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沉浸式游戏!虚拟现实VR技术面面观-科技频道-金鱼财经网

[2021-02-22 17:03:32] 来源: 编辑:wangjia 点击量:
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导读: 第1页:浸入式体验:什么是VR? 都说阅尽天下A片,心中自然无码;吃遍沙县兰州,眼见既是美食。都说人红一世,为名为利为生殖,只有累了想放松一下时,才能发现人生的意义还能在于玩游戏。从1983年日本任

第1页:浸入式体验:什么是VR?

都说阅尽天下A片,心中自然无码;吃遍沙县兰州,眼见既是美食。都说人红一世,为名为利为生殖,只有累了想放松一下时,才能发现人生的意义还能在于玩游戏。从1983年日本任天堂红白机开始上市开始,电子游戏就以势不可挡的姿态席卷全球。如果说90年代的小霸王、街机,DOS游戏是一代人满满的童年的话,2000年的红警,CS,星际魔兽争霸,石器时代,传奇则是他们挥洒的青春。尤其是2004年发布的魔兽世界至今依然是骨灰级游戏迷的出没之地,光是卖出的点卡连起来就能绕地球好几圈。

游戏作为人们失恋时的好基友,无种时的好朋友,有人靠它娱乐消遣,有人靠它发家致富,还有人拿他作为职业。人们与其夜夜笙歌,却很少有人知道它未来的发展方向。个人计算机(PC)从原型到普及花费了数十年时间;互联网革命用了十几年的时间就连接了全世界;而智能手机和移动互联网,则只用了短短不到十年的时间,就占据了现代人生活的方方面面。在经历了这些信息革命之后,下一个激动人心的技术会是什么呢?

目前国内外比较一致的观点就是:VR的硬件设备、应用在VR上的新的三维交互方式,和基于VR设备的应用内容,就是下一个新革命!今年,无论是NVIDIA还是AMD,在技术发布会上都不约而同的将VR作为宣传的重点,VR设备预计将会爆发式增长,那么VR到底是什么?

目前国内外比较一致的观点就是:VR的硬件设备、应用在VR上的新的三维交互方式,和基于VR设备的应用内容,就是下一个新革命!今年,无论是NVIDIA还是AMD,在技术发布会上都不约而同的将VR作为宣传的重点,VR设备预计将会爆发式增长,那么VR到底是什么?目前国内外比较一致的观点就是:VR的硬件设备、应用在VR上的新的三维交互方式,和基于VR设备的应用内容,就是下一个新革命!今年,无论是NVIDIA还是AMD,在技术发布会上都不约而同的将VR作为宣传的重点,VR设备预计将会爆发式增长,那么VR到底是什么?

Virtual Reality简称VR,是由美国VPL公司创建人Jaron Lanier在20世纪80年代初提出的,具体内涵是:综合利用计算机图形系统和各种现实及控制等接口设备,在计算机上生成的、可交互的三维环境中提供沉浸感觉的技术。术语看起来头疼,通俗一点说VR就是利用GPU技术绘制出一个虚拟的时空,让使用者能全方位沉浸其中的技术。

AR则是现实增强的缩写,两者相伴相生。

第2页:命运多舛:VR设备发展史

很多人会觉得VR非常神奇前卫,事实上VR并不是最近几年才开始出现的技术,在VR的道路上我们的前辈已经有了很多年的探索历程了,有些东西我们其实早就用过了。目前国内外比较一致的观点就是:VR的硬件设备、应用在VR上的新的三维交互方式,和基于VR设备的应用内容,就是下一个新革命!今年,无论是NVIDIA还是AMD,在技术发布会上都不约而同的将VR作为宣传的重点,VR设备预计将会爆发式增长,那么VR到底是什么?

任天堂的Zapper光枪或许应该算是史上最成功的游戏外设,仅仅一个简单的想法就能让玩家感受到操作方式的变化能让游戏看起来更加真实。

目前国内外比较一致的观点就是:VR的硬件设备、应用在VR上的新的三维交互方式,和基于VR设备的应用内容,就是下一个新革命!今年,无论是NVIDIA还是AMD,在技术发布会上都不约而同的将VR作为宣传的重点,VR设备预计将会爆发式增长,那么VR到底是什么?

FC时代的Power Glove(能量手套),把手柄戴在手上来模拟体感动作的想法或许很有创意,但用起来麻烦且不灵,完全不是那么回事,最终成为笑柄。

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世嘉为MD开发的一款体感周边Activator,指望通过触发每一边的感应来对应游戏中的动作,结果还是时灵时不灵缺乏应用价值。

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任天堂为N64准备的Voice Recognition Unit也没好到哪去,指望它来语音操作游戏同样事倍功半。

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2003年索尼为PS2推出了EyeToy,打算用这个来全面进行自己的体感计划,只是结果并不理想。

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PS3时代后续的PS Eye和PS move这套组合同样没有取得预想中的出色效果。而Wii则抓住这个机会,用体感手柄实现了逆袭,再次证明了在技术不会有天壤之别的前提下,能够适应需求,表现最配套的游戏作品才是最容易取得成功的。目前国内外比较一致的观点就是:VR的硬件设备、应用在VR上的新的三维交互方式,和基于VR设备的应用内容,就是下一个新革命!今年,无论是NVIDIA还是AMD,在技术发布会上都不约而同的将VR作为宣传的重点,VR设备预计将会爆发式增长,那么VR到底是什么?

Xbox360也不失时机地推出了Kinect,其精密程度和准确性确实胜过同类产品一大截,也让更多玩家乐于接受。

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除了输入方式的虚拟现实外,显示设备的提升也日新月异,微软曾提出过名为Illumiroom的全新投影技术,让整个房间都成为屏幕。

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而最近几年里最接近预期,实现虚拟现实效果的还是头戴显示器类,比如索尼已经推出的HMZ-T3W及系列产品。

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而专门为游戏设计的Oculus Rift则是目前最火热的同类产品,通过两个不同画面实现高度拟真的3D效果,更已经有众多游戏软件支持。

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Leap motion则是一款面向电脑的感应控制器,可以检测玩家的手部动作实现全程手势操作。

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目前成熟的产品就是跟踪头部运动的虚拟现实头套:在传统的计算机图形技术中,视觉信号通过显示器提供,视场的改变是通过鼠标或键盘来实现的,这样用户的视觉系统和运动感知系统是分离的,而利用头戴显示器提供视觉输出,跟踪头部运动来改变图像的视角就是目前虚拟现实的产品。目前国内外比较一致的观点就是:VR的硬件设备、应用在VR上的新的三维交互方式,和基于VR设备的应用内容,就是下一个新革命!今年,无论是NVIDIA还是AMD,在技术发布会上都不约而同的将VR作为宣传的重点,VR设备预计将会爆发式增长,那么VR到底是什么?

它的好处就是用户的视觉系统和运动感知系统之间可以联系起来,用户不仅可以通过双目立体视觉去认识环境,而且可以通过头部的运动去观察环境,感觉就像是置身于虚拟世界中一样逼真。这种体验还有一个别名,叫做沉浸式体验。

和传统鼠标键盘平面交互方式不同,虚拟现实头盔通过内置陀螺仪和线速度感应计,可以提供六个自由度的3D运动侦测,这就非常适合三维空间的运动感应,它们都不太适合。除了虚拟现实头盔,类似的设备还有数据手套和数据衣。

第3页:技术探索:头戴式显示器的立体原理

来头戴式显示器的发展速度可谓日新月异,这是因为它除了运动交互方面的优势以外,在3D立体显示方面也有着先天的优势。

世界因双眼而立体:平面图像无法跃然纸上

早在1839年,英国著名的科学家温特斯顿就在思考一个问题—“人类观察到的世界为什么是立体的?”进过一系列研究发现:因为人长着两只眼睛。人双眼大约相隔6.5厘米,观察物体(如一排重叠的保龄球瓶)时,两只眼睛从不同的位置和角度注视着物体,左眼看到左侧,右眼看到右侧。这排球瓶同时在视网膜上成像,而我们的大脑可以通过对比这两副不同的“影像”自动区分出物体的距离远近,从而产生强烈的立体感。引起这种立体感觉的效应叫做“视觉位移”。用两只眼睛同时观察一个物体时物体上每一点对两只眼睛都有一个张角。物体离双眼越近,其上每一点对双眼的张角越大,视差位移也越大。正是这种视差位移,使我们能区别物体的远近,并获得有深度的立体感。对于远离我们的物体,两眼的视线几乎是平行的,视差位移接近于零,所以我们很难判断这个物体的距离,更不会对它产生立体感觉了,夜望星空你会感觉到天上所有的星星似乎都在同一球面上,分不清远近,这就是视差位移为零造成的结果。

正是这种视差位移,使我们能区别物体的远近,并获得有深度的立体感。对于远离我们的物体,两眼的视线几乎是平行的,视差位移接近于零,所以我们很难判断这个物体的距离,更不会对它产生立体感觉了,夜望星空你会感觉到天上所有的星星似乎都在同一球面上,分不清远近,这就是视差位移为零造成的结果。

当然,只有一只眼的话,也就无所谓视差位移了,其结果也是无法产生立体感。例如,闭上一只眼睛去做穿针引线的细活,往往看上去好像线已经穿过针孔了,其实是从边上过去的,并没有穿进去。而现在我们所看到的图片、电影、玩的游戏都是平面景物,虽然图像效果非常逼真,但由于双眼看到的图像完全相同,自然就没有立体感可言。

如果要从一幅平面的图像中获得立体感,那么这幅平面的图像中就必须包含具有一定视差的两幅图像的信息,再通过适当的方法和工具分别传送到我们的左右眼睛。

既然通过双眼观察世界才能获得立体感,那么想要获得立体的图像也需要两台照相机或摄像机,由此就诞生了“虚拟立体显示”技术,最早引入该技术的是立体电影。立体电影从拍摄开始,就模拟人眼观察景物的方法,用两台并列安置的摄影机,同步拍摄出两条略带水平视差的电影画面,这样影片所包含的信息就与人的双眼亲临拍摄现场所看到的画面毫无二致了。

不过,想要把立体图像显示给人眼看可不容易,如何才能做到左眼只看左摄像头的图像、右眼只看右摄像头的图像呢?这就涉及到另一个专门的课题,立体影像放映!目前主流的方法有两种,第一种是显示设备产生两种偏振方向不同的光,使用者戴上不同镜片的眼镜,这样左右眼就可以看到两幅不同角度的画面从而产生立体感。影院大多数都采用这种方法实现3D立体放映。

目前主流的方法有两种,第一种是显示设备产生两种偏振方向不同的光,使用者戴上不同镜片的眼镜,这样左右眼就可以看到两幅不同角度的画面从而产生立体感。影院大多数都采用这种方法实现3D立体放映。

第二种是显示设备奇数帧和偶数帧放映不同角度的影像,配合同步的快门式眼镜,两个镜片通过每秒几十次的开关让双眼分别看到不同角度的影像。

第二种是显示设备奇数帧和偶数帧放映不同角度的影像,配合同步的快门式眼镜,两个镜片通过每秒几十次的开关让双眼分别看到不同角度的影像。

目前国内外比较一致的观点就是:VR的硬件设备、应用在VR上的新的三维交互方式,和基于VR设备的应用内容,就是下一个新革命!今年,无论是NVIDIA还是AMD,在技术发布会上都不约而同的将VR作为宣传的重点,VR设备预计将会爆发式增长,那么VR到底是什么?

两种都必须带上相应的专业眼镜而且都要让亮度或者刷新率损失。有种裸眼3D的技术因为显示设备造价昂贵,显示效果一般而遭冷遇。

目前国内外比较一致的观点就是:VR的硬件设备、应用在VR上的新的三维交互方式,和基于VR设备的应用内容,就是下一个新革命!今年,无论是NVIDIA还是AMD,在技术发布会上都不约而同的将VR作为宣传的重点,VR设备预计将会爆发式增长,那么VR到底是什么?

相比之下,头戴式显示器则天生是集成了两块显示屏,双眼被“隔离”以后一只眼睛对应一块显示屏。要显示3D画面有天生的优势。当然如果让两块显示屏显示同样的影像达到2D输出的效果也是完全没有问题的,所以主流头戴式显示器都是原生支持3D立体显示的。

第4页:未来前景:VR带领现实生活转入虚拟世界?

VR设备和鼠标键盘相比,交互方式更加适合三维环境,且符合人体动作自然习惯。和传统显示设备相比,能完美显示3D画面且提供全视野沉浸式体验,这些革命性的改变不仅可以让现有游戏体验得到质提升,而且无疑会催生出来目前没有的游戏种类。目前国内外比较一致的观点就是:VR的硬件设备、应用在VR上的新的三维交互方式,和基于VR设备的应用内容,就是下一个新革命!今年,无论是NVIDIA还是AMD,在技术发布会上都不约而同的将VR作为宣传的重点,VR设备预计将会爆发式增长,那么VR到底是什么?

事实上头戴显示器只是VR设备中的一员,其他感应手套,感应衣,运动感应跑步机都归于此类。而VR也不会仅仅局限于游戏一个领域。Facebook去年斥资20亿美元收购沉浸式虚拟现实技术公司Oculus VR就被业界高度解读。我们知道,Google颠覆了广告,Youtube颠覆了电视,苹果颠覆了手机,而Facebook这次的野心更大。目前国内外比较一致的观点就是:VR的硬件设备、应用在VR上的新的三维交互方式,和基于VR设备的应用内容,就是下一个新革命!今年,无论是NVIDIA还是AMD,在技术发布会上都不约而同的将VR作为宣传的重点,VR设备预计将会爆发式增长,那么VR到底是什么?

虚拟现实设备可以将Facebook十亿多的用户联系起来,不管是在世界上的哪个地方。就如Zuckerberg(Facebook创始人)讲的那样,你可以通过这个平台,去看一场球赛、或观看美国大选等等。

这个平台若是真正建立起来,众多的开发者在这个上面开发应用,那么随着应用或者场景的增多,用户体验的增强,Facebook 将会深入到用户生活的方方面面。试想如果娱乐、逛街、交流甚至旅游都不必亲自出门,只需要在家里通过虚拟现实设备接入互联网就能获得同样的感受,又有多少人愿意耗时耗力去亲历亲为呢?目前国内外比较一致的观点就是:VR的硬件设备、应用在VR上的新的三维交互方式,和基于VR设备的应用内容,就是下一个新革命!今年,无论是NVIDIA还是AMD,在技术发布会上都不约而同的将VR作为宣传的重点,VR设备预计将会爆发式增长,那么VR到底是什么?

就像今天网络购物必备淘宝、亚马逊账号一样,未来VR设备的崛起无疑会让虚拟社交变的不可或缺,一旦虚拟现实设备臻于完善,用户越来越多的需求都将借助网络社交系统完成,只有在科幻小说中才会出现的情节也许不久以后都会成为现实。

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