《VR入门系列教程》之---VR头显

发表于2016-01-04
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什么是虚拟现实?
    虚拟现实的目标:让人们相信真实地处于一个虚拟世界中。要达到这个目标就得让人们的大脑(负责视觉和运动感知部分)欺骗他们。不同技术合在一起才可以创造这种幻觉,包括:
    全立体显示:也称为3D显示或者头显(HMD)。这种显示方式结合的使用了多图像处理、反畸变技术和凸透镜片来让人眼看到深度信息,如此就形成了立体的图形。
    移动追踪硬件:陀螺仪、加速度计以及其它一些组件被用在虚拟现实技术中,这些可以感应我们的身体移动和头部转动,有了这些以后应用程序就可以实时更新需要绘制的图形。
    输入设备:虚拟现实的输入设备不同于传统的方式,它不能简单的用鼠标键盘来输入,而需要创新,比如:手柄、运动传感识别和手势识别等。
    部署终端:包括:计算机硬件、操作系统、支持虚拟现实软件运行的驱动和引擎以及构建这些的工具。
    虚拟现实离开了以上四个任何一个条件都达不到完全沉浸的体验。本书后面章节都会围着这四个方面深入探讨,接下来会简单介绍一下这几个方面。

全立体显示
    让人眼感受到具有深度信息的持续的3D渲染是虚拟现实最重要的部分。为了达到这个效果,虚拟现实设备都需要借助一个立体显示设备(也称为3D显示或者头显)。
    过去,消费者虚拟现实设备一直没法推广,其原因是没有价格低廉并且长时间佩带舒适的头显设备。这个局面被OculusVR团队戏剧性的改变了,他们在2012年推出的Oculus Rift这款产品在具有立体显示功能并且内置头动追踪设备,这款产品不仅轻巧而且售价只有几百美元。尽管Oculus Rift第一版(DK1)的分辨率还很低,但这也足以引起一场产业风暴。新版本的Oculus Rift(如图1-2所示的DK2),分辨率、移动追踪性能和显示效果都有所提升。

 

图1-2
    那么,Oculus Rift具体都做了哪些呢?第一,为了产生深度信息,它给每个眼睛生成一张图片,这两张图片在视觉上有一点点偏移量,这样就可以模拟人眼的视差,所谓视差就是人脑处理在不同位置看到的物体而产生的深度信息。第二,产生更好的视觉效果,它将图片扭曲从而模拟人眼的球形表面,通过桶形畸变技术可以达到这个效果。
    有了以上这些技术,Tuscany VR Demo场景在虚拟现实设备中就会看起来如图1-3这样,图1-3是Oculus Rift链接电脑以后通过电脑屏幕看到头显中的真实图像。

 

图1-3
    从软件的角度出发,Oculus Rift的任务就是将例如图1-3的图片每分钟绘制60次(最好可以达到120次),这样就可以避免明显的延迟。如果画面出现延迟,VR的体验就会大打折扣,甚至会引起呕吐反应。具体如何做到没有延迟会在接下来的章节中介绍。
    除了Oculus Rift还有其它的头显设备,我们会在下章介绍。这些头显设备有的运行在PC上,有的运行在移动设备上,有的只能在游戏主机上运行。它们价格不等,品质良莠不齐,不过作为消费者VR设备,我认为Oculus Rift应该是最好的。

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