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《头号玩家》里的VR到底离我们有多远


近日,电影《头号玩家》不停地我们的朋友圈内刷屏,不由引起小编的思考,电影中的VR技术啊到底离我们还有多远。Oculus 公司首席科学家 Michael Abrash 出席了第三届环球大挑战峰会(Global Grand Challenges Summit)。在此次大会上,Abrash 和与会者分享了他对 VR 的一些深层次看法

VR虚拟现实原理

"所有的现实都是虚拟的"

这句话是不是足够震撼?如果你此前从来没想过这个命题,恐怕震撼感就没那么明显。所以在这里我想再说一遍:其实我们体验的所谓现实都建立在我们脑海中,其基础是那些高度不完整的数据。通常,这些数据能与现实世界紧密吻合,但它并不是现实的字面反应,而是世界最可能状态的一个推理而已。

下面我们就通过几个案例来认识自己,其实我们对现实的看法只不过是最好的猜测罢了。

VR虚拟现实原理

看到桌子下面的白色方砖和桌子旁边的黑色方砖吗?

下面,我们遮住画中的其他方砖。

VR虚拟现实原理

事实上,它们的灰度完全相同。

不过,如果把它放在阴影下,方砖从视觉上看就会变成白色,而放在亮光下则会转为黑色。光强度是一种基于上下文的推理,你的视觉系统会自动完成推理,因此你看到的是白色和黑色而不是灰色。

"光学和显示(Optics and displays)"

关于光学显示这部分,Abrash对比了当下的设备参数和人眼的区别。可以看到,与人眼相比,目前的技术在各个指标上均相去甚远。紧接着给出了他的五年预测。可以看到,除了像素密度和 FOV 的增大以外,可变焦深 (Variable depth of focus) 的实现值得注意。

随着工艺的提高,可以肯定的是整体的像素数量会稳步增长。那么在给定的分辨率下,是更大的可视范围(FOV)重要,还是更细密的像素密度重要呢?这个问题取决于可视范围的增长是否能带来更好的体验,而 Abrash 在这里的答复是肯定的,他认为五年内可视角度将从 90 度增长到 140 度,而像素密度也将从目前的 30 像素/度翻倍至 120 像素/度。由于目前的光学技术在 FOV 超过 100 度时会失真,需要引入新的技术来实现 140 度的目标。

光学和显示

关于最后一项可变焦深,目前设备的固定焦深是在人眼前两米左右,如果可变的话能显著地提高真实度。“Anything that makes virtual viewing more like the real world will increase comfort and the ability to stay in VR for long periods.” (任何能让虚拟现实变得更真实的技术都能显著地改善舒适度并延长人们停留在 VR 里的时间) 这里 Abrash 提到了全息显示/光场显示/多焦点显示/可变焦显示等技术方案,但目前对头戴式设备来说,这些技术暂时都还不够成熟,需要进一步的研究。Abrash 认为以五年的区间来看,这个问题是有望解决的。

VR跑步机

"交互 (Interaction)"

Abrash 认为 Touch 将会扮演 VR 时代鼠标的角色,在很长时间内都会如此。而双手的追踪,重建和渲染对虚拟环境下的社交也很重要,虚拟人物如果有了精确的手部运动,就会大大增强表现力和感染力。空出的双手也可以用手势来操作简单的界面 (就像通常的科幻电影里那样),比如看电影的时候控制进度,或者在虚拟键盘上打字,等等。这些在五年内也有望被基本实现。

VR跑步机

广州全影汇研发的万向跑步机代号:执行者 致力于解决跑步系统的行业难题。从运动方式以机制上解决前庭系统与动作不匹配导致的眩晕感,配套的著名IP《行尸走肉》游戏实现最惊险刺激的VR跑步冒险游戏

以上这些只是 VR 面临的一部分挑战而已,想把它们一个个解决掉恐怕得花很长时间。VR给我们准备了巨大的探索空间,我们需要将更多的精力投入其中。想要穷尽其中奥秘,恐怕还得经历数十年的不断创新。

从纯粹意义上来讲,VR 也是绝对的大挑战。显然,它非常困难,需要多个领域的合作。不过,这并不能完全概括它。从宏观来看,VR 是 70多年计算机革命和一个世纪以来信息技术发展的最高峰。未来,我们肯定能拥有与数字世界交互的全新界面,而类似全带宽和生物处理技术会陆续加入进来。VR潜力巨大,它能拓宽人类体验的广度和深度。如果它能最终成功,绝对会成为我们这个时代最重要的技术。