購買(mǎi)VR產(chǎn)品，其中價(jià)格是主要的因素，僅此于“價(jià)格太貴”的原因是“目前技術(shù)水平較低”?；仡橵R硬件在這一年的發(fā)展，發(fā)現技術(shù)的更迭確實(shí)相對比較慢，比如說(shuō)被吐槽詬病的VR體驗后遺癥一直沒(méi)有解決方案。

關(guān)鍵技術(shù)之一：VR硬件的分辨率、延時(shí)、刷新率

從VR進(jìn)入我們的視野，初次體驗者會(huì )驚嘆于沉浸在其中的真實(shí)感，但是時(shí)間久了就會(huì )產(chǎn)生生理不適的狀況，諸如眼花，頭暈等等。其中罪魁禍首就是VR的分辨率不夠、過(guò)高的延時(shí)以及過(guò)低的刷新率。

這三個(gè)算是衡量VR標準的要素涉及到的技術(shù)和硬件非常復雜，分辨率和顯卡的性能掛鉤，延時(shí)、刷新率和屏幕的材質(zhì)、芯片、傳感器的處理能力以及畫(huà)面的渲染都相關(guān)。所以在這些技術(shù)難題沒(méi)有攻克之前，VR體驗的問(wèn)題暫時(shí)是得不到緩解。

目前市面上主流的幾款VR頭顯，在這三個(gè)考核點(diǎn)上基本處于及格水平，能夠滿(mǎn)足2k 的分辨率、90hz的刷新率以及低于20ms的延時(shí)，但是離最佳的VR體驗還有一段距離。不過(guò)，高通、ARM、imagination等都試圖從上游來(lái)幫助優(yōu)化解決目前的問(wèn)題。

ARM的生態(tài)關(guān)系開(kāi)發(fā)者經(jīng)理李陳魯曾經(jīng)表示，ARM的下一代GPU Bifrost會(huì )朝著(zhù)120hz的刷新率，4K分辨率，4ms的延時(shí)的方向努力。

英特爾表示未來(lái)提供更加的VR體驗，正在提高處理器的計算能力，他們提出的目標是，兩眼4K分辨率，240Hz的刷新率以及7ms的延時(shí)。

確實(shí)，隨著(zhù)VR的認知度提升，以及各大巨頭的入局，芯片公司必然會(huì )做好底層的研發(fā)，解決體驗上的一些問(wèn)題。顯卡公司在圖像渲染技術(shù)上也在開(kāi)發(fā)優(yōu)化VR體驗的技術(shù)，比如英偉達減少圖像渲染延遲的VRWorks軟件開(kāi)發(fā)者工具包。

雖然上游關(guān)鍵的公司都在朝著(zhù)優(yōu)化體驗的方向努力，但是技術(shù)的研發(fā)和測試并不是朝夕就能見(jiàn)成效的，期待在接下來(lái)的2-3年內，這些圍繞VR進(jìn)行優(yōu)化的技術(shù)能夠應用到硬件上。

關(guān)鍵技術(shù)之二：位置追蹤

索尼的PSVR終于要發(fā)貨了，但是在發(fā)貨前夕被爆出位置追蹤范圍和官方說(shuō)明不符，而且索尼表示強光源和物理反光是主要的影響因素。按照大法的這個(gè)邏輯，玩家只能深夜躲在客廳里玩。

目前，可以應用到VR頭顯的位置追蹤技術(shù)很多。像索尼PS VR是利用PS camera對手柄和頭顯上的光源的感知來(lái)進(jìn)行定位，屬于定位精準度較低的可見(jiàn)光定位方案。Valve開(kāi)放的Lighthouse激光定位技術(shù)，就能讓HTC Vive實(shí)現一定范圍內的位置追蹤。而Oculus采用的是主動(dòng)式紅外光學(xué)定位技術(shù)，外部架設三個(gè)攝像頭來(lái)捕捉頭顯或者手柄發(fā)出的紅外光，隨后再利用程序計算得到頭顯它們的空間坐標。

上面所說(shuō)的幾種定位技術(shù)其實(shí)都可以歸為Outside-in Tracking，即使用外置的追蹤設備，如攝像頭或 Lighthouse，并給頭顯加標記，對頭盔進(jìn)行追蹤。但是這些定位技術(shù)并不適合移動(dòng)VR，對于沒(méi)有空間限制和線(xiàn)材束縛的移動(dòng)VR來(lái)說(shuō)，想要把位置追蹤的技術(shù)集成到頭顯中，是非?？简瀮炔康挠嬎銠C處理能力和功耗的。

所以除了依靠傳統的攝像頭傳感器來(lái)進(jìn)行定位，現在有一種Inside-out Tracking可以讓 VR 頭顯自己去檢測環(huán)境變化，反向計算出 VR 頭顯自身的運動(dòng)。微軟的Hololens使用的就是Inside-out Tracking，Oculus在透露其無(wú)線(xiàn)VR設備的時(shí)候也點(diǎn)明這個(gè)是關(guān)鍵技術(shù)之一。不出意外，Inside-out Tracking將會(huì )成為移動(dòng)VR的主流位置追蹤技術(shù)。

無(wú)論是哪種追蹤技術(shù)，都有各自的局限性，而且對設備的運算能力要求很高，而且從當前的發(fā)展趨勢來(lái)看，這些技術(shù)都存在或多或少的問(wèn)題，比如激光定位的HTC Vive經(jīng)常會(huì )捕捉不到控制器，而索尼對外部光線(xiàn)的要求極高。雖然可以預測的是，以后的VR設備位置追蹤會(huì )成為標配之一，但是追蹤的精確度會(huì )是長(cháng)期無(wú)法解決的問(wèn)題。

關(guān)鍵技術(shù)之三：輸入設備

現在常規的輸入設備主要是手柄狀的控制器，而且每家的輸入設備形態(tài)都不同，這些輸入設備就像傳統的鼠標一樣，它們可以在虛擬現實(shí)中變換成相對應的工具，比如刀、槍、劍等等。但是從體驗來(lái)看，這種通過(guò)外部實(shí)物來(lái)控制虛擬現實(shí)中物體，交互性和沉浸感會(huì )大打折扣。

這種時(shí)候，作為一種非常自然的交互方式，無(wú)需借助外設的手勢識別技術(shù)就至關(guān)重要了。國內外已經(jīng)有諸如凌感、leap motion等公司推出配合VR使用的手勢識別技術(shù)。但是現在主流的VR硬件廠(chǎng)商并沒(méi)有在這方面有過(guò)多的考慮，他們更加傾向于實(shí)體的控制器，來(lái)和VR內容進(jìn)行一定的交互。

為什么不使用手勢識別，其實(shí)很大的原因在于計算機對于手勢識別的理解，這種理解是基于機器學(xué)習的研究，相應的也就涉及到復雜的人工智能領(lǐng)域。所以短時(shí)期內，主流的VR硬件廠(chǎng)商還是會(huì )依賴(lài)實(shí)體的控制器進(jìn)行動(dòng)作的輸入。

歸根結底，VR硬件技術(shù)發(fā)展遇到的瓶頸是“環(huán)環(huán)相扣”的，其中的每一環(huán)都涉及到不同的學(xué)科領(lǐng)域，只有每一個(gè)環(huán)上的問(wèn)題得到了優(yōu)化解決，VR硬件才能突破現有的桎梏，上升到一個(gè)真正能夠撐得起消費市場(chǎng)的階段。

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