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您绝不愿错过的VR头戴显示三大开发技术

VR究竟要怎样才算做真正取得了“成功”?以大多数人的角度来看,那将会是技术打开了大众消费市场,并进入世界各地的家庭和公共场所之中。

然而正如之前所探讨的那样,我们离实现这一目标依然任重道远。为了实现这一目标,用户在VR体验中的沉浸感仍然需要有显著的飞跃。

捕获技术的进步当然在这方面有着至关重要的作用,与此同时还有我们在创作适合媒介的叙事能力。同样重要的 - 可谓吸引用户的拼图中的关键一块,将是显示技术的进步。
 

我们之前已经多次谈过,头戴显示(HUD)性能为何成为了大规模采用VR的关键因素。

现在我们也已经看到了这方面的发展:头戴显示的销售预计将会占据2019年VR游戏行业中的大部分收入。越来越多的公司正在投入资金和开发资源,去继续改进显示技术。

为此,头戴显示技术的进步在未来一年将会如何,当然非常值得期待。所以闲话少说,让我们直接转入正题...

独立型头戴显示

截止目前,VR头戴显示依然采用以下两种方式之一:连接到PC以获得强大(且高端)的体验,或者与您的手机集成以获得更便宜(但质量更低)的体验。

独立型的头戴显示将介于两者之间。凭借其内置的屏幕、电池,以及改进的规格。不仅带来了移动型VR头戴显示的无拘束体验,而且有了明显的性能提升。但话虽如此,它们目前仍然没有Oculus Rift或HTC Vive这样的PC型VR头戴显示那么强大。

然而所有这些都可能在2019年里发生变化。

我们目前正期待着将于春季发布的Oculus Quest。这款头戴显示预计将会消除了目前的许多障碍:这款独立型的头戴显示有着相对实惠的400美元价格,而且已经能够提供与Oculus Rift相似的体验,不再有红外传感器,也不必再连接到游戏PC或智能手机了。

该设备的独立性意味着它当然不会有现代的英特尔或AMD处理器那样强大,但Oculus将会专注于解决一些核心挑战。而且这款头戴显示,在VR游戏方面已经具有了足够的吸引力:无线功能,可以实现6个自由度(借助6个自由度,实现了360度移动)。此外,还附带了控制器。

当然Oculus并非是唯一一家正在寻求VR用户问题解决方案的公司。 HTC Vive无线适配器,在2018年就获得了广泛的好评,并做到了让VR游戏玩家免去长长的线缆,实现了自在的漫游。

眼动追踪

眼动追踪也是在VR开发里正在探索的一个最激动人心的领域。此技术主要用于快速且精确的检测佩戴了头戴显示的人们的观察方向。

虽然此技术在VR头戴显示里具有一系列的潜在应用,如变焦显示、改进社交VR头像之类,但眼动追踪最常见的讨论点则是中央凹型渲染(Foveated rendering)。

中央凹型渲染能够显著的降低显示复杂VR场景所需的计算力。这个名字来源于人眼中心的一个小的凹型坑:中央凹(fovea)。由于其上面密集分布着光感受器,因此在我们的视野中心提供了高分辨率的视觉。而相比之下,我们的周边视觉虽然在分辨颜色和细节方面相对较差,但能更好地确定对象运动。VR头戴显示则可以很好的模拟这一情况,以便在我们正观看的东西上花费更多的计算力,而在没有关注的部分则减少计算。当然,这首先需要能够知道我们正在关注的是什么。

实现这一目标的技术已经存在,预计将在2019年中继续推进。

VR开发商Pixmax将发布眼动追踪模块,以用于超宽视野的8K和5K头戴显示。特定眼动追踪组件的具体改进预计将随着时间的推移而公布。当然这些发展也需要一段时间才会到达消费者手中(这方面一个很好的例子是Synaptics,早在去年八月就发布了第一款支持2K分辨率双显的头戴显示,并具有了中央凹传输支持,可以将图像保持在直接视线范围内。)

除了中央凹型渲染的渲染应用程序之外,另一位值得关注的开发人员是Visual Camp,他在实现了中央凹型渲染的更好性能的同时,还带来了利用眼睛进行导航和菜单选择的功能。

眼动追踪与头戴显示
 

更大的视野和更高分辨率

眼动追踪的改进,特别再加上了中央凹型渲染之后,将会打开另一扇通向VR圣杯的大门:实现了更高的分辨率。

这是因为要让分辨率变化变得合理,中央凹型渲染将是其中的关键。

由此一来系统架构师便能使用更低成本的显卡,以便仅在您眼前注意到的地方绘制出最精细的细节。

采用更便宜的显卡,还能将更高分辨率的显示效果引入VR头戴显示。这样的成本下降对于制造商考虑此举而言,同样绝对关键。

就观看更高分辨率的设备而言,之前提到的8K Pixmax头戴显示已经配备了3840x2160的高分辨率双显,而5K Plus也配备了2560x1440的高分辨率双显。

HTC Vive Pro所具有的1440x1600分辨率双显,相比Vive而言,分辨率已经提高了78%。通过以上对比,可看出Pixmax在这项技术目前的可实现目标方面,确实已经走在了前列。

在谈到视野(FOV)时,也是类似的情况。 Pixmax头戴显示已经拥有了令人印象深刻的200度超宽视野 - 比起Vive Pro的110度宽出了90度。

这一切有着怎样的意义呢?

为了使VR成为主流并占领大众消费市场,仍有许多技术领域需要提升, 而且涉及了从捕获和显示技术的质量,到如何在VR中有效地讲述故事等各个方面。

目前,我们所看到的头戴显示技术的发展,也正是显示技术的延伸。

能够提供更加身临其境的游戏体验 - 更大的视野,更好的帧速率,以及更高分辨率的虚拟现实头戴显示必然会在游戏VR的发展中发挥重要作用,而这反过来又将会促使虚拟现实的大规模采用百尺竿头更进一步。